Премахване на амплитудната характеристика на усилвателя на електрокардиограф.

2.1. Включете генератора, електрокардиографа и осцилоскопа. Оставете ги да се затоплят за 5 минути.

2.2. Задайте честотата на генератора 30Hz и изходно напрежение 1В. Задайте чувствителността на осцилоскопа (V/div) 2V, и времето за почистване (време/div) 10ms. Усилвателят на електрокардиографа е предназначен за усилване на слаби сигнали и входният сигнал с напрежение 1V е твърде голям за него. Трябва да се отслаби. За това входният сигнал се предава през два атенюатора с общо затихване 70dB. Ако 1V се отслаби с 70dB, тогава на входа на усилвателя на електрокардиографа ще се получи сигнал с напрежение 0,31 mV. Примерно изчисление е показано по-долу:

Uinit = 1V, следователно

Входният сигнал с напрежение 0,31 mV се подава към входа на усилвателя на електрокардиографа, усилва се и се подава към осцилоскопа за регистрация. Амплитудата на усиления сигнал може да се определи от решетката на екрана на осцилоскопа. За да направите това, е необходимо да умножите чувствителността 2V по амплитудата на сигнала, измерена на екрана на осцилоскопа (вж. Фиг. 1). Коефициентът на усилване k за този сигнал е (3V = 3000mV) 3000/0.31 = 9677.

Ако изображението на екрана на осцилоскопа се премести, можете да натиснете бутона за памет (вторият бутон отляво в линията на контролните бутони Фиг. 1).

2.3. Определете коефициента на усилване за сигналите 2,3,4,5,6,7,8,9V, всеки атенюиран от 70dB. Въведете резултатите в таблица номер 3.

2.4. Начертайте амплитудната характеристика на усилвателя. Приблизителен изглед на амплитудната характеристика на усилвателя е показан на фиг. 2.

Фиг. 2. Амплитудна характеристика на усилвателя на електрокардиограф.

Запис на честотната характеристика на усилвателя на електрокардиограф.

За да прочетете честотната характеристика на усилвателя на електрокардиографа, настройте честотата на генератора на 3Hz, изходното напрежение на генератора на 7V. Затихването на атенюаторите е същото -70dB. Ако 7V е отслабено от 70dB, тогава към входа на усилвателя ще бъде изпратен сигнал с напрежение 2.21mV. Големината на този сигнал ще бъде непроменена при всеки експеримент. Амплитудата на изходния сигнал зависи от входната честота. Честотата на входния сигнал ще бъде променена от 3Hz на 600Hz. Въпреки това, за да може осцилоскопът да записва такива честоти, времето за почистване на осцилоскопа трябва да бъде променено. Времето за почистване на осцилоскопа за различни честоти е показано в таблица 4.

Определете изходното напрежение и коефициента на усилване на усилвателя на електрокардиограф за честоти 3-600Hz и въведете данните в таблица № 4.

Начертайте честотната характеристика на усилвателя на електрокардиографа. Приблизителен изглед на честотната зависимост на усилвателя на електрокардиографа е показан на фиг. 3. Тъй като е неудобно да се маркира честотата 3-600 Hz по линейната ос (точките се припокриват една друга), ще използваме логаритмична скала. Те маркират на оста не 3Hz, а ln3 и т.н.

Фиг. 3. Честотна зависимост на усилвателя на електрокардиографа

Забележка.

Усилвателят на електрокардиографа трябва да усилва сигнали с честота 0 - 6 Hz без изкривяване. Така че, честота от 1 Hz съответства на 60 сърдечни удара в минута. Честотата 6Hz съответства на 360 сърдечни удара в минута. Честотната характеристика на такъв усилвател трябва да бъде измерена, започвайки от много ниски честоти. Това изисква специални генератори. Генераторът G3-124 не може да произвежда такива нискочестотни сигнали и затова започваме да определяме честотната характеристика от 3Hz.

ПРЕМАХВАНЕ НА АМПЛИТУДНИ И ЧЕСТОТНИ ХАРАКТЕРИСТИКИ, ОПРЕДЕЛЯНЕ НА ЛИНЕЙНОСТТА, ДИНАМИЧЕСКИ ДИАПАЗОН НА ЕЛЕКТРОКАРДИОГРАФЕН УСИЛИТЕЛ.

Въпроси на теорията.

1.1. Усилватели. Усилвател усилване. Изисквания към усилвателите. Многостепенно усилване. Класификация на усилвателя.

1.2. Амплитудна характеристика на усилвателя. Изкривяване на амплитудата. Предотвратяване на амплитудно изкривяване.

1.3. Честотна характеристика на усилвателя. Честотно изкривяване. Честотна лента на усилвателя. Предотвратяване на изкривяването на честотата.

1.4. Лампов усилвател.

1.5. Усилвател на транзистор.

1.6. Обратна връзка в усилвателите. Видове обратна връзка.

1.7. Повторители. Предназначение и видове ретранслатори.

1.8. Диференциален усилвател.

1.9. тестови въпроси.

Усилватели. Усилвател усилване. Изисквания към усилвателите. Класификация на усилвателя.

Усилвателите на електрически сигнали или електронни усилватели са устройства, които увеличават тези сигнали поради енергията на външен източник.

Усилвателите могат да бъдат създадени на базата на различни елементи (транзистори), но като цяло всички усилватели могат да бъдат представени доста еднакво. Те имат вход, към който се подава усилен електрически сигнал, и изход, от който се приема усилен сигнал. Незаменима част от цялата система е източник на електрическа енергия.

Най-често срещаният принцип на усилване на сигнала е ефектът на входната верига върху електрическото съпротивление на изходната верига. Това влияние съответства на формата на усиления сигнал и следователно формата на вълната се възпроизвежда в изходната верига.

Съществено изискване за усилвателите е възпроизвеждането на усиления сигнал (усилване), без да се изкривява неговата форма. На практика това изискване изглежда като желание за усилване на електрическия сигнал с най-малко изкривяване.

Количествено се определя способността на усилвателя да увеличи сигнала, приложен към неговия вход печалба. Тя е равна на съотношението на нарастването на напрежението (ток, мощност) на изхода на усилвателя към нарастването на напрежението (ток, мощност), което го е причинило на входа:

kU =, kI=, .

В зависимост от предназначението усилвателите се различават по напрежение, сила на тока или мощност. В бъдеще, за по-голяма сигурност, всички илюстрации и заключения ще се отнасят до усилването на напрежението, което ще се обозначава без индекс: к.

Когато усилват синусоидален сигнал, изразите обикновено използват амплитудите на входните и изходните сигнали:

Ако к има стойности, които не са достатъчни за получаване на желаното напрежение на изхода, тогава са свързани няколко усилвателя. Извиква се всеки отделен усилвател усилващ етап. Коефициентът на усилване на усилвателя от няколко етапа е равен на произведението от усилванията на всички използвани етапи: