Міністерство освіти Республіки Білорусь
Установа освіти
«Гомельський державний університет імені Ф. Скорини»
Фізичний факультет.
Кафедра радіофізики та електроніки.
Дослідження зворотного зв'язку у підсилювачах.
Курсова робота.
Виконав студент групи Ф-31
Петриков О.М.
Науковий керівник
Богданович В.І.
Гомель 2008
Реферат
Курсова робота 18 сторінок, 15 малюнків
Ключові слова: струм, напруга, підсилювач, зворотній зв'язок, база, емітер, колектор, коефіцієнт підсилення, коефіцієнт передачі зворотного зв'язку, конденсатор, резистор, транзистор.
Метою роботи було дослідження впливу зворотного зв'язку на роботу підсилювача та виготовлення лабораторного модуля для дослідження зворотного зв'язку.
У курсовій роботі були вивчені різні види зворотних зв'язків, проведено теоретичне та практичне дослідження впливу негативного зворотного зв'язку по струму на роботу підсилювача.
Розроблено схему лабораторного модуля для перевірки впливу зворотного зв'язку, виконано її моделювання та виготовлення. Проведена експериментальна перевірка і за отриманими результатами зроблені висновки.
Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 4
1 Теоретична частина
1.1 Теоретичні відомості. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... .... ... ....... 5
1.2 Структурні схеми різних видів зворотного зв'язку ... ... ... ... ... ... ... .. ... 8
1.3 Використання зворотного зв'язку в різних функціональних пристроях на операційних підсилювачах ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2 Експериментальна частина ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... 13
2.1 Розрахунок елементів підсилювача ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 13
2.3 Розробка і перевірка схеми підсилювача із зворотним зв'язком ... .............. ... 14
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. 18
1.Теоретические відомості
Зворотній зв'язок являє передачу вихідного сигналу підсилювача на його вхід. Зворотні зв'язки дозволяють змінювати характеристики, як окремих каскадів підсилювачів, так і підсилювачів в цілому.
Найбільш часто використовується негативний зворотний зв'язок, при якій полярність підводиться до входу напруги зворотного зв'язку протилежна полярності напруги вхідного сигналу. Негативний зворотний зв'язок зменшує коефіцієнт посилення, але при цьому зменшуються також частотні і нелінійні спотворення, і стабілізується характеристики підсилювача.
При позитивного зворотного зв'язку полярність напруги вхідного сигналу і полярність напруги зворотного зв'язку однакові. Це призводить до зростання коефіцієнта підсилення при зниженні стабільності роботи схеми. При певному рівні позитивного зворотного зв'язку підсилювач взагалі не має стійкого стану і перетворюється на генератор електричних коливань.
Структурна схема підсилювача із зворотним зв'язком показана на рис.1.
Суммирующий вузол
Uг Uвх U вих
Ланцюг зворотного зв'язку
Рисунок1.
Пасивна електричний ланцюг, через яку сигнал з виходу підсилювача подається на його вхід, називається ланцюгом зворотного зв'язку. Підсилювач разом з ланцюгом зворотного зв'язку утворює замкнутий контур, іменований петлею зворотного зв'язку. Ту частину схеми, яка з напруги генератора (Uг) і напруги зворотного зв'язку виробляє керуюче вихідним струмом активного елементу підсилювача напруга (Uвх), називають підсумовуючим вузлом.
Коефіцієнти підсилення підсилювача без зворотного зв'язку (К) і зі зворотним зв'язком (Ко.с.) визначаються відповідно:
Коефіцієнт передачі ланцюга зворотного зв'язку, званий частіше коефіцієнтом зворотного зв'язку:
Напруга на виході підсилювача на рис.1:
звідки
Тобто коефіцієнт посилення підсилювача, охопленого зворотним зв'язком, змінюється в (1 - β К) разів у порівнянні з вихідним. Якщо модуль Ко.с. більше модуля К, то зворотний зв'язок називається позитивною, якщо модуль Ко.с менший за модуль К, - негативною.
Величину (1 - β К) називають глибиною зворотного зв'язку, твір β К-петлевим посиленням.
Коефіцієнт підсилення підсилювача зростає при позитивного зворотного зв'язку і зменшується при негативній. Особливий інтерес представляє випадок, коли підсилювач з великим вихідним коефіцієнтом посилення охоплений глибоким негативним зворотним зв'язком. Тоді з (.4) маємо
Таким чином, посилення подібного роду пристроїв майже не залежить від характеристик активних елементів, а повністю визначається параметрами ланцюга зворотного зв'язку. Так як ланцюг зворотного зв'язку складається тільки з пасивних елементів, які порівняно легко зробити високостабільним, то коефіцієнт підсилення при цьому буде стабільним.
