SPRZĘŻENIE ZWROTNE

Kraków, marzec 2001
SPRZĘŻENIE ZWROTNE I. Wstęp Celem ćwiczenia jest ugruntowanie wiadomości dotyczących elementarnej teorii sprzężenia zwrotnego w układach elektronicznych. Zasadnicza część ćwiczenia poświęcona jest pomiarom parametrów roboczych podstawowego, jednostopniowego wzmacniacza oporowego z tranzystorem bipolarnym, w układzie można aplikować różne rodzaje ujemnych sprzężeń zwrotnych. Właściwości tych ostatnich obrazowane są zmianami wartości parametrów roboczych wzmacniacza. Wyniki pomiarów mogą być następnie skonfrontowane z wartościami otrzymanymi z obliczeń teoretycznych. Obliczenia te wykonuje się w oparciu o małoczęstotliwościowy, małosygnałowy model tranzystora z parametrami mieszanymi [ h ] oraz koncepcję skorygowanej macierzy tych parametrów [ h f ] w przypadku danych sprzężeń zwrotnych.
II. Przebieg ćwiczenia Pomiar parametrów roboczych wzmacniacza bez sprzężenia zwrotnego (Rys.1).
Połączyć układ wzmacniacza według schematu przestawionego na rysunku 1. Do wejścia WE1 doprowadzić napięcie sinusoidalne z generatora funkcyjnego (amplituda np. 100mV, częstotliwość np. 1kHz). Do wyjścia WY podłączyć kanał B oscyloskopu, natomiast kanał A do wejścia WE1 lub WE2, w zależności od pomiaru. Wszelkie pomiary (amplituda sygnału lub częstotliwość) dokonywać przy pomocy oscyloskopu. Model tranzystora BC177AP znajduje się w bibliotece ZETEX programu Workbench). Przeprowadzić pomiary następujących parametrów roboczych wzmacniacza:
- wzmocnienie napięciowe, - impedancja (rezystancja różniczkowa) wejściowa; - impedancja (rezystancja różniczkowa) wyjściowa,
, - częstotliwości graniczne dolna i górna. Pomiary wzmocnienia oraz obydwu impedancji należy przeprowadzić przy częstotliwości sygnału sterującego 1 [kHz]. Za wyjątkiem impedancji wyjściowej, pomiary parametrów należy przeprowadzić dla wzmacniacza nieobciążonego.
Do wyznaczenia impedancji wejściowej należy wykorzystać rezystancję o znanej wielkości. Mierząc napięcia, względem masy układu, przed tą rezystancją i za nią () i dzieląc ich różnicę przez można określić prąd .
Wyznaczając impedancję wyjściową można posłużyć się twierdzeniem Thevenin-a, na jego mocy badany wzmacniacz dla składowych zmiennych, od strony zacisków wyjściowych, można przedstawić w postaci źródła napięcia o określonej impedancji wewnętrznej rys. 2.
Mierząc napięcie wyjściowe nieobciążonego wzmacniacza określa się wielkość siły elektromotorycznej e g tego źródła. Obciążając to źródło znaną rezystancją doprowadza się do podziału tej siły na spadki napięcia na impedancji wewnętrznej i wymienionej rezystancji. Mierząc zatem spadek napięcia na rezystancji obciążenia (wyjściu wzmacniacza) z proporcji można wyliczyć impedancję wewnętrzną źródła tożsamą z impedancją wyjściową wzmacniacza. Posługując się np. opornicą dekadową i tak ją regulując aby spadek napięcia zmierzony na niej stanowił połowę wartości pierwszego pomiaru, można wprost odczytać wielkość impedancji wyjściowej wzmacniacza. W przypadku symulacji należy przez kolejne przybliżenia tak dobierać wartość R

(…)

… napięcia zmierzony na niej stanowił połowę wartości pierwszego pomiaru, można wprost odczytać wielkość impedancji wyjściowej wzmacniacza. W przypadku symulacji należy przez kolejne przybliżenia tak dobierać wartość RO aby otrzymać taki sam efekt.
Częstotliwości graniczne ( częstotliwość połowy mocy ) zgodnie z ich definicją określa się z charakterystyki amplitudowej układu.
Rys. 1. Schemat układu…
... zobacz całą notatkę