Эксперт по сдаче вступительных испытаний в ВУЗах
Исследование усилительного каскада с ОЭ
1.1 Описание работы с кратким изложением теории
Цель работы — получить практические навыки исследования усилительного каскада по схеме с общим эмиттером.
Программа uSpice позволяет определить основные характеристики усили-тельного каскада, в том числе:
— режим по постоянному току в рабочей точке покоя (OP);
— частотные характеристики (AC);
— переходные процессы при воздействии сигналов различной формы (Tran).
Расчет статического режима рабочей точки всегда предшествует другим видам расчетов. Для расчета частотных характеристик пользователю необхо-димо подключить ко входу усилителя In источник напряжения AC Voltage – ideal, указать интересующие его частотный диапазон и масштаб изменения ча-стоты. Результаты анализа выводится на экран в виде графиков амплитудно-частотных и фазо-частотных характеристик (АЧХ и ФЧХ).
Анализ переходных процессов проводится при подключении на вход усилителя источника напряжения гармонической формы Sine source – ideal. Для анализа во временной области пользователю необходимо задать информацию о параметрах источника входных сигналов, временной интервал расчета. Результаты расчета выводятся на экран в виде временных диаграмм сигналов.
1.2 Описание последовательности выполнения задания
1.2.1 Открыть проект lr1 командой Файл;Открыть. Зарисовать схему усилительного каскада.
1.2.2 Командой Анализ;Режим по постоянному току выполнить расчет точки покоя. В панели Режим по постоянному току нажать кнопку по умолчанию, затем кнопку Расчет. Результат расчета в виде напряжений узлов появится в окне uXSPICE. Оцените по ним оптимальность положения рабочей точки покоя транзистора. В случае необходимости скорректируйте положение рабочей точки покоя подбором сопротивления R1. Перенести в отчет значения напряжений на выводах базы, коллектора и эмиттера транзистора.
1.2.3 Командой Анализ;Частотные характеристики (AC) выполнить расчет АЧХ и ФЧХ усилительного каскада. В панели Частотные характери-стики (AC) задать значения параметров:
— пределы изменения частоты — начальная частота 100 Гц, конечная частота 100 МГц (возможно, потребуется уточнить для определения верхней границы полосы пропускания);
— число точек графика 100;
— шкала по горизонтали Dec;
— шкала по вертикали dB.
В окне Графики для выходных переменных указать Out/In. Нажать кноп-ку Расчет. Результат расчета будет представлен в виде графиков частотных характеристик. Перенести графики в отчет. Определить граничные частоты полосы пропускания по уровню минус 3 дБ. Закрыть окна с графиками и окно uXSPICE.
1.2.4 Заменить источник напряжения AC Voltage на источник Sine source.
Задать значения параметров источника Amplitude 0.005 (В), Frequency 20000 (Гц). Наименование единиц измерения не указывать.
1.2.5 Командой Анализ > Переходной процесс (Tran) выполнить расчет во временной области, для этого в окне Расчет переходного процесса (Tran):
— задайте значение интервала расчета Время анализа, равное пяти периодам входного гармонического сигнала.
В окне Графики для выходных переменных задать через пробел имена узлов In Out. Нажать кнопку Расчет. Результат расчета будет представлен в виде временных диаграмм входного и выходного сигналов. Определить амплитуду выходного сигнала и коэффициент передачи по напряжению. Сравнить со значением коэффициента усиления, полученным по АЧХ.
1.3 Оформление отчета
Отчет должен содержать:
1) схему усилительного каскада;
2) результаты расчета статического режима;
3) графики АЧХ и ФЧХ;
4) временные диаграммы выходного сигнала;
5) найденные значения параметров.
1.4 Контрольные вопросы
1.4.1 Поясните назначение основных элементов схемы усилительного каскада.
1.4.2 Поясните принцип работы усилительного каскада.
1.4.3 Каким образом можно определить положение рабочей точки покоя?
1.4.4 Каким образом можно определить частотные характеристики? Как по ним можно найти границы полосы пропускания?
1.4.5 Как можно определить значение коэффициента усиления по напряжению?
Ссылка на первоисточник:
https://api.nntu.ru/
