Аналіз спотворень з використанням синусоїдального сигналу

Всі підсилювачі вносять в підсилюваний сигнал спотворення, тобто форма вихідного сигналу відрізняється від вхідного, хоча в ідеалі сигнали повинні бути абсолютно ідентичні, за винятком амплітуди Для перевірки підсилювача можна подати

Ріс611

Вимірювання повного вхідного опору (Semiconductor Linear & Telecom ISs, 1994, p 2-51)

Примітка до рис Методика вимірювань вхідного опору підсилювача

Висновок 10 щодо «землі» (Rgxio ^ –

1 Подати живлять напруги Vcc1 і Vcc2, А перемикач S встановити в положення 1

2 Встановити необхідний рівень вхідного сигналу частотою 1 кГц

3 За допомогою змінного резистора R встановити е2 = 0,5e^

4 Величина RBxw дорівнює отриманого значення опору R

Висновок 3 щодо * землі »(Rgx ^ –

1 Подати живлять напруги VCC1 і Vcc2, А перемикач S встановити в положення 2

2 Встановити необхідний рівень вхідного сигналу частотою 1 кГц

3 За допомогою змінного резистора R встановити е2 = OJet

4 Величина RBX3 дорівнює отриманого значення опору R

на його вхід сигнал синусоїдальної форми (схема перевірки аналогічна наведеної на рис 61 або 67) і зіставити форму вхідного і вихідного сигналів на екрані осцилографа Відсутність відмінностей у формі двох сигналів (за винятком амплітуди) означає відсутність спотворень

Перевірка або пошук несправностей, що викликають спотворення з використанням синусоїдального сигналу, являє собою трудомісткий процес Більш того, якщо спотворення невеликі, вони можуть залишитися непоміченими Сигнал синусоїдальної форми краще всього використовувати для аналізу спотворень в тих випадках, коли спільно з осцилографом застосовуються вимірювачі нелінійних (гармонійних) або інтермодуляционних спотворень При роботі тільки з осцилографом краще застосовувати сигнали прямокутної форми (хоча при вимірах амплітудно-частотних характеристик і потужностних параметрів використовується синусоїдальний сигнал)

Аналіз спотворень з використанням прямокутних сигналів

Більш ефективно проведення аналізу спотворень з використанням сигналу прямокутної форми (меандра) Це визначається наявністю великої кількості вищих гармонік в такому сигналі Крім того, побачити на екрані осцилографа спотворення форми сигналу, окресленого прямими лініями з чіткими кутами, набагато легше, ніж у випадку плавно мінливого сигналу Методика проведення вимірювань з сигналом прямокутної форми така ж, як і з сигналом синусоїдальної форми Прямокутний сигнал подається на вхід підсилювача, а до виходу підключається осцилограф (див рис 613) Насамперед аналізується відхилення

Ріс612

Схема вимірювань струму споживання, вихадной потужності, ККД і чутливості (Horris Semiconductor Linear & Telecom ISs, 1994, р 2-50)

Примітка до рис T – двотактний вихідний трансформатор Опір навантаження (Rj) має забезпечувати необхідну величину повного (колектор-колектор) опору навантаження (Rcc) Методика вимірів:

Про струму споживання при нульовому вхідному сигналі:

– подати живлять напруги VCC1 і VCC2, Встановити значення евх = 0 В

– виміряти струми споживання ICC1 і 1СС2 (МА) при нульовому входтм сигналі

Про струму споживання в режимі максимального сигналу, максимальної вихідної потужності, ККД

підсилювача, чутливості і коефіцієнта посилення по потужності:

– подати живлять напруги VCC1 і VCC2, Встановити таке значення евх, При якому нелінійні спотворення на виході підсилювача рівні 10% При цьому величина евх e міміволтах (середньоквадратичне значення) визначає чутливість підсилювача

– виміряти струми споживання ICC1 і 1СС2 (МА) при максимальному вхідному сигналі

– визначити результуючу вихідну потужність підсилювача (Вт) Це значення є максимальною вихідною потужністю (Рвих)

– розрахувати ККД підсилювача за формулою:

де РВЬ1Х виражено у ватах, VCC1 і Vcc2 – В вольтах, а ICC1 і ICC2 – В амперах – Розрахувати коефіцієнт підсилення по потужності Gp (ДБ) за формулою:

де Рвх (МВт) дорівнює:

а значення RBxw визначається за методикою вимірювання вхідного опору підсилювача (див рис 611)

форми вихідного сигналу від форми вхідного, який також спостерігається на екрані осцилографа

При використанні двопроменевого осцилографа вхідний і вихідний сигнали можуть спостерігатися одночасно Якщо ж у осцилографа є можливість

Ріс613

Аналіз спотворень за допомогою сигналу прямокутної форми

інверсії сигналів, то вихідний сигнал може бути інвертований для кращого порівняння форм сигналів і більш раціонального використання площі екрана

При виявленні зміни форми вихідного сигналу іноді за характером спотворень можна судити про причини їх виникнення Відзначимо, що приклади на рис 613 носять узагальнений характер, і один і той же вид спотворень може бути викликаний різними причинами Наприклад, спотворення, що виникають через «завалу» частотної характеристики (ЧХ) на низьких частотах (НЧ), виглядають на екрані точно так само, як викликані підйомом характеристики на високих частотах (ВЧ)

На рис 614 представлена ​​осциллограмма вхідних і вихідних сигналів для реальної схеми Вихідний сигнал (В) дуже добре повторює форму вхідного сигналу (А) при посиленні -1 Це означає, що вихідний сигнал инвертирован по відношенню до вхідного, а посилення дорівнює одиниці (тобто амплітуда сигналу не змінилася) Слід зазначити, що на осцилограмі вихідного сигналу В спостерігається слабо виражене спотворення фронтів імпульсу через ослаблення високочастотних складових спектра сигналу, але воно не є таким помітним, як на рис 613

Третя, пята, сьома і девята гармоніки ідеального прямокутного сигналу є особливо вагомими Якщо на певній частоті випробувального

Ріс614

Осцилограма прямокутного сигналу підсилювача: А – вхідного В – вихідного

сигналу не спостерігається спотворень форми вихідного сигналу підсилювача, можна вважати, що частотна характеристика підсилювача равномернадо частоти, принаймні в 9 разів більшої частоти випробувального сигналу

Джерело: Ленк Д, 500 практичних схем на популярних ІС: Пер з англ – М: ДМК Пресс, – 44 с: Ил (Серія «Підручник»)