Исследование предварительного усилителя с большим входным сопротивлением
Использование эффекта значительного увеличения входного сопротивления усилителя для получения большого сопротивления. Оценка эффекта компенсации емкости соединительного кабеля при использовании усилителя. Измерение выходного напряжения милливольтметром.
| Рубрика | Коммуникации, связь, цифровые приборы и радиоэлектроника |
| Вид | лабораторная работа |
| Язык | русский |
| Дата добавления | 10.09.2015 |
| Размер файла | 123,8 K |
Отправить свою хорошую работу в базу знаний просто. Используйте форму, расположенную ниже
Студенты, аспиранты, молодые ученые, использующие базу знаний в своей учебе и работе, будут вам очень благодарны.
Размещено на http://www.allbest.ru/
Лабораторная работа
Исследование предварительного усилителя с большим входным сопротивлением
Усиление сигналов, получаемых от источников с большим внутренний сопротивлением, требует применения усилителей, входное сопротивление которое должно быть еще более высоким. Причем важное значение может иметь не только большая вeличина активной составляющей входного сопротивления, но и малая величина входной емкости. В реальной схеме к входной емкости усилителя может добавиться значительная емкость проводов, соединяющих источник сигнала с усилителем. Для уменьшения этой емкости необходимо максимально приближать усилитель к источнику сигналов, использовать провода с минимальной емкостью. С целью уменьшения наводок от посторонних источников сигналов часто используют экранированные провода или коаксиальный кабель. Погонная емкость соединительного экранированного провода или кабеля имеет величину порядка 100 пФ на метр длины. Действенным методом уменьшения емкости соединительного экранированного кабеля является использование метода компенсации. Метод иллюстрируется на рис. 1.
Рис. 1
Сигнал к усилителю подводится по проводу с двойным экраном. Если на внутренний экран с усилителя подать сигнал, близкий по величине к входному, то разность потенциалов на емкости между внутренним проводником и внутренним экраном значительно уменьшится, уменьшится и ток перезарядки емкости, что будет эквивалентно уменьшению емкости кабеля. Практически в качестве компенсирующего сигнала можно использовать напряжение сигнала последовательной отрицательной обратной связи, которое у усилителя с глубокой отрицательной обратной связью близко по величине к входному напряжению. Для схемы, изображенной на рис.1
Долю тока, которая идет на перезагрузку емкости между внутренним проводником и внутренним экраном, можно определить из следующих соотношений
.
Откуда можно сделать вывод, что емкость под влиянием компенсирующего напряжения изменилась и стала равной
Сравнивая это выражение с выражением для коэффициента усиления усилителя с отрицательной обратной можно сделать вывод, что емкость уменьшится во столько раз, во сколько раз уменьшается под влиянием отрицательной обратной связи усиление.
Наилучшие результаты получаются, если полностью исключить из схемы подводящие провода, совместив источник сигнала и усилитель. В большинстве случаев, однако, сложный усилитель с источником питания и другими устройствами не удается совместить с источником сигналов из-за конструктивных трудностей. В этом случае, как правило, используют выносной предварительный усилитель, совмещенный с источником сигнала, дающий лишь не большое усиление, а основное усиление получают в основном усилителе, к которому сигнал подается от предварительного усилителя. Такой предварительный усилитель должен иметь как можно более простую схему и удобную схему соединения с основным усилителем и источником питания.
Часто используют схемы, которые можно соединить с основным усилителем и источником питания посредством единственного экранированного провода или коаксиального кабеля. Схема такого усилителя используется в данной работе. Схема в равной мере может быть использована в качестве выносного предварительного усилителя и в качестве встроенного усилителя с возможностью компенсации емкости и проводимости входного соединительного кабеля.
Для получения большого входного сопротивления используется эффект значительного увеличения входного сопротивления усилителя, охваченного глубокой последовательной обратной связью по напряжению. Сигнал поступаем на затвор первого транзистора через резистор (рис.2), предохраняющий усилитель от самовозбуждения на сверхвысоких частотах при замкнутом входе усилителя. Транзистор работает истоковым повторителем. Для увеличения входного сопротивления конец и сток подсоединены к выходу усилителя через конденсатор , на котором сигнал имеет практически тaкую же форму, что и на выходе. Одновременно с выхода поступает на нижний конец резистора , благодаря чему практически вся переменная часть истока первого транзистора поступает в цепь базы второго транзистора. Транзисторы и совместно с нагрузочным сопротивлением образуют двухкаскадный усилитель со 100-процентной отрицательной обратной связью. Такой усилитель имеет большое входное сопротивление и коэффициент усиления по напряжению близкий к единице.
Рис. 2
Порядок выполнения работы.
1. Снять амплитудную характеристику усилителя на частоте 100 кГц.
2. Снять частотную характеристику усилителя при подаче сигнала непосредственно на вход и через конденсатор 2,2 пФ. Входное напряжение 200 мВ. Так как коэффициент передачи напряжения близок к 1, а всякое отличие от 1 очень важно при расчете, то измерение входного и выходного напряжения производится одним и тем же милливольтметром. Построить частотные характеристики в полулогарифмическом масштабе. Удобна шкала частот: 10; 31,6; 100; 316; 1000; 3160 и т.д.
3. По результатам этих измерений рассчитать входное сопротивление и входную емкость. При этом можно пользоваться эквивалентной схемой (рис.3).
Рис. 3
Анализ ее
.
сопротивление кабель напряжение милливольтметр
На достаточно высоких частотах
.
,
на частоте
,
4. Оценить эффект компенсации емкости соединительного кабеля при использовании данного усилителя. Кабель можно имитировать присоединением конденсатора, как показано на рис.4.
Рис. 4
С этим соединением повторить измерения и вычисления предыдущего пункта. Обратить внимание, что присоединенный конденсатор эквивалентен действию кабеля с длиной примерно 10 м.
Литература
1. Эрглис К.Э., Стэпаненко И.П. Электронные усилители. 19 61, с.139-157.
2. Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. 1966, с Л 68-179,193-225.
3. Петин Г.П. Транзисторные усилители, генераторы, стабилизаторы с обратными связями. Изд. Энерги, 1973.
4. Петин Г.П. Выносные предварительные усилители. Приборы и техника эксперимента. 1975, с.137-139.
Размещено на Allbest.ru
...Подобные документы
Исследование работы интегрального усилителя в различных режимах. Подключение усилителя как повторителя. Измерение входящего и выходящего напряжения. Определение частоты пропускания усилителя. Анализ способов получения большого усиления на высокой частоте.
лабораторная работа [81,5 K], добавлен 18.06.2015Проектирование многокаскадного усилителя. Выбор режима работы выходного каскада по постоянному и переменному току. Разработка и расчет электрической схемы усилителя импульсных сигналов. Расчёт входного сопротивления и входной ёмкости входного каскада.
курсовая работа [4,7 M], добавлен 25.03.2012Разработка транзисторного усилителя с помощью программы схемотехнического моделирования Micro Cap 8.0. Оценка максимального уровня входного сигнала и сопротивления. Температурный режим. Анализ усилителя в частотной области. Статический анализ схемы.
дипломная работа [3,5 M], добавлен 10.01.2016Выбор операционного усилителя, расчет его основных параметров для входного и выходного каскада. Вычисление каскадов усилителя, смещения нуля, коэффициента гармоник и частотных искажений. Моделирование усилителя с помощью Electronics Workbench 5.12.
курсовая работа [1,4 M], добавлен 04.10.2014Расчет мощности сигнала на входе усилителя низкой частоты, значения коллекторного тока оконечных транзисторов, емкости разделительного конденсатора, сопротивления резистора, напряжения на входе усилителя. Разработка и анализ принципиальной схемы.
курсовая работа [111,1 K], добавлен 13.02.2015Проектирование элементов усилителя мощности. Расчёт входного каскада. Определение амплитудного значения коллекторного напряжения одного плеча, импульса коллекторного тока транзистора. Нахождение входного сопротивления транзистора по переменному току.
