Як перевірити підсилювач звукової частоти.
Освоївши роботу генератора, можна перейти до перевірки з його допомогою підсилювача ЗЧ. Процедуру перевірки зручно розглянути на прикладі двох підсилювачів - трансформаторного і бестрансформаторного. Ми це зробимо, скориставшись нескладними підсилювачами, які ви зможете зібрати на макетної платі.
Схема трансформаторного підсилювача, виконаного на чотирьох малопотужних транзисторах, наведена на рис. 19. При своїй відносній простоті підсилювач розвиває вихідну потужність близько 200 мВт і розрахований на роботу з п'єзоелектричним звукознімачем електронного програє пристрої (ЕПП). Кілька слів про сам підсилювачі. Він трехкаскадний.Первий каскад - підсилювач напруги - виконаний на транзисторі VT1.Входной сигнал на базу транзистора надходить через дільник напруги R1R2, необхідний для узгодження високого вихідного опору джерела сигналу (в даному випадку звукознімача) з малим вхідним опором каскаду.
За цим слідує другий каскад - фазоінверсного, виконаний на транзисторі VT2. Його навантаженням є узгоджувальний трансформатор Т1, вторинна обмотка якого підключена до двотактному вихідного каскаду - він зібраний на транзисторах VT3 і VT4. Кожна половина вторинної обмотки "працює" на свій вихідний транзистор. У свою чергу, кожен вихідний транзистор відкривається лише при негативній напівхвиль напруги синусоїдальних коливань ЗЧ, що надходять на базу транзистора. Завдяки поєднанню середньої точки вторинної обмотки із загальним проводом (інакше кажучи, з емітером транзисторів), один транзистор відкривається під час позитивного напівперіоду вхідного сигналу, а другий - під час негативного. Так само протікає струм через половинки первинної обмотки вихідного трансформатора VT2. У підсумку на первинній обмотці напівперіоди "стикуються" і з'являються повні синусоїдальні коливання. Через вторинну обмотку вони надходять на навантаження підсилювача - динамічну головку Ва1.
Всі транзистори можуть бути серій МП39 - МП42 з можливо великим коефіцієнтом передачі струму. Трансформатори - готові, від малогабаритних приймачів: Т1 - узгоджувальний, Т2 вихідний. Динамічна головка - потужністю до 3 Вт із звуковою котушкою опором постійному струму 6 - 8 Ом. Живити підсилювач можна від будь-якого джерела - двох послідовно з'єднаних батарей 3336 або випрямлячі з малими пульсаціями напруги.
Підключивши паралельно резистору R2 дільника осцилограф, встановіть регулятором "Амплітуда" генератора розмах коливань приблизно 0,1 В. Осцилограф повинен працювати в автоматичному режимі (кнопки 7 "авт. - Що чекають." Відпущена) з внутрішньої синхронізацією (кнопка 9 відпущена). Коли перемикачами 1 і 2 подільників каналу Y вдасться домогтися достатнього розміру зображення (не менше одного ділення шкали) і майже засінхронізіровать ручками синхронізації 8 і довжини розгортки 11, можна включити режим очікування (натиснути кнопку 7) і домогтися сталого зображення. А потім проконтролювати частоту генератора і, якщо це необхідно, встановити її рівною 1 кГц.
Все готово до перевірки підсилювача. Подайте сигнал з дільника на вхід підсилювача (рис, 21), а до виходу (до висновків вторинної обмотки трансформатора Т2) підключіть замість динамічної головки еквівалент навантаження - резистор опором 6 Ом потужністю не менше 0,5 Вт. Такий резистор можна
скласти з декількох паpaллельно з'єднаних резисторів МЛТ, наприклад з чотирьох резисторів МЛТ-0,25 опором по 24 Ом. До еквіваленту навантаження і підключають щупи осцилографа (вхідний - до верхнього, за схемою, висновку, "земляний" - до нижнього, т. Е. Загального проведення підсилювача).
На екрані осцилографа з'являться синусоїдальні коливання (рис. 22, а), розмах яких можна змінювати змінним резистором R2 підсилювача і регулятором амплітуди генератора ЗЧ. При цьому може наступити момент, коли коливання обмежаться (рис. 22.б) - вершини полуволн стануть плоскими.
Поставивши регулятор гучності в положення максимального посилення, встановіть такий вхідний сигнал, при якому вихідний буде дорівнює, скажімо, 1 В (мається на увазі розмах коливань). Перевірте, чи немає на зображенні "сходинки" - найбільш поширеного виду спотворення в двотактних підсилювачах. Якщо "сходинка" є (рис 22. в), включіть замість R7 два послідовно з'єднаних резистора - постійний опором 1 кОм і перемінний опором 10 або 15 кОм. Переміщенням движка змінного резистора добийтеся рівній лінії на підйомах і схилах синусоид в місцях "стикування" полуволн. Для більш ефективної перевірки тимчасово коротке замикання в ній резистор R8 - на зображенні буде з'являтися яскраво виражена "сходинка". Движок додаткового змінного резистора залиште в такому положенні, при якому розмах коливань буде найбільшим, а спотворення стануть непомітними.
