Каталог радиолюбительских схем

ИЗМЕРЕНИЯ ПРИ НАСТРОЙКЕ И РЕГУЛИРОВКЕ РАДИОАППАРАТУРЫ

Измерение параметров усилителя звуковой частоты.

К основным параметрам усилителя ЗЧ относятся: выходная мощность, частотная и амплитудная характеристики, чувствительность, уровень шумов и гармонических искажений.

Структурная схема устройства для измерения основных характеристик усилителя показана на рис. 1.

Рис. 1. Структурная схема устройства для измерения характеристик усилителя.

Чувствительность усилителя, т. е. наименьшее напряжение входного сигнала, обеспечивающее номинальную выходную мощность, определяют на частоте 1000 Гц. Постепенно увеличивая амплитуду входного сигнала, с помощью измерителя гармонических искажений либо по осциллографу наблюдают за изменением величины коэффициента гармоник. По достижении коэффициентом гармоник заданной величины либо заметному визуально искажению сигнала измеряют напряжение на входе Uвх и на выходе Uвых усилителя. Измерение напряжений производят с помощью вольтметра эффективных значений (Uэф) либо определяют амплитуду напряжения (Ua) по осциллографу. Затем определяют номинальную выходную мощность на нагрузке по формуле:

Величина входного напряжения при этом н будет характеризовать чувствительность усилителя при данной номинальной выходной мощности. Максимальная выходная мощность усилителя обычно измеряется по достижении коэффициента гармоник 10 %. При определении частотной характеристики усилителя уровень входного сигнала выбирают 0,5Uвх. Амплитудная характеристика усилителя на частоте 1000 Гц определяется при входном напряжении U ЕХ = = 1,5Uвх.н. Затем уменьшают входное напряжение усилителя до минимально возможного выходного уровня, при котором сигнал на выходе не менее чем в 1,5 раза превышает уровень шумов. По результатам измерений строят график амплитудной характеристики усилителя (рис. 2).

Рис. 2. График амплитудной характеристики усилителя.

Определение уровня собственных шумов усилителя сводится к измерению отношения напряжения шумов Uш к номинальному напряжению полезного сигнала Uи на выходе усилителя и выражается в децибелах: Nш = 20 lg Um/Uи.

Уровень шума измеряют милливольтметром со среднеквадратичным детектором. При этом вход усилителя шунтируют резистором, сопротивление которого равно выходному сопротивлению генератора, используемого при измерении номинального выходного напряжения.

Измерение нелинейных искажений. Искажения в тракте пе-

редачи сигнала проявляются в изменении формы выходного сигнала относительно входного синусоидального. Транзисторы, трансформаторы и многие другие радиотехнические элементы, строго говоря, не являются линейными. В результате прохождения синусоидального сигнала на выходе тракта передачи кроме основной возникают дополнительные гармонические составляющие, частоты которых кратны частоте входного сигнала. Возникающие искажений сигнала называют нелинейными. Величина нелинейных искажений характеризуется коэффициентом нелинейных искажений

или коэффициентом гармоник

где

U₁, U₂, ..., Un — действующие значения гармоник выходного сигнала. Если сумму действующих гармоник (кроме первой) сравнивать с действующим значением выходного сигнала, а не с первой гармоникой, то измерительный прибор получится несложным. Разница между Кн и и Кг невелика при малой величине нелинейных искажений. Это следует из соотношения:

На рис. 3 изображена схема измерителя нелинейных искажений.

Рис. 3. Схема измерителя нелинейных искажений

В измерителе используется частотно-зависимый фазовращатель V1...V, C2...C9, R7, R11, R12, с помощью которого на измеряемой частоте производится смещение фазы сигнала первой гармоники на 180°. Грубая регулировка фазовращателя производится путем коммутирования конденсаторов С2...С9 с помощью переключателя S2, а точная регулировка — с помощью резистора R12. Высшие гармонические составляющие анализируемого сигнала на выходе фазовращателя приобретают смещение фазы, отличающееся от 180°. Сигналы с выхода фазовращателя поступают через суммирующие резисторы R18, R16, R17 на вход усилителя V5, а затем на активный фильтр верхних частот (V6, С13, С14, С15, R22, R23). С помощью резисторов R1, R16 можно уравнять по амплитуде составляющие первой гармоники, поступающие на вход усилителя V5. В результате эти составляющие компенсируются, и на выходе V6 при замкнутой кнопке S1 будет присутствовать лишь сумма высших гармонических составляющих входного сигнала. С помощью фильтра верхних частот компенсируются наводки с частотой 50 и 100 Гц. При разомкнутой кнопке S1 на выходе V6 будет исследуемый сигнал U. Коэффициент гармоник ориентировочно может быть определен отношением K_Г=U_Г/U.

Прибор позволяет измерять коэффициент гармоник усилителей звуковой частоты на частотах 0,33; 1; 8 и 12 кГц. При выходном напряжении усилителя 2 В (эффективное значение) можно измерить коэффициент гармоник до 0.15 % с погрешностью около 0,07 % Входное сопротивление прибора — порядка 5 кОм, а коэффициент передачи К=2. Исследуемый сигнал подается на регулятор уровня резистор R1, а с его движка поступает на фазовращатель и через контакты кнопки S1 — на усилитель V5. Коэффициент передачи усилителя выбран таким, чтобы скомпенсировать потери в фазовращателе. Питание прибора осуществляется от источника питания 8В через контакты 2 и 7 разъема Х2. Измерительный милливольтметр переменного тока подключают к контакту 1 разьема Х2.

Детали: транзисторы любые высокочастотные соответствующей структуры с h2lэ > 60; конденсаторы МБМ, KM (C2...C5, С6...С9, С13...С15) и К50-6 (остальные); резисторы МЛТ-0,125 (МЛТ-0,25, 0,125), переменные — СП-1.

Налаживание прибора сводится к проверке режимов транзисторов по постоянному току, затем с помощью генератора ЗЧ и милливольтметра снимают АЧХ активного ФВЧ н подбирают резистор R26 так, чтобы коэффициент передачи на частоте 250...300 Гц стал близким к 1.

В процессе измерений на вход прибора подают исследуемый сигнал с частотой, соответствующей частоте измерений, выбранной переключателем S2. Постепенно увеличивают чувствительность резистором R1 и переключателем пределов измерения милливольтметра, а затем с помощью переменных резисторов R12 и R16 добиваются минимума показаний прибора. После этого производят калибровку измерителя при нажатой кнопке S1 и разомкнутых ее контактах. Переменным резистором R1 устанавливают выходное напряжение прибора близким к 2 В. Отпустив кнопку, по шкале милливольтметра отсчитывают напряжение гармоник. При измерении необходимо учитывать и коэффициент гармоник K_Г3Г, который следует заранее измерить таким же способом.

Действительный коэффициент гармоник можно оценить по формуле: