1

به نام خدا

دستورکار

2آزمایشگاه الکترونیک

دانشکده فنی

2

۲زمایشگاه الکترونیکآ

کوپالژ مستقیم :۱ آزمایش شماره

کننده به هم کوپل گردند. جهت کوپالژ دو طبقه به جهت باال بردن تقویت، گاهی اوقات الزم است دو طبقه تقویت

همدیگر، بطور کلی سه روش اساسی وجود دارد:

.کوپالژ ترانسفورمری۱

RC .کوپالژ ۲

.کوپالژ مستقیم۳

به علت نداشتن سلف یا خازن در محل مستقیم هریک از سه نوع کوپالژ مزایا ومعایب مخصوص به خود را دارد. کوپالژ

ت به دو نوع کوپالژ دیگر می باشد، اما طبقات این تقویت کننده از نظر ولتاژ و پاسخ فرکانسی خوبی نسب کوپالژ دارای

مستقل از هم نیستند لذا مدار به شدت نسبت به حرارت حساس می باشد. DCجریان

R1

Rb1

RL1

Q1

NPN

Re1

Re2

Q2

PNP

RL2INPUT OUTPUT

Vcc

۱-۱شکل

مطابق شکل زیر یمدار. (RC)کوپالژ طبقات نسبت به هم از بین می رودبا قرار دادن خازن بین طبقات وابستگی نقاط کار

را ببندید:

INPUT

1k 22u

10k

100k

Q1

1k

1k C1=22u

22u

100k

Q2

1k

22u

RL=1k

20v

OUTPUT

۲-۱شکل

3

مقادیر ولتاژهای بیس، امیتر و کلکتور هر دو ترانزیستور را اندازه گیری کرده و در گزارشکار خود یادداشت کنید.

شده اند؟آیا هر دو ترانزیستور به طور صحیح بایاس -

تنظیم کنید. با اعمال این 50mv p-pو دامنه آنرا روی 10KHانس آنرا روی کحال سیگنال ژنراتور را روشن کرده و فر

کل مدار را با استفاده از اسیلوسکوپ بدست آورید. بهره ولتاژ کل مدار را از سیگنال به تقویت کننده دو طبقه، بهره ولتاژ

و با مقادیر اندازه گیری شده مقایسه کنید.ئوری نیز محاسبه کرده طریق ت

ری و هم از طریق محاسبه را از مدار خارج کرده و دوباره بهره ولتاژ کل مدار را هم از طریق اندازه گی RLحال مقاومت بار

بدست آورده ونتایج حاصله را با حالت قبل مقایسه کنید. اگر مغایرتی در مقادیر وجود دارد علت را توضیح دهید.

را در مدار توضیح دهید. C1نقش خازن -

4

۲آزمایشگاه الکترونیک

: طرح ترکیبات مختلف تقویت کننده های دوطبقه۳و۲شماره آزمایش

با استفاده از آرایشهای مختلف ترانزیستورها می توان ترکیبات مختلفی بصورت تقویت کننده های دو طبقه حهت اهداف

اجرا کرد.معین طرح و

مورد بررسی قرار می گیرد. ارجحیت هر یک از این RCبا کوپالژ CE-CBو CE-CEدر این آزمایش دو نوع ترکیب

روشها بر حسب نیاز طراح مشخص می شود و این طراح می باشد که با توجه به معایب و محاسن هر یک از ترکیبها یکی از

د.آنها را برای کار موردنظر خود انتخاب می کن

CE-CE: طرح تقویت کننده دو طبقه ۲آزمایش

و با مشخصات زیر مطلوب می باشد: ۱-۲مطابق شکل CE-CEتقویت کننده دوطبقه

باشد. ۰۴۴بهره ولتاژ مدار حدود -الف

مدار برای حداکثر تغییرات متقارن در خروجی بایاس شده باشد. -ب

حساس نباشد. ßمدار برای تغییرات -ج

Vcc

Vin

C1

R2

R1

Q1

(BC107B)

Re1

Rc1

C2

R3

R4

Rc2

Re2

C4

C3

RL

VoutQ2

(BC107B)

۱-۲شکل

مفروضات دیگر مدار به شرح زیر می باشد:

𝜂

5

مواردی را که در طرح و اجرای این آزمایش باید در نظر بگیرید بشرح زیر می باشد:

با توجه به اینکه امپدانس خروجی ترانزیستور غیرایده آل بوده و دارای مقاومت بی نهایت نمی باشد، به همین علت در اوال

ترانزیستور تحت تاثیر امپدانس عمل بخصوص در حالت آرایش امیتر مشترک، امپدانس خارجی وصل شده به خروجی

خروجی ترانزیستور در حدود بیست درصد کاهش می یابد.

می باشد، برای محاسبه ضریب تقویت کل مدار الزم Av=Av1*Av2دوما با توجه به اینکه ضریب بهره کل مدار بصورت

است تا در طراحی برای هر طبقه، ضریب تقویت مناسب در نظر گرفته شود. تقسیم ضریب بهره بایستی با توجه به این

ای واقعیت صورت پذیرد که طبقه دوم دارای خازن بای پس امیتر می باشد و طبقه اول بخاطر باال بردن امپدانی ورودی، دار

خازن بای پس امیتر نمی باشد.

CE-CBطرح تقویت کننده دو طبقه : ۳آزمایش

و با مشخصات زیر مطلوب می باشد: ۱-۳مطابق شکل CE-CBدو طبقه تقویت کننده

باشد. ۱۳۴بهره ولتاژ مدار حدود -الف

مدار برای حداکثر تغییرات متقارن در خروجی بایاس شده باشد. -ب

حساس نباشد. ßمدار برای تغییرات -ج

+

-

Vout

Vcc

C5

RL

R4

Q2

(2N2219A)

R3C4

Re2

C3

C2

Q1

(2N2219A)

Rc1R1

Re1R2

Vcc

C1

Vin

۱-۳شکل

مفروضات دیگر مدار به شرح زیر می باشد:

𝜂

6

۲آزمایشگاه الکترونیک

: طرح تقویت کننده دیفرانسیلی۴شماره آزمایش

و با مشخصات دیگر بشرح زیر مطلوب می باشد: ۱-۰مطابق شکل ۰۴تقویت کننده دیفرانسیلی با ضریب تقویت ولتاژ

𝜂

به موازات آن بعد از مرحله 25ufو یک خازن 150از یک پتانسیومتر Q2و Q1جهت ایجاد تقارن بین ترانزیستورهای

طرح مدار استفاده کنید.

Vin+ C1

Rb1

Rc1

Vcc

Q1

(BC107B)

Q2

(BC107B)

Rc2

Rb2

C2 Vin-

Q3

(BC107B)

Re1

-VEE

Q4

(BC107B)

Re2R

۱-۰شکل

7

۲آزمایشگاه الکترونیک

: تقویت کننده های چند طبقه با فیدبک ۵آزمایش شماره

:shunt-seriesتقویت کننده دو طبقه با فیدبک -الف

مطابق شکل زیر ترتیب دهید.مداری

Vcc=30v (dc)

Vin

f=10KHz

R1=10K C1=10u

R2=47K

Q1

R3=22K

R5=22k

R4=4.7K

C2=10u

R8=10K

C4=10u

R7=150

R6=10K C3=10u

R9=100

+

-

VOUT

۱-۵شکل

تنظیم کنید. همچنین دامنه سیگنال ژنراتور را بگونه ای تنظیم کنید که در 10KHسیگنال ژنراتور را روی فرکانس

ولتاژ خروجی برش حاصل نشود.

مدار را بدست آورید. همچنین با استفاده از ، مقدار جریان ورودی R1حال با اندازه گیری اختالف پتانسیل دو سر

ا نیز بدست آورید. بهره جریان مدار را از طریق مقدار جریان خروجی ر R9اندازه گیری اختالف پتانسیل دو سر

تئوری نیز بدست آورده و با مقدار اندازه گیری شده مقایسه کنید.

بهره ولتاژ کل مدار را نیز هم از طریق اندازه گیری و هم از طریق محاسبه بدست آورید. مقادیر بهره ولتاژ و بهره

گیرید؟جریان را با هم مقایسه کنید. چه نتیجه ای می

را با 50Kرا از مدار خارج کنید. سپس پتانسیومتر R9جهت اندازه گیری امپدانس خروجی تقویت کننده، مقاومت -

در خروجی مدار قرار دهید. پتانسیومتر را در حالت مینیموم قرار دهید. R9و بجای سری کرده acمیلی آمپرمتر

جاری گردد. حال مقدار پتانسیومتر 500uAمیلی آمپرمتر جریان سیگنال ژنراتور را به گونه ای تنظیم کنید که در

افزایش دهید بطوریکه مقدار جریان به نصف حالت قبل برگردد. حال پتانسیومتر را باز کرده و مقدار آنرا توسط اهم را

متر بخوانید. توضیح دهید که چرا این مقدار برابر با امپدانس خروجی تقویت کننده می باشد.