Ось тепер можна виміряти один з важливих параметрів підсилювача - його вихідну потужність. Для цього движок змінного резистора R2 підсилювача ставлять в верхнє, за схемою, положення (найбільше посилення), а з генератора подають такий сигнал, при якому розмах коливань на осцилографа максимальний, але спотворень вершин полуволн ще немає. Вимірявши за шкалою осцилографа розмах коливань переводять отриманий результат в діюче значення напруги (ділять на 2.82), зводять діюче значення в квадрат і ділять на одно еквівалента навантаження.
Наприклад, розмах коливань склав 3,2 В, Тоді діюче значення змінної напруги становить 3,2. 2,82 = 1.1.3 В, а вихідна потужність підсилювача - 1,132 / 6 = 0,21 Вт (210 мВт).
Вимірявши осциллографом вхідний сигнал (між верхнім, але схемою, висновком резистора R1 і загальним проводом), визначають чутливість підсилювача.
Вихідна потужність підсилювача залежить від опору навантаження, в чому неважко переконатися. Змініть одно еквівалента навантаження з 6 до 10 Ом. розмах коливань на ньому зросте до 36 В. Але, як неважко підрахувати, вихідна потужність підсилювача стає рівною 0,16 Вт (160мВт).
Осцилограф допоможе переконатися, що обмеження максимальної амплітуди сигналу відбувається саме в вихідному каскаді, а не в фазоінверсного. Для цього досить домогтися обмеження вихідного сигналу (рис. 22, б) збільшенням вхідного, і перемкнути вхідний щуп осцилографа на висновок колектора транзистора VT2, т. Е. На навантаження фазоінверсного каскада.Здесь сигнал, як правило, має більший розмах в порівнянні з вихідним , але напівхвилі синусоїдальних коливань не обмежені.
Збільшуючи амплітуду вхідного сигналу підсилювача добийтеся обмеження напівхвиль зверху чи знизу, а потім спробуйте змінювати опір резистора R5 (наприклад, замінивши його ланцюжком з послідовно з'єднаних постійного резистора опором 10 кОм і змінного опором 220 або 330 кОм). При повороті движка змінного резистора можна спостерігати, як будуть обмежуватися або позитивні напівхвилі (рис. 23, а), або негативні (рис. 23, б), або і ті й інші (рис. 23, в). Правильним вважається такий стан движка резистора, при якому спостерігається однакове обмеження обох напівхвиль, як на рис. 23, ст. При цьому положенні движка слід виміряти вийшло опір ланцюжка резисторів і впаяти на місце резистора R5 резистор такого опору.
Перш ніж продовжити розмову про перевірку підсилювача ЗЧ, кілька слово децибел - одиниці виміру, з якої ви, можливо, зустрілися перші.
Вхідні і вихідні сигнали підсилювачів, вимірювані в одиницях напруги, можуть змінюватися в десятки, сотні і тисячі разів. При таких співвідношеннях передати на малюнку характер зміни сигналу важко -характеристика буде погано "читатися". Інша справа, якщо подібні співвідношення "стиснуті" так, щоб були помітні і малі і великі зміни на одному кресленні. Таке "стиснення" виходить при користуванні децибелом - одиницею логарифмічного співвідношення між рівнями сигналів. Позначається одиниця буквами дБ. Так, 1 дБ відповідає відношенню рівнів сигналів 1,12, 5 дБ - 1,78, 10 дБ - 3,16, 20 дБ - 10,40 дБ - 100, 60 дБ - 1000 і т. Д.
Неважко помітити, що нова одиниця дозволить "побачити" на характеристиці як незначні, так і суттєві зміни сигналу. А щоб ви могли взяти на озброєння цю одиницю в подальшому, наводимо таблицю Децибел і відповідності їм відносин струмів, напруг і потужностей. Не біда, якщо, скажімо, на практиці знадобиться визначити ставлення напруг, відповідне 35 дБ, а в таблиці такого значення немає. Оскільки 35 дБ = 30 + 5 дБ, берете з таблиці відповідні їм числа і перемножуєте їх.
Якщо ж ви знайомі з логарифмічними обчисленнями, то можете самостійно переводити будь-які значення відносин електричних параметрів в децибели, знаючи, що число децибел одно двадцяти десятковим логарифмам відносин струмів або напруг або десяти таким же логарифмам відносин потужностей. До речі, значення частот на характеристиці підсилювача також дані в логарифмічному масштабі, що дозволяє отримати більш компактне зображення.
А тепер повернемося до нашої теми і перевіримо підсилювач потужності двотактного бестрансформаторного підсилювача ЗЧ (рис. 27). Він виконаний на транзисторах різної структури, а на вході встановлений високочастотний транзистор (VT1) - він обраний з умови отримання найбільшої чутливості підсилювача і найменших власних шумів. Уточнимо лише, що для запобігання спотворень типу "сходинка" між базами транзисторів VT2 і VT3 фазоінверсного каскаду включений діод, завдяки чому на базах утворюється напруга зсуву. Крім того, напруга живлення знижено до 9 В, тому напруга на середній точці (лівий, по схемі, висновок конденсатора С2) дорівнюватиме 4,5 В (його встановлюють підбором резистора R1).
Ставлення напруг або струмів
Як і попередній підсилювач, цей підключаємо до дільнику напруги на виході генератора ЗЧ, а вихід підсилювача навантажуємо (замість динамічної головки Ва1) на еквівалент - резистор опором 6 Ом і мощностьюне менш 2 Вт. Вимірюємо максимальний розмах неспотворених синусоїдальних коливань на еквіваленті навантаження при зміні рівня входногосігнала. Виходить близько 5 В. Значить, вихідна потужність підсилювача досягає майже 0,53 Вт. На еквіваленті ж навантаження опором 10Ом розмах коливань складе приблизно 6 В, що відповідає вихідної потужності 0,45 Вт. Вхідний сигнал в обох випадках вийшов рівним 0,1 В - така чутливість підсилювача.
А тепер підключіть вхідний щуп осцилографа до входу підсилювача, а гніздо горизонтального входу з'єднайте з еквівалентом навантаження (рис.28) - ви зможете перевірити наявність амплітудних спотворень, як робили спредидущім підсилювачем. Правда, вихідний сигнал цього підсилювача значно зріс, тому в ланцюг провідника від гнізда горізонталького входу доведеться включити змінний резистор Rx опором 68 або 100 кОм і підібрати їм такий сигнал на горизонтальному вході осцилографа, щоб довжина ліній по горизонталі і вертикалі була однакова. Тоді на екрані з'явиться пряма похила лінія (рис. 29, а). Збільшуючи вхідний сигнал підсилювача, зможете спостерігати, як лінія почне "прогинатися" (рис. 29, б), а незабаром на одному кінці її з'явиться загин (рис. 29, в).
Якщо переключити вхідний щуп осцилографа на резистор навантаження івключіть внутрішню розгортку (відпустити кнопку "Разв. - Вх. X" (10), побачите спотворений сигнал (рис. 29, г). Зменшенням вхідного сигналу добийтеся неспотвореного зображення, потім знову переведіть осцилограф в режим перевірки амплітудних спотворень - на екрані побачите пряму лінію (рис. 29, а).
З цієї лінії взагалі неважко побачити початок спотворень при збільшенні вхідного сигналу і більш точно визначити максимальний неспотворений вихідний сигнал, а потім підрахувати по ньому вихідну потужність підсилювача.
Щоб побачити "роботу" діода щодо усунення спотворень "сходинка", підключіть вхідний щуп осцилографа до еквівалента навантаження і зміною амплітуди вхідного сигналу встановіть розмах вихідного 0,5. 1 В. Якщо тепер замкнути висновки діода, з'явиться "сходинка" (рис. 22, в).
А як впливає на вихідний сигнал напруга на середній точці вихідного каскаду? Перевірити це зможете самостійно, замінивши резистор R1 двома послідовно з'єднаними резисторами - змінним, опором 330 або 470 кОм, і постійним, опором 47 - 68кОм. Встановлюючи змінним резистором різні напруги на середній точці, визначайте кожен раз неспотворену вихідну потужність підсилювача, а також помічайте, які напівперіоди сигналу починають обмежуватися раніше - позитивні чи негативні. Ці спостереження дозволять вам зробити практичні висновки про вплив напруги середньої точки напараметри підсилювача.
І ще одне випробування корисно провести з безтрансформаторним усілітелем- подати на нього більше напругу живлення, наприклад, 12В. При навантаженні 6 Ом неспотворений вихідний сигнал досягне 3,2 В (розмах наекрані осцилографа 9 В), що відповідає вихідної потужності майже 1,7Вт (проти 0,5 Вт при харчуванні напругою 9 В).
На цьому перевірку підсилювача закінчимо, відключимо від нього харчування і вимкнемо осцилограф до наступних практичних робіт.
