Лабораторная работа № 6. Исследование выходного каскада усилителя.

Исследование выходного каскада усилителя.

Цель работы: Ознакомление с работой схемы и определение основных показателей двухтактного выходного каскада транзисторного УНЧ.

Требования безопасности труда

Для обеспечения безопасности выполнения лабораторной работы необходимо:

1. Сборку схемы производить при выключенном напряжении.

2. Схему включать под напряжение только после того, когда её проверит лаборант или преподаватель.

3. При выполнении работы не касаться токоведущих частей схемы, не заходить за стенд, не производить смены перегоревших предохранителей.

Содержание работы:

1.1 Снять зависимость выходной мощности от сопротивления нагрузки Р_вых=φ(Rн) при U_вх = const, f = 1000Гц.

1.2 Снять частотную характеристику усилителя К = φ(f) при R_{н опт}, U_вх = const.

1.3 Построить зависимость Р_вых=φ(R_н).

1.4 Построить частотную характеристику усилителя К = φ(f) в логарифмическом масштабе.

Перечень типового оборудования:

1. Лабораторный стенд по электронике.

2. Осциллограф С1-73.

3. Милливольтметр В3 - 38.

Методические указания.

Схема исследования выходного каскада приведена на рисунке 1.

Рисунок 1. Исследование выходного каскада УНЧ. Схема электрическая.

Схема является перспективной для микроминиатюрного исполнения. В схеме на транзисторе VТ1 собран каскад предварительного усилителя (предоконечный) по схеме с общим эмиттером, работающий в режиме класса А. В оконечном каскаде усилителя используются транзистор VТ2 и VТ3, работающие в режиме класса АВ (или В) с различной p-n-p и n-р-n-структурой, близкие по параметрам (комлементарные транзисторы). Необходимое напряжение смещения на базах транзисторов VТ2 и VТ3 для обеспечения режима класса АВ (или В) создается с помощью диода VD1, включенного в прямом направлении. Этот же диод обеспечивает температурную компенсацию режима покоя транзисторов VТ2 и VТ3, т.к. сопротивление его с повышением температуры уменьшается. При подаче на вход усилителя сигнала переменная составляющая коллекторного тока транзистора VT1 будет вызывать изменение базовых, а, следовательно, и коллекторных токов транзисторов верхнего и нижнего плеча двухтактного выходного каскада. В течение одного полупериода увеличатся ток базы и коллекторный ток транзистора VТ2, при этом переменная составляющая коллекторного тока пройдет через нагрузку R5 в одном направлении (от +Ек через R5, С3, VТ2 на -Eк). В течение следующего полупериода увеличится ток базы и коллекторный ток транзистора VТ3 и переменная составляющая коллекторного тока пройдет через нагрузку R5 в обратном направлении (от положительной обкладки разделительного конденсатора С3, который является источником питания в этот полупериод, через R5, участок коллектор–эмиттер транзистора VТ3, к отрицательной обкладки конденсатора С3). В результате за период входного сигнала на зажимах нагрузки будет создаваться напряжение, форма которого будет повторять форму входного сигнала.

В работе использовать ГН2, ГНЧ, ИВ, АВМI, МВ, ЧМ. Съемные элементы R1=33 кОм, R2=10 кОм, R3=330 Ом, R4=2 кОм, R5=10, 51, 100, 120, 150 и 200 Ом, С1=10 мкФ, С2=С3=50 мкФ, транзисторы VТ1 и VТ2 типа МП40, транзистор VТ3 типа МП37, диод VD1 типа Д220.

Последовательность выполнения работы.

- Собрать схему. Подключить источник питания. Проверить работу измерительных приборов и УНЧ.

- Снять зависимости Рвых=φ(R5). Для этого установить частоту ГНЧ f=1000Гц, напряжение на входе схемы такой величины, при которой наблюдались бы незначительные искажения синусоиды на экране осциллографа. Величину, напряжения записать. Меняя сопротивление нагрузки R5, измерять милливольтметром В3-38 напряжение на выходе.

- Вычислить выходную мощность Рвых=U²вых/R5, где Uвых – выходное напряжение в вольтах, R5 – сопротивление нагрузки в Омах.

Данные измерений и расчетов занести в таблицу 1.

Таблица 1. Опытные данные и результаты расчетов.

- По данным таблицы 1 определить оптимальное сопротивление нагрузки Rн опт., соответствующее максимальной выходной мощности каскада.

- Снять частотную характеристику усилителя К = φ(f). Для этого подключить к выходу схемы R5=Rн.опт. На вход усилителя от ГНЧ подать сигнал с постоянным напряжением Uвх такой величины, при котором отсутствуют заметные искажения синусоидального напряжения на выходе усилителя (Uвх=5-10мВ).

Изменяя частоту ГНЧ от 20 Гц до 20кГц (12-15 значений), замерять напряжение на выходе усилителя.

- Вычислить значение К = Uвых/ Uвх.

- Вычислить значение К в дб, К=20lg (Uвых/ Uвх).

Данные измерений и расчетов занести в таблицу 2.

Таблица 2. Данные измерений и расчетов для построения АЧХ выходного каскада.

- На основании данных таблицы 1 построить зависимость Рвых=φ(R5) и определить R5 = Rн.опт., при котором Рвых = max.

- На основании данных таблицы 2 построить частотную характеристику усилителя К = φ(f) в логарифмическом масштабе.

Составление отчета.

В выводах дать заключение о влиянии R5 на Pвых, влияние VD1 на искажения «типа ступенька» и объяснить наличие завалов АЧХ в области верхних и нижних частот звукового диапазона. Ответить на контрольные вопросы.

Требования к отчету:

Отчет должен содержать:

· название лабораторной работы;

· формулировку цели работы;

· схему установки;

· характеристики приборов;

· результаты измерений;

· графики характеристик;

• выводы по работе.
• Краткие письменные ответы на контрольные вопросы.

Контрольные вопросы

1) Объяснить принцип работы и назначение элементов исследуемой схемы двухтактного транзисторного УНЧ.

2) Какие транзисторы применяются в выходных каскадах УНЧ?

3). Какие особенности имеет схема двухтактного транзисторного УНЧ?

4) Чем отличается выходной трансформатор двухтактного каскада УНЧ от однотактного каскада УНЧ?

5) В каких режимах может работать двухтактный каскад и чем определяется его режим работы?

6) Какие элементы вносят нелинейные искажения?

7) От каких элементов зависят частотные искажения?

8)Какими параметрами оценивается работа выходных каскадов УНЧ?

Не нашли, что искали? Воспользуйтесь поиском: