OPRACOWANIE WYNIKÓW

2. Wyznaczenie wartości współczynnika wzmocnienia napięciowego

Pomiar został dokonany w następujących warunkach:

Częstotliwość: 1,3 MHz

Napięcie wejściowe U_we: (60 ± 0,2) mV

Napięcie wyjściowe U_wy: (6,4 ± 0,2) V

Współczynnik wzmocnienia napięciowego wyznaczam ze wzoru:

Natomiast błąd maksymalny obliczam z różniczki zupełnej, danej wzorem:

Co w rezultacie daje:

k_u = 106,67 ± 3,69

3. Charakterystyka przenoszenia wzmacniacza z nietłumionym obwodem rezonansowym

Tabela 1. reprezentuje wartości współczynników unormowanego wzmocnienia, natomiast Tabela 2. błędy dla napięcia wejściowego i wyjściowego, współczynnika wzmocnienia (wzór podany w punkcie 2., oraz dla unormowanego współczynnika wzmocnienia, który dany jest wzorem:

Tabela 1

f [MHz]	Uwe	Uwy	kU [Uwy/Uwe]	kUnorm [kU/kUmax]
1,20	0,06	1,15	19,17	0,09
1,22	0,06	1,40	23,33	0,11
1,24	0,06	1,90	31,67	0,14
1,26	0,06	2,80	46,67	0,21
1,28	0,06	5,10	85,00	0,39
1,30	0,06	13,2	220,00	1,00
1,32	0,06	6,40	106,67	0,48
1,34	0,06	3,30	55,00	0,25
1,36	0,06	2,20	36,67	0,17

Tabela 2

f [MHz]	ΔUwe	ΔUwy	ΔkU [Uwy/Uwe]	ΔkUnorm [kU/kUmax]
1,20	0,0002	0,1	1,73	0,01
1,22	0,0002	0,2	3,41	0,02
1,24	0,0002	0,2	3,44	0,02
1,26	0,0002	0,2	3,49	0,02
1,28	0,0002	0,2	3,62	0,02
1,30	0,0002	0,2	4,07	0,02
1,32	0,0002	0,2	3,69	0,02
1,34	0,0002	0,2	3,52	0,02
1,36	0,0002	0,2	3,46	0,02

Wykres 1. przedstawia zależność k_Unorm od częstotliwości. Za błąd odczytu przyjąłem 2mm co dla częstotliwości oznacza około 0,002 MHz.

Odczytana wartość pasma przenoszenia wynosi:

f_p = (0,064 ± 0,002) MHz

Teraz mogę przystąpić do obliczenia wartości oraz błędu dobroci wzmacniacza. W tym celu korzystam ze wzorów:

;

Otrzymana wartość to:

Q = 20,31 ± 0,64

4. Charakterystyka przenoszenia wzmacniacza z tłumionym obwodem rezonansowym

Pomiar współczynnika wzmocnienia napięciowego został dokonany w warunkach:

Częstotliwość: 1,3 MHz

Napięcie wejściowe U_we: (60 ± 0,2) mV

Napięcie wyjściowe U_wy: (2,75 ± 0,1) V

Do wyliczenia wartości i błędu k_u stosuję te same wzory co w punkcie 2. i otrzymuję wartość:

k_u = 45,83 ± 1,82

Tabela 3. reprezentuje wartości współczynników unormowanego wzmocnienia, natomiast Tabela 4. błędy dla napięcia wejściowego i wyjściowego, współczynnika wzmocnienia. Wszystkie potrzebne wzory zostały podane w punkcie 2. oraz punkcie 3.

Tabela 3

f [MHz]	Uwe	Uwy	kU [Uwy/Uwe]	kUnorm [kU/kUmax]
1,00	0,06	0,32	5,33	0,18
1,05	0,06	0,42	7,00	0,23
1,10	0,06	0,54	9,00	0,30
1,15	0,06	0,72	12,00	0,40
1,20	0,06	1,1	18,33	0,61
1,25	0,06	1,8	30,00	1,00
1,30	0,06	2,75	45,83	1,53
1,35	0,06	1,85	30,83	1,03
1,40	0,06	1,18	19,67	0,66
1,45	0,06	-	-	-
1,50	0,06	-	-	-
1,55	0,06	-	-	-
1,60	0,06	-	-	-

Tabela 4

f [MHz]	ΔUwe	ΔUwy	ΔkU [Uwy/Uwe]	ΔkUnorm [kU/kUmax]
1,00	0,0002	0,1	1,68	0,06
1,05	0,0002	0,1	1,69	0,06
1,10	0,0002	0,1	1,70	0,06
1,15	0,0002	0,1	1,71	0,06
1,20	0,0002	0,1	1,73	0,06
1,25	0,0002	0,1	1,77	0,06
1,30	0,0002	0,1	1,82	0,06
1,35	0,0002	0,1	1,77	0,06
1,40	0,0002	0,1	1,73	0,06
1,45	0,0002	-	-	-
1,50	0,0002	-	-	-
1,55	0,0002	-	-	-
1,60	0,0002	-	-	-

Ostatnie cztery pomiary nie zostały dokonane z powodu awarii generatora, jednak i po wykresie i z tabelki można zauważyć tendencje spadkową napięcia wyjściowego co jest zgodne z założeniami.

Wykres 2. przedstawia zależność k_Unorm od częstotliwości. Ze względu na awarię generatora nie jestem w stanie wyznaczyć dokładnie pasma przenoszenia, ponieważ wykres urywa się o 2 punkty za wcześnie. Jednak zauważając pewną zależność w spadaniu k_Unorm mogę wyznaczyć hipotetyczne punkty i na ich podstawie wyznaczyć pasmo przenoszenia. Te punkty są zaznaczone na wykresie linią przerywaną.

Tak jak poprzednio za błąd odczytu przyjąłem 2mm co dla częstotliwości oznacza około
0,01 MHz

Odczytana wartość pasma przenoszenia wynosi:

f_p = 0,3 ± 0,01

Teraz mogę przystąpić do obliczenia wartości oraz błędu dobroci wzmacniacza. Potrzebny wzór został podany w punkcie 4.

Otrzymana wartość to:

Q = 4,33 ± 0,14

Wnioski

Oba wzmacniacze mają taką samą częstotliwość rezonansową, jednak w przypadku braku tłumienia wartość współczynnika wzmocnienia jest o wiele większa niż w przypadku układu tłumionego, czego można było się spodziewać. Tym samym oczekujemy że dobroć układu w przypadku układu tłumionego będzie mniejsza, co okazało się prawdą po dokonaniu obliczeń.

Wykresy przedstawiające współczynnik unormowanego wzmocnienia napięciowego mają kształt dzwonowy, co jest zgodne ze znaną teorią.
Z powodu awarii generatora i braku możliwości dokonania pomiarów do końca, wyniki obliczeń w punkcie 4. można obarczyć większym błędem niż zostało to zrobione.

Wyżej podane argumenty pozwalają twierdzić, że układ został zmontowany poprawnie, a obliczenia nie zawierają dużych pomyłek.

---