POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

Podobne dokumenty
POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA

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

Ćwiczenie nr 65. Badanie wzmacniacza mocy

Politechnika Białostocka

Politechnika Białostocka

WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYK FILTRÓW BIERNYCH. (komputerowe metody symulacji)

WZMACNIACZ OPERACYJNY

WZMACNIACZ NAPIĘCIOWY RC

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Ćwiczenie - 4. Podstawowe układy pracy tranzystorów

Tranzystory bipolarne. Właściwości dynamiczne wzmacniaczy w układzie wspólnego emitera.

Data wykonania ćwiczenia: Ćwiczenie prowadził:

Laboratorium Elektroniki

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

Dynamiczne badanie wzmacniacza operacyjnego- ćwiczenie 8

Tranzystory bipolarne. Właściwości wzmacniaczy w układzie wspólnego kolektora.

Wydział Elektrotechniki, Automatyki, Informatyki i Elektroniki Katedra Elektroniki

Podstawowe układy pracy tranzystora bipolarnego

Laboratorium KOMPUTEROWE PROJEKTOWANIE UKŁADÓW

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Wzmacniacz tranzystorowy

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Elektronika. Wzmacniacz tranzystorowy

Badanie układów aktywnych część II

Projekt z Układów Elektronicznych 1

Tranzystory bipolarne. Podstawowe układy pracy tranzystorów.

Ćwiczenie 1 Podstawy opisu i analizy obwodów w programie SPICE

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Tranzystory bipolarne elementarne układy pracy i polaryzacji

Pracownia pomiarów i sterowania Ćwiczenie 3 Proste przyrządy elektroniczne

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

Tranzystor bipolarny

Ćwiczenie: "Obwody prądu sinusoidalnego jednofazowego"

PODSTAWY ELEKTRONIKI I TECHNIKI CYFROWEJ

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

PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Ćwiczenie 7 PARAMETRY MAŁOSYGNAŁOWE TRANZYSTORÓW BIPOLARNYCH

LABORATORIUM ELEKTRONIKI WZMACNIACZ MOCY

Tranzystorowe wzmacniacze OE OB OC. na tranzystorach bipolarnych

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

Rys Filtr górnoprzepustowy aktywny R

Wzmacniacze operacyjne

BADANIE ELEMENTÓW RLC

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

Katedra Elektrotechniki Teoretycznej i Informatyki

Układy i Systemy Elektromedyczne

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych wzmacniacz odwracający i nieodwracający

Pomiar podstawowych parametrów liniowych układów scalonych

ELEMENTY ELEKTRONICZNE TS1C

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Wzmacniacze operacyjne

ELEKTRONIKA. Generatory sygnału prostokątnego

Laboratorium Elektroniczna aparatura Medyczna

Ćwiczenie nr 11. Projektowanie sekcji bikwadratowej filtrów aktywnych

WZMACNIACZE OPERACYJNE Instrukcja do zajęć laboratoryjnych

Tranzystor bipolarny LABORATORIUM 5 i 6

Podstawy Elektroniki dla Informatyki. Tranzystory unipolarne MOS

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

Podstawowe zastosowania wzmacniaczy operacyjnych

Zajęcia 10. PSpice Komputerowa symulacja układów elektronicznych (analogowych i cyfrowych) Pspice Schematic evaluation version 9.1

PRACOWNIA ELEKTRONIKI

WIECZOROWE STUDIA NIESTACJONARNE LABORATORIUM UKŁADÓW ELEKTRONICZNYCH

BADANIE FITRÓW AKTYWNYCH PAKIETEM PROGRAMOWYM PSPICE

Podstawy Elektroniki dla Teleinformatyki. Tranzystory bipolarne

Filtry aktywne filtr środkowoprzepustowy

Ćwiczenie - 1 OBSŁUGA GENERATORA I OSCYLOSKOPU. WYZNACZANIE CHARAKTERYSTYKI AMPLITUDOWEJ I FAZOWEJ NA PRZYKŁADZIE FILTRU RC.