:series-shuntتقویت کننده دوطبقه با فیدبک از نوع -ب

مداری مطابق شکل زیر ترتیب دهید.

8

Vin

f=10KHz

C1=10u

R1=220k

R2=47k

R3=22k

Q1

R4=150

R6=2.7kC2=10u

R5=22k

R8=10k

R7=10k

C3=10u

R9=100k

C4=10u

+

-

VOUT

Q2

Vcc

۲-۵شکل

تنظیم کنید و بهره ولتاژ مدار را از طریق اندازه گیری بدست آورید. بهره 10KHسیگنال ژنراتور را روی فرکانس

ورده و با مقدار اندازه گیری شده مقایسه کنید.ولتاژ را از طریق تئوری نیز بدست آ

را از مدار خارج کرده و به جای آن پتانسیومتر R9جهت اندازه گیری امپدانس خروجی تقویت کننده، مقاومت -

1KΩ وصل کنید. مقدار را حداکثر قرار داده و مدار را روشن کنید.دامنه سیگنال ژنراتور را به گونه ای تنظیم کنید

حال بتدریج مقدار پتانسیومتر را کاهش دهید بطوریکه در دو سر پتانسیومتر ظاهر گردد. 100mv p-pقدار که به م

ولتاژ دو سر پتانسیومتر به نصف حالت قبل خود برسد. در این مرحله پتانسیومتر را از مدار باز کرده و مقدار آن را

هم متر نشان خواهد داد برابر با امپدانس خروجی تقویت توسط اهم متر بخوانید. توضیح دهید که چرا مقداری را که ا

کننده است؟

9

۲آزمایشگاه الکترونیک

AB: طرح تقویت کننده قدرت کالس ۶آزمایش شماره

و دو نوع ترانزیستور با مشخصات زیر در دست داریم: 5wو 8Ωیک بلندگو

نام نوع

max max max max max

50 800mWF 800mA 6v 50v 75v NPN 2N2219A

50 600mWF 600mA 5v 60v 60v PNP 2N2905

می باشد. مدار زیر را با داشتن عناصر باال 50در جریان های باال برای دو ترانزیستور قید شده در حدود HFEمقادیر

طوری طراحی کنید که حداکثر یک وات در بلندگو به مصرف برسد.

Speaker

C1

Re2

Re1

Q2

Q1

Vcc

R3

R4

Q3

R5R7

R6

C2

Vin

۱-۶شکل

مواردی را که در طرح مدار )محاسبات توان و انتخاب نقطه کار( بایستی در نظر گرفت، به شرح زیر می باشد:

و مقادیر ولتاژهایی که ترانزیستورها تحمل می Ic(max)و Pc(max)تی با در نظر گرفتن محاسبات توان بایس .۱

کند و همچنین با توجه به توان بلندگو انجام گردد.

. با توجه به اینکه بجای استفاده از دو منبع تغذیه از یک منبع تغذیه و خازن استفاده شده است. بایستی مقادیر ۲

روی خازن موجود باشد. Vcc/2ه در حالت نبود سیگنال، به اندازه بایاسها بگونه ای باشد ک

11

شروع به هدایت کرده و سیکل مثبت در Q1از مقدار نقطه کار خود افزایش پیدا می کند، VCEQ3. وقتی که ۳

به حالت قطع برود. Q3بلندگو ظاهر می شود. ماکزیمم پیک در نیم سیکل مثبت وقتی است که

شروع به هدایت کرده و سیکل منفی در Q2از مقدار نقطه کار خود کاهش پیدا می کند، VCEQ3. وقتی که ۰

به حالت اشباع برود. Q3بلندگو ظاهر می گردد. ماکزیمم پیک در نیم سیکل منفی زمانی است که

می را تامین می کند، به عنوان یک فیدبک از خروجی به ورودی Q3در عین حالیکه بایاس بیس R6. مقاومت ۵

باشد. برای آنکه بتوانید مقادیر بایاسها را با تقویت خوب انجام دهید بهتر است که مقدار مقاومت فیدبک را حتی

االمکان بزرگ در نظر بگیرید.

برای پایداری حرارتی ترانزیستورها در نظر گرفته شده است. چون این مقاومت ها در RE2و RE1. مقاومت های ۶

حتی در مقایسه با مقاومت بلندگو را باعث اتالف قابل مالحظه توان می شود، مقدارشان مسیر قدرت می باشند و

االمکان کوچک در نظر بگیرید.

