TRANZISTOROVÝ ZESILOVAČ

Transkript

1 RANZISOROÝ ZESILOAČ 301-4R Hodnotu napájecího napětí určí vyučující ( CC 12). 1. Pro zadanou hodnotu I C 2 ma vypočtěte potřebnou hodnotu R C a zvolte nejbližší hodnotu rezistoru z řady. 2. Zvolte hodnotu zatěžovacího odporu R L > R C. 3. Pro f 1 khz, R E 0 Ω změřte osciloskopem a současně milivoltmetrem maximální rozkmit výstupního napětí zesilovače. 4. Pro f 1 khz nastavte takové vstupní napětí, kdy je zkreslení výstupního napětí ještě neznatelné a změřte A. 5. Změřte f D a f H zesilovače. 6. Pro f 1 khz změřte R S. Při odpojeném napájení nastavte potenciometrem P 2 vámi zvolenou hodnotu R E a opakujte postup od bodu MOŘKOSKÝ OMÁŠ M

2 SCHÉMA Obr. 1 Schéma tranzistorového přípravku + CC R RC R C IN CE O R S P 2 R E R L ZD P 1 1k 0 0 Obr. 2 Měření rozkmitu napětí Obr. 3 Měření napěťového zesílení Obr. 4 Měření mezních frekvencí Obr. 5 Měření vst. odporu zesilovače R dek POŽIÉ PŘÍSROJE OZN. PŘÍSROJ YP EID. Č. POZNÁMKA CC Zdroj nesym. napětí BK * R dek Odporová dekáda MERA XL6 E65-03 až 100 kω enerátor funkcí esla 218 /EM --- iloskop esla BM /391 Analogový analog. nf ESLA BM 579 OE2-720 δ 2 % OZ Operační zesilovač Přípravek R C, R L Rezistory drát. 207/ δ 0,2 % MOŘKOSKÝ OMÁŠ M4 list č. 1

3 POSP MĚŘENÍ 1. ýpočet hodnoty odporu R C 2,5 kω > 2,7 kω (viz výpočet) a určení velikosti odporu R L 27 kω (vycházeli jsme z katalogových hodnot). Zapojíme celý obvod. Nastavíme R C pomocí voltmetru a měřením úbytku napětí na vypočtenou hodnotu. Hodnotu RE volíme dle schématu R E 1 kω. 2. Měření maximálního rozkmitu: ( f 1 khz, R E 0 Ω ) zvyšovali jsme vstupní napětí až do počátku zkreslování napětí na výstupu, odečtem z osciloskopu jsme zjistili max. hodnotu Op-p 8 (při Ip-p 0,072 ), obě hodnoty jsme přepočetli na efektivní. Signál měl nesymetricky široké kladné a záporné amplitudy (kladná byla asi o polovinu širší). 3. Měření napěťového zesílení: ( f 1 khz, R E 0 Ω ) využijeme předchozí měření a vypočteme max. napěťové zesílení bez zkreslení signálu. ýpočtem jsme dospěli k hodnotě A 111, Měření f D a f H : ( f 1 khz, R E 0 Ω ). Milivoltmetrem si změříme napětí na výstupu na db stupnici. Postupně snižujeme frekvenci až na původní úroveň napětí poklesne o 3 db. Odečteme dolní mezní frekvenci f D 97 Hz. Nastavíme zpět 1 khz. Nyní frekvenci postupně zvyšujeme až úroveň napětí vzroste o 3 db. Odečteme horní mezní frekvenci f H 262 khz. 5. Měření vstupního odporu: ( f 1 khz, R E 0 Ω ) Připojíme odporovou dekádu do série na vstup zesilovače a nastavíme R dek 0 Ω. Postupně zvyšujeme její hodnotu odporu až poklesne napětí na výstupu na polovinu (metoda poloviční výchylky) hodnota odporu dekády je rovna vstupnímu odporu zesilovače R vst 6,9 kω (napětí na výstupu 2,68 > 1,34 ). A 3 db 0 f D f H f 6. Odpojíme napájecí napětí a nastavíme rezistor na hodnotu R E 1 kω (pomocí potenciometru P 2 na přípravku). Opakujeme měření obdobně jako u bodů 2. 5., frekvence je stále f 1 khz: Měření maximálního rozkmitu: Op-p 7,2 (při Ip-p 3 ). Měření napěťového zesílení: A 2,4 Měření f D a f H : f D 6,5 Hz (použili jsme citlivější generátor typu SF 8205 A, protože původní generátor neměl dostatečnou možnost nastavení tak malých frekvencí) a f H 1,42 Mhz Měření vstupního odporu: R vst 46 kω 7. Zhodnocení a odhady chyb MOŘKOSKÝ OMÁŠ M4 list č. 2

4 ABLKY AB. 1 Srovnávací tabulka výsledných hodnot s a bez zpětné vazby eličina Značka při R E 0 Ω při R E 1 kω* max. rozkmit Op-p 8 7,2 zesílení A 111,11 2,4 dolní mez frek. f D 97 Hz 6,5 Hz horní mez frek. f H 262 khz 1,42 MHz vstupní odpor zes. R vst 6,9 kω 46 kω * hodnoty jsme měřili milivoltmetrem a odečtem z osciloskopu, v tabulce jsou proto uvedeny průměrné hodnoty z obou měření PŘÍKLAD ÝPOČ a) Hodnota odporu RC: - je nutno počítat s úbytkem napětí na rezistoru zpětné vazby R E : R I Re E C , pro plné využití zbývajícího napětí pro max. rozkmit se půlí CC Re Rc 5 - z ohmova zákona již určíme velikost kolektorového rezistoru R Rc 5 2, kω I 0,002 C 4 C - skutečný R C volíme nejbližší vyšší z řady R C 2,7 kω b) Napěťové zesílení: A Op p Ip p 8 0, ,11 Pozn.: pro výpočet jsem použil hodnoty špička-špička bez přepočtu na efektivní hodnotu (poměr napětí je stejný) MOŘKOSKÝ OMÁŠ M4 list č. 3

5 ZÁĚR Chyby měření a) Rozkmit napětí: odečtem hodnot z osciloskopu 5-10 % nebo chybou milivoltmetru (na plném rozsahu 4 %) b) Napěťové zesílení: chyba je dána předchozími měřeními (5-10 %) c) Mezní frekvence: chyba měřících přístrojů byla minimální, jelikož výpočet je dán poměrem obou napětí, chyba až 5 % vznikala na generátoru, protože frekvenci jsme odečítali z mechanického kotouče d) stupní odpor: chyba odporové dekády (pod 1 %) + chyba milivoltmetru a hlavně odečtu úrovní na něm. Celkem tak 7 %. Zhodnocení a) signál na výstupu zesilovače je zkreslený (nestejná šířka kladné a záporné amplitudy) nedostatek zesilovače b) přidáním odporu R E zpětné vazby se sníží zesílení (v našem měření 46 krát), zvýší se šířka přenosového pásma (v našem měření 5,5 krát) a zvětší se vstupní odpor zesilovače (v našem měření 6,5 krát) MOŘKOSKÝ OMÁŠ M4 list č. 4