Temat : Sprzężenie zwrotne

Podczas wykonywania ćwiczenia przeprowadzone zostały pomiary podstawowych parametrów wzmacniacza tranzystorowego , po wprowadzeniu różnego rodzaju sprzężeń zwrotnych. Całość pomiarów prowadzona była na jednej i tej samej płytce doświadczalnej tak więc następujące parametry są stałe dla wszystkich badanych konfiguracji :

Typ tranzystora : BC 177

U_zasilania = 15 V h₁₁ = 3 kΩ

U_CE = 10 V h₂₁ = 340 A/A

I_C = 2,9 μA h₁₂ =0,2 x 10^-4 V/V

h₂₂ = 48μS

R_B1 = 43 kΩ R_B2 = 8,2 kΩ

R_F = 200 kΩ R_C = 1,5 kΩ

R_E1 = 82 Ω R_E2 = 270 Ω

R_G = 10 kΩ

• Układ bez sprzężenia zwrotnego

Pomiary prowadzone były z wykorzystaniem układu przedstawionego na rysunku.

Obliczenie parametrów układu.

• Impedancja wejściowa :

U_we = 0,14 V Prąd wejściowy obliczamy korzystając z prawa Ohma, znając wartość oporności R_G oraz spadek napięcia na tym oporniku.

• 
  
  
  Impedancja wyjściowa zmierzona została przy użyciu opornicy dekadowej, dołączonej do wyjścia wzmacniacza. Rezystancję opornicy zmieniano do momentu gdy napięcie na wyjściu wzmacniacza osiągnęło wartość równą połowie napięcia dla wzmacniacza nieobciążonego. Wtedy to na rezystancji wewnętrznej, odkłada się również dokładnie połowa napięcia wyjściowego, a wartość rezystancji wewnętrznej wzmacniacza odczytujemy bezpośrednio z opornicy dekadowej.

R_wy = 1210 Ω

• Wzmocnienie napięciowe, wyznaczone jako stosunek napięcia wyjściowego do wejściowego, dla naszego układu bez sprzężenia zwrotnego wynosi :

• 
  Zmierzone wartości częstotliwości granicznych badanego układu (dla tych częstotliwości następuje zmniejszenie poziomu sygnału wyjściowego o 3db ) :

f_gg > 1,4 MHz (większa niż możliwa do uzyskania z generatora )

f_gd =410 Hz

• Układ z ujemnym, prądowym, szeregowym sprzężeniem zwrotnym

Pomiary prowadzone były z wykorzystaniem układu zestawionego według następującego schematu.

• 
  
  Impedancja wejściowa :

• Impedancja wyjściowa :

R_wy = 1506 Ω

• Wzmocnienie napięciowe

• Częstotliwości graniczne :

f_gg > 1,4 Mhz

f_ff < 20 Hz (obie poza dostępnym zakresem pomiarowym)

Wnioski : W stosunku do wzmacniacza bez sprzężenia zwrotnego obserwujemy :

- zmniejszenie się wzmocnienia napięciowego

- wzrost rezystancji wejściowej

- zmniejszenie się rezystancji wyjściowej

- rozszerzenie pasma przenoszenia

• Układ z ujemnym, napięciowym, równoległym sprzężeniem zwrotnym

Pomiary prowadzone były z wykorzystaniem układu zestawionego według następującego schematu.

• 
  
  Impedancja wejściowa

• Impedancja wyjściowa

R_wy = 1301 Ω

• 
  Wzmocnienie napięciowe

• Częstotliwości graniczne

f_gg > 1,4 MHz

f_dd = 450 Hz

Wnioski : W stosunku do wzmacniacza bez sprzężenia zwrotnego obserwujemy :

• zmniejszenie impedancji wejściowej

• zwiększenie impedancji wyjściowej

• Wtórnik emiterowy - układ ze stuprocentowym, napięciowym, szeregowym sprzężeniem zwrotnym

• Impedancja wejściowa

• 
  
  Impedancja wyjściowa

R_wy = 54 Ω

• 
  Wzmocnienie napięciowe

Wnioski : Zgodnie z przewidywaniami, wzmocnienie napięciowe jest bliskie jedności, wzrosła impedancja wejściowa, oraz znacznie zmniejszyła się impedancja wyjściowa.

• Obliczenia wartości teoretycznych

1. Układ bez sprzężenia zwrotnego

- gdyż badaliśmy wzmacniacz nieobciążony

- z_g (impedancja źródła sygnału ) przyjmujemy 0

K_u = - 159 [V/V]

R_we = 2,17 kΩ

R_wy = 1,4 kΩ

2. Układ z szeregowym sprzężeniem prądowym.

Wszystkie wzory analogiczne jak wyżej przy czym modyfikujemy parametry h_ii w następujący sposób

K_u = - 4,15 [V/V]

R_we = 6,49 kΩ

R_wy = 1,49 kΩ

3. Układ z ujemnym napięciowym, równoległym sprzężeniem zwrotnym

Wszystkie wzory analogiczne jak wyżej przy czym modyfikujemy parametry h_ii w następujący sposób

We wszystkich wzorach za R_B wstawiamy R_F - nie ma dzielnika polaryzacji bazy.

K_u = - 142

R_we = 0,89 kΩ

R_wy = 1,15 kΩ

4. Wtórnik emiterowy

K_U ≈ 1

R_we = 6,5 kΩ

R_wy = 19,75 Ω

Zestawienie uzyskanych rezultatów :

	Bez sprzężenia	Prądowe, szeregowe	Napięciowe, równoległe	Wtórnik emiterowy
Ku [V/V]
zmierzone	- 110	- 4	- 84	1
wyliczone	- 159	- 4,15	-142	1
Rwe [Ω]
zmierzone	2415	7400	1538	4166
wyliczone	2170	6490	890	6500
Rwy [Ω]
zmierzone	1210	1506	1301^*	54
Wyliczone	1401	1490	1150	19,75
fgg[Hz]	> 1,4 MHz	> 1,4 MHz	>1,4 MHz
fgd [Hz]	410 Hz	< 20 Hz	450 Hz
	Odwrócona faza	Odwrócona faza	Odwrócona faza

* oznacza wyniki wątpliwe

Wnioski końcowe : Przeprowadzone pomiary i obliczenia potwierdzają co następuje:

- sprzężenie szeregowe powoduje wzrost impedancji wejściowej

• sprzężenie równoległe powoduje spadek impedancji wejściowej

- sprzężenie napięciowe powoduje spadek impedancji wyjściowej

- sprzężenie prądowe powoduje wzrost impedancji wyjściowej

- ujemne sprzężenie zwrotne zmniejsza wzmocnienie napięciowe wzmacniacza

- wtórnik emiterowy charakteryzuje się małą impedancją wyjściową

strona 1

---