Amplificatorul de Semnal Mic cu TB

AMPLIFICATORUL DE SEMNAL MIC CU TB

1. Introducere

În general, prin semnal se întelege o marime electrica care transmite o informatie utila. Marea majoritate a operatiilor de prelucrare a semnalelor, cum sunt amplificarea semnalului dupa un traductor, modularea, demodularea, receptia etc., sunt realizate cu ajutorul amplificatoarelor de semnal mic.

Se studiaza functionarea unui amplificator de joasa frecventa pentru semnale mici; se vizualizeaza formele de unda ale semnalelor de intrare si iesire, se pun în evidenta distorsiunile de neliniaritate, se masoara amplificarea si câstigul si se verifica precizia masuratorilor prin compararea marimilor masurate cu cele calculate analitic.

2. Breviar teoretic

La amplificatorul din figura 1 se observa ca semnalul de intrare se aplica între baza si emitor iar semnalul de iesire se culege între colector si emitor, deci, tranzistorul functioneaza în conexiunea emitor comun.

Dreapta de sarcina descrie functionarea circuitului exterior tranzistorului. Ecuatia dreptei de sarcina (2) se obtine aplicând teorema a II a a lui Kirchhoff circuitului de iesire marcat cu linie punctata în figura 1 si explicitând curentul de colector.

Dreapta de sarcina se traseaza pe graficul familiei caracteristicilor de iesire Ic si Uce fiind coordonatele din planul caracteristicilor de iesire iar Vcc si Isc= Vcc/Rc sunt taieturile dreptei de sarcina.

Fig. 1. Amplificator de semnal mic cu tranzistor bipolar

Punctul de functionare P=(Ic,Uce) este solutia obtinuta prin rezolvarea grafica a sistemului format din dreapta de sarcina si caracteristica de iesire corespunzatoare valorii instantanee a curentului de baza iB. (1)

(2)

Punctul M = (ICO,UCEO) este intersectia dintre dreapta de sarcina si caracteristica corespunzatoare valorii statice a curentului de baza IBO si se numeste punctul static de functionare.

Limitele zonei active a dreptei de sarcina sunt: A este punctul de saturatie, iar B punctul de punctul de blocare. În cazul semnalelor mari de intrare punctul de functionare atinge limitele segmentului A B si apar saturatia si blocarea, fenomene nedorite care conduc la distorsionarea semnalului de iesire.

Fig. 2. Distorsiunile de neliniaritate ale tranzistorului

Când punctul static de functionare M este mai aproape de A se observa distorsionarea prin saturare; când M este mai aproape de B, se observa distorsionarea prin blocare.

Excursia punctului de functionare este portiunea din dreapta de sarcina parcursa de punctul de functionare în cazul aplicarii unui semnal mic de intrare.

Un amplificator se considera corect polarizat daca punctul static M este situat la mijlocul distantei dintre A si B.

În cazul unui semnal de intrare sinusoidal, cel mai mare semnal de iesire care pastreaza forma semnalului de intrare poarta numele de semnal maxim nedistorsionat.

Raportul dintre tensiunea semnalului de iesire si tensiunea sem¬nalului de intrare se numeste amplificare în tensiune (marime adimensionala).

Decibelul exprima, în unitati logaritmice, raportul a doua tensiuni. Un decibel este a douazecea parte a logaritmului zecimal din raportul tensiunilor a doua semnale, când acest raport este zece.

Nivelul masoara în decibeli valoarea absoluta a unei tensiuni prin raportare la tensiunea semnalului standard Ur=0.775 V, corespunzator unui semnal care disipa o putere de 1mW într o rezistenta de 600 ohmi.

Amplificarea masurata în decibeli poarta numele de câstig. Câstigul se poate masura, direct în decibeli, cu milivoltmetrul electro¬nic Gm = Ne Ni , sau se calculeaza cu relatia Gc = 20 lg(A).

3. Aparate necesare

panou experimental;

sursa de tensiune stabilizata;

generator de semnal sinusoidal;

osciloscop cu doua canale, banda 20 MHz;

milivoltmetru electronic;

voltmetru de curent continuu.

4. Desfasurarea lucrarii

4.1. Montajul experimental

Pentru ca amplificatorul este construit cu un tranzistor pnp în conexiune emitor comun se conecteaza masa montajului (punctul comun) la borna "+" a sursei si se alimenteaza amplificatorul cu tensiunea negativa Vcc= 10V.

Se realizeaza schema din figura 3.