У загальному випадку, вважаючи β = const і диференціюючи (4) по К, отримуємо
або
тобто введення в підсилювач негативного зворотного зв'язку зменшує відносну нестабільність коефіцієнта підсилення на глибину зворотного зв'язку в (1 - β К) разів.
Негативний зворотний зв'язок розширює смугу пропускання вихідного підсилювача, тобто в (1 - β К) разів знижує нижню граничну частоту і підвищує верхню (малюнок 1.2).
Малюнок 1.2-Графіки частотної характеристики RC-каскаду без зворотного зв'язку (1) і того ж каскаду після введення негативного зворотного зв'язку (2).
За способом приєднання ланцюга зворотного зв'язку до входу підсилювача розрізняють послідовну (рісунок.1 2 а, б) і паралельну (малюнок 1.2 В.Г) зворотні зв'язки. Спосіб підключення ланцюга зворотного зв'язку до виходу підсилювача дозволяє отримати зв'язок по струму (рисунок 1.2 б, г) або напрузі (рисунок 1.2 а, в).
2 Структурні схеми різних видів зворотного зв'язку.
Малюнок 1.3-Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить послідовну зворотний зв'язок по напрузі.
Малюнок 1.4-Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить послідовну зворотний зв'язок по току.
Малюнок 1.3-Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить паралельну зворотний зв'язок по напрузі.
Рис.4. Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить паралельну зворотний зв'язок по току.
Введення в підсилювач послідовної по струму або по напрузі негативного зворотного зв'язку збільшує його вхідний опір, а паралельної - зменшує в (1 - β К) разів.
Негативний зворотний зв'язок по напрузі (паралельна або послідовна) зменшує вихідне (без о.с.) значення вихідного опору, а по струму-збільшує в (1 - β К) разів.
Підсилювач з негативним зворотним зв'язком обов'язково досліджує на стійкість проти самозбудження. Підсилювач зі зворотним зв'язком буде працювати стійко (не переходить в режим генерування коливань), якщо ні за яких умов його використання знаменник у формулі (4) не звертається в нуль.
Якщо з еммітерной ланцюжка RC-каскаду виключити конденсатор, то в нього буде введена послідовна по струму негативний зворотний зв'язок (рис. 4).
Нехай транзистор VT має крутизну робочої ділянки передавальної вольт-амперної характеристики S. Тоді колекторний струм, викликаний вхідним сигналом, буде дорівнює
Протікаючи через резистор Rк, цей струм створює вихідну напругу
Тут знак мінус відображає той факт, що зі збільшенням колекторного струму знижується напруга на колекторі.
Рис.5. Принципова схема RC-каскаду з послідовною негативним зворотним зв'язком по струму.
Оскільки Iб <<iе, Ік = iе-Iб ≈ iе, падіння напруги на Rе (напруга зворотного зв'язку) можна вважати рівним
За визначенням (2) коефіцієнт зворотного зв'язку
За визначенням (4) коефіцієнт посилення підсилювача із зворотним зв'язком
Використання зворотного зв'язку в різних функціональних пристроях на операційних підсилювачах.
На основі операційних підсилювачів з допомогою зовнішніх ланцюгів зворотного зв'язку можна будувати різні функціональні пристрої.
Розглянемо кілька прикладів.
Малюнок 1.6-Аналоговий суматор.
Малюнок 1.7-Інтегратор.
Рісунок1.8-дифференциатор.
Малюнок 1.9-Логаріфматор.
Малюнок 1.10-Антілогаріфматор.
2 Експериментальна частина
Для експериментальної перевірки впливу зворотного зв'язку на роботу підсилювача була розрахована і створено схему підсилювача з загальним емітером (на основі біполярного транзистора КТ315Б), в яку штучно введена послідовна негативний зв'язок по току.
Малюнок 1.11-Принципова схема для перевірки впливу послідовної негативного зворотного зв'язку по струму на роботу підсилювача.
2.1 Розрахунок елементів підсилювача.
1) Використовуване напруга живлення 12В.
2) Опір колектора вибирається в діапазоні від 1кОм до 8кОм. Rк = 4.7кОм.