در نظر بگیرید. RLرا حتی االمکان کمتر از ده درصد جریان بار ICQ3. برای افزایش راندمان مدار، مقدار ۷

سواالت

عملکرد مدار را دقیقا شرح دهید. -الف

اسبات توان را در گزارش خود قید کنید. راندمان مدار را بدست آورید و در رابطه با مقدار راندمان توضیح مح -ب

دهید.

محاسبات توان و راندمان را برای حالتی که حداکثر توان ممکن در بلندگو به مصرف برسد بدست آورید. -ج

11

۲آزمایشگاه الکترونیک

(op-amp 741)در محدوده ناحیه خطی تقویت کننده های عملیاتی: کاربردهای ۷آزمایش شماره

است و دارای هشت پایه می باشد. 125000تا 70000حلقه باز تقویت کننده عملیاتی از محدوده تغییرات بهره

۱-۷شکل

(inverting amplifierتقویت کننده معکوس کننده ) -۱

VsR1

Rf

+Vcc

-Vcc

Vo

Rn

100100K

100kVcc -Vcc

۲-۷شکل

12

، پتانسیومتر را طوری تنظیم VS=0و VCC=12vو RN=5kΩو R1=RF=10kΩبا قرار دادن مقادیر (الف

خروجی صفر سود. پتانسیومتر را در همان حالت تنظیم شده نگه دارید. کنید که ولتاژ

، ولتاژRFبرای 100Kو 50K و 20Kو 10Kاعمال کنید و با مقادیر مختلف 0.2v( ولتاژ VSب( به ورودی )

را اندازه بگیرید. (VO) خروجی

۲- Voltage Follower

+Vcc

Vo

-VccVs

۳-۷شکل

( را اندازه گیری نمایید.VO( اعمال کنید و ولتاژ خروجی )VSالف( یک ولتاژ سینوسی به ورودی )

را با ولتاژ ورودی مقایسه کنید. (VOب( دامنه ولتاژ خروجی )

.فاز ولتاژ ورودی و خروجی را باهم مقایسه کنید و ارتباط آنها را بدست آوریدج(

را بدست آورید. VO د( ماکزیمم مقدار اندازه خروجی

مبدل دیجیتال به آنالوگ -۳

Vs1

Vs2

Vs3

20k

5k

10k

+Vcc

-Vcc

20k

Vo

LSB

MSB

۰-۷شکل

13

را برای کلیه حاالت ممکن ورودی اندازه گیری کنید و نتایج را جدول بندی کنید. )به طور VSالف( به ورودی مدار،

بازای ورودیهای یک ولت( VO=7به ازای ورودیهای صفر ولت و VO=0مثال

ب( طرزکار، نحوه عملکرد و دقت مبدل دیجیتال به آنالوگ را شرح دهید.

انتگرالگیر -۴

1uf

1M

10k

Vin

+Vcc

-Vcc

Vo

۵-۷شکل

اعمال کنید. سپس هر دو شکل 500Hz( یک موج مربعی با دامنه یک ولت و فرکانس VSالف( به ورودی مدار )

موج ولتاژ ورودی و خروجی را در اسکوپ مشاهده کنید.

تکرار نمایید. C=1ufو RS=10KΩب( بند الف را با

.تکرار کنید VSبه ورودی 1vو دامنه 500Hzج( بند الف را با اعمال یک موج سینوسی با فرکانس

د( نحوه عملکرد و نتایج مدار را شرح دهید.

14

۲آزمایشگاه الکترونیک

: تثبیت کننده های ولتاژ یا رگوالتورها۸آزمایش شماره

مدار شکل زیر مدار یک تثبیت کننده ولتاژ می باشد.

۱-۸شکل

باشد. 15vرا به گونه ای تعیین کنید که ولتاژ رگوله شده خروجی R1 و R2و RSمقادیر مقاومت های

تحقیق کنید. RLبعد از طراحی، مدار را بسته و عمل رگوالسیون را بازای ورودی های مختلف و بارهای مختلف

باشد وجود دارد؟ علت را توضیح دهید. 15vبرای آنکه خروجی Vinیا محدودیتی از نظر حداقل ولتاژ آ -

وجود دارد؟ علت را توضیح دهید. RLا محدودیتی از نظر انتخاب مقدار حداقل برای بار آی -

است تکرار کنید. 24vآزمایش را برای حالتی که ولتاژ رگوله شده خروجی