МИНИСТЕРСТВО ЦИФРОВОГО РАЗВИТИЯ, СВЯЗИ И МАССОВЫХ КОММУНИКАЦИЙ РОССИЙСКОЙ ФЕДЕРАЦИИ

ОРДЕНА ТРУДОВОГО КРАСНОГО ЗНАМЕНИ ФЕДЕРАЛЬНОЕ ГОСУДАРСТВЕННОЕ БЮДЖЕТНОЕ ОБРАЗОВАТЕЛЬНОЕ УЧРЕЖДЕНИЕ ВЫСШЕГО ОБРАЗОВАНИЯ

МОСКОВСКИЙ ТЕХНИЧЕСКИЙ УНИВЕРСИТЕТ СВЯЗИ И ИНФОРМАТИКИ

––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––––

ФАКУЛЬТЕТ

«РАДИО И ТЕЛЕВИДЕНИЕ»

КАФЕДРА

«РАДИООБОРУДОВАНИЕ И СХЕМОТЕХНИКА (РОС)»

Лабораторная работа №9 по дисциплине «Усилители звуковой частоты класса Hi‑End»

«Исследование УМЗЧ на электронных лампах»

Выполнил
Студент группы БРВ2201	______________________	Велит А.И.
Студент группы БРВ2201	______________________	Мусаев Д.Ш.
Студент группы БРВ2201	______________________	Зейналов Р.А.
Проверил
Старший преподаватель	______________________	Бузуева Н.М.

Москва 2026

1ЦЕЛЬ РАБОТЫ

Целями выполняемой лабораторной работы являются: изучение принципов действия и основных технических характеристик трансформаторных двухтактных оконечных усилителей мощности звуковой мощности звуковой частоты; ознакомление с основами расчёта указанных каскадов; ознакомление с методикой машинного эксперимента по определению основных технических показателей этих усилителей.

2ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ

2.1Схема исследуемой установки

Принципиальная схема исследуемого двухтактного выходного усилительного каскада представлена ниже, на рисунке 2.1.1. В качестве источника сигнала выступает источник гармонического напряжения с амплитудой в 1 В и частотой сигнала 10 кГц. Также на схеме сразу представлены результаты анализа по постоянному току.

Р исунок 2.1.1 – Исследуемая схема с результатами анализа по постоянному току

2.2Анализ схемы по постоянному току

Необходимо исследовать схему по постоянному току и зафиксировать величины токов и напряжений в узлах каждой из ламп. Результаты исследования представлены ниже, в табличном виде.

Таблица 2.2.1

Величины напряжений в цепях ламп

U­ск(X1)	U­ак(X1)	н/д
1,704 пВ − 642,496 мВ −642,496 мВ	46.455 В − 642.496 мВ 45,807 В	н/д
U­ск(X2)	U­ак(X2)	н/д
22,053 В − 22,622 В -0,569 В	82,443 В – 22,622 В 62,821	н/д
U­ск(X3)	U­ак(X3)	U­экр.к(X3)
−32,331 фВ − 5,619 В −5,619 В	120 В − 5,619 В 114,381 В	120 В
U­ск(X4)	U­ак(X4)	U­экр.к(X4)
−32,331 фВ − 5,619 В −5,619 В	120 В − 5,619 В 114,381 В	120В

Таблица 2.2.2

Величины токов в цепях ламп

Ia(X1)	Ia(X2)	Ia(X3)	Ia(X4)	Ik(X1)+Ik(X1)	Iэ(X1)+Iэ(X1)
238,009 мкА	469,457 мкА	25,523 мА	25,523 мА	56,19 мА	5,144 мА

Величина суммарного тока экранов обоих пентодов вычисляется по следующей формуле:

Тогда суммарный ток экранов обоих пентодов будет равен:

2.3Определение коэффициента усиления и граничных частот АЧХ

По результатам частотного анализа схемы необходимо определить коэффициент усиления всей схемы, а также граничные частоты АЧХ по уровню −3 дБ. Результаты анализа и измерений представлены ниже.

Р исунок 2.3.1 – Результаты частотного анализа всего УМЗЧ

Таблица 2.3.1

Результаты анализа АЧХ УМЗЧ

Кун.ср	fн	fв
41,873 дБ	4,879 Гц	147,651 кГц

2.4Определение формы токов и напряжений в усилителе

Необходимо исследовать формы напряжений на входе и выходе усилителя, формы токов на обмотках трансформатора, а также рассчитать коэффициент гармоник.

Результаты анализа формы входного и выходного напряжений представлены ниже, на рисунке 2.4.1. Также ниже представлены численные результаты измерения напряжений входа и выхода.

Р исунок 2.4.1 – Результаты анализа формы входного (сверху) и выходного (снизу) напряжений

Графики спектра выходного сигнала и зависимости коэффициента гармоник от частоты представлены ниже, на рисунке 2.4.2.

Р исунок 2.4.2 – Графики спектра выходного сигнала (сверху) и зависимости коэффициента гармоник от частоты (снизу)

Итоговые результаты анализа формы напряжений представлены ниже, в таблице 2.4.1.

Таблица 2.4.1

Результаты частотного анализа напряжений на входе и выходе УМЗЧ

Um.in	Um.out	Кг.макс
10 мВ	1,236 В	0,026479 %

Необходимо произвести анализ формы токов на каждой из обмоток трансформатора. Результаты анализа представлены ниже, на рисунке 2.4.3. Верхний график – ток на обмотке трансформатора для пентода X3, средний график – ток на обмотке трансформатора для пентода X4, нижний график – ток на выходе усилителя (на нагрузке).

Р исунок 2.4.3 – Графики формы токов на обмотках трансформатора

Таблица 2.4.2

Результаты анализа формы токов на обмотках трансформатора

Im1(X3)	Im2(X4)	ImR(RLOAD)
28,232 мА	-22,839 мА	53,735 мА

2.5Анализ КПД усилителя

Необходимо определить КПД всего УМЗЧ двумя различными способами: по средним рассеиваемой мощности на нагрузке и выделяемой на источнике питания; по средним мощностям с учётом мощностей, рассеиваемых на анодных резисторах триодов. Результаты анализа представлены ниже, на рисунке 2.5.1, а также в таблице 2.5.1. Верхний график – определение КПД первым способом, нижний график – вторым способом.

Р исунок 2.5.1 – Графики анализа КПД усилителя

Таблица 2.5.1

Результаты измерения КПД УМЗЧ

КПД1	КПД2
0,4936 %	0,4962 %

3ВЫВОДЫ

В результате выполнения лабораторной работы были исследованы различные характеристики двухтактного выходного каскада УМЗЧ, а также некоторые параметры УМЗЧ в целом.

Было установлено, что УМЗЧ имеет коэффициент усиления по напряжению равный почти 42 децибелам. Также было установлено, что во всём диапазоне звуковых частот усилитель обладает стабильным коэффициентом усиления.

Также было установлено, что усилитель обладает Максимальным КГ равным примерно 0.3 %, что позволяет сказать: усилитель находится на гране требуемых ГОСТ значений.

КПД всей схемы оказался сравнительно низким: меньше одного процента. Что означает, что подавляющее мощности от источника питания приходится на паразитные потери, большую часть из которых составляет нагрев различных элементов (в основном самих ламп).