Analiza komputerowa pracy wzmacniacza tranzystorowego jednostopniowego za pomocą programu PSpice wersja EDU.

Podobne dokumenty
POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Badanie tranzystora bipolarnego

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

Ćwiczenie 2: pomiar charakterystyk i częstotliwości granicznych wzmacniacza napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Laboratorium Elektroniki

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

Data wykonania ćwiczenia: Ćwiczenie prowadził:

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Politechnika Białostocka

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

BADANIE FITRÓW AKTYWNYCH PAKIETEM PROGRAMOWYM PSPICE

PODSTAWY ELEKTRONIKI TEMATY ZALICZENIOWE

Ćwiczenie nr 05 1 Oscylatory RF Podstawy teoretyczne Aβ(s) 1 Generator w układzie Colpittsa gmr Aβ(S) =1 gmrc1/c2=1 lub gmr=c2/c1 gmr C2/C1

ĆWICZENIE NR 1 TEMAT: Wyznaczanie parametrów i charakterystyk wzmacniacza z tranzystorem unipolarnym

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Badanie układów aktywnych część II

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK FILTRÓW BIERNYCH. (komputerowe metody symulacji)

Ćwiczenie 2b. Pomiar napięcia i prądu z izolacją galwaniczną Symulacje układów pomiarowych CZUJNIKI POMIAROWE I ELEMENTY WYKONAWCZE

Ćwiczenie 1: Pomiar parametrów tranzystorowego wzmacniacza napięcia w układzie wspólnego emitera REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Wzmacniacz tranzystorowy

Zespół Szkół Łączności w Krakowie. Badanie parametrów wzmacniacza mocy. Nr w dzienniku. Imię i nazwisko

2. Który oscylogram przedstawia przebieg o następujących parametrach amplitudowo-czasowych: Upp=4V, f=5khz.

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

Ćwiczenie Stany nieustalone w obwodach liniowych pierwszego rzędu symulacja komputerowa

Zbiór zadań z elektroniki - obwody prądu stałego.

Ćw. 7 Wyznaczanie parametrów rzeczywistych wzmacniaczy operacyjnych (płytka wzm. I)

, , ,

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 3 Proste przyrządy elektroniczne

Laboratorium z Układów Elektronicznych Analogowych

Ćwiczenie 6: Lokalizacja usterek we wzmacniaczu napięcia REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

Podstawy Elektroniki dla Elektrotechniki. Badanie własności wzmacniaczy napięciowych

TRANZYSTOROWY UKŁAD RÓŻNICOWY (DN 031A)

Badanie diod półprzewodnikowych

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Projekt z Układów Elektronicznych 1

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Badanie diody półprzewodnikowej

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Wzmacniacz tranzystorowy

Tranzystory bipolarne. Podstawowe układy pracy tranzystorów.

Rys. 1. Wzmacniacz odwracający

LABORATORIUM ELEKTRONIKI FILTRY AKTYWNE

ĆWICZENIE LABORATORYJNE. TEMAT: Badanie wzmacniacza różnicowego i określenie parametrów wzmacniacza operacyjnego

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Ćwiczenie 13. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnej bazy. Cel ćwiczenia

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Generator relaksacyjny

Ćwiczenie 12 Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego emitera. Cel ćwiczenia

PROTOKÓŁ POMIAROWY - SPRAWOZDANIE

Nanoeletronika. Temat projektu: Wysokoomowa i o małej pojemności sonda o dużym paśmie przenoszenia (DC-200MHz lub 1MHz-200MHz). ang.

Zastosowania nieliniowe wzmacniaczy operacyjnych

Symulacje inwertera CMOS

kierunek: Automatyka i Robotyka Zadania uzupełniające do wykładu i ćwiczeń laboratoryjnych z Elektroniki sem. II

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

Opracowane przez D. Kasprzaka aka 'master' i D. K. aka 'pastakiller' z Technikum Elektronicznego w ZSP nr 1 w Inowrocławiu.

Przykładowe zadanie egzaminacyjne dla kwalifikacji E.20 w zawodzie technik elektronik

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

Wzmacniacze operacyjne

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

Ćwiczenie 1 Podstawy opisu i analizy obwodów w programie SPICE

Wykład VIII TRANZYSTOR BIPOLARNY

Projekt z Elektroniki

Wydział Elektryczny. Temat i plan wykładu. Politechnika Białostocka. Wzmacniacze

Tranzystor bipolarny

A-3. Wzmacniacze operacyjne w układach liniowych

Ćwiczenie 5. Zastosowanie tranzystorów bipolarnych cd. Wzmacniacze MOSFET

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

Badanie właściwości dynamicznych obiektów I rzędu i korekcja dynamiczna

EUROELEKTRA. Ogólnopolska Olimpiada Wiedzy Elektrycznej i Elektronicznej. Rok szkolny 2012/2013. Zadania dla grupy elektronicznej na zawody II stopnia

ANALOGOWE I MIESZANE STEROWNIKI PRZETWORNIC. Ćwiczenie 3. Przetwornica podwyższająca napięcie Symulacje analogowego układu sterowania

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

Tranzystory bipolarne. Małosygnałowe parametry tranzystorów.

