Измерение основных параметров усилителя ЗЧ

Для измерения чувствительности, выходной мощности и коэффициента гармоник усилителя нужны осциллограф, вольтметр переменного тока, звуковой генератор (ЗГ) и эквивалент нагрузки исследуемого усилителя. Последний представляет собой проволочный резистор, сопротивление которого равно полному сопротивлению звуковой катушки динамической головки (или громкоговорителя) усилителя. Его мощность рассеяния должна быть не меньше мощности динамической головки (если в громкоговорителе усилителя несколько головок, то их общей мощности).

Измерение коэффициента гармоник, вносимые усилителем в сигнал, оценивают по методике, используя любой низкочастотный осциллограф. В этом случае измерения начинают со снятия амплитудной характеристики усилителя — зависимости выходного напряжения Uвых усиливаемого сигнала частотой 1000 Гц от входного напряжения Uвх при постоянной нагрузке Rн, равной сопротивлению ее эквивалента R.

 Схема соединения измерительных приборов с усилителем, амплитудную характеристику которого надо снять, приведена на рис. 1, а. Усилитель и звуковой генератор должны питаться от отдельных источников. К выходу усилителя вместо динамической головки (или громкоговорителя) подключают эквивалент нагрузки Rэ, а к нему вход «Y» осциллографа. Регулятор громкости устанавливают на максимум и подают на вход усилителя от звукового генератора сигнал частотой 1000 Гц напряжением 30-40 мВ. Развертку горизонтального отклонения луча осциллографа устанавливают такой, чтобы на его экране хорошо просматривалось изображение одного колебания. Измерив входное напряжение Uвх, вольтметр переменного тока PU переключают на эквивалент нагрузки Rэ и измеряют выходное напряжение усилителя Uвых. Результаты измерений фиксируют (см. табл.).

 

Амплитудная характеристика усилителя (условия измерения)

Uвх, мВ

30

40

50

60

70

80

90

100

110

120

Uвых, мВ

1200

1600

2000

2400

2800

3200

3600

3800

4000

4100

 

usu_001 ldsound_ru (21)

Рис. 1. Схема измерения основных параметров усилителя ЗЧ

 

 Не изменяя частоту сигнала ЗГ, увеличивают ступенями через каждые 10 мВ его напряжение, заносят в таблицу результаты измерений. Входное напряжение увеличивают до тех пор, пока на экране не появится заметное на глаз срезание «верхушек» синусоиды (рис. 2, б). Это явление происходит из-за симметричного ограничения напряжения выходного сигнала и сопровождается увеличением коэффициента гармоник усилителя примерно до 10%. Оно означает, что выходная мощность достигла максимальной Рмакс. После этого входной сигнал ЗГ уменьшают до пропадания заметных на глаз искажений синусоиды и считают, что при этом усилитель отдает нагрузке номинальную выходную мощность Pном. Выходные напряжения на эквиваленте нагрузки, соответствующие максимальной Рмах и номинальной Рном выходным мощностям, в таблице следует выделить.

 

usu_001 ldsound_ru (22)

Рис. 2. Построение амплитудной характеристики усилителя 3Ч

 

Далее по результатам измерений, занесенным в таблицу, строят амплитудную характеристику усилителя (рис. 2). До точки «а» она прямолинейна, а затем начинает отклоняться вниз, что говорит о нарушении пропорциональности между входным и выходным напряжениями усилителя и появлении искажений усиливаемого сигнала. Теперь, пользуясь формулой Рвых = Uвых2/Rн, можно подсчитать выходную мощность усилителя для различных значений Uвых. На рис. 2 параллельно оси Uвых слева помещена вторая вертикальная ось Рвых, на которой отмечены расчетные выходные мощности усилителя в ваттах.

 

usu_001 ldsound_ru (23)

Рис. 3. Схема измерения коэффициента гармоник

 

Точка «а» на графике, с которой начинается перегиб амплитудной характеристики, обычно соответствует номинальной выходной мощности усилителя. По амплитудной характеристике можно определить и численное значение чувствительности усилителя — оно соответствует значению Uвх при Рном.

Численное значение коэффициента гармоник Кгусилителя ЗЧ можно измерить с помощью заградительного фильтра L1C1C2 (рис. 3), настроенного на основную частоту 1000 Гц, который включают между выходом усилителя, нагруженного на эквивалент нагрузки R9, и вольтметром переменного тока PU. Катушку L1 этого фильтра, содержащую 290 витков провода ПЭВ-2, наматывают на ферритовом кольце 2000НМ типоразмера К20х12х6 с помощью челнока. Конденсаторы С1 и С2 фильтра типа МБМ или КБ.

Сначала переключатель «S» устанавливают в положение «1», соответствующее отключенному фильтру, и вольтметром PU измеряют напряжение Uвых. Допустим, Uвых равно 3 В (3000 мВ). Затем, переведя переключатель «S» в положение «2», включают заградительный фильтр и измеряют напряжение гармоник Uг. Предположим, что это напряжение будет 70 мВ. Коэффициент гармоник Кг подсчитывают по приведенной ранее приближенной формуле:

 

КгUг / Uвых ∙ 100% ≈ 70 ∙ 100 / 3000 ≈ 2,3%,

где:

Кг – коэффициент гармоник, [%];

Uг– напряжение гармоник, [мВ];

Uвых– выходное напряжение [мВ].

 

По такой методике можно с достаточной точностью измерить чувствительность, выходную мощность и коэффициент гармоник практически любого усилителя ЗЧ. Для стереофонического усилителя параметры каждого канала измеряют раздельно, сравнивают и, если надо, выравнивают соответствующим подбором деталей и режимов работы транзисторов.

 

Автор: Борисов В.Г.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *