Домашнє завдання

1. Вивчити теоретичнi положеня, ознайомитись з схемою та системою комутацiї макету.

2. Ознайомитись з параметрами та характеристиками транзисторiв КТ817Г i КТ816Г, пiдiбрати орiєнтовне значення напруги зміщення, що забезпечить режими рiзних класiв ( А, АВ, В ).

3. Розробити методику визначення споживаної потужностi, вихiдної потужностi, потужності втрат, ККД, коефiцiєнт нелiнiйних спотворень, коефiцiєнта пiдсилення за напругою.

4. Визначити P_{вих max} для параметрів і елементів наведених на рис. 7.7.

Програма експериментальних дослiджень

1. При вiдсутностi вхiдного сигналу, дослiдити режими ККП за постiйним струмом при роботi в режимах рiзних класiв.

2. Дослiдити вплив навантаження на значення вихiдної потужностi пiдсилювача при роботi в режимах рiзних класiв.

3. Для оптимального опору навантаження, для режимiв рiзних класiв, визначити потужності: вихiдну, споживану, втрат на транзисторах кожного з плеч, а також ККД.

4. Зафiксувати осцилограми сигналів, в характерних точках схеми, що вiдповiдають режимам рiзних класiв.

5. Дослiдити вплив навантаження на нелiнiйнi спотворення сигналу при роботi в режимах рiзних класiв.

6. Дослiдити АЧХ пiдсилювача.

7. Провести необхiднi розрахунки, побудувати графiки, таблицi, зробити висновки.

Досліджувальна та вимірювальна апаратура

1. Лабораторний стенд.

2. Джерело живлення.

3. Генератор сигналів низькочастотний Г3-102.

4. Мілівольтметр В3-38 або В3-39, В3-40.

5. Осцилограф С1-67 або С1-86.

6. Вимірювач нелінійних спотворень С6-5 або С6-7.

Короткі методичнi вказiвки до вимiрiв

та подання результатiв

Споживаний макетом струм вимірювати з урахуванням струму кожного з джерел. Вихідну та споживану потужність визначати з виразів

Р_ВИХ = , Р₀ = Е  I₀.

При визначеннi ККД вихiдного каскаду враховувати тiльки струм даного каскаду, вiн визначаеться як рiзниця струмiв спожитого всiєю схемою та струму попереднiх каскадiв. Потужнiсть втрат на колекторi транзистора, визначити з виразу

Р_к = 0,5(Р₀ - Р_вих).

При проведеннi дослiджень рiвень вхiдного сигналу макета встановити в межах U_вх = 250 - 300 мВ. Вихiдний сигнал при цьому не повинен мати помiтних нелiнiйних спотворень (при роботi в режимi класу А ), а вихідна напруга повинна бути максимально можливою (на межі обмеження). Частоту вхiдного сигналу встановити рiвною 1кГц. АЧХ дослiджувати в дiапозонi частот 20 Гц - 50 кГц.

При дослiдженнi режимiв рiзних класiв особливу увагу звернути на залежнiсть споживаного струму вiд рiвня вхiдного сигналу, встановити основнi закономiрностi.

Для визначення Р_вих.маx (див. дом. завдання) U_вих.max визначити як U_вих.max = E – U_заг, де U_заг – визначити з довідника для конкретного типу транзистора .

Оформлення звiту

Оформлення звіту необхідно виконати згідно вимог викладених у вступній частині даного посібника.

Контрольнi запитання

1. В чому полягає відмінність каскадiв кiнцевого та попереднього пiдсилення?

2. Чим викликане обмеження вихiдної потужностi пiдсилювача в режимi класу А при заданому коефiцiєнтi нелiнiйних спотворень?

3. Як забезпечити реалiзацiю режимiв рiзних класiв?

4. Яка залежнiсть вихiдної потужностi ККП вiд опору навантаження?

5. Яка залежнiсть коефiцiєнта нелiнiйних спотворень ККП від опору навантаження?

6. Чому в двотактному каскаді вiдбувається збiльшення вихiдної потужностi та зменшення коефiцiєнта нелiнiйних спотворень у порiвняннi з однотактною?