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

Liniowe układy scalone. Wykład 4 Parametry wzmacniaczy operacyjnych

ĆWICZENIE ZASILACZE. L a b o r a t o r i u m Elektroniki 2. Zakład EMiP I M i I B

EL_w05: Wzmacniacze operacyjne rzeczywiste

Ćwiczenie 4: Pomiar parametrów i charakterystyk wzmacniacza mocy małej częstotliwości REGIONALNE CENTRUM EDUKACJI ZAWODOWEJ W BIŁGORAJU

STABILIZATORY NAPIĘCIA I PRĄDU STAŁEGO O DZIAŁANIU CIĄGŁYM Instrukcja do ćwiczeń laboratoryjnych

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

POLITECHNIKA WROCŁAWSKA, WYDZIAŁ PPT I-21 LABORATORIUM Z PODSTAW ELEKTROTECHNIKI I ELEKTRONIKI 2

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Wprowadzenie do programu Multisim

2 Dana jest funkcja logiczna w następującej postaci: f(a,b,c,d) = Σ(0,2,5,8,10,13): a) zminimalizuj tę funkcję korzystając z tablic Karnaugh,

Ćwiczenie 14. Temat: Wzmacniacz w układzie wspólnego kolektora. Cel ćwiczenia

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

Transkrypt:

Analiza komputerowa pracy wzmacniacza tranzystorowego jednostopniowego za pomocą programu PSpice wersja EDU. ZADANIA DO WYKONANIA: I. Przeprowadzić analizę czasową wzmacniacza klasy A w układzie OE z tranzystorem typu Q2N2222 (pkt. 1) określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza. II. Przeprowadzić analizę wpływu temperatury pracy (-70 0 C 125 o C) na przebieg sygnału wyjściowego ze wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza dla wybranego zakresu temperatur (pkt. 2). III. Przeprowadzić podstawowa analizę częstotliwościową układu (pkt. 3) okreśłic współczynnik wzmocnienia układu w db oraz pasmo przenoszenia. IV. Przeprowadzić analizę wpływu temperatury pracy (-70 0 C 125 o C) na przebieg charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza w db oraz pasmo przenoszenia dla wybranego zakresu temperatur (pkt. 4). V. Przeprowadzić analizę stałoprądową DC na otrzymanej charakterystyce określić punkt pracy wzmacniacza (pkt. 5 i 6). VI. Przeprowadzić analizę wpływu pojemności wejściowej układu (C 1 ) na przebieg charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza w db oraz pasmo przenoszenia dla wybranego zakresu zmian pojemności (pkt. 7). VII. Przeprowadzić analizę wpływu rezystancji emiterowej układu (R 4 ) na przebieg charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza w db oraz pasmo przenoszenia dla wybranego zakresu zmian rezystancji (pkt. 8). VIII. Przeprowadzić analizę wpływu rezystancji emiterowej układu (R 4 ) na przebieg czasowy sygnału wyjściowego ze wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza (pkt. 9). IX. Przeprowadzić analizę wpływu rezystancji ustalającej punkt pracy tranzystora (R 1 ) na przebieg charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza w db oraz pasmo przenoszenia dla wybranego zakresu zmian rezystancji (pkt. 10). X. Przeprowadzić analizę wpływu rezystancji ustalającej punkt pracy tranzystora (R 1 ) na przebieg czasowy sygnału wyjściowego ze wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza (pkt. 11). XI. Przeprowadzić analizę wpływu pojemności wyjściowej układu (C 2 ) na prze- bieg charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza. Określić współczynnik wzmocnienia napięciowego wzmacniacza w db oraz pasmo przenoszenia dla wybranego zakresu zmian pojemności (pkt. 12). XII. DO OPRACOWANIA W DOMU OKREŚLIĆ WPŁYW POJEMNOŚCI EMITEROWEJ NA KSZTAŁT CHARAKTERYSTYKI CZĘSTOTLIWO- ŚCIOWEJ (np. dla C E =220 470µF) ORAZ WPŁYW POJEMNOŚCI SPRZĘGAJĄCEJ KOLEKTOR BAZA NA KSZTAŁT CHARAKTERY- STYKI CZĘSTOTLIWOŚCIOWEJ (np. dla C S =100 470pF). Określić współczynnik THD dla f=1khz. Wyznaczyć charakterystykę wyjściową tranzystora Q2N2222 i zaznaczyć na niej punkt pracy i prosta obciążenia. Określić rezystancję wyjściową i wejściową wzmacniacza. Wyniki zilustrować graficznie. 1