3) Струм колектора виберемо таким чином, щоб напруга на колекторі мало значення половини напруга харчування. Ік = 6/4.7 = 1.277мА.
4) Опір емітера вибирається приблизно в десять разів менше опору колектора. Rе = 560 Ом
5) Знаючи коефіцієнт передачі транзистора КТ315Б (h21 = 50), знаходимо струм бази спокою. Iб = Iк/h21 = 1.277/50 = 0.02554 мА.
6) Uе = 1.3мА * 560Ом = 0.728В.
7) Uб = Uе +0.75 = 1.478В.
8) Струм дільника вибирається від двох до восьми струмів бази, виходячи з того що, чим більше струм дільника, тим стабільніше робота підсилювача, але менше к.к.д.. Iд = 10 * Iб
9) Rд = Uпит / Iд = 12/0.0002554 = 46985 Ом
10) R2 = Uб / Iб = 1.478/0.0002554 = 5787 Ом (виберемо резистор 5.6кОм)
11) R1 = Rд - R2 = 46985-5787 = 41198 Ом (виберемо резистор 39кОм)
12) Ємність конденсатора Се виберемо з умови, що для мінімальної частоти в 20Гц опір конденсатора повинно бути в 10раз менше опору Rе: 1/ωСе <<Rе (Се> 142мкФ).
2.2 Розробка і перевірка схеми підсилювача із зворотним зв'язком.
Розробка плати під схему підсилювача
Для даної роботи була розроблена (за допомогою програми layout40), а потім створена наступна схема (рис.11).
Малюнок 1.12-Плата під підсилювач.
Перевірка роботи схеми з допомогою програми Electronics Workbench.
Малюнок 1.13-Схема підсилювача в програмі Electronics Workbench.
Малюнок 1.14-Електронна осцилограма при відсутності зворотного зв'язку.
При відсутності зворотного зв'язку на осцилограмі видно, що вихідний сигнал значно більше вхідного. Коефіцієнт посилення приблизно дорівнює До ≈ 125.
При наявності зворотного зв'язку параметри посилення значно змінюються. Коефіцієнт підсилення зменшується до значення К ≈ 8.
Малюнок 1.15-Електронна осцилограма при наявності зворотного зв'язку
При експериментальному дослідженні розробленого модуля підсилювача були отримані наступні дані:
Коефіцієнт посилення без зворотного зв'язку К = 95;
Коефіцієнт посилення при наявності послідовної негативного зворотного зв'язку по струму Кос = 9;
Коефіцієнт зворотного зв'язку β =- 0.1;
Глибина зворотного зв'язку (1 - β К) = 10.5;
Висновок
Дослідження підсилювача з загальним емітером показало: коефіцієнт посилення даного підсилювача без зворотного зв'язку становить приблизно 95, що відповідає теоретичним розрахункам. При відключенні з емітерний RC-ланцюжка конденсатора утворювалася послідовна негативний зворотний зв'язок по струму, що призводить до зниження коефіцієнта підсилення до 8-9, що також відповідає теоретичним розрахункам.
На підставі даної схеми був зібраний лабораторний модуль для дослідження зворотного зв'язку, який буде використовуватися студентами фізичного факультету в лабораторних роботах з курсу "Основи радіоелектроніки".
При виконанні даної роботи використовувалися наступні програми: Electronics Workbench-для віртуального моделювання електричних схем, Sprint Layout - для розведення друкованих плат, Splan4.0-для малювання схем.
Література
1. Основи радіоелектроніки. Під редакцією Г. Д. Петрухіна .- М.: Видавництво МАІ, 1993.
2.Ефімчік М.К. Технічні засоби електронних систем: Навчальний посібник. - М.: Підручники і посібники, 2006
3. Мамонхін І.Г. Підсилювальні пристрої: Учеб. посібник для вузів .- М.: Зв'язок, 1977.
4. Розрахунок електронних схем. Приклади і задачі: Навч. посібник для вузів / Г.І. Із'юрова, Г.В. Корольов, В.А. Терехов и др. - М.: Вища школа, 1987.
5. Каяцкас А.А. Основи радіоелектроніки: Учеб. посібник для вузів. - М.: Вища школа, 1988.
6. Манаєв Є.І. Основи радіоелектроніки: Учеб. посібник для вузів. -М.: Радіо і зв'язок, 1985.
7. Головін О.В., Кубіцький А.А Електронні підсилювачі. - М.: Радіо і зв'язок, 1983.
Установа освіти
«Гомельський державний університет імені Ф. Скорини»
Фізичний факультет.
