На рисунке 1.3 представлена принципиальная электрическая схема усилителя мощности, которая реализована в лабораторном стенде. Предварительный усилительный каскад на транзисторе VT 1 включен по схеме с общим эмиттером и работает в классе усиления А. Резисторы R 2 и R 3 служат для задания напряжения смещения, которое определяет положение рабочей точки на нагрузочной прямой выходных вольтамперных характеристик биполярного транзистора и, следовательно, режим работы А усилительного каскада. В классе А транзистор работает на линейном участке выходной характеристики, что позволяет обеспечить передачу входного сигнала с минимальными искажениями. Предварительный усилительный каскад формирует амплитуду входного сигнала для последующего усиления в усилителе мощности. Через резистор R 7 реализуется последовательная отрицательная связь по току, которая предназначена для стабилизации рабочей точки.
На транзисторах VT 2(п-р-п)и VT 3(р-п-р) по последовательной двухтактной схеме выполнен предоконечный фазоинверсный каскад по последовательной двухтактной схеме [1].
На последовательно соединенных транзисторах VT 4 и VT 5 по двухтактной бестрансформаторной схеме реализован выходной усилитель мощности, работающий в классе усиления АВ.
В результате воздействия сформированной глубокой частотно-независимой отрицательной обратной связи в усилителе мощности обеспечивается равномерность амплитудно-частотной характеристики.
Через резистор R 2 и цепочку С З, R 4 формируется параллельная отрицательная обратная связь по напряжению, которая увеличивает входное сопротивление усилительного каскада и уменьшает выходное сопротивление. Сигнал обратной связи поступает в цепь базы предварительного усилительного каскада. С нагрузки выходного каскада усилителя мощности формируется напряжение обратной связи.
С диодов VD 1 и VD 2 снимается напряжение смещения, которое подается на базы транзисторов VT 2 и VT 3, для того, чтобы устранить искажения сигнала вида «Ступенька».
Диоды VD 1 и VD 2 являются термочувствительными элементами, поэтому применяются в схеме при изменении температуры окружающей среды для установления тока покоя выходных транзисторов VT 4 и VT5 в заданных пределах.
Технические характеристики исследуемого усилителя мощности. Усилитель мощности имеет входное сопротивление, равное 3,6 кОм.
В нагрузке, равной 5 Ом, формируется мощность в 5 Вт. Максимальная мощность нагрузки – 0,6 Вт. Уровень входного сигнала максимальный – не более 1,3 В.
Порядок выполнения работы
1. На лабораторном стенде сформировать схему измерений в соответствии с рис. 1.3, к соответствующим клеммам подключить источник питания, генератор, цифровой вольтметр и осциллограф.
Рис. 1.3. Принципиальная схема усилителя мощности
На рисунке 1.3 введены следующие обозначения коммутационных компонентов (клемм): 1А, 2А, 3А, 4А – обозначение коммутирующих клемм на стенде:
1А – общая шина (земля, корпус);
2А – клемма для подключения на вход схемы усилителя мощности генератора;
3А – клемма для подачи напряжения питания исследуемому усилителю мощности от источника питания;
4А – клемма для подсоединения цифрового вольтметра или осциллографа на выход схемы усилителя мощности.
2. На рисунке 1.4 представлена структурная схема подключения измерительной аппаратуры к лабораторному стенду для измерения параметров и характеристик усилителя мощности.
Рис. 1.4. Структурная схема измерений параметров уси лителя мощности:
ГГС – генератор гармонического сигнала; ОС – осциллограф;
ЦЭВ – цифровой электронный вольтметр
3. Экспериментальным путем установить максимальный искажающий сигнал и чувствительность схемы усилителя мощности. Чувствительность усилителя – это подаваемое на вход усилителя напряжение в микровольтах или милливольтах низкочастотного сигнала, позволяющее получить в нагрузке усилителя номинальную мощность.
4. Снять экспериментальную проходную характеристику усилителя мощности в виде зависимости U вых = f (U вх).