UWAGA: PODANY ZAKRES ĆWICZENIA NIE JEST MOŻLIWY DO ZREALIZOWANIA W CYKLU 2-h. NALEŻY WYKONAĆ JE- DYNIE PUNKTY PODANE PRZEZ PROWADZĄCEGO ZAJĘCIA. 1. Analiza podstawowa - czasowa 1. Uruchomić program SCHEMATICS z programu PSpice 2. Wczytać zbiór WT-TRANZYSTOROWY 3. Po wczytaniu winien pojawić się schemat przedstawiony na rys. 1. 4. (Uz=30Vdc), Uwe=0.5Vac f=1khz 5. Analiza czasowa układu podstawowego: 1. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 2. Wybrać opcje: Bias Point Detal i Transient 2

3. Nacisnąć przycisk Transient pojawia się okno ustalające SE- TUP analizy czasowej 4. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) (rys. 2). Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt. 3

2. Analiza podstawowa wpływ temperatury na przebieg sygnału wyjściowego ze wzmacniacza 1. Wczytać plik WT-TEMP-czasowa 2. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 3. Wybrać opcje: Bias Point Detal, Transient i Parametrics 4. Nacisnąć przycisk Parametrics i ustawić opcje wg rysunku (analiza dla temperatury (-70, 0, 25, 50, 125 o C) 4

5. Opcje analizy czasowej Transient pozostawić bez zmian 6. Po ustawieniu parametrów przejść do analizy wpływu temperatury na przebieg sygnału wyjściowego (rys. 3) 5

7. Wydrukować otrzymany wynik analizy ustawiając w opcjach wydruku: wydruk w nagłówku wydruk parametru zmienianego (klawisz #P). 3. Analiza podstawowa charakterystyka częstotliwościowa 1. Wczytać zbiór WT-Podstawowy-czestotliwosciowa 2. Po wczytaniu winien pojawić się schemat przedstawiony na rys. 4 3. Analiza częstotliwościowa układu podstawowego: 6

1. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 2. Wybrać opcje: Bias Point Detal i AC Sweep 3. Nacisnąć przycisk AC Sweep pojawia się okno ustalające SETUP analizy częstotliwościowej 4. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) (rys. 5). Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt. 7

4. Analiza podstawowa wpływ temperatury na przebieg charakterystyki częstotliwościowej wzmacniacza 1. Wczytać plik WT-TEMP-czestotliwosciowa 2. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 3. Wybrać opcje: Bias Point Detal, AC Sweep i Parametrics 8

4. Nacisnąć przycisk Parametrics i ustawić opcje wg rysunku (analiza dla temperatury (-70, 0, 25, 50, 125 o C) 5. Opcje analizy częstotliwościowej AC Sweep pozostawić bez zmian 6. Po ustawieniu parametrów przejść do analizy wpływu temperatury na przebieg charakterystyki częstotliwościowej (rys. 6) 9

7. Wydrukować otrzymany wynik analizy ustawiając w opcjach wydruku: wydruk w nagłówku wydruk parametru zmienianego (klawisz #P). 5. Analiza stałoprądowa DC 1. Wczytać plik WT-DC (rys.7) 2. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 3. Wybrać opcje: Bias Point Detal, DC Sweep 10

4. Opcje analizy częstotliwościowej DC Sweep ustawić wg rysunku 5. Po ustawieniu parametrów przejść do analizy Simulate (rys. 8) 11

6. Wydrukować otrzymany wynik analizy i po wykonaniu następnego kroku zaznaczyć na nim punkt pracy tranzystora Q1 6. Analiza DC ustalenie napięć i prądów w poszczególnych punktach wzmacniacza: 1. Wczytać plik WT-PODSTAWOWY 2. Uruchomić process symulacji Simalate i po jego wykonaniu zamknąć okno z otrzymanymi wynikami. 3. Na ekranie podstawowym uaktywnić przycisk (V) Enable Bias Voltage Display i (I) Enable Bias Current Dispaly. Na schemacie pojawia się wartości napięć i prądów w poszczególnych punktach układu. Zwrócić uwagę na kierunek prądu emitera tranzystora Q1 i prądu płynącego przez rezystor emiterowy R4. (rys. 9). 12

4. Wyliczyć pobór mocy przez wzmacniacz 7. Analiza parametryczna wpływu poszczególnych elementów wzmacniacza na jego charakterystykę częstotliwościową wpływ pojemności wejściowej Wczytać plik WT-PAR-C1-czestotliwosciowa 1. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 13

2. Wybrać opcje: Bias Point Detal, AC Sweep i Parametric 3. Nacisnąć przycisk AC Sweep pojawia się okno ustalające SETUP analizy częstotliwościowej 4. Nacisnąć przycisk Parametric pojawia się okno ustalające SETUP zadane parametru C1 14

5. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) (rys. 1). Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt ustal graficznie dolna częstotliwość graniczna wzmacniacza w zależności od pojemności kondensatora C1 15

8. Analiza parametryczna wpływu poszczególnych elementów wzmacniacza na jego charakterystykę częstotliwościową wpływ rezystancji emiterowej Wczytać plik WT-PAR-R4-czestotliwosciowa 1. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 2. Wybrać opcje: Bias Point Detal, AC Sweep i Parametric 3. Nacisnąć przycisk AC Sweep pojawia się okno ustalające SETUP analizy częstotliwościowej 16

4. Nacisnąć przycisk Parametric pojawia się okno ustalające SETUP zadane parametru R4 5. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) (rys. 1). Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt ustal graficznie wzmocnienie wzmacniacza w zależności od rezystancji R4 17

9. Analiza parametryczna wpływu rezystancji R4 na charakterystykę czasową układu Wczytać plik WT-PAR-R4-czasowa 1. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 18

2. Wybrać opcje: Bias Point Detal, Transient i Parametric 3. Nacisnąć przycisk Parametric pojawia się okno ustalające SETUP 4. Nacisnąć przycisk Transient pojawia się okno ustalające SE- TUP 19

5. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) (rys. 1). Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt. 20

10. Analiza parametryczna wpływu rezystancji R1 na charakterystykę czasową układu Wczytać plik WT-PAR-R1-czestotliwosciowa 6. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 7. Wybrać opcje: Bias Point Detal, AC Sweep i Parametric 8. Nacisnąć przycisk AC Sweep pojawia się okno ustalające SETUP analizy częstotliwościowej 21

9. Nacisnąć przycisk Parametric pojawia się okno ustalające SETUP zadane parametru R1 10. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt. 22

11. Analiza parametryczna wpływu rezystancji R1 na charakterystykę czasową układu Wczytać plik WT-PAR-R1-czasowa 12. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 23

13. Wybrać opcje: Bias Point Detal, Transient i Parametric 14. Nacisnąć przycisk Parametric pojawia się okno ustalające SETUP 15. Nacisnąć przycisk Transient pojawia się okno ustalające SE- TUP 24

16. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11). Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt. 12. Analiza parametryczna wpływu poszczególnych elementów wzmacniacza na jego charakterystykę częstotliwościową wpływ pojemności wyjściowej 25

Wczytać plik WT-PAR-C2-czestotliwosciowa 17. Uaktywnić SETUP ANALYSIS ( ANALYSIS, SETUP) 18. Wybrać opcje: Bias Point Detal, AC Sweep i Parametric 19. Nacisnąć przycisk AC Sweep pojawia się okno ustalające SETUP analizy częstotliwościowej 26

20. Nacisnąć przycisk Parametric pojawia się okno ustalające SETUP zadane parametru C2 21. Po ustawieniu parametrów analizy jak na rysunku naciśnij OK i Close i przejdź do schematu głównego i do analizy Simulate (F11) Po wykonaniu analizy wydrukuj jej efekt 27

28

Tabela z wynikami obliczeń: TABELA WYNIKÓW 1. U we [V] U wy [V] A u [V/V 2. t [ o C] -70 0 25 50 125 U we [V] U wy [V] A u [V/V 3. A u [db] f g [Hz] f d [Hz] B [Hz] 4. t [ o C] -70 0 25 50 125 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] 5,6 U B U E U C U CC I B I E I C I CC P [V] [V] [V] [V] [ma] [ma] [ma] [ma] [mw] 7. C we [µf] 0.1 0.5 0.9 1.3 1.7 2.0 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] 8,9 R E [Ω] 110 310 510 710 910 1100 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] A u [V/V] 29

10. R 1 [kω] 30 35 40 45 50 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] A u [V/V] 11. C wy [µf] 1 3 5 7 9 11 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] ZADANIE DOMOWE 1 C E [µf] 220 330 430 470 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] 2 C S [pf] 100 200 300 400 470 A u [db] f d [Hz] f g [Hz] B [Hz] r we [kω] r wy [kω] THD [%] dla U we =100mV 30

31