Раздел 3. Эксплуатация, ремонт и регулировка усилителей звуковой частоты и проигрывателей.

Тема 3.3 Послеремонтная регулировка и контроль

параметров усилителя звуковой частоты.

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

Для измерения чувствительности, выходной мощности и коэффициента гармоник усилителя 3Ч нужны осциллограф, вольтметр переменного тока, звуковой генератор (ЗГ) и эквивалент нагрузки исследуемого усилителя. Последний представляет собой проволочный резистор, сопротивление которого равно полному сопротивлению звуковой катушки динамической головки (или громкоговорителя) усилителя. Его мощность рассеяния должна быть не меньше мощности динамической головки (если в громкоговорителе усилителя несколько головок, то их общей мощности).

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:

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.

Схема соединения измерительных приборов с усилителем, амплитудную характеристику которого надо снять, приведена на рис. 104, а. Усилитель и звуковой генератор должны питаться от отдельных источников. К выходу усилителя вместо динамической головки (или громкоговорителя) подключают эквивалент нагрузки Rэ, а к нему _ вход «Y» осциллографа. Регулятор громкости устанавливают на максимум и подают на вход усилителя от звукового генератора сигнал частотой 1000 Гц напряжением 30...40 мВ. Развертку горизонтального отклонения луча осциллографа устанавливают такой, чтобы на его экране хорошо просматривалось изображение одного колебания. Измерив входное напряжение UBX, вольтметр переменного тока PU переключают на эквивалент нагрузки Rэ и измеряют выходное напряжение усилителя Uвых. Результаты измерений фиксируют (см. табл. 4).

Рис. 104. Схема измерения основных параметров усилителя ЗЧ

Не изменяя частоту сигнала ЗГ, увеличивают ступенями через каждые 10 мВ его напряжение, заносят в таблицу результаты измерений. Входное напряжение увеличивают до тех пор, пока на экране не появится заметное на глаз срезание «верхушек» синусоиды (рис. 104, б). Это явление происходит из-за симметричного ограничения напряжения выходного сигнала и сопровождается увеличением коэффициента гармоник усилителя примерно до 10%. Оно означает, что выходная мощность достигла максимальной Рмакс. После этого входной сигнал ЗГ уменьшают до пропадания заметных на глаз искажений синусоиды и считают, что при этом усилитель отдает нагрузке номинальную выходную мощность Pном. Выходные напряжения на эквиваленте нагрузки, соответствующие максимальной Рмах и номинальной Рном выходным мощностям, в таблице следует выделить.

Рис. 105. Построение амплитудной характеристики усилителя 3Ч

Далее по результатам измерений, занесенным в таблицу, строят амплитудную характеристику усилителя (рис. 105). До точки а она прямолинейна, а затем начинает отклоняться вниз, что говорит о нарушении пропорциональности между входным и выходным напряжениями усилителя и появлении искажений усиливаемого сигнала. Теперь, пользуясь формулой Рвых = Uвых2/RH, можно подсчитать выходную мощность усилителя для различных значений Uвых. На рис. 105 параллельно оси UBUX слева помещена вторая вертикальная ось Рвых, на которой отмечены расчетные выходные мощности усилителя в ваттах.

Точка а на графике, с которой начинается перегиб амплитудной характеристики, обычно соответствует номинальной выходной мощности усилителя.

По амплитудной характеристике можно определить и численное значение чувствительности усилителя — оно соответствует значению UBX при Рном.

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:

Рис. 106. Схема измерения коэффициента гармоник

Численное значение коэффициента гармоник Кг усилителя ЗЧ можно измерить с помощью заградительного фильтра L1C1C2 (рис. 106), настроенного на основную частоту 1000 Гц, который включают между выходом усилителя, нагруженного на эквивалент нагрузки R9, и вольтметром переменного тока PU. Катушку L1 этого фильтра, содержащую 290 витков провода ПЭВ-2, наматывают на ферритовом кольце 2000НМ типоразмера К20х12х6 с помощью челнока. Конденсаторы С1 и С2 фильтра типа МБМ или КБ.

Сначала переключатель S устанавливают в положение 1, соответствующее отключенному фильтру, и вольтметром PU измеряют напряжение Uвых. Допустим, UВЬ1Х равно 3 В (3000 мВ). Затем, переведя переключатель S в положение 2, включают заградительный фильтр и измеряют напряжение гармоник Uг. Предположим, что это напряжение будет 70 мВ. Коэффициент гармоник Кг подсчитывают по приведенной ранее приближенной формуле:

Лекция 9. Время 2ч.