5. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ

Μέγεθος: px

Εμφάνιση ξεκινά από τη σελίδα:

Download "5. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ"

Ἀγαπητός Βασιλόπουλος
7 χρόνια πριν
Προβολές:

1 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ. Ε. ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ Ημερομηνία:.... /.... / Τμήμα:.... Ομάδα: 5. ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΣΤΟΧΟΙ η κατανόηση της επίδρασης της αρνητικής ανατροφοδότησης στην ενίσχυση τάσης ενός ενισχυτή η κατανόηση της επίδρασης της αρνητικής ανατροφοδότησης στο εύρος ζώνης συχνοτήτων ενός ενισχυτή η κατανόηση της επίδρασης της αρνητικής ανατροφοδότησης στις αντιστάσεις (εισόδου και εξόδου) ενός ενισχυτή ΜΕΤΡΗΣΕΙΣ ΣΥΜΠΕΡΑΣΜΑΤΑ ΠΑΡΑΤΗΡΗΣΕΙΣ Βήμα 1. Υλοποιήστε το κύκλωμα του Σχήματος Ε5.1 με τάση τροφοδοσίας V CC 12V. ο s Σχήμα Ε5.1 Βήμα 2. Ελέγξτε αν το κύκλωμα σας λειτουργεί σε Τάξη Α (όπως πρέπει για μια απλή ενισχυτική βαθμίδα ασθενούς σήματος). Για να το ελέγξετε και να βρείτε την τάξη λειτουργίας του ενισχυτή θα πρέπει να χαράξετε την ευθεία φόρτου και να προσδιορίσετε το σημείο λειτουργίας Q. Χωρίς να σήμα τάσης στην είσοδο του ενισχυτή μετρείστε με βολτόμετρο τις παρακάτω συνεχείς τάσεις και βρείτε το σημείο λειτουργίας. V CE V C C Σημείο Λειτουργίας Q: ( V CE I C : ) ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ 1

Σύμφωνα με τη μεθοδολογία που έχετε ακολουθήσει σε προηγούμενες ασκήσεις, χαράξτε την ευθεία φόρτου του ενισχυτή στις χαρακτηριστικές εξόδου και τοποθετείστε το σημείο λειτουργίας Q στο διάγραμμα που

2 Σύμφωνα με τη μεθοδολογία που έχετε ακολουθήσει σε προηγούμενες ασκήσεις, χαράξτε την ευθεία φόρτου του ενισχυτή στις χαρακτηριστικές εξόδου και τοποθετείστε το σημείο λειτουργίας Q στο διάγραμμα που ακολουθεί (Διάγραμμα Ε5.1). Θα χρειαστεί να υπολογίσετε και το μέγιστο ρεύμα συλλέκτη του τρανζίστορ: I Cmax. Διάγραμμα Ε5.1 - Ευθεία Φόρτου - Σημείο Λειτουργίας Q Από το διάγραμμα Ε5.1 συμπεραίνουμε ότι η Τάξη Λειτουργίας του ενισχυτή μας είναι: Βήμα 3. Στο βήμα αυτό θα βρείτε τα χαρακτηριστικά του ενισχυτή χωρίς ανατροφοδότηση. Για να γίνει αυτό και να λειτουργεί ο ενισχυτής χωρίς ανατροφοδότηση, συνδέστε τον αποζευκτικό πυκνωτή C Ε παράλληλα με την αντίσταση εκπομπού E (Σχήμα Ε5.1). Δώστε στην είσοδο του ενισχυτή (από τη γεννήτρια) εναλλασσόμενο σήμα συχνότητας 8 khz και μεγέθους τέτοιου ώστε, το πλάτος της τάσης εξόδου του ενισχυτή να είναι περίπου o 1 Volt (χωρίς παραμόρφωση). Με τον παλμογράφο μετρείστε το πλάτος της τάσης εισόδου s που δίνει η πηγή σήματος καθώς και την τάση -Γη στην είσοδο του ενισχυτή. Υπολογίστε την ενίσχυση τάσεως του ενισχυτή χωρίς ανατροφοδότηση που είναι: o A s s (mv) o (V) f L (Hz) f H (khz) 1 Προσδιορίστε τις συχνότητες αποκοπής f L και f H χωρίς ανατροφοδότηση και υπολογίστε το εύρος ζώνης συχνοτήτων. f L f H BW f H f L ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ 2

