Opisu dokonano w porównaniu do wzmacniacza OE.

Sprzężenie prądowo - szeregowe nie powoduje znaczących zmian rezystancji wyjściowej. Zmianie natomiast podlega napięcie wyjściowe (w każdym z przypadków wzrasta około dwukrotnie), co spowodowane jest zwiększeniem napięcia wejściowego. Gdyby ćwiczenie zostało przeprowadzone dla jednakowych amplitud sygnałów z generatora, widać

byłoby wpływ ujemnego sprzężenia zwrotnego. W związku ze zwiększeniem napięcia generatora na wejście wzmacniacza trafia sygnał o większej amplitudzie.

Ponad dwukrotnemu wzrostowi podległa rezystancja wejściowa.

Reasumując, układ spełnia założenia teoretyczne z wyłączeniem rezystancji wyjściowej, która powinna wzrosnąć.

Sprzężenie napięciowo - równoległe zgadza się z teorią. Zmniejszeniu uległy wszystkie parametry wyjściowe, jak również napięcie wejściowe. Dla przypadku zwiększonej rezystancji generatora przy rozwarciu wyjścia występuje znaczne zmniejszenie rezystancji wyjściowej wzmacniacza, natomiast w przypadku stałej Rg wynoszącej 1 kR i rezystancji obciążenia 10 - krotnie większej od przypadku 3 występuje redukcja rezystancji wyjściowej oraz napięcia wejściowego, co sugeruje wpływ wyjścia na wejście wzmacniacza - tranzystor jest elementem unilateralnym.

Dzięki zastosowaniu sprzężenia prądowo - szeregowego w obwodzie emitera uzyskujemy polepszenie przenoszenia dolnych oraz górnych częstotliwości. Zwiększenie górnej częstotliwości granicznej wynika z funkcji ujemnego sprzężenia zwrotnego.

Przy zwiększeniu rezystancji obciążającej do wartości 10 kR różnica pomiędzy układem ze sprzężeniem, a układem bez sprzężenia jest jeszcze wyraźniej widoczna.

Zastosowanie sprzężenia napięciowo - równoległego ma bardzo duży wpływ na przesunięcie charakterystyki dla Ro = 1 kR w stronę wyższych częstotliwości. Podobnie, jak poprzednio zwiększenie Ro powoduje jeszcze lepsze uwidocznienie zmian przy zastosowaniu sprzężenia tego typu.

Sprzężenie to okazuje się przydatne, gdy potrzeba podnieść górną częstotliwość graniczną, a zbędny jest dolny zakres pasma przenoszenia.

W obu przypadkach sprzężeń widać wyraźną różnicę w napięciu wyjściowym (wzrost) po zwiększeniu rezystancji obciążenia. Z wykonanych obliczeń dla środkowych częstotliwości wynika, że nastąpił znaczący spadek wzmocnienia napięciowego skutecznego dla każdego ze sprzężeń. Najniższe wzmocnienia można uzyskać przy małych rezystancjach Ro, choć właśnie dla wzmacniacza OE bez sprzężenia przy Ro = 1 kR uzyskiwano największą wartość wzmocnienia.

Zestawienie parametrów uwidacznia różnice między badanymi układami.

Wzmacniacz z USZ p-s charakteryzuje się największą Rwe i rwe podczas, gdy USZ n-r najmniejszą, o wartości bliskiej 0,5 kR lub 150 R w zależności od obciążenia.

Największe wzmocnienia posiada układ bez sprzężeń, w zależności od typu sprzężenia pozostałe wzmacniacze mają bardziej lub mniej zbliżone wartości wzmocnień (USZ n-r - zbliżone wzmocnienie napięciowe, p-sz zbliżone wzmocnienie prądowe).

Oba typy USZ mają jednak bardzo niskie wartości skuteczne wzmocnień.

Najszerszymi pasmami przenoszenia charakteryzuje się wzmacniacz ze sprzężeniem napięciowo - równoległym dla obu obciążeń.

W następnej kolejności znajduje się wzmacniacz USZ p-sz, a najwęższe pasmo ma wzmacniacz OE.

- - - ---SYMULACJA--- - - -

Oprócz pomiarów wyznaczonych w protokole zdecydowałem się na zmierzenie THD - współczynnika zawartości harmonicznych.

Pomiary wykazały o wiele mniejszą wartość amplitudy napięcia wyjściowego dla wzmacniacza OE. Rezystancje wyjściowe można uznać za podobne, napięcia wejściowe różnią się nieznacznie, bo o ok. 1,2 mV, a rezystancje wyjściowe o ok. 3 kR, co

jest wartością znaczącą przy tak małych wartościach. Zniekształcenia mieszczą się zazwyczaj w przedziale 0,1 % - jest to poziom ogólnie akceptowany z wyjątkiem wysokiej klasy systemów hifi [1].

W mojej ocenie badanie symulacyjne wzmacniacza z USZ p-sz nie powiodło się w pełni, gdyż wartość napięcia wyjściowego wielokrotnie przekracza wartość napięcia uzyskanego przy próbie symulacji wzmacniacza OE z Eg = 50 mV (wartość Uwy wyniosła ok. 1,4 V). Rwy dla Rg = 10 kR jest zbliżona do wartości zmierzonej, jednak przy Rg = 1 kR jest ona o ok. 2 kR niższa. Pozostałe parametry określiłbym jako porównywalne. THD w tym sprzężeniu jest duże i dyskwalifikuje wzmacniacz z użytku jako wzmacniacz audio.

Sprzężenie n-r charakteryzuje się napięciem wyjściowym najbardziej zbliżonym do pomierzonego w czasie trwania laboratorium. Niestety nie udało się zmierzyć Rwy, gdyż program symulacyjny był przy tym zbyt czuły i każda zmiana obciążenia powodowała

gwałtowne skoki od 0 do wartości niemalże maksymalnego napięcia. Napięcia wejściowe oraz Rwe są większe od zmierzonych na ćwiczeniu, jednak odzwierciedlają zmiany tych parametrów. Współczynnik THD zbliżył się (w jednym przypadko przekroczył) wartość 1 %, ale możliwe byłoby zastosowanie tego wzmacniacza w prostym systemie audio.

W pomiarach charakterystyk nie udało się uzyskać wszystkich punktów dla identycznych, jak w ćwiczeniu częstotliwości. Program symulacyjny dla skrajnie niskich wartości nie potrafił wskazać jednoznacznego wyniku różnego od zera. Na urządzeniu pomiarowym pojawiały się momentami losowe wartości, czasami przekraczające wartość napięcia częstotliwości

środkowej. Zgodnie z uzyskanymi wynikami najniższą częstotliwość graniczną posiada wzmacniacz z USZ p-sz, USZ n-r powoduje spadek wzmocnienia już przy ok 10 kHz, co jest wartością wysoką i uniemożliwia praktycznie zastosowanie tego wzmacniacza

w paśmie częstotliwości słyszalnych. Żaden z układów nie osiąga poziomu 3-decybelowego spadku wzmocnienia, w związku z tym ich fg przyjąłem jako najwyższe zmierzone częstotliwości. Zmiana obciążenia na większe nie powoduje większych zmian kształtów charakterystyk. Zmianie ulega szybkość spadku wzmocnienia dla USZ n-r dla dolnych częstotliwości i wynosi ona ok. 40 dB/100 Hz. Parametry robocze zachowują ogólne zależności przedstawione dla rzeczywistego układu, jednak wzmocnienia znacząco odbiegają

od przewidywanych. We wszystkich przypadkach dominuje sprzężenie p-sz (uzyskano przy nim najwyższe Uwy).

Takie zmiany są niezgodne z teorią, co oznacza, że musiał nastąpić błąd w symulacji. Celem zbadania przyczyny należałoby powtórzyć badanie w innym programie i porównać uzyskane wyniki.

1. Zbigniew Kulka, Zniekształcenia we wzmacniaczach audio, „SAT-Audio-Wideo”, 06/1997.