Исследование основных параметров и характеристик усилителей низкой частоты
Федеральное государственное
автономное образовательное учреждение
Высшего профессионального образования
"СИБИРСКИЙ ФЕДЕРАЛЬНЫЙ
УНИВЕРСИТЕТ"
Институт инженерной физики и
радиоэлектроники
Кафедра "Радиотехника"
Отчет по лабораторной работе №1
Исследование основных параметров и
характеристик усилителей низкой частоты
Студент РФ12-21Б Макаров Н.Р.
Студент РФ12-21Б Морозкина В.Ю.
Преподаватель Григорьев А.Г.
Красноярск 2014
Цель и задачи
Цель лабораторной работы: целью лабораторной работы является
ознакомление с лабораторным стендом, контрольно-измерительными приборами,
методами измерения основных параметров и характеристик усилителей низкой
частоты.
Задачи:
. Изменяя входной сигнал в пределах 0-2 U*, где U* - входное напряжение
усилителя, соответствующее максимальному неискаженному выходному сигналу,
снимите амплитудную характеристику усилителя (7-10 точек). В каждой точке
определите уровень нелинейных искажений.
. Изменяя частоту генератора, определить нижнюю (fн) и верхнюю (fв) частоты усилителя по
падению выходного напряжения на 3 дБ (по уровню 0,707) от его значения на
средних частотах.
. Изменяя частоту генератора в пределах fн /4 < f <4 fн и fв /4 < f <4 fв, снять
амплитудно-частотную и фазо-частотную характеристики усилителя (по 7-10 точек в
области НЧ и ВЧ).
. В диапазоне средних частот измерить выходные напряжения
усилителя при закороченном и включенном входном дополнительном сопротивлении на
входе усилителя. Рассчитать входное сопротивление усилителя.
. Выключить дополнительное сопротивление на входе усилителя.
Повышать рабочую частоту до падения выходного напряжения в 1,5-2 раза. Замерить
выходные напряжения при закороченном и включенном сопротивлении на входе
усилителя. Рассчитать входную емкость усилителя.
. В диапазоне средних частот измерить выходные напряжения
усилителя при высокоомной и низкоомной нагрузках. Рассчитать выходное
сопротивление усилителя.
усилитель низкая частота сигнал
Результаты
выполнения лабораторной работы
Далее представлены результаты обработки, исходя из порядка
выполнения заданий к лабораторной работе.
Найдено значение амплитуды входного сигнала, при которой
нелинейные искажения выходного сигнала мало заметны U*=0.235 В, выходного
сигнала Uвых=3В. При уменьшении
амплитуд в 3 раза, коэффициент усиления равен K=1/0.08=12.5
Изменяя входной сигнал в пределах 0-2 U* снимаем амплитудную
характеристику усилителя при Rн=300 Ом, значения которой представлены в таблице
1. На рисунке 1 представлен график амплитудной характеристики.
Таблица 1
|
№ п/п
|
Uвх, В
|
Uвых, В
|
|
1
|
0
|
0.4
|
|
2
|
0.03
|
0.4
|
|
3
|
0.06
|
0.75
|
|
4
|
0.09
|
1.1
|
|
5
|
0.12
|
1.25
|
|
6
|
0.15
|
1.9
|
|
7
|
0.18
|
2.3
|
|
8
|
0.21
|
2.7
|
|
9
|
0.24
|
3.2
|
|
10
|
0.27
|
3.4
|
|
11
|
0.3
|
3.8
|
|
12
|
0.33
|
4
|
|
13
|
0.36
|
4.1
|
|
14
|
0.39
|
4.2
|
|
15
|
4.3
|
|
16
|
0.45
|
4.4
|
Рисунок 1-Амплитудная характеристика при 300 Ом
Изменяя входной сигнал в пределах 0-2 U* снимаем амплитудную
характеристику усилителя при Rн=10 кОм, значения которой представлены в таблице
2.