3 Θυμίζουμε ότι οι συχνότητες αποκοπής f L και f H είναι οι συχνότητες στις οποίες η ενίσχυση τάσεως A μειώνεται στο 1/ 2 της ενίσχυσης που έχει ο ενισχυτής στις μεσαίες συχνότητες. Άρα θα μεταβάλετε τη συχνότητα του σήματος εισόδου έως ότου η ενίσχυση μειωθεί στο 1/ 2 και θα προσδιορίσετε τις συχνότητες αποκοπής. Στην παρούσα περίπτωση μάλιστα όπου το πλάτος του σήματος εισόδου διατηρείτε σταθερό, αντί να παρακολουθείτε τη μεταβολή της ενίσχυσης A συναρτήσει της συχνότητας του σήματος εισόδου, μπορείτε να παρακολουθείτε απλά το πλάτος του σήματος εξόδου o. Για τις συχνότητες λοιπόν που το πλάτος της τάσης εξόδου o γίνει o / o, αυτές είναι οι συχνότητες αποκοπής. Στη συνέχεια, μετρείστε με βολτόμετρο την ενεργό τιμή της τάσης εισόδου και της τάσης στον κόμβο Κ, έτσι ώστε να υπολογίσετε το ρεύμα εισόδου του ενισχυτή: s (mv) rms (mv) rms s s s και κατόπιν την αντίσταση εισόδου του ενισχυτή: s Βήμα 4. Αποσυνδέστε τον αποζευκτικό πυκνωτή C Ε (παράλληλα με την αντίσταση εκπομπού E ). Ο ενισχυτής τώρα θα λειτουργεί με αρνητική ανατροφοδότηση ρεύματος σε σειρά με την είσοδο (προερχόμενη από την αντίσταση E ). Δώστε στην είσοδο του ενισχυτή (από τη γεννήτρια) εναλλασσόμενο σήμα συχνότητας 8 khz και μεγέθους τέτοιου ώστε, το πλάτος της τάσης εξόδου του ενισχυτή να είναι περίπου: o 1 Volt (χωρίς παραμόρφωση). Με τον παλμογράφο μετρείστε το νέο πλάτος s1 της τάσης που δίνει η πηγή σήματος καθώς και την νέα τάση 1-Γη στην είσοδο του ενισχυτή. Μετρείστε ακόμα την τάση ανατροφοδότησης f που είναι ίση με την τάση στα άκρα της E. s1 (mv) o (V) (mv) E f Lf (Hz) f Hf (khz) Από τις μετρήσεις σας υπολογίστε το ποσοστό ανατροφοδότησης β f β E... o o Από τις μετρήσεις σας υπολογίστε επίσης την ενίσχυση τάσεως A f1 με ανατροφοδότηση. o A f (1) s1 Υπολογίστε ακόμα την επιστρεφόμενη ποσότητα D1+β Α. Είναι: D1+ β Α και A A f (2) D ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ 3

4 Ελέγξτε τα αποτελέσματα των (3) και (4) σε σχέση με αυτά που ξέρετε από την θεωρία. Ακολουθώντας την μεθοδολογία του βήματος 3 βρείτε τις συχνότητες αποκοπής f Lf και f Hf με αρνητική ανατροφοδότηση ρεύματος σε σειρά με την είσοδο: f Lf f Hf BW f 1 f Hf 1 f Lf Συγκρίνεται τις τιμές των ΒW και BW f 1 και ελέγξτε εάν συμφωνούν με αυτά που ξέρετε από την θεωρία. Επίσης, ακολουθώντας τη μεθοδολογία του βήματος 3, υπολογίστε την αντίσταση εισόδου του ενισχυτή με αρνητική ανατροφοδότηση ρεύματος σε σειρά με την είσοδο: s1 (mv) rms 1 (mv) rms s1 1 s1 s και στη συνέχεια την αντίστοιχη αντίσταση εισόδου του ενισχυτή: f1 1 s1 Συγκρίνεται τις τιμές των και f1 και ελέγξτε εάν συμφωνούν με αυτά που ξέρετε από την θεωρία. Βήμα 5. Αλλάξτε τώρα τη μορφή της ανατροφοδότησης από ανατροφοδότηση ρεύματος σε σειρά με την είσοδο σε ανατροφοδότηση τάσης παράλληλα με την είσοδο. Ξανασυνδέστε δηλαδή τον αποζευκτικό πυκνωτή C Ε παράλληλα με την αντίσταση εκπομπού E (ώστε να μην έχετε ανατροφοδότηση λόγω της E ) και ταυτόχρονα διοχετεύστε μέσω της αντίστασης 47kΩ ένα μέρος του σήματος εξόδου, στην είσοδο (Σχήμα Ε5.2). ο s Σχήμα Ε5.2 ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ 4

5 Δώστε στην είσοδο του ενισχυτή (από την γεννήτρια) εναλλασσόμενο σήμα συχνότητας 8Hz και μεγέθους τέτοιου ώστε, η peak to peak τάση εξόδου του ενισχυτή να είναι περίπου o 1 Volt (χωρίς παραμόρφωση). Χρησιμοποιώντας τον παλμογράφο και τη μεθοδολογία που εφαρμόσατε στην προηγούμενη τοπολογία ανατροφοδότησης βρείτε την νέα τώρα ενίσχυση τάσης A f2 με ανατροφοδότηση τάσης παράλληλα με την είσοδο καθώς και τις νέες συχνότητες αποκοπής f Lf2 και f Hf2. s2 (mv) o (V) f Lf 2 (Hz) f Hf 2 (khz) 1 o A f s2 f Lf f Hf BW f2 f Hf 2 f Lf Συγκρίνεται τις τιμές των ΒW και BW f 2 και ελέγξτε εάν συμφωνούν με αυτά που ξέρετε από την θεωρία. Υπολογίστε ακόμα και την επιστρεφόμενη ποσότητα A D A f 2 Τέλος, μετρήστε με βολτόμετρο την ενεργό τιμή της τάσης εισόδου και της τάσης στον κόμβο Κ, έτσι ώστε να υπολογίσετε το ρεύμα εισόδου του ενισχυτή με ανατροφοδότηση τάσης παράλληλα με την είσοδο: s2 (mv) rms 2 (mv) rms s2 2 s2.. s και στη συνέχεια την αντίστοιχη αντίσταση εισόδου του ενισχυτή: f 2 2 s2 Συγκρίνεται τις τιμές των και f2 και ελέγξτε εάν συμφωνούν με αυτά που ξέρετε από την θεωρία. ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ ΤΕ ΕΡΓΑΣΤΗΡΙΟ ΗΛΕΚΤΡΟΝΙΚΩΝ ΙΙ 5

Σχετικά έγγραφα

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ

ΕΝΙΣΧΥΤΗΣ ΜΕ ΑΡΝΗΤΙΚΗ ΑΝΑΤΡΟΦΟΔΟΤΗΣΗ ΕΠΩΝΥΜΟ ΟΝΟΜΑ Α.Μ. ΤΜΗΜΑ ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΔΙΕΞΑΓΩΓΗΣ:.... /..../ 20.. ΗΜΕΡΟΜΗΝΙΑ ΠΑΡΑΔΟΣΗΣ:.... /..../ 20.. ΤΕΙ ΔΥΤΙΚΗΣ ΕΛΛΑΔΑΣ ΤΜΗΜΑ ΗΛΕΚΤΡΟΛΟΓΩΝ ΜΗΧΑΝΙΚΩΝ Τ.Ε. ΣΤΟΧΟΙ η