Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata.

Átírás

1 El. II. 5. mérés. SZIMMETRIKUS ERŐSÍTŐK MÉRÉSE. A mérés célja : Szimmetrikus bemenetű erősítők működésének tanulmányozása, áramköri paramétereinek vizsgálata. A mérésre való felkészülés során tanulmányozza át az alábbi jegyzeteket: El. ák. I/B old. El. ák. II/B ; ; 311. Példatár I.; ; 6.55., Alkatrészjegyzék: LF 356 műv. er. 1 db MD 2369 A tranzisztorpár (közös tokban) 1 db BC 2389 tranzisztor 1 db ZPD 3.3 Zener dióda 1 db Szimmetrizáló transzformátor 1 db Ellenállások: 100 kω 2 db 10kΩ 3 db 2k 2 db Trimmer potméter 1k 1 db

2 Házi feladatként végezze el a következő feladatokat: A vizsgálandó differencia erősítő elvi rajza az alábbi: P=1k Függvény gen. R c1 =10k R c2 =10k U t1 =12V Uki1 Uki2 Tr1 T1 T2 U be1 U t2 =12V R EE =10k U be2 4.1 ábra Tervezze meg a 3.1 ábrán látható elvi rajz megvalósítását Super Strip panelre. Gondolja át a szükséges elvezetések kialakítását. Számítsa ki a differencia erősítő munkaponti áramát, rajzolja be a DC feszültségtérképet. Illesztett esetben. ( Ekkor a tranzisztor paraméterek megegyeznek, R C1 =R C2, és P középállásban van) Számítsa ki a kimeneti ofszet feszültséget ha R c1 5%-al nagyobb a névleges értéknél, P=0 Ohm, és I C1 =1.1 I C2. Számítsa ki a szimmetrikus (különbségi) feszültségerősítés (A Us ) értékét. Számítsa ki a közös feszültségerősítés értékét illesztett esetben. Számítsa ki a közös feszültségerősítés értékét abban az esetben is, ha R c1 =10.05 kω (Ekkor U kik = U ki2 -U ki1 ) (illesztetlen eset) Számítsa ki illesztett és illesztetlen esetben is CMRR értékét. (db)!

3 Különbségi erősítő műveleti erősítővel. R 2 R 1 U be1(φ1=0) U ki(φ1=?) U be2(φ2=0) R 3 R ábra A 4.2. ábra áramkörét méretezze súlyozatlan 20dB erősítésre. Számítsa ki az Ube1, az Ube2, a ΔUbe, az Uki feszültségek csúcsértékeit. ( Használja az LM 741 típusú műv. er. adatlapján található Output Voltage Swing (Vo(p-p) paramétert). Határozza meg a kimenő jel fázisszögét, ha U be1 =3Vp és U be2 =3.5Vp (Φ1= Φ1=0) Határozza meg a kimenő jel fázisszögét, ha U be1 =3,5Vp és U be2 =3Vp (Φ1= Φ1=0) Számítsa ki a különbségi erősítő eredő CMRR értékét. Az ellenállásoknál a legrosszabb esetre számoljon, azok max 5% szórásúak. (Példatár:6.58.). Mérési feladatok M5/1 Tranzisztoros differencia erősítő vizsgálata M5/1.1. A Tr1 transzformátor primer tekercsére adjon f = 5 khz, U= 100mV pp szinusz jelet, és az oszcilloszkóp CH1 ill. CH2 csatornáján jelenítse meg a szekunder tekercsek feszültség idő függvényeit. Az ábrákat amplitúdó és fázis helyesen rögzítse jegyzőkönyvben. A Tr1 transzformátor szekunder tekercsei szimmetrikus jellel vezérlik a diff. erősítőt. Ennek időfüggvényét úgy jeleníthetjük meg hogy bekapcsoljuk az oszcilloszkóp ADD és INV. üzemmódjait. Az ábrát rögzítse a jegyzőkönyvben.

4 M5/1.2. M5/1.3 A kimeneti ofszet feszültség vizsgálata és kompenzálása. Építse meg a 4.1 ábrán látható differencia erősítőt, de a funkcio generátort még ne kapcsolja a TR1 bemenetére. Ekkor Uki1 és Uki2 pontok között mérhető DC feszültség a kimeneti ofszet feszültség. Keresse meg ennek minimális értékét a P potenciométer állításával, és ezt az értéket jegyezze fel a jegyzőkönyvbe. A szimmetrikus feszültségerősítés vizsgálata. Számítsa ki A us értékét. Adjon a TR1 primer oldalára függvénygenerátorból f= 5kHz, Up= 20mv eff szinusz jelet. ( Az effektív értéket AC millivoltméterrel mérje ). Vizsgálja és jegyzőkönyvben rögzítse az Ube1 Uki1, Ube2 Uki2 jel párokat valamint az U kis és U EE időfüggvényeket. A mért U bes és U kis értékek alapján határozza meg A us mért értékét és hasonlítsa össze a számított értékkel. ( Ha van eltérés- indokolja meg). M5/1.4. A közös módusú feszültségerősítés vizsgálata A mérés további részében ne használja TR1-et. A bemenőjelet funkciógenerátorról közvetlenül vezesse a közösített bázisokra. ( f= 5kHz, Up= 4 Vp-p szinusz ). Mérje AC millivoltméterrel az U ki1 és U ki2 jeleket külön-külön. (Az AC millivoltméter kimenetén ellenőrizze oszcilloszkóppal hogy a vizsgált jel nem torzított e). Határozza meg a CMRR értékét: CMRR =Aus/(Uki k /Ube k ) ahol: Uki k = (Uk i1 + U ki2 )/2 CMRR értékét adja meg db ben is. M5/1.5. A 4.1 ábra kapcsolási rajzában helyettesítse R EE ellenállást az alábbi áramgenerátorral:

5 Uki1 Uki2 T1 T2 2 k ZPD k Számítsa ki és mérje is meg a munkaponti áramot. Mérje meg a szimmetrikus feszültségerősítést. Mérje meg a közös módusú feszültségerősítést. Számolja ki a CMRR értékét. A számításhoz felhasználhatja az M5/1.3 pontban kapott A us értéket. (Mert I EE nem változott. Ezt az állítást számítással ellenőrizze). CMRR = Aus A k [ db ] Ahol: A k = (uk i1 + u ki2 )/2 /u bek M5/2.1. Különbségi erősítő műveleti erősítővel.

6 M5/2.1. Építse meg az ide vonatkozó HF. során megtervezett súlyozatlan 20 db erősítésű különbségképzőt: R 2 U be1 R 1 U be2 U ki R 3 R ábra M5/2.2 Számítsa ki A u értékét (Ha R 1 = R 3 és R 2 =R 4 ). M5/2.3. Mérje a célszerűen megválasztott jelalakokat és rögzítse azokat jegyzőkönyvbe. (U be1, U be2, U ki ). A mérést néhány khz frekvenciával végezze, de akkora amplitúdókat válasszon hogy a kimenő jel ne torzítson. M5/2.4 Vegye fel az invertáló erősítő amplitúdómenetét 10 Hz- 1MHz tartományban. (Ekkor a nem invertáló bemenetet földelje le). M5/2.5 Vegye fel az neminvertáló erősítő amplitúdómenetét 10 Hz- 1MHz tartományban. (Ekkor a invertáló bemenetet földelje le). M5/2.6 Vegye fel a közös vezérlésű erősítő amplitúdómenetét 10 Hz- 1MHz tartományban. (Ekkor U be legyen 2 V amplitudójú). (U be1 =U be2 ) M5/2.7 DC vizsgálat Ehhez a méréshez összesen 4 db szabályozható tápegységre van szükség. (+ 15 V 15 V táp, továbbá U be2 = 100 mv, U be1 ; -100 mv 100 mv ) A feladat során igazolja hogy a kimenő feszültség a két bemenő feszültség különbségétől függ, és arányossági tényező az R 2 /R 1 hányados. Legyen: a/ R1=R2=R3=R4= 10 k b/ R1=R3=1k és R2=R4=10k Mind a két esetben foglalja táblázatba a mért eredményeket és ábrázolja a vezérlő feszültség (Ube2 Ube1) Uki függvényeket.

7 Ube1 (mv) Ube2 (mv) Ube2 Ube1 (mv) Uki (mv)