Лабораторне заняття № 5 (2 год.)

ТЕМА: Дослідження безтрансформаторних підсилювачів потужності

НАВЧАЛЬНА МЕТА: Дослідити принцип роботи безтрансформаторних підсилювачів потужності. Зняти часові діаграми напруг, визначити параметри безтрансформаторних підсилювачів потужності

ОБЛАДНАННЯ ТА ОСНАЩЕННЯ: ПЕОМ, програма Electronics Workbench

Рисунок 1 - Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі В

Рисунок 2 - Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі АВ

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 R_Н і потужності Р_Н, 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.

Хід роботи

1 Дослідження схеми на рисунку 1

1.1 Вивчити схему безтрансформаторного підсилювача на рисунку 1, склад елементів і їх призначення.

1.2 Подати на вхід синусоїдний сигнал від генератора амплітудою 3В та частотою 1000 Гц.

1.3 Підключити до входу підсилювача перший вхід осцилографа, а до навантаження - другий вхід. Замалювати форму вхідного і вихідного сигналів.

1.4 Заміряти за допомогою вольтметра змінного струму вхідну U_ВХ і вихідну U_ВИХ напруги підсилювача, за допомогою мілліамперметра змінного струму - вхідний І_ВХ і вихідний І_ВИХ струми. Дані занести у таблицю 1.

1.5 Розрахувати коефіцієнт підсилення за напругою К_U і потужністю К_Р.

2 Дослідження схеми на рисунку 2

2.1 Вивчити схему безтрансформаторного підсилювача на рисунку 2, склад елементів і їх призначення.

2.1 Повторити для схеми підсилювача, що працює в режимі AB, операції по пп.1.2 – 1.4.

Дані занести у таблицю 1.

2.2 Розрахувати коефіцієнт підсилення за напругою К_U і потужністю К_Р.

Таблиця 1

	UВХ, мВ	UВИХ, мВ	ІВХ, мкА	ІВИХ, мА	КU	КР
Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі В
Схема дослідження підсилювача, що працює в режимі АВ

ЗМІСТ ЗВІТУ:

• найменування роботи;

• мета роботи;

• схеми безтрансформаторних підсилювачів потужності;

• розрахункова частина;

• осцилограми отриманих сигналів в різних режимах;

• висновки;

• відповіді на контрольні запитання.

КОНТРОЛЬНІ ЗАПИТАННЯ ДО ЗАХИСТУ:

1. Які схеми підсилювачів потужності застосовують в режимі класу В?

2. Які каскади використовують у складі ІМС?

3. Задача 1. Визначити опір резистора в колі колектора R_К, якщо напруга живлення транзисторного каскаду Е_К = 30 В, а струм колектора спокою І_К0 = 2 мА.

(Відповідь: 7,5 кОм).

4 У чому полягає особливості роботи вихідних каскадів?

ПІДВЕДЕННЯ ПІДСУМКІВ І ОЦІНЮВАННЯ РІВНЯ ЗНАНЬ: по результатам виконання, оформлення лабораторної роботи робляться узагальнені висновки і оцінюється виконання, своєчасність і правильність оформлення звіту, з виставленням оцінки по п’ятибальній шкалі в журнал.

ВИКЛАДАЧ - Т.І.Ковальова