Laboratorium Przyrządów Półprzewodnikowych Laboratorium 1

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

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

I= = E <0 /R <0 = (E/R)

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

LABORATORIUM ELEKTRONIKI FILTRY AKTYWNE

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

PROTOKÓŁ POMIAROWY - SPRAWOZDANIE

Zastosowania liniowe wzmacniaczy operacyjnych

LABORATORIUM ELEKTRONIKA. Opracował: mgr inż. Tomasz Miłosławski

Podstawy Elektroniki dla Elektrotechniki. Badanie własności wzmacniaczy napięciowych

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

Badanie tranzystora bipolarnego

POMIARY I SYMULACJA OBWODÓW SELEKTYWNYCH

L ABORATORIUM UKŁADÓW ANALOGOWYCH

Ćw. 8: POMIARY Z WYKORZYSTANIE OSCYLOSKOPU Ocena: Podpis prowadzącego: Uwagi:

Tranzystory bipolarne. Małosygnałowe parametry tranzystorów.

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

, , ,

Vgs. Vds Vds Vds. Vgs

ZŁĄCZOWY TRANZYSTOR POLOWY

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

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

Wprowadzenie do programu MultiSIM

Ćwiczenie 16. Temat: Wzmacniacz w układzie Darlingtona. Cel ćwiczenia

Badanie wzmacniacza operacyjnego

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

ZASTOSOWANIA WZMACNIACZY OPERACYJNYCH

GENERATORY SINUSOIDALNE RC, LC i KWARCOWE

Instrukcja nr 5. Wzmacniacz różnicowy Stabilizator napięcia Tranzystor MOSFET

4. Schemat układu pomiarowego do badania przetwornika

Transkrypt:

POLITECHNIKA BIAŁOSTOCKA WYDZIAŁ ELEKTRYCZNY KATEDRA AUTOMATYKI I ELEKTRONIKI 3. Podstawowe układy wzmacniaczy tranzystorowych Materiały pomocnicze do pracowni specjalistycznej z przedmiotu: Systemy CAD w elektronice TS1C422 380 Opracował: dr inż. Andrzej Karpiuk Białystok 2013

1. Wyznaczyć, wyświetlić na ekranie i zapisać punkt pracy tranzystora (Bias Point Detail): U CE = I C = I B = Dodatkowo: zapisać wartość napięcia na kolektorze U C = Porównać wartość prądu bazy z prądem dzielnika R1 R2 Czy punkt pracy tranzystora jest dobrany prawidłowo, jeżeli tranzystor ma pracować w układzie wzmacniacza? 2. Na wejście wzmacniacza podać przebieg sinusoidalny o amplitudzie 15mV i częstotliwości 10kHz. Na osobnych wykresach przedstawić przebiegi wejściowy i wyjściowy (Transient). Zaobserwować przesunięcie fazowe przebiegów. Zwrócić uwagę na składową stałą przebiegu wyjściowego (z czym jest związana?) Obliczyć wzmocnienie napięciowe wzmacniacza jako stosunek przyrostu napięcia wyjściowego do przyrostu napięcia wejściowego (najłatwiej zmierzyć wartości międzyszczytowe). 3. Charakterystyki amplitudowe i fazowe wzmacniacza - analiza zmiennoprądowa (AC Sweep). 3.1 W źródle VSIN (poprzedni układ) ustawić wartość napięcia źródła dla analizy zmiennoprądowej (AC = 10 mv). Uruchomić analizę zmiennoprądową (AC Sweep) częstotliwość zmieniamy dekadowo: od 1Hz do 1GHz, 101pkt/dek.. Co zostało wykreślone? 3.2 Powtórzyć eksperyment z punktu 3.2 dla AC = 1000V. Wnioski? 3.3 Ustawić ponownie AC = 10 mv. Wykreślić: V(wy)/V(we). Charakterystyka przedstawia zależność modułu wzmocnienia napięciowego od częstotliwości. Zmierzyć kursorem wartość modułu wzmocnienia w pasmie przenoszenia (np. A V/V) i dodać linię 0.707*A. Punkty przecięcia charakterystyki wzmacniacza z dodaną linią wyznaczą częstotliwości graniczne (dolną i górną) wzmacniacza. Odczytać i zapisać wartości częstotliwości granicznych. 3.4 Wykreślić charakterystykę amplitudową: DB(V(wy)/V(we)) i fazową: P(V(wy)/V(we)). Wyznaczyć częstotliwości graniczne (-3dB). Zwrócić uwagę na wartości przesunięć fazowych: w środku pasma przenoszenia oraz przy częstotliwościach granicznych. 3.5 Wyznaczanie szerokości pasma przenoszenia (Bandwidth) za pomocą funkcji celowych (Goal Functions). 3.5.1 Wykreślić V(wy)/V(we) Trace Goal Functions Bandwidth Eval Name of trace to serch : V(wy)/V(we) db level down for bandwidth calc : 3 LUB 3.5.2 Wykreślić V(wy)/V(we) Trace Eval Goal Functions z prawego okna wybieramy funkcję Bandwidth(1, db_level) w miejsce 1 wstawiamy V(wy)/V(we), zaś zamiast db_level wstawiamy 3 2

3.6 Wyznaczanie częstotliwości granicznych za pomocą funkcji celowych (Goal Functions). Postępujemy analogicznie jak w punkcie 3.5. Funkcje: HPBW wyznacza dolną częstotliwość graniczną LPBW wyznacza górną częstotliwość graniczną 3.7 Badanie wpływu wartości C1 na charakterystyki amplitudowe (AC Sweep + Parametric). Ustawić zmianę wartości C1 od 0.1µF do 1 µf z krokiem 0.1µF. Wykreślić rodzinę charakterystyk amplitudowych (V(wy)/V(we)). Wykreślić zależność dolnej częstotliwości granicznej wzmacniacza od wartości C1: Trace Performance Analysis OK Trace Add z prawego okna HPBW(1, db_level). Jak wpływa zwiększanie wartości C1 na dolną częstotliwość graniczną wzmacniacza? 3.8 Wykreślić zależność modułu impedancji wejściowej wzmacniacza (stosunek napięcia wejściowego do prądu wejściowego, np. V(we)/I(C1)) od częstotliwości analiza zmiennoprądowa (AC Sweep). Wyjaśnić kształt charakterystyki w zakresie niskich częstotliwości. Wyznaczyć i zanotować wartość rezystancji wejściowej wzmacniacza w pasmie przenoszenia. Jak można oszacować wartość modułu impedancji wejściowej w pasmie przenoszenia? Wykreślić zależność części rzeczywistej impedancji wejściowej: R(V(we)/I(C1)) oraz części urojonej impedancji wejściowej: IMG(V(we)/I(C1)) od częstotliwości. 4. Porównanie pasma przenoszenia wzmacniacza dla wzmocnienia napięciowego, wzmocnienia napięciowego skutecznego oraz wzmocnienia prądowego. k k k u us i V(wy) V(we) = wzmocnienie napięciowe = = V(wy) V(Eg) I(Ro) I(C1) wzmocnienie napięciowe skuteczne wzmocnienie prądowe Określić i porównać wartości modułów wzmocnień. Wyznaczyć szerokość pasma przenoszenia dla każdego rodzaju wzmocnienia. 5. Wpływ rezystancji wewnętrznej źródła sygnału na charakterystyki wzmacniacza 5.1 Zbadać wpływ rezystancji wewnętrznej źródła sygnału (Rg) na wzmocnienie napięciowe i wzmocnienie napięciowe skuteczne. Przedstawić (na osobnych wykresach) moduły wartości obu wzmocnień w funkcji częstotliwości analiza zmiennoprądowa i parametryczna (AC Sweep + Parametric). Wartość Rg zmieniać od 100Ω do 2kΩ z krokiem 100Ω. 5.2 Przedstawić zależność modułu wzmocnienia napięciowego skutecznego od wartości Rg. - wykreślić: V(wy)/V(Eg) - Trace Performance Analysis OK Trace Add z prawego okna MAX(1) w miejsce jedynki wstawiamy: V(wy)/V(Eg) - zapisać wnioski 3

