Работа № 5

ОБРАТНЫЕ СВЯЗИ В УСИЛИТЕЛЯХ

1. Цель работы:

1. Приобретение практических навыков по измерению амплитудной и амплитудно-частотной характеристик усилителя.

2. Приобретение практических навыков по исследованию обратных связей в усилительных каскадах.

2. Литература:

1. Е.М.Гершензон и др. Радиотехника, М.: "Просвещение", 1986.

2. Приложение.

3. Подготовка к работе:

1. Изучить основные принципы исследования качественных показателей усилительных каскадов, принципиальные схемы усилителей на лампах.

2. Изучить основные принципы исследования обратных связей усилительных каскадов, принципиальные схемы усилителей с обратными связями.

3. Подготовить бланк отчета (см. п.7).

4. Ответить на вопросы для допуска к работе:

• Каково назначение электродов электронной лампы (триода, пентода, тетрода)?

• Для чего на сетке лампы создается отрицательное смещение? Какие элементы схемы служат для создания смещения?

• Как определяется неравномерность АЧХ усилительного каскада?

• Как определить коэффициент передачи усилительного каскада?

• Что такое обратная связь в усилителях?

• Какие виды ОС чаще используются в усилителях?

• Условия самовозбуждения усилителя?

• Как изменяется коэффициент усиления с увеличением глубины ОС?

4. Основное оборудование

1. Генератор сигналов низкочастотный Г3-33 — 1шт.

2. Осциллограф — 1шт.

3. Милливольтметр В3-38 (В3-13) — 1шт.

4. Блок питания — 1шт.

5. Магазин сопротивлений — 2шт.

6. Макет усилительного каскада — 1шт.

5. Задание

1. Ознакомиться с принципами измерения основных параметров усилительных каскадов.

2. Ознакомиться с принципом действия измерительных приборов.

3. Исследовать качественные показатели усилительного каскада.

4. Исследовать влияние обратной связи на качественные показатели усилительного каскада.

6. Порядок выполнения работы

ВНИМАНИЕ! В РАДИОПРИБОРАХ ИМЕЕТСЯ ОПАСНОЕ ДЛЯ ЖИЗНИ НАПРЯЖЕНИЕ. СОБЛЮДАЙТЕ ПРАВИЛА ТЕХНИКИ БЕЗОПАСНОСТИ.

1. Собрать схему исследования усилительного каскада на лампах с ООС по току (рис.1):

Рис.1.Схема исследования усилительного каскада с ООС по току

• для сборки схемы усилителя на лампах выполните следующие переключения на макете: в цепь катода VL1/1 подключите магазин сопротивлений (0 Ом);

• подключите выход ГНЧ на вход усилителя, предел шкалы напряжений до 100 мВ;

• к выходу первого каскада подключите милливольтметр и осциллограф;

• к цепям питания подключите блок питания (+250 В для питания анода и ~6,3 В для питания накала – точки «а а»);

• после проверки схемы преподавателем включите приборы;

• подайте на вход усилителя сигнал частотой 1000 Гц ;

2. Снимите амплитудную характеристику каскада.

Таблица 1

Uвх., мВ	0	5	10	15	20	25	30							100
Uвых., В
KU
NU., дБ

3. Рассчитайте коэффициент усиления усилителя по напряжению K_U = U_вых/U_вх, а также вычислите увеличение уровня сигнала N_U =20lgK_U

4. По данным измерений постройте графики зависимостей U_вых =φ(U_вх ) (рис.2).

Рис.2.График зависимости U_вых =φ(U_вх )

5. Определите по характеристике номинальное значение U_вхном..

6. Снимите амплитудно-частотную характеристику усилителя при U_вх= U_вхном..

Таблица 2

F, Гц	20	40	80	160	320	640	1000	2000	4000	8000	16т.	32т.
Uвых, В
KU
Nвых, дБ
Y, дБ

7. Рассчитайте неравномерность АЧХ усилителя (2)

8. По данным измерений построить графики зависимости Y=φ(f) (рис.3). Шкала частот должна быть логарифмической.

Рис.3.График зависимости Y=φ(f)

9. Для исследования отрицательной обратной связи по току снимите зависимость коэффициента усиления усилителя от величины сопротивления магазина при f=1 кГц, U_вх U_вхном. U_вх=

10. Результаты измерений занести в таблицу 3.

Таблица 3

Rмаг., Ом	0	50	100	150	200	250	300	350	400	450	500
Uвых., В
K1
1

11. Рассчитайте коэффициент усиления каскада K₁ = U_вых/U_вх .

12. Рассчитайте коэффициент обратной связи ₁=R_маг/R_н1.

13. По данным измерений постройте график зависимости K₁ =φ(₁ ) (рис.4).

Рис.4. График зависимости K₁ =φ(₁ ).

14. Вычислите теоретические значения К₁ при ₁=0 и максимальном значении ₁.

15. Соберите схему исследования усилителя с ООС по напряжению (рис.5). Для этого:

• подключите дополнительный магазин сопротивлений между выходом усилителя и катодом лампы VL1/1;

• установите на магазинах сопротивлений следующие значения: R_маг.=50100 Ом, R_оос=105 кОм.

Рис.5.Схема исследования усилителя на лампах с ООС по напряжению

16. Для исследования отрицательной обратной связи по напряжению снимите зависимость коэффициента усиления усилителя от величины сопротивления магазина R_оос. при U_вх= U_вхном на частоте f=1000 Гц.

Таблица 4

Rоос, кОм		105	95	85	75	65	55	45	35	25	15
Uвых, В
KU
KдБ, дБ
21	0

17. Рассчитайте коэффициент усиления усилителя K_U=U_вых/U_вх, К_дБ=20lgK_U (1).

18. Рассчитайте коэффициент обратной связи (4).

19. Вычислите теоретические значения К_ус при ₂₁=0 и среднем значении ₂₁.

20. По данным измерений постройте график зависимости K_ус =φ(₂₁)

.

21. Снимите амплитудно-частотную характеристику N_вых(f) усилителя при U_вх= U_вхном., R_оос.=50 кОм. Повторите измерения при R_оос=

22. Результаты измерений занести в таблицу 5.

Таблица 5

f, Гц	20	40	80	160	320	640	1000	2000	4000	8000	16т.	32т.
Nвых, дБ
Y, дБ
N, дБ
Y, дБ

23. Рассчитайте неравномерность АЧХ усилителя (2).

24. По данным измерений постройте графики зависимости Y=φ(f).

25. По данным измерений и графикам сравните показатели усилителей с ООС по току и напряжению. Сделайте вывод о соответствии снятых данных теоретическим.

26. Оформить отчет, сдать его преподавателю, ответить на контрольные вопросы (п.8), получить зачет.