Кафедра радіофізики та електроніки.
Дослідження зворотного зв'язку у підсилювачах.
Курсова робота.
Виконав студент групи Ф-31
Петриков О.М.
Науковий керівник
Богданович В.І.
Гомель 2008
Реферат
Курсова робота 18 сторінок, 15 малюнків
Ключові слова: струм, напруга, підсилювач, зворотній зв'язок, база, емітер, колектор, коефіцієнт підсилення, коефіцієнт передачі зворотного зв'язку, конденсатор, резистор, транзистор.
Метою роботи було дослідження впливу зворотного зв'язку на роботу підсилювача та виготовлення лабораторного модуля для дослідження зворотного зв'язку.
У курсовій роботі були вивчені різні види зворотних зв'язків, проведено теоретичне та практичне дослідження впливу негативного зворотного зв'язку по струму на роботу підсилювача.
Розроблено схему лабораторного модуля для перевірки впливу зворотного зв'язку, виконано її моделювання та виготовлення. Проведена експериментальна перевірка і за отриманими результатами зроблені висновки.
Зміст
Введення ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... 4
1 Теоретична частина
1.1 Теоретичні відомості. ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... .... ... ....... 5
1.2 Структурні схеми різних видів зворотного зв'язку ... ... ... ... ... ... ... .. ... 8
1.3 Використання зворотного зв'язку в різних функціональних пристроях на операційних підсилювачах ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... 11
2 Експериментальна частина ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... 13
2.1 Розрахунок елементів підсилювача ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... ... ... 13
2.3 Розробка і перевірка схеми підсилювача із зворотним зв'язком ... .............. ... 14
Висновок ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .... ... ... ... ... ... ... ... ... 17
Література ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... ... .. ... ... ... .. 18
1.Теоретические відомості
Зворотній зв'язок являє передачу вихідного сигналу підсилювача на його вхід. Зворотні зв'язки дозволяють змінювати характеристики, як окремих каскадів підсилювачів, так і підсилювачів в цілому.
Найбільш часто використовується негативний зворотний зв'язок, при якій полярність підводиться до входу напруги зворотного зв'язку протилежна полярності напруги вхідного сигналу. Негативний зворотний зв'язок зменшує коефіцієнт посилення, але при цьому зменшуються також частотні і нелінійні спотворення, і стабілізується характеристики підсилювача.
При позитивного зворотного зв'язку полярність напруги вхідного сигналу і полярність напруги зворотного зв'язку однакові. Це призводить до зростання коефіцієнта підсилення при зниженні стабільності роботи схеми. При певному рівні позитивного зворотного зв'язку підсилювач взагалі не має стійкого стану і перетворюється на генератор електричних коливань.
Структурна схема підсилювача із зворотним зв'язком показана на рис.1.
Суммирующий вузол
|
|
Ланцюг зворотного зв'язку
Рисунок1.
Пасивна електричний ланцюг, через яку сигнал з виходу підсилювача подається на його вхід, називається ланцюгом зворотного зв'язку. Підсилювач разом з ланцюгом зворотного зв'язку утворює замкнутий контур, іменований петлею зворотного зв'язку. Ту частину схеми, яка з напруги генератора (Uг) і напруги зворотного зв'язку виробляє керуюче вихідним струмом активного елементу підсилювача напруга (Uвх), називають підсумовуючим вузлом.
Коефіцієнти підсилення підсилювача без зворотного зв'язку (К) і зі зворотним зв'язком (Ко.с.) визначаються відповідно:
Коефіцієнт передачі ланцюга зворотного зв'язку, званий частіше коефіцієнтом зворотного зв'язку:
Напруга на виході підсилювача на рис.1:
звідки
Тобто коефіцієнт посилення підсилювача, охопленого зворотним зв'язком, змінюється в (1 - β К) разів у порівнянні з вихідним. Якщо модуль Ко.с. більше модуля К, то зворотний зв'язок називається позитивною, якщо модуль Ко.с менший за модуль К, - негативною.
Величину (1 - β К) називають глибиною зворотного зв'язку, твір β К-петлевим посиленням.
Коефіцієнт підсилення підсилювача зростає при позитивного зворотного зв'язку і зменшується при негативній. Особливий інтерес представляє випадок, коли підсилювач з великим вихідним коефіцієнтом посилення охоплений глибоким негативним зворотним зв'язком. Тоді з (.4) маємо
Таким чином, посилення подібного роду пристроїв майже не залежить від характеристик активних елементів, а повністю визначається параметрами ланцюга зворотного зв'язку. Так як ланцюг зворотного зв'язку складається тільки з пасивних елементів, які порівняно легко зробити високостабільним, то коефіцієнт підсилення при цьому буде стабільним.
