Wzmacniacz mocy, Wzm mocy, Politechnika Radomska

Politechnika Radomska

Wydział Transportu

LABORATORIUM

Układy Elektroniczne

Data:

Imię i Nazwisko:

Grupa:

Zespół:

Nr ćwiczenia: 3

Temat:

Wzmacniacz mocy małej częstotliwości.

Ocena i podpis:

0x08 graphic

0x01 graphic

Schematy elektryczne stopni końcowych beztransformatorowych wzmacniaczy mocy pracujących w klasie AB:

a) wzmacniacz o symetriikomplementarnej w układzie wspólnego kolektora z bezpośrednim

sprzężeniem ze stopniem sterującym,

b) wzmacniacz o symetrii komplementarnej w układzie wspólnego emitera.

Klasa AB, ze sprzężeniem:

U_z= 30 V,

f = 1,076 kHz

I₀ [mA]	84	82	83	82	82	82	81	80
P [W]	0,3	0,38	0,45	0,52	0,69	0,82	1	1,3
R [Ω]	8	10	12,5	15	20	25	30	40
Zni. [%]	12	12	12	11,7	11,7	11,4	11,7	11,4
η	*0,008796*	*0,010734*	*0,013581*	*0,0161*01	*0,021468*	*0,026834*	*0,031809*	*0,041888*

I₀ [mA]	80	78	76,5	75	74	70	62,5	57,5
P [W]	1,5	1,7	1,9	2,1	1,95	1,8	1,55	1,35
R [Ω]	50	60	75	100	125	150	200	250
Zni. [%]	11,1	10,5	9,3	7,8	10,8	14,1	18	20,4
η	*0,05236*	*0,061261*	*0,075104*	*0,098175*	*0,121082*	*0,137445*	*0,163625*	*0,188168*

I₀ [mA]	53,8	48,6	45,5	43,5	41	39	38	37
P [W]	1,2	0,9	0,75	0,65	0,5	0,4	0,35	0,3
R [Ω]	300	400	500	600	800	1000	1250	1500
Zni. [%]	22,5	24	25,5	25,8	26,1	27	27,3	27,3
η	*0,211272*	*0,254469*	*0,297797*	*0,341648*	*0,429351*	*0,510509*	*0,6217*74	*0,726493*

Przykładowe obliczanie sprawności η dla pierwszego pomiaru;

0x01 graphic

0x08 graphic

Klasa AB, bez sprzężenia:

U_z= 30 V,

f = 1,076 kHz

I₀ [mA]	86	88	88	89	87	84	82	84
P [W]	0,35	04	0,53	0,63	0,8	0,9	1	1,4
R [Ω]	8	10	12,5	15	20	25	30	40
Zni. [%]	3,3	3,3	3,3	3	3	2,7	2,4	2,4
η	*0,009006*	*0,011519*	*0,014399*	*0,017475*	*0,022777*	*0,027489*	*0,032201*	*0,043982*

I₀ [mA]	84	83	80	74	69	70	60,5	54,5
P [W]	1,7	2	2,2	2,3	2,1	1,9	1,85	1,5
R [Ω]	50	60	75	100	125	150	200	250
Zni. [%]	2,4	2,4	3	6	10,5	21	23,4	24,6
η	*0,054978*	*0,065188*	*0,07854*	*0,096866*	*0,112901*	*0,137445*	*0,158389*	*0,178351*

I₀ [mA]	50,5	45	42	39,5	36,5	35	33,5	32,5
P [W]	1,3	1	0,8	0,7	0,52	0,45	0,35	0,3
R [Ω]	300	400	500	600	800	1000	1250	1500
Zni. [%]	24,75	27	27	27,3	27,9	28,2	27,9	27,9
η	*0,198313*	*0,235619*	*0,274889*	*0,310232*	*0,382227*	*0,458149*	*0,548142*	*0,638136*

Przykładowe obliczanie sprawności η dla pierwszego pomiaru;

0x01 graphic

0x08 graphic
0x01 graphic

0x08 graphic

Klasa B, ze sprzężeniem:

U_z= 30 V,

f = 1,076 kHz

I₀ [mA]	53	51	50,5	50	49,5	49	49	47,5
P [W]	0,3	0,35	0,4	0,5	0,63	0,75	0,9	1,2
R [Ω]	8	10	12,5	15	20	25	30	40
Zni. [%]	59	60	60	61	60,5	60	60	59
η	*0,00555*	*0,006676*	*0,008263*	*0,009817*	*0,012959*	*0,016035*	0,019242	*0,024871*

I₀ [mA]	46,5	45	42	36,5	31,5	28	23
P [W]	1,35	1,45	1,5	1,4	1,3	1,15	0,95
R [Ω]	50	60	75	100	125	150	200
Zni. [%]	57,5	56	52,5	46	41	38	32
η	*0,030434*	*0,035343*	*0,041233*	*0,047778*	*0,051542*	*0,054978*	*0,060214*

I₀ [mA]	18	16	12,5	10,7	9,4	7,5	6,5
P [W]	0,8	0,7	0,6	0,5	0,45	0,38	0,3
R [Ω]	250	300	400	500	600	800	1000
Zni. [%]	28	26	21	19,5	19,2	19,2	20,1
η	*0,058905*	*0,062832*	*0,06545*	*0,070031*	*0,073827*	*0,07854*	*0,085085*

