Характеристики и параметры биполярных транзисторов Исследование полупроводникового стабилизатора напряжения пополнение wmz через платежные терминалы пополнение wmz

Лабораторные работы по теории электрических цепей

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА №17

Исследование усилителя постоянного тока

Цель работы:

Изучить принцип действия усилителя постоянного тока (УПТ), выполненного по схеме транзисторного параллельно-балансного каскада.

Изучить влияние напряжения питания на коэффициент усиления и дрейф нуля УПТ. пополнение wmz через платежные терминалы пополнение wmz

Экспериментально получить и построить амплитудную и амплитудно-частотную характеристики УПТ.

1. Методические указания к выполнению экспериментальной части

Усилителем постоянного тока (УПТ) называется усилитель, сохраняющий постоянство коэффициента усиления при уменьшении частоты входного сигнала вплоть до нуля.

УПТ находят широкое применение в различных областях радиоэлектроники, автоматики, контрольно-измерительной и вычислительной техники и т.п.

УПТ должен удовлетворять следующим требованиям: Частотные характеристики последовательного колебательного контура Рассмотрим частотные характеристики цепи при резонансе. В случае, когда на последовательную цепь воздействует источник синусоидального напряжения с частотой w, меняющейся от 0 до ¥, параметры цепи, а именно ее реактивное и полное сопротивления, меняются, что вызовет соответствующие изменения тока и падений напряжения на отдельных участках цепи.

при отсутствии входного сигнала, напряжение на выходе усилителя также должно быть равно нулю (отсутствие “дрейфа нуля”);

при изменении знака входного сигнала должен изменяться и знак выходного напряжения;

отношение выходного напряжения к входному должно быть постоянной величиной;

коэффициент усиления не должен зависеть от частоты усиливаемого сигнала.

В отличие от других усилителей, например усилителей низкой частоты, связь между каскадами УПТ должна быть непосредственной (гальванической), так как ни разъединительный конденсатор, ни трансформатор не пропускают постоянный или медленной изменяющийся ток. При этом возникает ряд сложностей с отделением полезного сигнала от постоянных составляющих напряжений и токов, необходимых для нормальной работы каскада. Кроме того, отсутствие конденсатора или трансформатора приводит к тому, что через усилитель одновременно могут проходить полезный сигнал и сигнал помехи. Причиной помехи является изменение начального режима работы каскада под влиянием различных дестабилизирующих факторов (например, изменений температуры, напряжения источника питания и др.). На входе УПТ оба сигнала (полезный и помехи) складываются и различить их невозможно. Это создает ложное представление об истинном значении усиленного полезного сигнала.

Изменение сигнала на выходе при отсутствии изменений входного сигнала, вызываемое воздействием дестабилизирующих факторов, называется ДРЕЙФОМ НУЛЯ УПТ.

Для уменьшения дрейфа нуля стабилизируют источники питания, вводят отрицательную обратную связь, а также применяют специальные балансные схемы. Особое место занимают УПТ с преобразованием (модуляцией и демодуляцией) сигнала.

Одной из наиболее распространенных схем УПТ с ограниченным дрейфом нуля является дифференциальный усилитель, выполненный по параллельно-балансной схеме. УПТ этого типа построен по принципу сбалансированного четырехплечевого моста (рис.1). Два плеча моста образованы транзисторами VT1 и VT2, а два других - коллекторными резисторами RK1 и RK2. К одной диагонали моста подключается источник питания Uпит, в другую включается нагрузка RН. Правая и левая половины праллельно-балансного каскада выполняются одинаковыми. Для этого применяют однотипные транзисторы с одинаковыми параметрами. Соответственно выбираются сопротивления всех резисторов. Так RK1= RK2; R1= R2; R3= R4.

На коллекторных резисторах RK1 и RK2 выделяется усиленный сигнал. Резисторы R1-R4 фиксируют потенциал баз транзисторов и совместного с резистором RЭ обеспечивают оптимальный выбор рабочих точек транзисторов в режиме покоя. Кроме того, резистор RЭ служит для стабилизации эмиттерного тока. Резистор R0, повышающий стабильность работы и входное сопротивление УПТ, часто не ставят. В данной схеме резисторы R5 и R0 используются для грубой и точной балансировки усилителя.

Входной сигнал Uвх подается между базами обоих транзисторов. При равенстве входных сопротивлений транзисторов на одной базе появляется сигнал + Uвх / 2, а на второй: - Uвх / 2.

В транзисторах p-n-p типа повышение потенциала базы вызывает уменьшение коллекторного тока. В результате этого потенциал коллектора относительно массы понижается. Соответственно понижение потенциала базы второго транзистора увеличивает коллекторный ток и повышает потенциал коллектора. Определить влияние напряжения питания Uпит на коэффициент усиления УПТ.

Литература

Основы теории цепей: Учеб. для вузов /Г.В.Зевеке, П.А.Ионкин, А.В.Нетушил, С.В.Страхов. –5-е изд., перераб. –М.: Энергоатомиздат, 1989. -528с.

Бессонов Л.А. Теоретические основы электротехники: Электрические цепи. Учеб. для студентов электротехнических, энергетических и приборостроительных специальностей вузов. –7-е изд., перераб. и доп. –М.: Высш. шк., 1978. –528с.

Теоретические основы электротехники. Учеб. для вузов. В трех т. Под общ. ред. К.М.Поливанова. Т.1. К.М.Поливанов. Линейные электрические цепи с сосредоточенными постоянными. –М.: Энергия- 1972. –240с.

Контрольные вопросы

Как в формуле разложения учитываются при наличии источника синусоидальной ЭДС источники других типов, а также ненулевые начальные условия?

Как целесообразно проводить расчет переходных процессов операторным методом в сложных цепях при синусоидальном питании?

Проведите сравнительный анализ классического и операторного методов.

Какие этапы включает в себя операторный метод расчета переходных процессов?

Из формулы включения на какое напряжение вытекают другие варианты ее записи? Запишите формулы включения.

В каких случаях применяются формулы включения?

Чему численно соответствуют переходная проводимость и переходная функция по напряжению?


Исследование управляемого тиристорного выпрямителя