У загальному випадку, вважаючи β = const і диференціюючи (4) по К, отримуємо
або
тобто введення в підсилювач негативного зворотного зв'язку зменшує відносну нестабільність коефіцієнта підсилення на глибину зворотного зв'язку в (1 - β К) разів.
Негативний зворотний зв'язок розширює смугу пропускання вихідного підсилювача, тобто в (1 - β К) разів знижує нижню граничну частоту і підвищує верхню (малюнок 1.2).
Малюнок 1.2-Графіки частотної характеристики RC-каскаду без зворотного зв'язку (1) і того ж каскаду після введення негативного зворотного зв'язку (2).
За способом приєднання ланцюга зворотного зв'язку до входу підсилювача розрізняють послідовну (рісунок.1 2 а, б) і паралельну (малюнок 1.2 В.Г) зворотні зв'язки. Спосіб підключення ланцюга зворотного зв'язку до виходу підсилювача дозволяє отримати зв'язок по струму (рисунок 1.2 б, г) або напрузі (рисунок 1.2 а, в).
2 Структурні схеми різних видів зворотного зв'язку.
Малюнок 1.3-Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить послідовну зворотний зв'язок по напрузі.
Малюнок 1.4-Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить послідовну зворотний зв'язок по току.
Малюнок 1.3-Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить паралельну зворотний зв'язок по напрузі.
Рис.4. Структурна схема і приклад відповідної принципової схеми, що містить паралельну зворотний зв'язок по току.
Введення в підсилювач послідовної по струму або по напрузі негативного зворотного зв'язку збільшує його вхідний опір, а паралельної - зменшує в (1 - β К) разів.
Негативний зворотний зв'язок по напрузі (паралельна або послідовна) зменшує вихідне (без о.с.) значення вихідного опору, а по струму-збільшує в (1 - β К) разів.
Підсилювач з негативним зворотним зв'язком обов'язково досліджує на стійкість проти самозбудження. Підсилювач зі зворотним зв'язком буде працювати стійко (не переходить в режим генерування коливань), якщо ні за яких умов його використання знаменник у формулі (4) не звертається в нуль.
Якщо з еммітерной ланцюжка RC-каскаду виключити конденсатор, то в нього буде введена послідовна по струму негативний зворотний зв'язок (рис. 4).
Нехай транзистор VT має крутизну робочої ділянки передавальної вольт-амперної характеристики S. Тоді колекторний струм, викликаний вхідним сигналом, буде дорівнює
Протікаючи через резистор Rк, цей струм створює вихідну напругу
Тут знак мінус відображає той факт, що зі збільшенням колекторного струму знижується напруга на колекторі.
Рис.5. Принципова схема RC-каскаду з послідовною негативним зворотним зв'язком по струму.
Оскільки Iб <<iе, Ік = iе-Iб ≈ iе, падіння напруги на Rе (напруга зворотного зв'язку) можна вважати рівним
За визначенням (2) коефіцієнт зворотного зв'язку
За визначенням (4) коефіцієнт посилення підсилювача із зворотним зв'язком
Використання зворотного зв'язку в різних функціональних пристроях на операційних підсилювачах.
На основі операційних підсилювачів з допомогою зовнішніх ланцюгів зворотного зв'язку можна будувати різні функціональні пристрої.
Розглянемо кілька прикладів.
Малюнок 1.6-Аналоговий суматор.
Малюнок 1.7-Інтегратор.
Рісунок1.8-дифференциатор.
Малюнок 1.9-Логаріфматор.
Малюнок 1.10-Антілогаріфматор.
2 Експериментальна частина
Для експериментальної перевірки впливу зворотного зв'язку на роботу підсилювача була розрахована і створено схему підсилювача з загальним емітером (на основі біполярного транзистора КТ315Б), в яку штучно введена послідовна негативний зв'язок по току.
Малюнок 1.11-Принципова схема для перевірки впливу послідовної негативного зворотного зв'язку по струму на роботу підсилювача.
2.1 Розрахунок елементів підсилювача.
1) Використовуване напруга живлення 12В.
2) Опір колектора вибирається в діапазоні від 1кОм до 8кОм. Rк = 4.7кОм.
3) Струм колектора виберемо таким чином, щоб напруга на колекторі мало значення половини напруга харчування. Ік = 6/4.7 = 1.277мА.
4) Опір емітера вибирається приблизно в десять разів менше опору колектора. Rе = 560 Ом
5) Знаючи коефіцієнт передачі транзистора КТ315Б (h21 = 50), знаходимо струм бази спокою. Iб = Iк/h21 = 1.277/50 = 0.02554 мА.
6) Uе = 1.3мА * 560Ом = 0.728В.
7) Uб = Uе +0.75 = 1.478В.
8) Струм дільника вибирається від двох до восьми струмів бази, виходячи з того що, чим більше струм дільника, тим стабільніше робота підсилювача, але менше к.к.д.. Iд = 10 * Iб
9) Rд = Uпит / Iд = 12/0.0002554 = 46985 Ом
10) R2 = Uб / Iб = 1.478/0.0002554 = 5787 Ом (виберемо резистор 5.6кОм)
11) R1 = Rд - R2 = 46985-5787 = 41198 Ом (виберемо резистор 39кОм)
12) Ємність конденсатора Се виберемо з умови, що для мінімальної частоти в 20Гц опір конденсатора повинно бути в 10раз менше опору Rе: 1/ωСе <<Rе (Се> 142мкФ).
2.2 Розробка і перевірка схеми підсилювача із зворотним зв'язком.
Розробка плати під схему підсилювача
Для даної роботи була розроблена (за допомогою програми layout40), а потім створена наступна схема (рис.11).
Малюнок 1.12-Плата під підсилювач.
Перевірка роботи схеми з допомогою програми Electronics Workbench.
Малюнок 1.13-Схема підсилювача в програмі Electronics Workbench.
Малюнок 1.14-Електронна осцилограма при відсутності зворотного зв'язку.
При відсутності зворотного зв'язку на осцилограмі видно, що вихідний сигнал значно більше вхідного. Коефіцієнт посилення приблизно дорівнює До ≈ 125.
При наявності зворотного зв'язку параметри посилення значно змінюються. Коефіцієнт підсилення зменшується до значення К ≈ 8.
Малюнок 1.15-Електронна осцилограма при наявності зворотного зв'язку
При експериментальному дослідженні розробленого модуля підсилювача були отримані наступні дані:
Коефіцієнт посилення без зворотного зв'язку К = 95;
Коефіцієнт посилення при наявності послідовної негативного зворотного зв'язку по струму Кос = 9;
Коефіцієнт зворотного зв'язку β =- 0.1;
Глибина зворотного зв'язку (1 - β К) = 10.5;
Висновок
Дослідження підсилювача з загальним емітером показало: коефіцієнт посилення даного підсилювача без зворотного зв'язку становить приблизно 95, що відповідає теоретичним розрахункам. При відключенні з емітерний RC-ланцюжка конденсатора утворювалася послідовна негативний зворотний зв'язок по струму, що призводить до зниження коефіцієнта підсилення до 8-9, що також відповідає теоретичним розрахункам.
На підставі даної схеми був зібраний лабораторний модуль для дослідження зворотного зв'язку, який буде використовуватися студентами фізичного факультету в лабораторних роботах з курсу "Основи радіоелектроніки".
При виконанні даної роботи використовувалися наступні програми: Electronics Workbench-для віртуального моделювання електричних схем, Sprint Layout - для розведення друкованих плат, Splan4.0-для малювання схем.
Література
1. Основи радіоелектроніки. Під редакцією Г. Д. Петрухіна .- М.: Видавництво МАІ, 1993.
2.Ефімчік М.К. Технічні засоби електронних систем: Навчальний посібник. - М.: Підручники і посібники, 2006
3. Мамонхін І.Г. Підсилювальні пристрої: Учеб. посібник для вузів .- М.: Зв'язок, 1977.
4. Розрахунок електронних схем. Приклади і задачі: Навч. посібник для вузів / Г.І. Із'юрова, Г.В. Корольов, В.А. Терехов и др. - М.: Вища школа, 1987.
5. Каяцкас А.А. Основи радіоелектроніки: Учеб. посібник для вузів. - М.: Вища школа, 1988.
6. Манаєв Є.І. Основи радіоелектроніки: Учеб. посібник для вузів. -М.: Радіо і зв'язок, 1985.
7. Головін О.В., Кубіцький А.А Електронні підсилювачі. - М.: Радіо і зв'язок, 1983.