Таблица 2
|
№ п/п
|
Uвх, В
|
Uвых, В
|
|
1
|
0
|
0.4
|
|
2
|
0.03
|
0.4
|
|
3
|
0.06
|
0.8
|
|
4
|
0.09
|
1.2
|
|
5
|
0.12
|
1.6
|
|
6
|
0.15
|
2.1
|
|
7
|
0.18
|
2.6
|
|
8
|
0.21
|
3
|
|
9
|
0.24
|
3.4
|
|
10
|
0.27
|
4
|
|
11
|
0.3
|
4.4
|
|
12
|
0.33
|
4.8
|
|
13
|
0.36
|
5.3
|
|
14
|
0.39
|
5.8
|
|
15
|
0.42
|
6.2
|
|
16
|
0.45
|
6.6
|
|
17
|
0.5
|
7
|
|
18
|
0.53
|
7.2
|
|
19
|
0.56
|
7.4
|
|
20
|
0.59
|
|
21
|
0.62
|
7.7
|
|
22
|
0.65
|
7.8
|
|
23
|
0.68
|
7.9
|
|
24
|
0.71
|
8
|
На рисунке 2 изображен график амплитудной характеристики при
10 кОм.
Рисунок 2-Амплитудная характеристика при 10 кОм
Исходя из задания 3 лаб. работы (изменяя частоту генератора в
пределах fн /4 < f <4 fн и fв /4 < f <4 fв, снимите
амплитудно-частотную и фазочастотную характеристики усилителя (по 7-10 точек в
области НЧ и ВЧ)) были найдены значения, необходимые для построения
характеристик, представленные в таблицах 3, 4, 5.
Fн=450 Гц, Rн=300 Ом, fв=215000 Гц
Таблица 3
|
fн, Гц
|
Uвых, В
|
|
100
|
0.38
|
|
250
|
0.49
|
|
400
|
0.69
|
|
550
|
0.83
|
|
700
|
0.90
|
|
850
|
0.94
|
|
1000
|
0.96
|
|
1150
|
1.03
|
|
1300
|
1
|
|
1450
|
1.05
|
|
1600
|
1.05
|
|
1800
|
1.05
|
На рисунке 3 изображен график АЧХ в области НЧ при 300 Ом
Рисунок 3-АЧХ в области НЧ
Таблица 4
|
fв, ГцUвых, В
|
|
|
21000
|
1
|
|
107000
|
1
|
|
125000
|
0.97
|
|
150000
|
0.93
|
|
171500
|
0.89
|
|
193000
|
0.71
|
|
214500
|
0.7
|
|
298000
|
0.42
|
|
381000
|
0.31
|
|
464000
|
0.24
|
|
547000
|
|
630000
|
0.14
|
|
713000
|
0.13
|
|
796000
|
0.09
|
|
879000
|
0.06
|
На рисунке 4 изображен график АЧХ в области ВЧ, 300 Ом
Рисунок 4 - АЧХ в области ВЧ при 300 Ом
Fн=20 Гц, Rн=10 кОм, fв=280000 Гц
Таблица 5
|
fв, ГцUвых, В
|
|
|
70000
|
1.3
|
|
175000
|
1.05
|
|
280000
|
0.7
|
|
385000
|
0.68
|
|
490000
|
0.56
|
|
595000
|
0.49
|
|
700000
|
0.42
|
|
805000
|
0.37
|
|
910000
|
0.32
|
|
1015000
|
0.29
|
|
1120000
|
0.23
|
На рисунке 5 изображен график АЧХ в области ВЧ при 10 кОм
Рисунок 5 - АЧХ в области ВЧ при 10 кОм
Для расчета входного сопротивления, входной емкости и
выходного сопротивления усилителя учитывали измеренные значения следующих
параметров:
По п.7 лаб. Задания-
Без сопр.
Uвх=0.08 В
Uвых=1.2 В
При 100 кОм
Uвх=0.08 В
Uвых=0.3 В
По п.8 лаб. Задания-
Uвх=0.08
Без сопр.
Uвых=0.6 В
При подкл. сопр. Uвых=0.15 В
По п.9 лаб. задания-
При Rн=300 Ом Uвых=1.1 В
При Rн=10 кОм Uвых=1.2 В