ВИМІРЮВАННЯ Під час налаштування та регулювання Радіоапаратура

Вимірювання параметрів підсилювача звукової частоти.

До основних параметрів підсилювача ЗЧ відносяться: вихідна потужність, частотна та амплітудна характеристики, чутливість, рівень шумів і гармонійних спотворень.

Структурна схема пристрою для вимірювання основних характеристик підсилювача показана на рис. 1.


Рис. 1. Структурна схема пристрою для вимірювання характеристик підсилювача.

Чутливість підсилювача, тобто найменше напругу вхідного сигналу, що забезпечує номінальну вихідну потужність, визначають на частоті 1000 Гц. Поступово збільшуючи амплітуду вхідного сигналу, за допомогою аналізатора гармонійних спотворень або за осцилограф спостерігають за зміною величини коефіцієнта гармонік. По досягненні коефіцієнтом гармонік заданої величини або помітного візуально спотворення сигналу вимірюють напругу на вході Uвх і на виході Uвих підсилювача. Вимірювання напруг проводять за допомогою вольтметра ефективних значень (Uеф) або визначають амплітуду напруги (Ua) по осцилограф. Потім визначають номінальну вихідну потужність на навантаженні за формулою:

Величина вхідного напруги при цьому н буде характеризувати чутливість підсилювача при даній номінальної вихідної потужності. Максимальна вихідна потужність підсилювача зазвичай вимірюється по досягненні коефіцієнта гармонік 10%. При визначенні частотної характеристики підсилювача рівень вхідного сигналу вибирають 0,5 Uвх. Амплітудна характеристика підсилювача на частоті 1000 Гц визначається при вхідному напрузі U ЕХ = = 1,5 Uвх.н. Потім зменшують вхідна напруга підсилювача до мінімально можливого вихідного рівня, при якому сигнал на виході не менш ніж в 1,5 рази перевищує рівень шумів. За результатами вимірювань будують графік амплітудної характеристики підсилювача (рис. 2).


Рис. 2. Графік амплітудної характеристики підсилювача.

Визначення рівня власних шумів підсилювача зводиться до вимірювання відносини напруги шумів Uш до номінального напрузі корисного сигналу Uі на виході підсилювача і виражається в децибелах: Nш = 20 lg Um / Uі.

Рівень шуму вимірюють мілівольтметр з середньоквадратичним детектором. При цьому вхід підсилювача шунтуючих резистором, опір якого дорівнює вихідному опору генератора, що використовується при вимірі номінального вихідної напруги.

Вимірювання нелінійних спотворень. Спотворення в тракті пе-

редачі сигналу виявляються в зміні форми вихідного сигналу щодо вхідного синусоїдальної. Транзистори, трансформатори і багато інших радіотехнічні елементи, строго кажучи, не є лінійними. У результаті проходження синусоїдального сигналу на виході тракту передачі крім основної виникають додаткові гармонічні складові, частоти яких кратні частоті вхідного сигналу. Виникаючі спотворень сигналу називають нелінійними. Величина нелінійних спотворень характеризується коефіцієнтом нелінійних спотворень

або коефіцієнтом гармонік

де

U 1 , U 2 , …, Un – діючі значення гармонік вихідного сигналу. Якщо суму діючих гармонік (крім першої) порівнювати з чинним значенням вихідного сигналу, а не з першої гармонікою, то вимірювальний прилад вийде нескладним. Різниця між Кн і і Кг невелика при малій величині нелінійних спотворень. Це випливає зі співвідношення:

На рис. 3 зображена схема вимірювача нелінійних спотворень.


Рис. 3. Схема вимірювача нелінійних спотворень

У вимірнику використовується частотно-залежний фазовращатель V1 … V, C2 … C9, R7, R11, R12, за допомогою якого на вимірюваної частоті проводиться зсув фази сигналу першої гармоніки на 180 °. Груба регулювання фазовращателя проводиться шляхом коммутірованія конденсаторів С2 … С9 за допомогою перемикача S2, а точне регулювання – за допомогою резистора R12. Вищі гармонійні складові аналізованого сигналу на виході фазовращателя набувають зсув фази, що відрізняється від 180 °. Сигнали з виходу фазовращателя надходять через підсумовуючі резистори R18, R16, R17 на вхід підсилювача V5, а потім на активний фільтр верхніх частот (V6, С13, С14, С15, R22, R23). За допомогою резисторів R1, R16 можна зрівняти по амплітуді складові першої гармоніки, що надходять на вхід підсилювача V5. У результаті ці складові компенсуються, і на виході V6 при замкнутої кнопці S1 буде присутня лише сума вищих гармонічних складових вхідного сигналу. За допомогою фільтра верхніх частот компенсуються наведення з частотою 50 і 100 Гц. При розімкнутого кнопці S1 на виході V6 буде досліджуваний сигнал U. Коефіцієнт гармонік орієнтовно може бути визначений відношенням K Г =U Г /U.

Прилад дозволяє вимірювати коефіцієнт гармонік підсилювачів звукової частоти на частотах 0,33; 1; 8 і 12 кГц. При вихідному напрузі підсилювача 2 В (ефективне значення) можна виміряти коефіцієнт гармонік до 0.15% з похибкою близько 0,07% Вхідний опір приладу – близько 5 кОм, а коефіцієнт передачі К = 2. Досліджуваний сигнал подається на регулятор рівня резистор R1, а з його движка надходить на фазовращатель і через контакти кнопки S1 – на підсилювач V5. Коефіцієнт передачі підсилювача вибрано таким, щоб компенсувати втрати в фазовращателе. Живлення приладу здійснюється від джерела живлення 8В через контакти 2 і 7 роз'єму Х2. Вимірювальний мілівольтметр змінного струму підключають до контакту 1 разьем Х2.

Деталі: транзистори будь-які високочастотні відповідної структури з h2lе> 60; конденсатори МБМ, KM (C2. .. C5, С6 … С9, С13 … С15) і К50-6 (решта); резистори МЛТ-0, 125 (МЛТ- 0,25, 0,125), змінні – СП-1.

Налагодження приладу зводиться до перевірки режимів транзисторів по постійному струму, потім за допомогою генератора ЗЧ і мілівольтметри знімають АЧХ активного ФВЧ н підбирають резистор R26 так, щоб коефіцієнт передачі на частоті 250 … 300 Гц став близьким до 1.

У процесі вимірювань на вхід приладу подають досліджуваний сигнал з частотою, що відповідає частоті вимірювань, вибраної перемикачем S2. Поступово збільшують чутливість резистором R1 і перемикачем меж вимірювання мілівольтметри, а потім за допомогою змінних резисторів R12 і R16 добиваються мінімуму показань приладу. Після цього виробляють калібрування вимірювача при натиснутій кнопці S1 і розімкнутих її контактах. Змінним резистором R1 встановлюють вихідна напруга приладу близьким до 2 В. Відпустивши кнопку, за шкалою мілівольтметри відраховують напруга гармонік. При вимірі необхідно враховувати і коефіцієнт гармонік K Г3Г , Який слід заздалегідь виміряти таким же способом.

Дійсний коефіцієнт гармонік можна оцінити за формулою: