Контрольная работа

Задания на контрольную работу
С целью приобретения навыков расчета различных усилительных каскадов в контрольную работу включены расчеты широко применяемых однотактных резисторных каскадов предварительного усиления гармонических сигналов на БТ (задача № 1) и инвертирующего усилителя на ОУ (задача №2).
Задача № 1. Начертить принципиальную схему однотактного резисторного каскада предварительного усиления на БТ, включенном по схеме с ОЭ с эмитерной стабилизацией точки покоя. Рассчитать параметры элементов схемы, режим работы каскада по постоянному току, коэффициент усиления в области средних частот, входные параметры каскада и амплитуду входного сигнала.
Исходные данные для расчетов приведены в таблицах 1 и 2.
Задача №2. Начертить принципиальную схему инвертирующего усилителя на ОУ без указания цепей подачи питания и балансировки (установки нуля), цепей коррекции АЧХ. Рассчитать параметры элементов принципиальной схемы, кроме разделительного конденсатора на входе схемы, определить максимально допустимую амплитуду входного сигнала и граничную частоту (иначе, частоту среза или частоту полюса) АЧХ спроектированного усилителя, глубину обратной связи F*.

Исходные данные для расчета приведены в таблице 3.
=============================================

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 1. «Исследование резисторного каскада предварительного усиления на биполярном транзисторе»

Цель работы Исследовать влияние параметров элементов схемы каскада с эмиттерной стабилизацией на его показатели (коэффициент усиления, частотные и переходные характеристики).

Исходные данные: транзистор типа KT 3102А с параметрами: h21э =
200, Ск = 10 пФ, fh21э = 1,5 МГц, rб¢ ¢ б = 120 Ом; напряжение источника
питания E0 = 15В, ток покоя транзистора iк0 = 3мА.
Варианты значений входной (C1) и выходной (С2) разделительной
емкости, а также емкости нагрузки С3, указанные в таблице 2.1,
выбираются по последней цифре пароля.

Таблица 2.1 Варианты значений емкостей
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10
С1,мкФ 2.2 2.5 2.7 3 3.2 3.8 4.0 4.2 4.5 4.7
С2,мкФ 4.7 4.5 4.2 4.0 3.8 3.2 3 2.7 2.5 2.2
С3,пФ 200 300 400 500 200 300 400 500 400 500
С5,мкФ 500 400 500 400 300 200 500 400 300 200

Задание
Для данного усилительного каскада представляет интерес решение трех
основных задач:
4.1. Исследовать логарифмических амплитудно-частотных
характеристик(ЛАЧХ) и фазочастотных (ЛФЧХ) характеристик усилителя
с целью исследования влияния резистивных элементов:
 без учета влияния отрицательной обратной связи по переменному
току (при включении большой емкости в цепь эмиттера);
 с частотно-независимой обратной связью (без подключения
емкостей в цепи эмиттера транзистора);
 с частотно-зависимой обратной связью (при включении малой
емкости эмиттера, являющейся элементом высокочастотной
коррекции).
Пояснить как при заданных частотных искажениях Мв и Мн (по 3 Дб) на
верхней fв и нижней fн рабочих частотах и заданном коэффициенте
усиления на средней частоте К(fср) определить частоты fв и fн.
4.2. Исследование переходных характеристик для вариантов схемы,
указанных в п. 2 и оценка переходных искажений:
Пояснить как по переходным характеристикам определить время
установления фронта импульса tуст (для импульсов малой длительности)
и относительный спад плоской вершины ∆ (для импульсов большой
длительности).
4.3 Объяснить, почему изменяются коэффициенты усиления, причины и
механизм возникновения частотных и переходных искажений и
сформулировать основные выводы по результатам исследования.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 2.
«Исследование резисторного каскада широкополосного усилителя на полевом транзисторе»

Цель работы Исследовать влияние элементов схемы каскада широкополосного усилителя на полевом транзисторе с общим истоком на его показатели (коэффициент усиления, частотные и переходные характеристики, площадь усиления).

Подготовка к работе
2.1. Изучить следующие вопросы курса:
 цепи питания полевого транзистора;
 назначение элементов принципиальной схемы резисторного
каскада на полевом транзисторе;
 принцип действия простой параллельной высокочастотной
коррекции индуктивностью;
 площадь усиления: определение и методика измерения по АЧХ;
 принцип действия низкочастотной коррекции;
 переходные характеристики и искажения в широкополосном
усилителе;
 влияние цепей коррекции на переходные характеристики в области
малых и больших времен.
2.2. Изучить принципиальную схему каскада.
2.3. Выполнить предварительный расчет к лабораторной работе:
используя данные принципиальной схемы, рассчитать оптимальные
значения L1 и С6 для получения максимально плоской формы АЧХ в
области граничных частот (fв и fн). Варианты значений выходной
разделительной емкости (С2) и емкости нагрузки С4 указаны в таблице
3.1, выбираются по последней цифре пароля.

Таблица 2.1 – Варианты значений емкостей
№ 1 2 3 4 5 6 7 8 9 0
С2,
нФ
10 20 30 40 10 20 30 40 20 10
С4,
пФ
200 300 400 500 400 200 200 300 400 300

Задание
4.1 Исследование амплитудно-частотных характеристик:
 схемы без коррекции;
 схемы с НЧ – и ВЧ – коррекцией.
4.2 Объяснить, как определяется коэффициент усиления по напряжению
на средней частоте, граничные частоты при заданных частотных
искажениях и площадь усиления.
4.3 Пояснить по осциллограммам выходного напряжения как
определяется время установления импульсов малой длительности для
схем
 без коррекции;
 с ВЧ – коррекцией.
4.4 Объяснить, как по осциллограмме выходного напряжения определить
величину неравномерности вершины импульса большой длительности
для схем:
 без коррекции;
 с НЧ – коррекцией.

ЛАБОРАТОРНАЯ РАБОТА 3. «Исследование интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя»
Цель работы Исследовать свойства и характеристики схем интегратора и дифференциатора на основе операционного усилителя (ОУ).

Подготовка к работе
Изучить следующие вопросы курса:
 свойства и особенности построения схем интегратора и дифференциатора на ОУ;
 способы повышения устойчивости схемы дифференциатора на ОУ;
 функциональные схемы и характеристики операционных усилителей.

Задание
4.1 Исследование влияния сопротивления обратной связи R2 на амплитудно-частотную характеристику схемы
интегратора.
4.2 Исследование влияния сопротивления обратной связи R2 на переходную характеристику схемы интегратора.
4.3 Исследование амплитудно-частотных характеристик схемы дифференциатора с выключенным и включенным
резистором R2.
4.4 Исследование переходных характеристик схемы дифференциатора с выключенным и включенным
резистором R2.