Исследование усилителя мощности с бестрансформаторным выходом. Исследование влияния обратной связи на параметры и характеристики каскада

Министерство образования и науки Российской Федерации

НОВОСИБИРСКИЙ ГОСУДАРСТВЕННЫЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ

________________________________________________________________________

Кафедра РП и РПУ

Лабораторная работа №3

«Исследование усилителя мощности с бестрансформаторным выходом»

Факультет: РЭФ

Группа: РТ5-22

Студенты: Сташкова К.К., Халимова А.З., Воропаева Ж.С.

Преподаватель: Дуркин В.В.

2014

     Цель работы: изучить особенности схемного решения двухтактного бестрансформаторного каскада; исследовать его свойства при изменении параметров элементов схемы; исследовать влияние обратной связи на параметры и характеристики каскада.

ПОРЯДОК ВЫПОЛНЕНИЯ РАБОТЫ

1.  Собрать исходную схему усилителя: цепь ООС разомкнута (SA1 в нижнем положении), смещение на транзисторы подано (переключатель SA2 разомкнут), питание усилителя симметричное (SA4), сопротивление нагрузки 12,4 Ом.

2.  Подключить к схеме цифровой измерительный стенд как показано на рис. 1.

3.  Включить питание ПК и запустить программу «Мультимер». На дисплее ПК появится лицевая панель измерительного стенда с набором допустимых измерительных приборов.

4.  Настроить аналогово-цифровой преобразователь, установив частоту отсчётов 1МГц и длину записи 5000,

5.  Включить генератор сигналов, выбрать синусоидальный сигнал с амплитудой 200 мВ и частотой 1 кГц, смещение 0, фаза 0.

6.  Включить оба канала осциллографа. Канал 1 соответствует входу усилителя, канал 2 – выходу. Для первого канала установить чувствительность 2 В, а для второго – 8 В. Оба канала переключить в режим АС при котором отображается только переменная составляющая сигнала.

7.  В окне «Источник запуска» выбрать – «Генератор», а в окне «Режим запуска» - «Возрастание»

8.  По наличию осциллограмм входного и выходного сигналов убедиться в работоспособности собранной установки.

9.  Во вкладке «Шкала» ВП «Осциллограф» задать нижние и верхние пределы осей и единицы измерения, таким образом, чтобы на экране отображалось два периода сигнала и размеры изображения выходного сигнала были максимально возможными. Далее канал 1 следует отключить.

10.Снять амплитудную характеристику усилителя, установив верхний предел измерения амплитуды входного сигнала 2 В и количество точек характеристики 100. Занести снятую АХ в отчёт. Определить уровень входного сигнала, соответствующий (приблизительно) середине линейного участка. Установить этот уровень на выходе генератора сигналов.

11.Для двух положений переключателя SA3 снять и сохранить в отчёте: осциллограмму выходного сигнала усилителя, спектр выходного сигнала и коэффициент гармоник. Спектры строить в диапазоне частот 0…10 кГц. Число гармоник, учитываемых при расчёте К_Г – 10. По результатам измерений определить транзистор, комплементарный транзистору VT1. Далее работать с этим транзистором.

Транзистор VT3 - комплементарный

SA3 вверх

SA3 вниз

12.В усилителе без ООС измерить величину выходного напряжения и коэффициент гармоник. Рассчитать выходную мощность усилителя. Полученный уровень искажений и выходное напряжение принять за номинальные значения.

Р_вых=U²/R

P_вых1=(3,52)²/12,4=0,9992 Вт           (без ООС)

13.В усилителе с ООС установить тот же уровень выходного напряжения, что и в п. 12, и измерить его коэффициент гармоник. Сравнить полученную величину К_Г, с предыдущим значением.

14.Переключателем SA3 вместо комплементарного транзистора включить не комплементарный. Измерить коэффициент гармоник выходного напряжения для усилителя с ООС и без ООС. При проведении измерений уровень выходного сигнала поддерживать равным номинальному.

15.Вернуться к исходной схеме (комплементарный транзистор, ООС отсутствует, нагрузка усилителя 12.4 Ом). Убрать подачу смещения на транзисторы (SA2 – замкнут). Измерить коэффициент гармоник выходного напряжения для усилителя с ООС и без ООС. При проведении измерений уровень выходного сигнала поддерживать равным номинальному. В отчёте зафиксировать соответствующие осциллограммы выходного сигнала и его спектры.

С ООС

Без ООС

16.Вернуться к исходной схеме, установить номинальный режим. В усилителе с ООС и без ООС измерить уровни напряжения на нагрузках 12.4 Ом и 6.2 Ом. По полученным данным рассчитать выходное сопротивление усилителя с ООС и без ООС:

, где U_R1 и U_R2 – напряжения, соответствующие сопротивлениям нагрузки R₁ и R₂. При проведении измерений напряжение на нагрузке 12.4 Ом поддерживать равным номинальному.

17.В номинальном режиме работы усилителя определить коэффициенты передачи выходного каскада усилителя для сопротивлений нагрузки 12.4 и 6.2 Ом.

К_П1=U_вых/U_вх=3,52/4,631=0,76                          (для 12,4)

К_П2=U_вых/U_вх=3,52/5,484=0,0,642                     (для 6,2)

18.Вернуться к исходной схеме и установить номинальный режим. Используя измеритель АЧХ снять нормированные АЧХ усилителя при симметричном и несимметричном питании (переключатель SA4). Определить частоты среза, полученные АЧХ зафиксировать в отчёте. Измерение АЧХ проводить в диапазоне 10 Гц … 200 кГц, число точек АЧХ – 200.