Laboratorium Podstaw Elektroniki Politechniki Lubelskiej

Wykonawcy: Duda Jacek Machnik Łukasz							Symbol grupy ED 4.4
Data wyk. ćwiczenia 1999-03-08		Numer ćwiczenia: 3			Temat zadania Badanie tranzystorowych stopni wzmacniających
	Zaliczenie			Ocena	Data	Podpis

1. Cel ćwiczenia:

Celem ćwiczenia było zbadanie stopni wzmacniających w różnych układach pracy oraz wykonanie pomiarów w celu wyznaczenia charakterystyk dynamicznych i częstotliwościowych.

2. Układy pomiarowe do wyznaczania charakterystyk i oporności :

1. charakterystyka dynamiczna i częstotliwościowa

2. pomiar oporności wejściowej

3. pomiar oporności wyjściowej

3. Jednostopniowy wzmacniacz OE.

Rys. Tranzystorowy stopień wzmacniający w układzie OE.

U_wy = f (U_we) f = 1000 Hz

Uwe	V	1	1,2	1,4	1,6	2	2,8	4
Uwy	V	2,8	3	3,6	3,8	4,4	5,2	6

K_u = f (f) U_we = 1 V

f	Hz	27	70	150	250	400	1000	26k	40k	57k	86k	150k	221k
Uwy	V	1	1,8	2,4	2,6	2,8	2,8	2,6	2,4	2,3	2	1,4	1
Ku	V/V	1	1,8	2,4	2,6	2,8	2,8	2,6	2,4	2,3	2	1,4	1
Ku	dB	0	5,11	7,6	8,3	8,94	8,94	8,3	7,6	7,23	6,02	2,92	0

K_u = U_wy/U_we [V/V]

K_u = 20^.log(U_wy/u_we) [dB]

Pasmo przepustowe: f_p= f_g - f_d = 74000 Hz - 100 Hz = 73900 Hz

R_we = 966,7 Ω R_wy = 1000 Ω

Ugen	Uwy	Rd		Ugen	Uwy	Rd
V	V	Ω		V	V	Ω
1	1,4	1000		1	1,4	1000
1,2	3,2	900		1,4	1,7	1000
1,6	2	1000

4. Dwustopniowy wzmacniacz OE.

Rys. Schemat wzmacniacza dwustopniowego w układzie OE

U_wy = f (U_we) f = 1000 Hz

Uwe	V	0,12	0,15	0,2	0,24	0,3	0,4	0,5
Uwy	V	2,8	3,6	4,4	5,2	7	8	8,4

K_u = f (f) U_we = 0,2 V

F	Hz	27	50	60	120	800	15k	76k	124k	175k	280k
Uwy	V	1,9	2,6	3	4,6	4,6	4,4	3,2	2,3	1,4	0,7
Ku	V/V	9,5	13	15	23	23	22	16	11,5	7	3,5
Ku	dB	19,55	22,28	23,52	27,23	27,23	26,85	24,08	21,21	16,9	10,88

Pasmo przepustowe: f_p = f_g - f_d = 76000 Hz - 60 Hz = 75940 Hz

5. Jednostopniowy wzmacniacz OB.

Rys. Stopień wzmacniacza tranzystorowego w układzie OB.

U_wy = f (U_we) f = 1000 Hz

Uwe	V	0,02	0,025	0,06	0,1	0,17	0,28
Uwy	V	2,3	3,2	5,2	7,2	7,6	7,6

K_u = f (f) U_we = 0,05 V

F	Hz	27	75	225	1000	4000	221k	406k	1,21M	1,87M
Uwy	V	3,9	4,4	4,8	4,8	4,8	4,5	4,05	2,8	2
Ku	V/V	78	88	96	96	96	90	81	56	40
Ku	dB	37,84	38,89	39,65	39,65	39,65	39,08	38,17	34,96	32,04

Pasmo przepustowe: f_p = f_g - f_d

R_we = 70 Ω R_wy = 1010 Ω

Ugen	Uwy	Rd		Ugen	Uwy	Rd
V	V	Ω		V	V	Ω
0,05	2,3	60		0,05	2	1110
0,08	3	70		0,06	2,4	810
0,1	3,5	80		0,1	3,4	1110

6. Jedno stopniowy wzmacniacz OC.

Rys. Schemat ideowy układu OC (wtórnika emiterowego)

K_u = f (f) U_we = 3 V

f	Hz	27	100	400	1k	4k	28,1k	406k	3,06M	3,48M	3,92M	4,06M
Uwy	V	2,4	2,8	2,8	2,9	2,9	2,8	2,8	2,6	2,2	2	1,8
Ku	V/V	0,8	0,93	0,93	0,967	0,97	0,93	0,93	0,87	0,73	0,67	0,6
Ku	dB	-1,93	-0,6	-0,6	-0,29	-0,29	-0,6	-0,6	-1,2	-2,69	-3,5	-4,43

Pasmo przepustowe: f_p = f_g - f_d = 3920000 Hz

R_we = 16000 Ω R_wy = 233,3 Ω

Ugen	Uwy	Rd		Ugen	Uwy	Rd
V	V	Ω		V	V	Ω
3	1,4	17000		3	1,4	170
4	1,9	16000		4	1,8	200
6	2,8	15000		6	2,8	330

7. Wnioski:

Dla układów OE i OB obserwujemy wzmocnienie napięciowe z tym, że dla układu OB jest ono większe (ok. 40dB, a dla OE ok. 9dB). Dla układu OC nie obserwujemy żadnego wzmocnienia napięciowego co jest wynikiem poprawnym. Dołączone do układów szeregowe pojemności są powodem tłumienia sygnałów w dolnych zakresach częstotliwości. Dla układu OE zniekształcenia napięcia wyjściowego obserwowaliśmy już dla napięcia generatora 2 V. Dla układu OB zniekształcenia obserwowaliśmy już dla napięcia 0,1 V i wyższych co objawia się zakrzywieniem charakterystyki na wykresie. Dla układu dwustopniowego OE obserwuje się znacznie większe wzmocnienie niż dla układu jednostopniowego OE. Wzmocnienie tego układu można opisać równaniem:

;
;
,

gdzie K_u1 i K_u2 są to wzmocnienia kolejnych stopni wzmacniających. Natomiast charakterystyka częstotliwościowa opada dwa razy szybciej (40dB/dek).

Pomiary rezystancji wejściowych i wyjściowych potwierdzają z dobrą dokładnością ich zgodność z wartościami teoretycznymi, tj: dla układu OE wejściowa (wg pomiarów 966,6Ω), wyjściowa (wg pomiarów 1kΩ); dla układu OB wejściowa mała (wg pomiarów 70Ω), wyjściowa duża (wg pomiarów 1010Ω); dla układu OC wejściowa duża (wg pomiarów 16kΩ), wyjściowa mała (wg pomiarów 233Ω).

Największe pasmo przepustowe ze wszystkich badanych układów posiada układ OC, dla którego f_p > 3,5MHz. Dla układu OB. f_p > 500kHz, a dla układu OE jedno i dwustopniowego f_p wynosi ok. 75kHz.

1