1.Wykonanie ćwiczenia
Na podstawie przeprowadzonych obliczeń dla danych parametrów :
T BC107B , Rg=3550 [Ω] , Kus=110 +-10 [V/V] , fd3db=190 +-10 [hz] Um wy min=0,6[V] Ro=10[kΩ] , Ucc=15[V] , UEE=-15[V]
Otrzymano następujące wartości rezystancji polaryzujących tranzystor :
R1=22[k Ω] , R2 =8,2[kΩ] , R C=6,8 [kΩ] ,RE=2,7[kΩ] , Re=5[Ω] , JC =2,75[mA] , UCE=4,4[V] CE=33 [μF] , C1=2,2 [μF] , C2=2,2[μF]
Ponieważ nie był dostępny kondensator CE równy 33μF zastosowano kondensator o wartości 47 μF . Z tego samego powodu zamiast rezystora Re równego 5 Ω zastosowano zworę .
2 Wyniki pomiarów :
Zmierzony stałoprądowy punkt pracy jest następujący :
Jc=2.75 [mA] UCE=4,1[V]
Zmierzone wartości dla obliczenia KUS w zakresie średnich częstotliwości:
Uwe =30[mVpp] ,Uwy =3,75[Vpp] , f=10[khz]
KUS obliczamy z zależności :
KUS=
=
=
=120 [V/V]
Charakterystykę przejściową wyznaczamy w zakresie średnich częstotliwości f=10[khz]
Dla następujących danych:
Uwe [mVpp] |
Uwy[Vpp] |
2 |
0,225 |
5 |
0,6 |
10 |
1,25 |
20 |
2,4 |
38 |
4,6 |
50 |
6 |
100 |
9,5 |
W celu wyznaczenia charakterystyki amplitudowej wzmacniacza dokonano pomiarów wartości napięcia wyjściowego wzmacniacza dla stałej wartości napięcia wejściowego w funkcji częstotliwości.
Uwe=10[mVpp] |
|||
f [hz] |
Uwy [vpp] |
Kus [V/v] |
Kusdb |
54,000 |
0,200 |
19,2136 |
25,67217 |
100,000 |
0,510 |
48,99468 |
33,80298 |
150,000 |
0,640 |
61,48352 |
35,77517 |
200,000 |
0,850 |
81,6578 |
38,23995 |
290,000 |
1,000 |
96,068 |
39,65157 |
350,000 |
1,000 |
96,068 |
39,65157 |
770,000 |
1,150 |
110,4782 |
40,86553 |
1150,000 |
1,150 |
110,4782 |
40,86553 |
6100,000 |
1,250 |
120,085 |
41,58978 |
10200,000 |
1,250 |
120,085 |
41,58978 |
20100,000 |
1,250 |
120,085 |
41,58978 |
23700,000 |
1,150 |
110,4782 |
40,86553 |
30000,000 |
1,150 |
110,4782 |
40,86553 |
55000,000 |
1,000 |
96,068 |
39,65157 |
73000,000 |
0,800 |
76,8544 |
37,71337 |
100000,000 |
0,700 |
67,2476 |
36,55354 |
108000,000 |
0,640 |
61,48352 |
35,77517 |
Na podstawie powyższych danych wykreślono charakterystykę wzmocnienia i logarytmiczną charakterystykę wzmocnienia w funkcji częstotliwości :
Oraz charakterystykę wzmocnienia w skali liniowej :
3.Częstotliwości graniczne:
Częstotliwości graniczne zdefiniowano jako taką wartość częstotliwości dla której wartość wzmocnienia spada o 3 db w stosunku do wzmocnienia w zakresie średnich częstotliwości posługując się miarą liniowa oznacza to spadek o 1/
amplitudy sygnału na wyjściu. Otrzymano:
f3dbdolna=225 [hz]
f3dbgórna=70,1[khz]
4 . Wnioski :
Zmierzony stałoprądowy punkt pracy jest prawie idealnie zgodny z punktem pracy obliczonym teoretycznie dotyczy to szczególnie prądu IE (obliczono 2.75 mA a zmierzono 2.74 mA ) co wynika z faktu że w układzie występuje silne stałoprądowe sprzężenie stabilizujące prąd emitera realizowane przez rezystor RE . Zmierzona wartość napięcia UCE jest mniejsza o wartości obliczonej teoretycznie (zmierzono 4.1 V a obliczono 4.4 V) co wynika z faktu że w układzie brak jest sprzężenia stabilizującego UCE oraz najprawdopodobniej wartość βF jest większa od wartości przyjętej do obliczeń . Zmierzona wartość KUS 120[V/V] jest różna od obliczonej 110 [V/V] . Wynika to z dwóch przyczyn , pierwszą z nich jest brak w układzie rezystora Re którego wartość obliczona jest równa 5[Ω] jednak z powodu braku rezystora o takiej lub zbliżonej wartości zastosowano w układzie zworę ,drugą przyczyną jest najprawdopodobniej większa wartość β niż przyjęta do obliczeń . Zakres dynamiki wzmacniacza spełnia wymagania projektowe , zniekształcenia stają się zauważalne dla amplitudy sygnału na wyjściu większej od 2,1 V. Obserwujemy wtedy obcinanie dolnej połówki przebiegu wyjściowego spowodowane nasycaniem się tranzystora . Wartość zmierzonej dolnej częstotliwości granicznej różni się od wartości założonej ( ma być 190 hz jest 225hz ) pomimo zastosowania w układzie kondensatora CE o wartości większej niż obliczona (obliczono 33μF , zastosowano 47μF ) . Tłumaczyć to można wpływem biegunów C1 i C2 na biegun dominujący wprowadzany przez CE .