САЭУ - ЛР4 БРР

Федеральное агентство связи

Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования

Московский Технический Университет Связи и Информатики

(МТУСИ)

Кафедра радиооборудования и схемотехники

Лабораторная работа №4

Исследование свойств усилителя с параллельной ООС по току

Выполнил

студент группы БРР1601

Савенко С. С.

Проверил

Кубицкий А.А.

Москва 2018

ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Исследование влияния параллельной ООС по току на основные показатели усилителя в сравнении со случаем отсутствии таковой.

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ

Рассмотрим схему усилителя, приведенную на рис.1

Рисунок 1. Схема УМЗЧ.

При помощи режима анализа по постоянному току (Dynamic DC) проверим режимы работы каскадов.

Рисунок 2. Режим анализа схемы по постоянному току (Dynamic DC)

Используя частотный режим анализа (AC) получим АЧХ коэффициента усиления по напряжению К_u(f) (Рис.3) и сквозного коэффициента усиления K_скв(f) (Рис.4)

По К_u(f):

• f_ниж = 551,051 Гц; f_верх = 6,611 МГц; К_u(0.707) = 88,996; К_u(макс) = 125,878;

По K_скв(f):

• f_ниж = 40,466 Гц; f_верх = 7,232 МГц; К_u(0.707) = 6,185; К_u(макс) = 8,748;

Рисунок 3. АЧХ коэффициента усиления по напряжению К_u(f)

Рисунок 4. АЧХ сквозного коэффициента усиления K_скв(f)

Вывод: Последовательная ООС по напряжению значительно уменьшает коэффициент усиления, но она расширяет полосу пропускания усилителя.

Рассчитаем, опираясь на результаты предыдущей работы, глубину обратной связи

Используя частотный режим анализа (AC) и режим Stepping получим АЧХ коэффициента усиления по напряжению К_u(f) (Рис.5) и сквозного коэффициента усиления K_скв(f) (Рис.6) при различных величинах R₁₀ от 1 кОм до 1,6 кОм с шагом 0,3 кОм

По К_u(f):

• R₁₀ = 1 кОм: f_ниж = 554,599 Гц; f_верх = 6,731 МГц; К_u(0.707) = 78,741; К_u(макс) = 111,374 Δf_проп = 6,73 МГц;

• R₁₀ = 1,3 кОм: f_ниж = 551,051 Гц; f_верх = 6,611 МГц; К_u(0.707) = 88,996; К_u(макс) = 125,878 Δf_проп = 6,61 МГц;

• R₁₀ = 1,6 кОм: f_ниж = 554,459 Гц; f_верх = 6,551 МГц; К_u(0.707) = 96,881; К_u(макс) = 137,031 Δf_проп = 6,55 МГц;

По K_скв(f):

• R₁₀ = 1 кОм: f_ниж = 40,794 Гц; f_верх = 7,242 МГц; К_u(0.707) = 5,471; К_u(макс) = 7,739 Δf_проп = 7,242 МГц;

• R₁₀ = 1,3 кОм: f_ниж = 40,466 Гц; f_верх = 7,232 МГц; К_u(0.707) = 6,185; К_u(макс) = 8,748 Δf_проп = 7,232 МГц;

• R₁₀ = 1,6 кОм: f_ниж = 40,239 Гц; f_верх = 7,185 МГц; К_u(0.707) = 6,733; К_u(макс) = 9,524 Δf_проп = 7,185 МГц;

Рисунок 5. АЧХ коэффициента усиления по напряжению К_u(f) при различных величинах R₁₀ от 1 кОм до 1,6 кОм с шагом 0,3 кОм

В каждом из случаев рассчитаем глубину обратной связи

Рисунок 6. АЧХ сквозного коэффициента усиления K_скв(f) при различных величинах R₁₀ от 1 кОм до 1,6 кОм с шагом 0,3 кОм

В каждом из случаев рассчитаем глубину обратной связи

Вывод: Увеличение значения сопротивления нагрузки влечет увеличение коэффициента усиления по напряжению К_u и сквозного коэффициента усиления K_скв, а также влечет уменьшение полосы пропускания Δf_проп. При введении последовательной ООС по напряжению К_u и K_скв уменьшаются слабо при увеличении сопротивления нагрузки.

Используя частотный режим анализа (AC) получим ФЧХ усилителя (Рис.7)

Рисунок 7. ФЧХ усилителя

В области средних частот сдвиг по фазе составляет 180 градусов.

Получим зависимость входных параметров от частоты (Рис. 8-11)

Рисунок 8. Зависимость входной емкости транзистора от частоты

На высоких частотах диапазона полосы пропускания ёмкость транзистора в среднем равна 3,2 пФ.

Рисунок 9. Зависимость входной емкости усилителя от частоты

На высоких частотах диапазона полосы пропускания ёмкость усилителя в среднем 3,2 пФ.

Рисунок 10. Зависимость входного активного сопротивления транзистора от частоты

В области средних частот входное активное сопротивление транзистора равно 246,5 Ом

Рисунок 11. Зависимость входного активного сопротивления усилителя от частоты

В области средних частот входное активное сопротивление усилителя равно 3,65 кОм

Вывод: Модуль входного сопротивления усилителя увеличивается при введении последовательной ООС по напряжению, а модуль входного сопротивления транзистора уменьшается. Модуль входной емкости транзистора и усилителя уменьшается при введении последовательной ООС по напряжению.