Федеральное агентство связи Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования Московский Технический Университет Связи и Информатики (МТУСИ) Кафедра радиооборудования и схемотехники Лабораторная работа №2 Исследование свойств усилителя без отрицательной обратной связи по дисциплине САЭУ Выполнил студент группы БРР1601 Савенко С. С. Проверил Кубицкий А.А. Москва 2018 2 ЦЕЛЬ РАБОТЫ Исследование параметров УМЗЧ без общей отрицательной обратной связи ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ Рассмотрим схему усилителя, приведенную на рис.1 Рисунок 1. Схема УМЗЧ. При помощи режима анализа по постоянному току (Dynamic DC) проверим режимы работы каскадов. Рисунок 2. Режим анализа схемы по постоянному току (Dynamic DC) Используя частотный режим анализа (AC) получим АЧХ коэффициента усиления по напряжению Кu(f) (Рис.3) и сквозного коэффициента усиления Kскв(f) (Рис.4) По Кu(f): fниж = 263.411 Гц; fверх = 2.304 МГц; Кu(0.707) = 2.504; Кu(макс) = 3.542; По Kскв(f): fниж = 148.779 Гц; fверх = 1.746 МГц; Кu(0.707) = 668.429; Кu(макс) = 945.444; 3 Рисунок 3. АЧХ коэффициента усиления по напряжению Кu(f) Рисунок 4. АЧХ сквозного коэффициента усиления Kскв(f) Используя частотный режим анализа (AC) и режим Stepping получим АЧХ коэффициента усиления по напряжению Кu(f) (Рис.5) и сквозного коэффициента усиления Kскв(f) (Рис.6) при различных величинах R10 от 1 кОм до 1,6 кОм с шагом 0,3 кОм По Кu(f): R10 = 1 кОм: fниж = 263.76 Гц; fверх = 2.545 МГц; Кu(0.707) = 2.224; Кu(макс) = 3.145; Δfпроп = 2.544 МГц; R10 = 1,3 кОм: fниж = 263.411 Гц; fверх = 2.304 МГц; Кu(0.707) = 2.504; Кu(макс) = 3.542 ; Δfпроп = 2.304 МГц; R10 = 1,6 кОм: fниж = 263.217 Гц; fверх = 2.155 МГц; Кu(0.707) = 2.719; Кu(макс) = 3.846 ; Δfпроп = 2.155 МГц; По Kскв(f): R10 = 1 кОм: fниж = 149.42 Гц; fверх = 1.869 МГц; Кu(0.707) = 593.464; Кu(макс) = 839.411 ; Δfпроп = 1.869 МГц; R10 = 1,3 кОм: fниж = 148.779 Гц; fверх = 1.746 МГц; Кu(0.707) = 668.429; Кu(макс) = 945.444 ; Δfпроп = 1.746 МГц; 4 R10 = 1,6 кОм: fниж = 148.145 Гц; fверх = 1.663 МГц; Кu(0.707) = 725.382; Кu(макс) = 1.026 ; Δfпроп = 1.663 МГц; Рисунок 5. АЧХ коэффициента усиления по напряжению Кu(f) при различных величинах R10 от 1 кОм до 1,6 кОм с шагом 0,3 кОм Рисунок 6. АЧХ сквозного коэффициента усиления Kскв(f) при различных величинах R10 от 1 кОм до 1,6 кОм с шагом 0,3 кОм Вывод: Увеличение значения сопротивления нагрузки влечет увеличение коэффициента усиления по напряжению Кu и сквозного коэффициента усиления Kскв, а также влечет уменьшение полосы пропускания Δfпроп. Используя частотный режим анализа (AC) получим ФЧХ усилителя (Рис.7) 5 Рисунок 7. ФЧХ усилителя В средних частотах сдвиг по фазе составляет -359,344 ≈ -360 ≈ 0 град., что соответствует повороту фазы каждым каскадом на 180 град. Получим зависимость входных параметров от частоты (Рис. 8-11) Рисунок 8. Зависимость входной емкости транзистора от частоты На высоких частотах диапазона полосы пропускания ёмкость транзистора в среднем равна 106,964 пФ. Справочная входная емкость база-эмиттер транзистора 1,16 пФ (CJE=1.16E-12) 6 Рисунок 8. Зависимость входной емкости усилителя от частоты На высоких частотах диапазона полосы пропускания ёмкость усилителя в среднем 108,347 пФ. Рисунок 9. Зависимость входного активного сопротивления транзистора от частоты В области средних частот входное активное сопротивление транзистора равно 403,75 Ом 7 Рисунок 9. Зависимость входного активного сопротивления усилителя от частоты В области средних частот входное активное сопротивление усилителя равно 364,072 Ом Вывод: Модуль входного сопротивления транзистора и усилителя уменьшается при повышении частоты, в области средних частот его значение остается практически постоянным. Модуль входной емкости транзистора и усилителя уменьшается при увеличении частоты. Параметры: Без ОС Rвх усилителя Rвх транзистора Fгр нижн. Fгр верхн. Ku сквозной Ku Cвх усилителя Cвх транзистора 364.072 Ом 403.75 Ом 263.411 Гц 2.304 МГц 945.444 3542 108.347 пФ 106.964 пФ Частотно-независ. ОС ОС за счёт R4 и R6
