Subversion Repositories svnkaklik

\documentclass[12pt,a4paper,oneside]{article}
\usepackage[colorlinks=true]{hyperref}
\usepackage[utf8]{inputenc}
\usepackage[czech]{babel}
\usepackage{graphicx}
\textwidth 16cm \textheight 24.6cm
\topmargin -1.3cm 
\oddsidemargin 0cm
\pagestyle{empty}
\begin{document}
\title{Vlastnosti kapacitní vazby a superpozice signálů}
\author{Jakub Kákona, kaklik@mlab.cz}
\date{15.2.2011}
\maketitle
\thispagestyle{empty}
\begin{abstract}
\end{abstract}

\section{Úvod}
\begin{enumerate}
\item K výstupu obvodu invertujícího zesilovače se zesílením -12 (viz předešlá úloha) připojte kombinaci R3, C1 a R4. Odvoďte velikost amplitudy signálu v bodech B a D v závislosti na signálu o frekvenci f v bodě A, považujte výstup operačního zesilovače v bodě B společně s odporem R3 za zdroj napětí s vnitřní impedancí rovnou R3.

\item Změřte amplitudovou a fázovou charakteristiku obvodu (vstup A, výstup D) v rozsahu frekvencí 30 Hz až 100 kHz, vyneste do společného grafu, zvolte vhodně typ grafu.

\item Modifikujte obvod podle Obr. 2. Změřte průběhy signálů v bodech A, B, C pro tři různá nastavení potenciometru (typicky 0 V, 1 V a 2 V, nastavení potenciometru charakterizujte napětím na vstupu 3 operačního zesilovače). Vysvětlete naměřené výsledky, uvažujte samostatně stejnosměrný a střídavý signál. Nakreslete průběhy výstupních signálů při buzení sinusovým signálem o amplitudě 1 V.

\end{enumerate}

\begin{figure}
\label{zesilovac}
\begin{center}
\includegraphics [width=80mm] {ul31.png} 
\end{center}
\caption{Zapojení jednostupňového tranzistorového zesilovače} 
\end{figure}

\section{Postup měření}

Pracovní bod tranzistoru jsme navrhli podle hodnot ze zadání. Napětí na emitoru spočítáme jako $ \frac{15-5}{2760} \cdot 560 = 2,02 [V]$ Díky úbytku na PN přechodu báze emitor ale musí být na bázi napětí vyšší asi o 0,7 V takže 2,82V. Na tuto hodnotu navrhneme odporový dělič. Proud děličem musí být podstatně větší než proud do báze. Zvolíme  pro jednoduchost hodnotu 1mA. $ \frac{15}{0,001} = 15 [kOhm] $ Tím máme daný celkový odpor děliče napětí. Hodnoty rezistorů pak vypočteme jako $ 2,82 \cdot \frac{15}{15} = 2,82 [kOhm]$ a druhý rezistor $ 15 -2,82 = 12,18 [kOhm] $. Tyto rezistory ale nejsou dostupné. Proto jsme zvolili hodnoty 2k7 a 13k. Takový to odporový dělič nastavil pracovní bod tranzistoru na 2,56 V, což je přijatelný kompromis. 

Velikost vazebního kondenzátoru určíme tak, aby příliš nezvětšovala vstupní impedanci zesilovače. Pro náš případ tedy bude stačit impedance menší než 2k7. Hodnota kondenzátoru je tedy $ \frac{1}{2 \pi f 2700} = 20 [nF] $ kde ze zadání f=3kHz.
Ve skutečnosti jsem ale použili hodnotu 100nF.

 
\section{Závěr}
\begin{enumerate}
        \item Hodnoty rezistorů k nastavení pracovního bodu jsme navrhli 2k7 a 13k, kapacita vstupního kondenzátoru nejméně 20nF.
        \item Měřením jsme ověřili, že tento obvod se skutečně chová, jako zesilovač.
        \item Napěťové zesílení obvodu pro výstup A vychází jako $ \frac{2200}{560} = 3,92 $ což se ještě relativně dobře shoduje s naměřenou hodnotou -5,65x. Podobně vychází i naměřená hodnota 0,82 na výstupu B pro f=3,45kHz.
        \item Dynamické rozsahy jsme naměřili 7,2V na výstupu A a 1,92V na výstupu B při f=200kHz.
        \item Po zablokování emitoru tranzistoru kondenzátorem cca 200uF se napěťové zesílení na výstupu A silně zvětšilo na hodnotu -107,7x a na výstupu B naopak zmenšilo na 0,04x.
\end{enumerate}     

\begin{thebibliography}{99}
\end{thebibliography}
\end{document}