Тема: Исследование обратных связей в усилителях.

Лабораторная работа №2

Цель работы:

1. Закрепить теоретические знания по физическим основам работы усилителей с обратными связями.

2. Приобрести практические навыки экспериментального исследования вольтамперных характеристик и определения параметров усилителя с обратной связью.

3. Способствовать привитию навыков эксплуатации измерительных приборов.

Задание по лабораторной работе:

1. Исследовать влияние частотно-независимой отрицательной обратной связи (ООС) на коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления усилителя.

2. Исследовать влияние частотно-независимой отрицательной обратной связи (ООС) на амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) усилителя.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

ОПЫТ 1. Исследование влияния ООС на коэффициент усиления.

1.1.Измерить входное (10мВ) и выходное напряжение усилителя и вычислить коэффициент усиления усилителя без ООС:

К=U_ВЫХ / U_ВХ = (1)

1.2.Включить цепь частотнонезависимой ООС, поставить переключатель П2 в положение 1. Измерить входное (10мВ) и выходное напряжение усилителя и вычислить коэффициент усиления усилителя с ООС К_ООС.

Коос=U_ВЫХ / U_ВХ = (1)

1.3.Определить величину коэффициента обратной связи.

ОПЫТ 2. Исследование влияния ООС на входное сопротивление.

Методика косвенного измерения входного сопротивления R_ВХ усилителя заключается в следующем. Во входной цепи, состоящей из источника сигнала, R_ОГР и входного сопротивления R_ВХ усилителя ток и падение напряжения не изменяется, если входного сопротивления R_ВХ усилителя заменить резистором R, величину которого подобрать равной входному сопротивлению R_ВХ усилителя. В качестве резистора R можно выбрать предварительно откалиброванное переменное сопротивление.

2.1.Измерить входное сопротивление R_ВХ усилителя без ООС, применяя описанный выше метод измерения:

-отключить цепь ООС, поставить переключатель П2 в положение 3;

-при верхнем положении тумблера П3 установить на входе усилителя напряжение 10мВ;

-перевести тумблер П3 в нижнее положение (вместо входного сопротивления R_ВХ усилителя включается переменный резистор R);

-вращать ручку переменного резистора, установить на входном вольтметре прежнее показание 10 мВ;

-определить сопротивление переменного резистора, равное входному сопротивлению R_ВХ усилителя.

R_ВХ усилителя без ООС=

2.2.Включить цепь ООС. Поставить переключатель П2 в положение 1. Измерить входное сопротивление R_ВХООС усилителя с ООС, применяя описанный выше метод измерения в п.2.1.

R_ВХООС усилителя с ООС=

ОПЫТ 3. Исследование влияния ООС на выходное сопротивление.

Методика косвенного измерения выходного сопротивления заключается в следующем. Если измерить выходное напряжение усилителя в режиме холостого хода U_{ВЫХ ХХ} без нагрузки, то при равенстве выходного сопротивления R_ВЫХ усилителя сопротивлению нагрузки R_Н (R_ВЫХ =R_Н). Напряжения на них одинаковые и равны U_{ВЫХ ХХ} /2. Предварительно измерив U_{ВЫХ ХХ} , затем можно подобрать R_Н так, чтобы падение напряжения на нем было равным половине U_{ВЫХ ХХ}.

3.1.Измерить выходное сопротивление R_ВЫХ усилителя без ООС, применяя описанный выше метод измерения:

-отключить цепь ООС, переключатель П2 поставить в положение 3;

-отключить тумблер П4, измерить напряжение холостого хода U_{ВЫХ ХХ};

-включить тумблер П4, вращать ручку переменного сопротивления R_Н, установить на выходном вольтметре показание в два раза меньше, чем до включения тумблера П4;

-определить выходное сопротивление R_ВЫХ усилителя, равное сопротивлению нагрузки R_Н (R_ВЫХ =R_Н).

R_ВЫХ усилителя без ООС=

3.2.Включить цепь ООС, переключатель П2 поставить в положение 1. Измерить выходное сопротивление R_ВЫХООС усилителя с ООС, применяя описанный выше метод измерения в п.3.2.

R_ВЫХООС усилителя с ООС=

ОПЫТ 4. Исследование влияния ООС на амплитудно-частотную характеристику.

4.1.Снять АЧХ усилителя без ООС (переключатель П2 в положении 3), а затем с включенной ООС (переключатель П2 в положении 1) в диапазоне частот от 50 Гц до 50 кГц при входном сигнале 10 мВ, напряжении питания 12В. Результаты измерений занести в таблицу.

Таблица 1. Амплитудно-частотная характеристика усилителя с ООС и без ООС.

4.2.Построить АЧХ, определить полосу пропускания без ООС и с ООС.

Таблица 2 – Полоса пропускания усилителя с частотно-независимой ООС

Таблица 3. Амплитудно-частотная характеристика усилителя с частотно-зависимой ООС.

Uвх (β) = В

Таблица 4 – Полоса пропускания усилителя с частотно-зависимой ООС

5. Сделать выводы.

О влиянии ООС на параметры усилителя коэффициент усиления, входное и выходное сопротивления, АЧХ, на полосу пропускания, о величине коэффициента обратной связи.