Měření vlastností střídavého zesilovače

Rozměr: px

Začít zobrazení ze stránky:

Download "Měření vlastností střídavého zesilovače"

Květa Pavlíková
před 7 lety
Počet zobrazení:

1 Vysoká škola báňská Technická universita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Základy elektroniky ZEL Laboratorní úloha č. 7 Měření vlastností střídavého zesilovače Datum měření: Datum odevzdání: Skupina ve cvičení: 16:00 17:30 Učitel: Ing. Lukáš Paulinský Tento protokol vypracoval Jméno: Jiří Znoj Login: ZNO jiri.znoj.st@vsb.cz Na měření spolupracoval Jméno: Dluhoš Jan Login: DLU0023

2011 Datum odevzdání: 15. 11. 2011 Skupina ve cvičení: 16:00 17:30 Učitel: Ing.

2 A. Zadání úlohy Schéma zapojení měřeného střídavého zesilovače s kapacitní vazbou je uvedeno na obr. 1. +Ucc = +12V RB1 82k RC 3k CV2 10n (2) (1) CV1 100n T1 BC546B RZ 100k CZpar 1n (1') RB2 10K RE 300R (600R) (2') obr. 1 T1 modul TRANZISTOR BIPOLAR s tranzistorem BC546B +Ucc stejnosměrné napájecí napětí 12V, nastaveno na regulovatelném zdroji P230R51D CV1 dvou kolíkový kondenzátor 100n CV2 dvou kolíkový kondenzátor 10n CZpar dvou kolíkový kondenzátor 1n (simuluje parazitní kapacitu zátěže) RB1 odporová dekáda R DECADE 2 RB2 dvou kolíkový rezistor 10k RC tvořen sériovým zapojením dvou kolíkových rezistorů 1k a 2k RE odporová dekáda R DECADE 1 RZ dvou kolíkový rezistor 100k I. Měření nastavení klidového pracovního bodu P [U CEP, I CP ]. Pokyny pro měření: Schéma zapojení na obr. 1, multimetrem M3900 změříme napětí U CEP mezi kolektorem a emitorem tranzistoru T1. Proud I CP určíme výpočtem ze změřeného napětí U RC na rezistoru R C a jeho hodnoty podle vztahu I CP = U RC / R C. Při tomto měření je zdroj vstupního signálu odpojen. 2

1 T1 modul TRANZISTOR BIPOLAR s tranzistorem BC546B +Ucc stejnosměrné napájecí napětí 12V, nastaveno na regulovatelném zdroji P230R51D CV1 dvou kolíkový kondenzátor 100n CV2 dvou kolíkový kondenzátor

3 II. Měření amplitudové frekvenční charakteristiky A UdB = 20 log A U (f) a určení šířky pásma B. Pokyny pro měření: 1. Schéma zapojení pro měření amplitudové frekvenční charakteristiky je na obr. 2. +Ucc = +12V RB1 82k RC 3k FG OSC CH1 GND u1(t) (1) (1') CV1 100n RB2 10K T1 BC546B RE 300R (600R) CV2 10n (2) (2') RZ 100k CZpar 1n OSC CH2 GND u2(t) obr. 2 FG funkční generátor OSC CH1 osciloskop kanál č. 1 OSC CH2 osciloskop kanál č Na funkčním generátoru FG nastavíme sinusový průběh, úroveň signálu U 1PP = 0,5V udržujeme po celou dobu měření konstantní (odečítáme na kanálu č. 1 osciloskopu), frekvenci postupně nastavujeme f = 50 Hz, 100 Hz, 200 Hz, 500 Hz, 1 khz, 2 khz, 5 khz, 10 khz, 20 khz, 50 khz, 100 khz, 200 khz, 500 khz. Pro každou nastavenou frekvenci vstupního signálu změříme úroveň výstupního signálu U 2PP (odečítáme na kanálu č. 2 osciloskopu). Pro každou nastavenou frekvenci vypočteme A UdB = 20 log (U 2PP / U 1PP ). Frekvenční charakteristiku změříme pro dvě hodnoty rezistoru R E = 300 a 600. Naměřené charakteristiky vyneseme do grafu. Typický průběh amplitudové frekvenční charakteristiky je na obr. 3. AudB Austr -3dB B fd fstr fh log f 3

+Ucc = +12V RB1 82k RC 3k FG OSC CH1 GND u1(t) (1) (1') CV1 100n RB2 10K T1 BC546B RE 300R (600R) CV2 10n (2) (2') RZ 100k CZpar 1n OSC CH2 GND u2(t) obr.

