I.3. Измерение режима на звуковой частоте

Режим работы усилителя по постоянному току дает до­статочно полное представление о работоспособности усилите­ля или каскада, но не характеризует с точки зрения основ­ных качественных и эксплуатационных показателей — таких, как коэффициент усиления, выходная мощность, чувствитель­ность, коэффициент нелинейных искажений, уровень помех. Для определения этих показателей необходимо измерить ре­жим работы усилителя на звуковой частоте, для чего испы­тываемый усилитель включается по схеме, приведенной на рис. 4.

Рис. 4. Измерение режима работы усилителя на звуковой частоте.

Источником сигнала является генератор звуковых сигна­лов ГЗ, позволяющий подать на вход усилителя регулируе­мое по величине напряжение любой частоты от 20 до 20000 Гц.

При сборке схемы обращается внимание па особенность подключения звукового генератора. Звуковые генераторы обладают малым внутренним сопротивлением, их нельзя под­ключать параллельно входу усилителя. Это объясняется тем,, что в ряде случаев вход усилителя охвачен отрицательной обратной связью или является высокоомным, а па величину и форму сигнала влияет входная емкость. Включение зву­кового генератора, выход которого не согласован с входом усилителя, приводит к неправильным результатам измерений. Поэтому генератор подключается ко входу усилителя через эквивалент того источника сигнала, от которого работает усилитель. Например, при работе от фотодиода R_ЭКВ = 100кОм, при работе от ФЭУ R_ЭКВ =10 МОм.. При наличии R_ЭКВна входе усилителя получается делитель напря­жения, состоящий из R_ЭКВи входного сопротивления усилителя. На выход усилителя включается резистор, выполняющий роль эквивалента нагрузкиRн,лампо­вый вольтметр ЛВи электронный осциллограф ЭО для наблюдения за формой кривой сигнала выхода. Ламповый вольтметр может включаться на вход любого каскада.

При измерении режима работы усилителя на звуковой частоте проверяют следующие качественные показатели:

1. Номинальную выходную мощность определяют одно­временно с измерением коэффициента нелинейных искаже­ний. Для этого нужен измеритель нелинейных искажений, который подключается также параллельноRн.

При его отсутствии допустимая величина нелинейных ис­кажений определяется по кривой сигнала на экране осцилло­графа или по амплитудной характеристике. Номинальная выходная мощность вычисляется по формуле:

U²_{вых.ном.}

Р_{вых.ном.}= ----------- , Вт.

Rн

Для ее определения достаточно измерить напряжение на выходе усилителяU_{вых.ном.} при наибольшем значении допу­стимых нелинейных искажений. Величина выходного номи­нального напряжения измеряется при следующих условиях:

• регуляторы громкости усилителя вводятся полностью;

• перемычки коррекции и регуляторы тонконтроля дол­жны быть в исходном положении, т.е. без коррекции частот­ной характеристики;

• па вход усилителя подается напряжение сигнала ча­стотой 400 или 1000 Гц, которое постепенно увеличивается до появления нелинейных искажений;

• по измеренному U_{вых.ном} вычисляется выходная мощ­ность.

Для определения Яном. вых. на граничных частотах диапа­зона изменяется частота сигнала при неизменной величине входного сигнала.

2. Чувствительность усилителя характеризуется величиной напряжения сигнала на его входе, поэтому ламповым вольтметром измеряют входное напряжение при номиналь­ном выходном напряжении.

3. К оэффициент усиления каждого каскада и всего усили­теля. Устанавливают номинальное напряжение на входе уси­лителя, измеряют ламповым вольтметром напряжение на вы­ходе каждого каскада и вычисляют коэффициенты усиления:

U_вых.1 U_вых.2 U_вых.2 U _вых.

К₁= ------- ;К₂= -------- = ---------….;К_общ.= --------

U_вх.1 U_вх.1 U_вых.1 U_{вх. .}

4. Частотные характеристики усилителя снимают для оп­ределения частотных искажении цепей коррекции. При этом на вход усилителя подают напряжение меньше номи­нального, чтобы измерить перегрузки усилителя на тех частотах, на которых частотная характеристика имеет подъем. С этой целью величину необходимого входного на­пряжения рекомендуется подобрать так, чтобы на средней частоте напряжение па выходе усилителя было на 10—12дБ ниже номинального выходного напряжения. Изменяя часто­ту сигнала от нижней граничной до верхней граничной ча­стоты (например, устанавливают последовательно 31,5; 63, 125, 250, 500, 1000, 2000, 3150, 4000, 5000, 6300, 7000, 10000, 12000 Гц), измеряют па каждой частоте выходное напряже­ние. Частотную характеристику строят на специальном блан­ке, на котором частота откладывается в логарифмическом масштабе, а усиление в децибелах относительно усиления на средних частотах (рис. 5).

Рис.5.Бланк частотной характеристики усилительного устройства.

Для получения значений выходного напряжения (в децибелах) показания пересчитывают по формуле:

М(дБ) =20 lg * U_вых.f/U_вых.о.

где U_вых.f - напряжение выхода при данной частоте; U_вых.о - напряжение выхода на средней частоте (400 или 1000 Гц).

При этом легко определить величину подъема или спада характеристики на любой частоте. Снятие частотных харак­теристик производится как без коррекции, так и при макси­мальном введении коррекции. При снятии характеристик обычно включают шланги фотоумножителей или эквива­лентные им емкости.

5. Уровень помех усилителя определяется при отключен­ном генераторе. Регуляторы громкости вводятся полностью, регуляторы тонконтроля и перемычки коррекции находятся в исходном положении. Напряжение помех измеряется на эквиваленте нагрузки ламповым вольтметром, в исправном усилителе оно обычно не превышает 100 мВ. Полученный ре­зультат следует отнести к номинальному выходному напря­жению. Уровень помех вычисляют по формуле:

L(дБ) =20 lg * U_помех / U_вых.