Лабораторная работа усилительные каскады на транзисторах Основные положения

Размещено на http://allbest.ru

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА
Усилительные каскады на транзисторах
1. Основные положения


Цель работы - исследование одиночных усилительных каскадов RC-типа на биполярном и полевом транзисторах; исследование характеристик и определение параметров изучаемых усилителей
Усилители низкой частоты (УНЧ) предназначены для усиления непрерывных периодических сигналов, частотный спектр которых лежит в пределах от десятков герц до десятков килогерц. Для усиления малых уровней сигналов применяют многокаскадные усилители с емкостными связями между каскадами.


1.1 Основные параметры и характеристики усилителей

Основными параметрами, определяющими количественные показатели усилителей, являются следующие:

коэффициент усиления - это отношение выходного параметра ко входному:
- коэффициент усиления по напряжению


;

- коэффициент усиления по току

- коэффициент усиления по мощности

.

Для многокаскадного усилителя общий коэффициент усиления равен произведению коэффициентов усиления составляющих его каскадов;

входное сопротивление – это сопротивление между входными зажимами усилителя для переменного тока


;


выходное сопротивление – это сопротивление между выходными зажимами усилителя для переменного тока


;


коэффициент полезного действия – это отношение мощности Р_вых, поступающей в нагрузку, к мощности Р₀, потребленной от источника питания:


.

Основные характеристики усилителя, определяющие его качественные показатели, связаны с нелинейными и линейными (частотными) искажениями усиливаемого сигнала

Нелинейные искажения состоят в том, что форма сигнала на выходе усилителя искажается из-за нелинейности характеристик транзисторов. Такие искажения зависят от амплитуды входного сигнала и не связаны с его частотой. усилитель биполярной полевой транзистор
Амплитудная характеристика - это зависимость амплитуды выходного сигнала от амплитуды входного сигнала (рис.1). Участок «аб» является линейным и с высокой точностью воспроизводит усиливаемый сигнал на выходе. Наклон этого участка определяет коэффициент усиления усилителя. При больших входных сигналах выходное напряжение усилителя перестает возрастать.
Это связано с тем, что в режиме больших входных сигналов рабочая точка транзистора заходит в режимы насыщения и отсечки, где проявляются нелинейные свойства транзистора. Уровень самого слабого сигнала ограничивается уровнем помех. Величина характеризует динамический диапазон усилителя.



Рисунок 1 - Амплитудная характеристика усилителя


Амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) – это зависимость коэффициента усиления усилителя от частоты входного сигнала (рис.2).
Вследствие наличия в схеме усилителя реактивных элементов, а также из-за частотных свойств транзистора коэффициент усиления усилителя имеет различные значения на разных частотах.



Рисунок 2 - Амплитудно- частотная характеристика усилителя

Это явление называют частотными искажениями, которые оценивают по АЧХ усилителя, разбивая ее на области нижних, средних и высоких частот. Степень искажений на отдельных участках определяется коэффициентом частотных искажений М, равным отношению коэффициента усиления на средней частоте К_uo к коэффициенту усиления на заданной частоте K_u:

.

Частоты, на которых коэффициент искажений М достигает предельно допустимого значения, называются верхней f_в и нижней f_н граничными частотами. Разность называется полосой пропускания усилителя.