5.3 Przedstawić zależności dolnej i górnej częstotliwości granicznej wzmacniacza od wartości Rg. Zapisać zakres zmian wartości obu częstotliwości granicznych. 6. Wtórnik emiterowy (wzmacniacz w układzie WK). Szereg E24: 1 1.1 1.2 1.3 1.5 1.6 1.8 2 2.2 2.4 2.7 3 3.3 3.6 3.9 4.3 4.7 5.1 5.6 6.2 6.8 7.5 8.2 9.1 6.1 Dobrać wartości rezystancji tak, aby zapewnić punkt pracy tranzystora: U CE = 7.5V (±0.2V) oraz I C = 1mA (±0.2mA). (Bias Point Detail) Prąd dzielnika R1-R2 powinien być znacznie większy od prądu bazy tranzystora. Wartości rezystancji dobierać z szeregu E24. 6.2 Dobrać wartość pojemności C1 w taki sposób, aby dolna częstotliwość graniczna wzmacniacza dla wzmocnienia napięciowego i wzmocnienia napięciowego skutecznego była mniejsza od 1Hz. Analiza zmiennoprądowa i parametryczna (AC Sweep + Parametric). 6.3 Dołączyć pojemność C2 oraz obciążenie R0 = 10k. Dobrać wartość pojemności C2 w taki sposób, aby dolna częstotliwość graniczna wzmacniacza dla wzmocnienia napięciowego i wzmocnienia napięciowego skutecznego była mniejsza od 20Hz (sygnał wyjściowy mierzymy na obciążeniu). 6.4 Wykreślić charakterystyki amplitudowe i fazowe dla wzmocnienia napięciowego, wzmocnienia napięciowego skutecznego i wzmocnienia prądowego. Wyznaczyć częstotliwości graniczne. 6.5 Wykreślić moduł impedancji wejściowej wtórnika emiterowego w funkcji częstotliwości. Wyznaczyć i zanotować wartość rezystancji wejściowej wzmacniacza w pasmie przenoszenia. 4

7. Układ Darlingtona (wtórnik napięciowy). Podstawowe układy wzmacniaczy tranzystorowych Na rysunkach poniżej przedstawiono dwa sposoby zasilania bazy w układzie Darlingtona: a) sprawdzić i porównać punkty pracy tranzystorów w obu układach b) określić wartości: k u, k us, k i oraz R we w pasmie przenoszenia wzmacniaczy c) porównać wartości R we z wartościami rezystorów zastosowanych w obu układach d) wyjaśnić rolę kondensatora C3 e) dobrać wartości R1 i R2 w układzie po lewej w taki sposób, aby punkty pracy tranzystorów nie zmieniły się w sposób istotny, a R we w pasmie przenoszenia była zbliżona do R we układu po prawej; 8. Przykład wzmacniacza trzystopniowego. a) z jakich elementarnych stopni zbudowany jest wzmacniacz? b) jaka jest rola poszczególnych stopni? c) sprawdzić punkty pracy poszczególnych tranzystorów d) wykreślić charakterystyki amplitudowe i fazowe wzmacniacza Szacunkowe obliczenia najważniejszych parametrów tego wzmacniacza można znaleźć w [4]. Zachęcam do przeanalizowania rozwiązania Literatura: 1. Zachara Z., Wojtuszkiewicz K.: PSpice: przykłady praktyczne, MIKOM, 2000. 5

2. Zachara Z., Wojtuszkiewicz K.: PSpice: symulacje wzmacniaczy dyskretnych, MIKOM, 2001. 3. Walczak J., Pasko M.: Zastosowanie programu SPICE w analizie obwodów elektrycznych i elektronicznych, Gliwice, Wydawnictwo Politechniki Śląskiej, 2011. 4. Antoszkiewicz k., Nosal Z.: Zbiór zadań z układów elektronicznych liniowych, WNT, 1998 Materiały dydaktyczne przeznaczone dla studentów Wydziału Elektrycznego Politechniki Białostockiej. Do użytku wewnętrznego. 6