Лабораторна робота № 5 Тема: Дослідження безтрансформаторних підсилювачів потужності
1 Мета роботи: Дослідити принцип роботи безтрансформаторних підсилювачів потужності. Зняти часові діаграми напруг, визначити параметри безтрансформаторних підсилювачів потужності
2 Апаратура та прилади: ПЕОМ, програма Electronics Worbench.
3 Схема дослідження:
Рис. 1 - Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі В
Рис. 2 - Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі АВ
4 Основні теоретичні положення:
Потужним каскадом називається підсилювальний каскад призначений для створення потрібного і достатнього рівня потужності у навантаженні – кінцевому приладі пристрою. Особливістю потужного каскаду є заздалегідь задані параметри опору навантаження RН і потужності РН, яка розсіюється в цьому навантаженні. Потужні каскади, як правило, бувають вихідними.
При виборі і проектуванні вихідного каскаду основну увагу звертають на можливість одержати найбільший к.к.д., малі нелінійні спотворення і габаритні розміри.
Транзисторні вихідні каскади виконують однотактними і двотактними.
Активні елементи в підсилювачах потужності можуть працювати в режимах А, В або АВ. Безтрансформаторні потужні вихідні каскади мають безпосередній зв'язок з навантаженням, що дає можливість обійтися без громіздких трансформаторів і розділових конденсаторів; мають хороші частотні і амплітудні характеристики; легко можуть бути виконані за інтегральною технологією.
Безтрансформаторні потужні вихідні каскади збирають в основному по двотактних схемах на транзисторах, працюючих в режимі В або АВ і включених за схемами зі СК або СЕ. У цих схемах можливе поєднання в одному каскаді або однакових транзисторів, або транзисторів з різним типом електропровідності. Каскади, в яких використані транзистори з різним типом електропровідності (р-n-р або n-p-n), називаються каскадами з додатковою симетрією.
Схема двотактного підсилювача потужності, працюючого в режимі B на транзисторах протилежного типу провідності, створюючих комплементарну пару, показана на рис. 1. Двотактний підсилювач потужності, працюючий в режимі B, дає нелінійні спотворення через велику кривизну початкової ділянки вхідних характеристик транзистора. Для виключення цього недоліку підсилювач переводять в режим AB. З цією метою через транзистори задають струм спокою, що становить незначну частину максимального струму в навантаженні. Схема двотактного підсилювача з додатковою симетрією, працюючого в режимі AB, показана на рис. 2.
Початковий струм транзисторів забезпечують відповідним вибором резисторів R1 і R2. Початковий струм вибирають в межах 0,05 - 0,15 максимального струму навантаження.
5 Послідовність виконання роботи:
5.1 Вивчити схему безтрансформаторного підсилювача на рис.1, склад елементів і їх призначення.
5.2 Подати на вхід синусоїдальний сигнал від генератора амплітудою 3В і частотою 1000 Гц.
5.3 Підключити до входу підсилювача перший вхід осцилографа, а до навантаження - другий вхід. Замалювати форму вхідного і вихідного сигналів.
5.4 Зміряти за допомогою вольтметра змінного струму вхідну і вихідну напругу підсилювача, за допомогою мілліамперметра змінного струму - вхідний і вихідний струми.
5.5 Розрахувати коефіцієнт підсилення потужності.
5.6 Зібрати схему дослідження підсилювача, приведену на рис.2
5.7 Повторити для схеми підсилювача, що працює в режимі AB, операції по пп.5.2 – 5.4.
5.8 Зміряти за допомогою амперметра постійного струму струм спокою підсилювача.
6 Зміст звіту:
6.1 Найменування та мета роботи.
6.2 Схема дослідження.
6.3 Перелік приладів.
6.4 Вимірювання та розрахунок основних параметрів безтрансформаторного підсилювача потужності.
6.5 Результати вимірювань і розрахунків.
6.6 Часові діаграми (на міліметровому папері).
6.7 Висновки.
7 Контрольні питання:
7.1 Покажіть на вихідній характеристиці транзистора положення робочої точки підсилювача, що працює в режимі А, B, AB.
7.2 У чому полягає особливості роботи вихідних каскадів?
7.3 Чому розрахунок каскадів потужного підсилення визначають графічним способом?
7.4 Які підсилювальні елементи і режими роботи використовують в каскадах потужного підсилення?
7.5 З якого матеріалу звичайно виконується радіатор?
7.6 Які вихідні каскади підсилення використовують у складі ІМС?