курсовая работа [1,1 M], добавлен 06.01.2015Составление эквивалентной схемы усилителя для области средних частот, расчет его параметров. Определение сопротивления резистора, мощности, рассеиваемой им для выбора транзистора. Вычисление полного тока, потребляемого усилителем и к.п.д. усилителя.
контрольная работа [133,5 K], добавлен 04.01.2011Принцип действия операционного усилителя, определение его свойств параметрами цепи обратной связи. Схема усилителя постоянного тока с нулевыми значениями входного напряжения смещения нуля и выходного напряжения. Активные RC-фильтры нижних, верхних частот.
курсовая работа [488,7 K], добавлен 13.11.2011Конструирование усилителя низкой частоты, состоящего из каскадов и RC-цепочки связки. Расчет мощности сигнала на входе электронного модуля. Расчет напряжения смещения на коллекторном переходе транзисторов, сопротивления резистора и емкости конденсатора.
реферат [147,6 K], добавлен 27.08.2010Исследование особенностей операционного усилителя. Расчет пропорционально-интегрального и пропорционально-дифференциального звена. Определение минимально возможного значения сопротивления резистора. Схема неинвертируемого усилителя переменного напряжения.
контрольная работа [266,5 K], добавлен 05.01.2015Составление структурной схемы усилителя низкой частоты радиоприемника и принципиальной схемы выходного каскада. Расчет входного сопротивления плеча. Основные параметры биполярного транзистора. Расчет двухтактного транзисторного каскада мощного усиления.
курсовая работа [1,0 M], добавлен 07.12.2012Разработка усилителя электрических сигналов, состоящего из каскадов предварительного усилителя. Расчет двухтактного бестрансформаторного усилителя мощности. Определение каскада с ОЭ графоаналитическим методом. Балансные (дифференциальные) усилители.
курсовая работа [672,4 K], добавлен 09.03.2013Анализ схемотехнической реализации усилителя. Формирование математической модели параметрического синтеза усилителя. Характеристики коэффициента передачи напряжения. Исследование влияния на частотные характеристики варьируемых параметров усилителя.
курсовая работа [358,3 K], добавлен 16.09.2017Разработка и обоснование функциональной схемы устройства. Определение предварительного усилителя, цепи смещения и термостабильности. Исследование стабильности выходного каскада и самовозбуждения транзисторов. Расчет оконечного и предварительного каскада.
курсовая работа [2,1 M], добавлен 13.10.2021Структурная и принципиальная схемы усилителя для фоторезистора. Проектирование входного устройства. Расчет масштабирующего усилителя, блока регулировки, усилителя мощности. Разработка фильтра нижних частот, режекторного фильтра, источника питания.
курсовая работа [2,2 M], добавлен 10.12.2015Выбор принципиальных схем узлов устройства. Компьютерное моделирование предварительного усилителя и усилителя мощности с общей обратной связью. Расчёт стабилизатора напряжения, усилителя, сглаживающего фильтра, трансформатора, диодной схемы выпрямления.
курсовая работа [1,3 M], добавлен 20.12.2014Характеристики операционного, инвертирующего и неинвертирующего усилителя. Оценка величин среднего входного тока и разности входных токов операционного усилителя. Измерение коэффициента усиления неинвертирующего усилителя на операционный усилитель.
методичка [760,8 K], добавлен 26.01.2009Описание блок–схемы транзисторного двухкаскадного усилителя мощности низких частот. Вычисление мощности, потребляемой цепью коллектора транзистора от источника питания. Расчёт выходного и предварительного каскадов усилителя, фильтра нижних частот.
контрольная работа [323,8 K], добавлен 18.06.2015Назначение и описание выводов инвертирующего усилителя постоянного тока К140УД8. Рассмотрение справочных параметров и основной схемы включения операционного усилителя. Расчет погрешностей дрейфа напряжения смещения от температуры и входного тока.
реферат [157,8 K], добавлен 28.05.2012Сущность процесса усиления - получения копии входного сигнала большей мощности. Расчет импульсного усилителя, рассчитанного на транзисторах и на базе интегральных микросхем. Расчет структурной схемы, оконечного, предоконечного, предварительного каскада.
контрольная работа [148,2 K], добавлен 18.12.2011