Przykładowe obliczanie sprawności η dla pierwszego pomiaru;

0x01 graphic

0x08 graphic

Klasa B, bez sprzężenia:

U_z= 30 V,

f = 1,076 kHz

I₀ [mA]	63	62,5	62	61,8	61,5	61,5	61	60
P [W]	0,3	0,35	0,45	0,52	0,65	0,8	1	1,3
R [Ω]	8	10	12,5	15	20	25	30	40
Zni. [%]	15,3	15,3	15	15	15,15	14,75	14,75	14,4
η	*0,006597*	*0,008181*	*0,010145*	*0,012134*	*0,016101***	*0,020126*	*0,023955*	*0,031416*

I₀ [mA]	59,5	58,5	56,5	51	44,5	39	32	31,5
P [W]	1,5	1,7	1,95	2	1,9	1,7	1,45	1,3
R [Ω]	50	60	75	100	125	150	200	250
Zni. [%]	14,1	13,35	12,3	11,1	12,15	13,2	15,75	17,7
η	*0,038943*	*0,045946*	*0,055469*	*0,066759*	*0,072813*	*0,076576*	*0,083776*	*0,103084*

I₀ [mA]	26,5	16,8	14	11,8	9,4	8,2	6,9	6
P [W]	1,1	0,9	0,7	0,6	0,5	0,4	0,35	0,29
R [Ω]	300	400	500	600	800	1000	1250	1500
Zni. [%]	18,6	20,1	21,75	22	22,95	23,55	24	24,3
η	*0,104065*	*0,087965*	*0,09163*	*0,092677*	*0,098437*	*0,107338*	*0,112901***	*0,11781*

Przykładowe obliczanie sprawności η dla pierwszego pomiaru;

0x01 graphic

0x08 graphic

WNIOSKI I SPOSTRZEŻENIA:

Wzmacniacze klasy AB

Zależność sprawności od obciążenia wzmacniacza klasy AB η=f(R) jest niemal identyczna dla wzmacniacza ze sprzężeniem jak i dla wzmacniacza bez obciążenia. Dla R_obc 200Ω do 1600Ω zależność ta jest liniowa.
Również charakterystyka P=f(R) dla obu układów wzmacniaczy klasy AB są prawie identyczne. Z tej charakterystyki tej wynika, że wraz ze wzrostem R_obc moc wyjściowa wzmacniacza szybko rośnie i osiąga wartość maksymalną przy R_obc≈100Ω. Przy dalszym wzroście obciążenia moc wyjściowa wzmacniacza maleje.
Zależność zniekształceń od rezystancji obciążenia ma przebieg podobny dla obu układów wzmacniaczy klasy AB. Dla układu bez sprzężenia zniekształcenia osiągnęły wartość minimalną 1,5% przy R_obc 54,5Ω. Wzrost rezystancji obciążenia powyżej tej wartości powoduje szybki wzrost zniekształceń, a powyżej 300Ω osiągają one praktycznie stałą wartość około 25%. Dla układu ze sprzężeniem zniekształcenia osiągnęły minimum 7,8% przy R_obc=100Ω. Wzrost rezystancji obciążenia powyżej tej wartości powoduje szybki wzrost zniekształceń, a powyżej 500Ω osiągają one również stałą wartość około 25%. Zatem układ ze sprzężeniem pozwala uzyskać maksymalną moc wyjściową oraz minimalne zniekształcenia przy tej samej wartości obciążenia (100Ω). Jednak zniekształcenia są większe niż w obwodzie bez sprzężenia przy tej samej mocy wyjściowej. Wynika z tego, że wybór konkretnego rozwiązania układowego zależy od tego, jakie parametry wzmacniacza chcemy zoptymalizować. Najczęściej trzeba pójść na kompromis pomiędzy nieco mniejszą mocą wyjściową i minimalnymi zniekształceniami lub odwrotnie.

Wzmacniacze klasy B.

Zależność sprawności od obciążenia jest podobna dla układu ze sprzężeniem i bez sprzężenia.
Charakterystyka P=f(R) dla układu ze sprzężeniem osiągnęła maksimum równe 1,5 przy obciążeniu około 75Ω, natomiast dla układu bez sprzężenia osiągnęła maksimum równe 2 przy rezystancji obciążenia około 100Ω.
Dla układu ze sprzężeniem zniekształcenia są maksymalne przy R_obc=15Ω. Przy dalszym wzroście R_obc - maleją, a powyżej 400Ω mają stałą wartość około 19%. Dla układu bez sprzężenia zniekształcenia osiągają minimum 11,1% dla R_obc=100Ω. Przy wzroście powyżej tej wartości zniekształcenia powoli rosną i osiągają stałą wartość około 23,5% powyżej 500Ω. Zatem ze względu na minimalne zniekształcenia opłaca się stosować układ ze sprzężeniem, ale dla obciążeń większych niż około 400Ω. Układ bez sprzężenia pozwala uzyskać maksymalną moc wyjściową przy minimalnych zniekształceniach dla rezystancji obciążenia w przybliżeniu 100Ω.