4 obr Šířka pásma je dána vztahem B = f h f d, kde f h je horní mezní kmitočet a f d je dolní mezní kmitočet zesilovače. Mezní kmitočty jsou definovány poklesem zesílení zesilovače o -3 db vůči zesílení ve středu pásma. Poklesu zesílení o -3 db je ekvivalentní pokles rozkmitu výstupního napětí U 2PP na hodnotu (1/ 2)U 2PP = 0,707 U 2PP. Při praktickém měření f h a f d zjišťujeme kmitočet vstupního signálu při, kterém klesne rozkmit na osciloskopu zobrazeného výstupního signálu a hodnotu 0,7 U 2PP. Šířku pásma B změříme pro hodnoty rezistoru R E = 300 a 600. III. Měření maximálního rozkmitu výstupního signálu U 2Ppmax. Pokyny pro měření: Schéma zapojení je totožné s předcházejícím měřením. Na generátoru FG nastavíme kmitočet vstupního signálu f = 10 khz, postupně zvyšujeme velikost vstupního napětí až dojde k omezení výstupního signálu (vzroste zkreslení výstupního signálu) a na osciloskopu odečteme maximální rozkmit ještě nelimitovaného výstupního signálu U 2Ppmax. Opět změříme pro hodnoty rezistoru R E = 300 a 600. B. Použité přístroje a pomůcky a. Regulovaný zdroj stejnosměrného napětí b. Kondenzátory 100n, 10n, 1nf c. Rezistory 1kΩ, 2kΩ, 10k, 100k d. odporová dekáda R DECADE 2 e. odporová dekáda R DECADE 1 f. funkční generátor g. osciloskop h. Modul Tranzistor Bipolar C. Postup měření Měření nastavení klidového pracovního bodu P [UCEP, ICP] Zapojili jsme obvod dle schématu na obrázku č. 1 Napětí Ucp jsme měřili jako napětí mezi kolektorem a emitorem tranzistoru T1 Proud Icp určíme výpočtem ze změřeného napětí Urc na rezistoru Rc a jeho hodnoty podle vztahu Icp=Urc/Rc Měření amplitudové frekvenční charakteristiky AUdB=20logAU(f) a určení šírky pásma B Zapojíme obvod dle schématu č. 2 Na vstupu (funkčním generátoru) nastavíme sinusové napětí U1=0,5 V Frekvenci na vstupu jsme nastavovali v rozmezí f=50hz-500 khz Pro dané hodnoty jsme měřili amplitudu výstupního napětí U2pp Měření maximálního rozkmitu výstupního signálu U2ppmax Na stejném zapojení jsme měřili hodnotu maximálního rozkmitu výstupního signálu Na frekvenčním generátoru nastavíme frekvenci 10 khz a postupně zvyšujeme amplitudu napětí na vstupu zesilovače tak dlouho, dokud se sinusový signál na výstupu zesilovače nezačal být omezený Když dojde ke zkreslení sinusoidy, nacházíme se na maximálním napětí rozkmitu na výstupu 4

Poklesu zesílení o -3 db je ekvivalentní pokles rozkmitu výstupního napětí U 2PP na hodnotu (1/ 2)U 2PP = 0,707 U 2PP.

5 I. U CEP = 6,33V U RC = 11,49V I CP = U RC /R C = 11,49/3000 = 0,00383 A = 3,83 ma II. A U2 = 20*log(U 2pp /U 1pp ) D. Naměřené hodnoty U 1pp [V] f Pro R E = 300 Ω Pro R E = 600 Ω U 2pp [V] A U2 [db] U 2pp [V] A U2 [db] 0,5 50 Hz 0,304-4,322 0,2-7,959 0,5 100 Hz 0,936 5,446 0,6 1,584 0,5 200 Hz 2,03 12,171 1,2 7,604 0,5 500 Hz 3,12 15,904 1,88 11,504 0,5 1 khz 4,16 18,402 2,08 12,382 0,5 2 khz 4,32 18,730 2,20 12,869 0,5 5 khz 4,32 18,730 2,20 12,869 0,5 10 khz 4,16 18,402 2,16 12,710 0,5 20 khz 3,88 17,797 2,04 12,213 0,5 50 khz 3,00 15,563 1,6 10,103 0,5 100 khz 1,96 11,866 1,08 6,689 0,5 200 khz 1,16 7,310 0,680 2,671 0,5 500 khz 0,6 1,584 0,360-2,853 III. U 2ppmax = 9,44 V pro R E = 300 Ω U 2ppmax = 5,84 V pro R E = 600 Ω I. E. Grafy 5

12,171 1,2 7,604 0,5 500 Hz 3,12 15,904 1,88 11,504 0,5 1 khz 4,16 18,402 2,08 12,382 0,5 2 khz 4,32 18,730 2,20 12,869 0,5 5 khz 4,32 18,730 2,20 12,869 0,5 10 khz 4,16 18,402 2,16

6 II. F. Závěr Prováděli jsme měření na tranzistorovém zesilovači s kapacitní vazbou. Zesilovač je určen pro zesilování střídavých signálů. Frekvenční pásmo tohoto zesilovače bylo naměřené v rozmezí 320 Hz-48.5 khz, graf frekvenční charakteristiky vyšel téměř stejný, jako je jeho obvyklý průběh. Naměřené hodnoty se mohou od skutečných mírně lišit kvůli nepřesnému měření. Nepřesnost měření je způsobena odchylkami a nepřesností jednotlivých přístrojů a také vlivem okolního prostředí. 6

Frekvenční pásmo tohoto zesilovače bylo naměřené v rozmezí 320 Hz-48.

Podobné dokumenty

Měření vlastností stejnosměrných tranzistorových zesilovačů

ysoká škola báňská Technická universita Ostrava Fakulta elektrotechniky a informatiky Základy elektroniky ZEL Laboratorní úloha č. 6 Měření vlastností stejnosměrných tranzistorových zesilovačů Datum měření: