Pomiary wzmacniaczy napięciowych

oraz wzmacniaczy mocy

•

charakterystyka przejściowa oraz amplitudowa
wzmacniacza

napięciowego

•

rezystancja wejściowa wzmacniacza napięciowego

•

charakterystyka przejściowa wzmacniacza mocy

•

charakterystyka amplitudowa

oraz zniekształceń

wzmacniacza mocy

•

charakterystyka obciążeniowa wzmacniacza mocy

•

sprawność wzmacniacza mocy

Opis płyty czołowej i schemat blokowy:

•

generatora sinusoidalnego

•

generatora funkcyjnego

•

miernika zniekształceń nieliniowych

Badany wzmacniacz napięciowy

Wzmacniacz napięciowy ze

sprzężeniem prądowo-szeregowym

Wyznaczanie charakterystyki przejściowej

oraz amplitudowej wzmacniacza napięciowego

V1,V2

– woltomierze mierzące wartości skuteczne napięcia

generator sinusoidalny z pomiarem

częstotliwości

o

scyloskop do obserwacji sygnału wejściowego i wyjściowego

Wykres charakterystyki przejściowej

wzmacniacza napięciowego

Aby wyznaczyć

napięcie przesterowania Up

wzmacniacza należy:

•

poprowadzić prostą, styczną do wykresu w początkowym
fragmencie,

•

wyznaczyć punkt rozejścia się prostej i charakterystyki.

Wykres charakterystyki amplitudowej

wzmacniacza napięciowego

Wyznaczenie częstotliwości granicznej:

•

n

a osi wzmocnienia wyznaczyć punkt, w którym moc maksymalna

spada do

0,707 wartości maksymalnej K

UM

,

•

przez ten punkt poprowadzić prostą równoległą do osi częstotliwości,

•

odcięta punktów przecięcia się prostej z wykresem wyznacza
częstotliwości graniczne

f

d

oraz

f

g

.

Pomiar rezystancji wejściowej wzmacniacza napięciowego

V1,V2

– woltomierze mierzące wartości skuteczne

Rd

– rezystor dekadowy

Wykonać dwa pomiary (Uwe=const., U

WE

< U

P

):

1) Rd=0

2) U

WY2

=

1/2•U

WY1

→

R

WE

= Rd

Badany wzmacniacz mocy

Scalony wzmacniacz mocy

TDA 2030

, zasilany napięciem

symetrycznym

Wyznaczanie charakterystyki przejściowej

wzmacniacza mocy

V1,V2

– woltomierze mierzące wartości skuteczne napięcia

generator

sinusoidalny z pomiarem częstotliwości lub generator funkcyjny,

rezystancja generatora ustawiona na 50

Ω przełącznikiem 50/600 Ω

oscyloskop

– w czasie zwiększania amplitudy napięcia wejściowego można

oszacować napięcie przesterowania

Wyznaczanie charakterystyk:

P

WY

=f(f) oraz h

c

=f(f)

V1,V2

– woltomierze mierzące wartości skuteczne napięcia

generator

– jeżeli nie ma wbudowanego miernika częstotliwości

należy użyć zewnętrznego częstościomierza

MZN

– miernik zniekształceń nieliniowych – pomiar hc

oscyloskop

– sprawdzenie, czy w całym zakresie zmian

częstotliwości napięcie na wyjściu nie jest odkształcone

Wykres charakterystyki częstotliwościowej

Pwy=f(f) wzmacniacza mocy

Wyznaczenie częstotliwości granicznej:
• na osi mocy wyznaczyć punkt, w którym moc maksymalna spada

do połowy swojej wartości ½ P

O

,

• przez ten punkt poprowadzić prostą równoległą do osi częstotliwości,
• odcięta punktu przecięcia się prostej z wykresem wyznacza

częstotliwość graniczną f

d

.

Przy pomiarach wzmacniaczy mocy górna częstotliwość graniczna może
leżeć poza zakresem mierzonych częstotliwości.

Wykres charakterystyki zniekształceń

wzmacniacza mocy

h

C

o

dczytać największą wartość

h

C

w katalogowym paśmie
przenoszenia wzmacniacza

p

orównać z wartością katalogową

Wyznaczanie

charakterystyki obciążeniowej

wzmacniacza mocy

V1,V2

– woltomierze mierzące wartości skuteczne napięcia

R

L

– zmienna rezystancja, po zmianie wartości należy

wykonać pomiar rezystancji

oscyloskop do obserwacji przesterowania wzmacniacza

Wykres charakterystyki obciążeniowej

wzmacniacza mocy

R

O

– rezystancja wyjściowa wzmacniacza

R

L

– rezystancja obciążenia

maksimum

krzywej→

R

L

=

R

O

→ stan dopasowania energetycznego

Wyznaczanie

sprawności wzmacniacza mocy

V1,V2

– woltomierze mierzące wartości skuteczne napięcia

A1,A2

– amperomierze ustawione na pomiar DC (jeśli

w zasilaczu znajdują się amperomierze wykorzystuje się je
do pomiaru Icc i Iee )
w

ewnętrzne woltomierze w zasilaczu należy wykorzystać do

pomiaru napięcia zasilania Ucc i Uee
R

L

- rezystor o rezystancji znamionowej

Wzory do obliczeń sprawności wzmacniacza

Elementy płyty czołowej generatora sinusoidalnego

1.

Skokowa zmiana częstotliwości (co dekadę)

2.

Płynna zmiana częstotliwości

3.

Tłumiki sygnału wyjściowego ( -10dB, -20dB)

4.

Płynna regulacja amplitudy sygnału

5.

Gniazdo

wyjściowe BNC o R=600Ω

6.

Gniazdo wyjściowe o R=50Ω

7.

Wyświetlacz nastawionej częstotliwości sygnału

Schemat blokowy generatora sinusoidalnego

Generator z mostkiem Wiena z układem stabilizacji amplitudy
Wzmacniacz na wyjściu ze stopniem przeciwsobnym
Bierny tłumiki sygnału

Najważniejsze elementy

płyty czołowej generatora funkcyjnego

2.

Przełączniki skokowej zmiany częstotliwości

3.

Wybór rodzaju przebiegu wyjściowego

4.

Zmiana wyjściowej rezystancji generatora

7.

Gniazdo wyjściowe sygnału

8.

Ciągła regulacja częstotliwości

9.

Regulacja amplitudy ( przy wyciągnięciu pokrętła nastąpi skokowa
zmiana amplitudy do poziomu -20dB)

10.

Offset

– składowa stała sygnału ( generowany przebieg powinien

być pozbawiony składowej stałej – pokrętło wciśnięte !)

Schemat blokowy miernika zniekształceń nieliniowych

o

bwody wejściowe – tłumiki sygnału (-10dB,-20dB), ciągła

regulacja poziomu sygnału
dwa tryby pracy: K - kalibracja mierzonego

sygnału

oraz P - pomiar hc

FSZ - przestrajany filtr

środkowozaporowy, wycinający

pierwszą harmoniczną sygnału
c

yfrowy pomiar współczynnika zniekształceń całkowitych hc

Elementy miernika zniekształceń nieliniowych

1.

Wyświetlacz zniekształceń hc [%]

2.

Wybór dekady częstotliwości

3.

Wyjście do monitorowania wyższych harmonicznych

4.

Detektor dostrojenia filtru FSZ

5.

Regulacja dostrojenia filtru FSZ do pierwszej harmonicznej

6.

Wybór czułości miernika

7.

Kalibracja miernika

8.

Regulacja poziomu sygnału mierzonego

9.

Wejście sygnału mierzonego

D

ołączyć wyjście wzmacniacza do wejścia MZN, wartość skuteczna napięcia

powinna należeć do przedziału podanego nad gniazdem BNC;
Dostroić filtr środkowozaporowy MZN przyciskami 2 i pokrętłem 5 patrząc na
wskaźnik 4;

W

ykalibrować poziom napięcia używając przycisków 11 i pokrętła 8,

przycisk 7 musi być wciśnięty, na wskaźniku powinna pojawić się liczba 100;
Przeprowadzić pomiar współczynnika zniekształceń nieliniowych używając
odpowiedniego zakresu: 10% lub 100% ( przyciski 6 ).

Pomiar współczynnika zniekształceń nieliniowych

badanego wzmacniacza

Opis multimetrów do pomiaru Uwe i Uwy

Do pomiarów należy użyć multimetrów o paśmie przenoszenia
0 … 100kHz ( minimum 50kHz ).
Można zastosować multimetry laboratoryjne MTX 3250 TRMS:

Parametry przy pomiarze napięć DC, AC i AC+DC TRMS:

zakres: 0,5 V do 600 V
d

okładność bazowa DC : 0,08%R + 3D

d

okładność bazowa AC, AC+DC: 0,5%R + 30D

pasmo przenoszenia:

100 kHz

Literatura

• Leszek Grabowski „Pracownia elektroniczna.

Układy elektroniczne”, WSiP

• Instrukcje serwisowe przyrządów pomiarowych