Материал: Лабораторная работа 1 Исследование резисторного каскада предварительного усиления Выполнила студентка группы бра1101

Федеральное агентство связи
Государственное образовательное учреждение высшего профессионального образования
Московский Технический Университет Связи и Информатики

(МТУСИ)
Кафедра радиооборудования и схемотехники


Лабораторная работа №1

Исследование резисторного каскада предварительного усиления

Выполнила

студентка группы БРА1101

Тюрина А.В.

Проверили

Кубицкий А.А.

Долин Г.А.

Москва 2013

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. 
   Исследование характеристик резисторного каскада предварительного усиления.
   
2. 
   Освоение методов схемотехнического моделирования на основе программы MicroCAP 7 (или более поздних версий).
   

ДОМАШНЕЕ ЗАДАНИЕ
Вариант .
Параметры транзистора KT316A(Q1):

• 
  объемное сопротивление базы r_б=66,7 Ом;
  
• 
  статический коэффициент усиления по току h_21э=75;
  
• 
  емкость коллекторного перехода C_к=3 пФ;
  
• 
  частота единичного усиления f___________________= 150 МГц;
  
• 
  выходная проводимость h_22э= 20 мкСм;
  
• 
  постоянный ток I_К0=1 мА.
  

3.1) Расчет коэффициентов усиления тока и мощности.


26*10^-3 В

I_к01

26*10^-3 В

1*10^-3 А



r_э= = = 26 Ом
r_бэ= r_э*(1+h_21э)=26 Ом*(1+ 75)=1,976 *10³ Ом
R_вхэ= r_б + r_э*(1+h_21э) = 1,976*10³ Ом + 26 Ом*(1 + 75) = 2,043 * 10³ Ом


1

h_22э

1

20*10^-6 См



r_кэ1= = = 5*10⁵ Ом


r_кэ1* R₅* R₆

R₅* R₆+ r_кэ1* R₅+ r_кэ1* R₆




R_н

1= r_кэ1 || R₅ || R₆ = =


5*10⁵ Ом * 6,2*10³ Ом *10³ Ом

6,2*10³ Ом* 10³ Ом + 5*10⁵ Ом * 6,2*10³ Ом + 5*10⁵ Ом * 10³ Ом



= = 8,47*10² Ом

K
R_н 1

R_вхэ

8,47*10² Ом

2,043 * 10³ Ом
_u= h_21э* = 75* = 3,1*10¹


R₆

R_вхэ

10³ Ом

2,043 * 10³ Ом




K_i = h_21э* = 75* = 3,67*10¹
K_p = K_u * K_i = 3,1*10¹ * 3,67*10¹ = 1.141*10³
3.2) Расчет сквозного коэффициента усиления напряжения:
R_ист = R₁ = 3,6*10³ Ом


R_н 1

R_ист + R_вхэ

8,47*10² Ом

3,6*10³ Ом + 2,043 * 10³ Ом



K_e = h_21э* = 75* = 1, 1252*10¹
3.3) Расчет верхней и нижней граничной частот для входной цепи:
М_вч = 3 дБ

М_нч = 3 дБ

Принципиальная схема замещения для ВЧ




R_н 1

r_бэ

8,47*10² Ом

1,976*10³ Ом




С_{бэ ди} = С_э + С_к * h_21э * = 2,5*10^-12 Ф + 3*10^-12 Ф*75* =
= 9,889*10^-11 Ф


R₁* R₂* R₃

R₁* R₂+ R₂* R₃+ R₁* R₃




R_г = R₁ || R₂ || R₃ = =

3,6*10³ Ом * 1*10⁴ Ом * 5,1*10⁴ Ом

3,6*10³ Ом * 1*10⁴ Ом + 1*10⁴ Ом * 5,1*10⁴ Ом + 3,6*10³ Ом * 5,1*10⁴ Ом




= =

= 2,516*10³ Ом

(R_г+r_б)* r_бэ

R_г + r_б + r_бэ


(2,516*10³ Ом +66,7 Ом)* 1,976 *10³ Ом

2,516*10³ Ом + 66,7 Ом + 1,976 *10³ Ом




R_вчэкв = = = 1,12 *10³ Ом

М_вч² - 1

С_{бэ ди} * R_вчэкв


((3 дБ) ² – 1)^1/2

9,889*10^-11 Ф * 1,12 *10³ Ом




ω _вч = = = 2,555*10⁷ рад/с


Принципиальная схема замещения для НЧ


С_р = С₁ = 2 * 10^-7 Ф

R₂*R₃*R_вхэ

R_вхэ * R₂ + R₃* R_вхэ + R₂*R₃




R_нчэкв = R₁ + = 3,6*10³ +

10⁴ Ом*5,1*10⁴ Ом * 2,043 * 10³ Ом

2,043 * 10³ Ом * 10⁴ Ом*5,1 + 5,1*10⁴ Ом * 2,043 * 10³ Ом + 10⁴ м*5,1*10⁴ Ом



+

= 5,242 *10³ Ом

1

R_нчэкв * С_р * М_нч² - 1


1

5,242 *10³ Ом * 2 * 10^-7 Ф*(3 дБ² – 1)^1/2




ω _нч = = =
= 3,373 рад/с




3.4) Расчет величины спада плоской вершины импульса во входной цепи Δ при длительности импульса Т:
τ_нч = С_р * R_нчэкв = 2 * 10^-7 Ф * 5,242 *10³ Ом = 0,105 с


-0,9 * 10^-3

τ_нч


-0,9 * 10^-3

0,105 с




Δ_нч = 1 – exp [ ] = 1 – exp [ ] = 8.548 *10^-3

ВЫПОЛНЕНИЕ РАБОТЫ
1. Схема исследуемого каскада.


2. Токи в ветвях и напряжения в узлах схемы.

3. АЧХ и :
Сквозной коэффициент усиления:

Коэффициент усиления напряжения:


1) АЧХ каскада при изменении величины емкости от 0.25 мкФ до 250.25 мкФ с шагом 125 мкФ:
для

для

для

2) АЧХ каскада при изменении величины емкости от 100.1 мкФ до 0.1 мкФ с шагом -50 мкФ:
для

для

для

3) АЧХ каскада при изменении величины сопротивления от 6.2 кОм до 1.24 кОм с шагом -2.48 кОм:
для

для

для

ФЧХ каскада:

4. Заменим истоник синусоидального напряжения на импульсный источник:


4.1. Переходная характеристика в области малых времен:

1) Влияние на переходную характеристику в области малых времен емкости от 0.5 нФ до 5.5 нФ с шагом 2.5 нФ:
для

для

для

2) Влияние на переходную характеристику в области малых времен сопротивления от 1 кОм до 11 кОм с шагом 5 кОм:
для

для

для

4.2. Переходная характеристика в области больших времен:


1) Влияние на переходную характеристику в области больших времен емкости от 100 нФ до 400 нФ с шагом 150 нФ:

для

для

для


2) Влияние на переходную характеристику в области больших времен сопротивления от 1.2 кОм до 11.2 кОм с шагом 5 кОм:
для

для

для