Politechnika Świętokrzyska w Kielcach |
||||
Laboratorium elektroniki |
||||
Ćwicenie nr
5 |
Temat: Badanie wzmacniaczy na tranzystorach unipolarnych.
|
Zespół:
|
||
Data wykonania ćwiczenia: 17.11.2000 r.
|
Data oddania sprawozdania: |
Ocena: |
1) Cel ćwiczenia:
Celem ćwiczenia jest zapoznanie się z zasadami projektowania wzmacniaczy m.cz. oraz wykreślenie charakterystyk ku =ku (f).Podczas ćwiczenia zapoznajemy się z pracą takiego wzmacniacza.
2)Schemat pomiarowy:
Parametry układu:
C=1[uF]
R1 =220[kΩ]
R2 =220[kΩ]
RD =1[kΩ]
Rob=750Ω, 560kΩ
3)Tabele pomiarowe:
a) Dla obciążenia Rob=750Ω Wartości częstotliwosci od 1kHz do 100kHz pominąłem
w tabeli gdyż się nie zmieniały.
f [Hz] |
f [Hz] |
U1 [V] |
U2 [V] |
Ku [dB] |
[ ] |
10 |
10 |
2 |
1,5 |
-2,5 |
36 |
20 |
20 |
2 |
1,8 |
-0,9 |
55 |
50 |
50 |
2 |
2,25 |
1 |
162 |
80 |
80 |
2 |
2,4 |
1,567 |
165,6 |
100 |
100 |
2 |
2,4 |
1,58 |
172,8 |
200 |
200 |
2 |
2,4 |
1,58 |
175 |
500 |
500 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
800 |
800 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
1k |
1000 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
2k |
2000 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
5k |
5000 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
8k |
8000 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
100k |
100000 |
2 |
2,4 |
1,58 |
180 |
200k |
200000 |
2 |
2,4 |
1,56 |
180 |
500k |
500000 |
2 |
2,3 |
1,21 |
200 |
800k |
800000 |
2 |
2 |
0 |
250 |
1M |
1000000 |
2 |
1,8 |
-0,8 |
276 |
b) Dla obciążenia Rob=560kΩ
f[Hz] [kHz] |
f [Hz] |
U1 [V] |
U2 [V] |
Ku [dB] |
[ ] |
10 |
10 |
2 |
5 |
7,95 |
187 |
20 |
20 |
2 |
5 |
7,95 |
184 |
50 |
50 |
2 |
5 |
7,95 |
180,2 |
80 |
80 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
100 |
100 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
200 |
200 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
500 |
500 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
800 |
800 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
1k |
1000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
2k |
2000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
5k |
5000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
8k |
8000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
10k |
10000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
20k |
20000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
50k |
50000 |
2 |
5 |
7,95 |
180 |
80k |
80000 |
2 |
5 |
7,95 |
179 |
100k |
100000 |
2 |
5 |
7,95 |
176 |
200k |
200000 |
2 |
5 |
7,95 |
171 |
500k |
500000 |
2 |
4,6 |
7,2 |
153 |
800k |
800000 |
2 |
4 |
6 |
128 |
1000k |
1000000 |
2 |
3,8 |
5,57 |
108 |
Tabele pomiarowe dal charakterystyk U2=U2f(U1)
Dla rezystancji obciążenia Rob=750Ω
f=1kHz |
|
|
f=100kHz |
|
U1 [V] |
U2 [V] |
|
U1 [V] |
U2 [V] |
0,2 |
0,24 |
|
0,2 |
0,24 |
0,6 |
0,7 |
|
0,3 |
0,38 |
1 |
1,2 |
|
0,6 |
0,72 |
1,4 |
1,7 |
|
1,1 |
1,3 |
1,7 |
2,1 |
|
1,5 |
1,8 |
2 |
2,4 |
|
2 |
2,4 |
2,5 |
3,1 |
|
2,5 |
3 |
3 |
3,6 |
|
3 |
3,6 |
3,5 |
4,2 |
|
3,5 |
4,2 |
4 |
4,8 |
|
4 |
4,7 |
5 |
5,4 |
|
5 |
5,5 |
b) Dla rezystancji obciążenia Rob=560kΩ
f=1kHz |
|
|
f=100kHz |
|
U1 [V] |
U2 [V] |
|
U1 [V] |
U2 [V] |
0,2 |
0,5 |
|
0,2 |
0,5 |
0,5 |
1,25 |
|
0,5 |
1,25 |
0,8 |
2 |
|
0,8 |
2 |
1,25 |
3,2 |
|
1,25 |
2,76 |
1,5 |
3,8 |
|
1,5 |
3,7 |
2 |
4,8 |
|
2 |
4,8 |
2,5 |
6,1 |
|
2,5 |
6,2 |
3 |
7,4 |
|
3 |
7,1 |
3,5 |
8,4 |
|
3,5 |
8,1 |
4 |
9,2 |
|
4 |
9 |
4,5 |
10 |
|
4,5 |
9,7 |
4,9 |
10,4 |
|
4,9 |
10,2 |
5)Wzory i przykładowe obliczenia:
a)metoda projektowania:
Projektowanie wzmacniaczy m.cz. polega na przyjęciu następujących założeń:
- UDSo =0.5U=8V UDS=16[V]; przy UGS=8V
Charakterystyka przecina oś prądów w wartości 13.5 mA
RD=UDS/ID
RD=16/13.5=1,1 kΩ
Zaokrąglając do najbliższej wartości jaka jest na makiecie, wybieramy 1kΩ
Wyznaczamy ch-ke fazową i ampitudową:
dla Rob=750Ω
ϕ=180°± t/T*360°
dla f=20 Hz
ϕ=180°-20ms*20Hz*360°=55°
ku=20 log(U2/U1)
dla 800Hz ku=20*log(2,4/2)=20*0,079=1,58dB
dla Rob=750Ω fd=50Hz
dla Rob=560kΩ fg=1MHz
6)Uwagi i wnioski:
Na podstawie wyznaczonych charakterystyk częstotliwościowych można stwierdzić,że głównym zadaniem wzmacniacza jest wzmacnianie sygnału małej częstotliwości (akustycznej).Wzmacniacz powinien być zasilany ze źródła stabilizowanego,gdyż zmiany napięcia zasilania powodują przesunięcie punktu pracy tranzystora,co może wpływać na odkształcenia wzmacnianego sygnału. .Ze względu na dużą tolerancję wykonania tranzystorów polowych (dochodzącą w niektórych tranzystorach nawet do kilkudziesięciu procent),zaprojektowany przez nas wzmacniacz, parametrycznie nie odbiegał w znacznym stopniu od rzeczywistego.Układ wzmacniacza z tym tranzystorem ma dużo większą szerokość pasma niż układ z tranzystorem bipolarnym. Ze względu na różnice w dokładności wykonania tych tranzystorów nie polecamy ich stosowania.
RD
R1
C
+
wy
Generator
Zasilacz
R2
-
B
A
Oscyloskop
Rob
C