7. Які основні показники двотактних ККП (споживаний струм, споживана потужнiсть, коефiцiєнт нелiнiйних спотворень, потужнiсть втрат, вихiдна потужнiсть) в режимах рiзних класiв (А, В, АВ)?

8. В чому полягають причини появи додаткових спотворень типу “сходинка”?

9. Яку умову необхiдно забезпечити в ККП для його роботи в режимі максимальної вихідної потужності, без використання вихідного узгоджувального трансформатора?

Лабораторна робота №8

Дослідження підсилювача на мікросхемі К174УН7

Мета роботи – експериментально дослідити параметри і характеристики підсилювача на МС – К174УН7, з елементами регулювання підсилення, форми АЧХ.

Короткі теоретичні відомості

ІМС К174УН7 являє собою підсилювач потужності низької частоти, номінальної вихідної потужності 4,5 Вт, яка може бути отримана на навантаженні 4 Ом, рис.8.1.

Вхідний каскад ІМС виконаний на складеному транзисторі VT1, VT2, навантаженням якого служить транзистор VT3, що ввімкнений як ГСС. Передкінцевий каскад містить транзистори VT7, VT8, VT10. З метою зменшення навантаження на вхідний каскад транзистор VT7 ввімкнено за схемою зі спільним колектором. Навантаженням транзистора VT10 є генератор струму на VT9. Потужний вихідний каскад на транзисторах VT14, VT16, VT11, VT17 забезпечує вихідний струм до 1 А. Транзистор VT15 виконує функції термостабілізації вихідного струму.

Типова схема ввімкнення даної ІМС зображена на рис.8.2. Номінальна напруга живлення 16 В. Допустиме відхилення напруги джерела живлення 10 %. Електричні параметри ІМС при номінальній напрузі живлення і опорі навантаження 4 Ом наведені в табл.8.1

Не допускається застосування ІМС без додаткового тепловідводу при потужності в навантаженні більше 0,27 Вт. Тепловий опір від переходу до навколишнього середовища =100^о С/Вт, тепловий опір від переходу до корпусу =20^о С/Вт. ІМС працює стійко від джерела сигналу з внутрішнім опором не більше 15 кОм. При виникненні паразитної генерації рекомендується підібрати ємності конденсаторів С4, С5, рис.8.2. Допускається експлуатація ІМС К174УН7 при напрузі живлення менше 15В.

Таблиця 8.1 Параметри ІМС К174УН7

При зменшенні напруги живлення відповідно зменшується вихідна потужність. При використанні ІМС з опором навантаження більшим 4 Ом вихідна потужність зменшується. Графік залежності коефіцієнта частотних спотворень від частоти , для типової схеми включення ІМС, наведений на рис.8.3. Графіки залежностей коефіцієнта гармонік від вихідної потужності, , і від частоти вхідного сигналу, , зображені відповідно на рис.8.4, а та 8.4,б.

Опис лабораторної установки

Лабораторний макет являє собою підсилювач потужності на основі ІМС К174УН7 рис.8.5, в макеті забезпечена можливість здійснення регулювання форми АЧХ в області верхніх і нижніх частот за допомогою резисторів R11 і R12. Регулювання рівня вхідного сигналу здійснюється резистором R1. Перемикач S1 дозволяє вмикати різні значення опорів навантаження R13 і R14. Регулятор форми АЧХ реалізує принципи зміни АЧХ за рахунок дії частотно-залежного зворотного зв’язку, який утворюється конденсаторами C8, C9.

Домашнє завдання

1. Вивчити схему ІМС К174УН7, її параметри, типову схему ввімкнення і схему лабораторного макета.

2. Розробити методику визначення вихідної потужності , споживаної P₀, ККД.

3. Розробити методику визначення глибини регулювання підсилення і форми АЧХ.

4. Визначити коефіцієнт частотних спотворень М_н для F_н = 30 Гц. Розрахунки виконати для номіналів елементів наведених на типовій схемі ввімкнення ІМС К17447.

5. Визначити шляхом розрахунку М_В для F_В = 12 кГц. Вихідні дані по п.4.

Програма експериментальних досліджень

1. Ввімкнути макет і переконатися в його працездатності.

2. Дослідити амплітудну характеристику підсилювача.

3. Визначити динамічний діапазон сигналу і підсилювача, максимальні і мінімальні рівні вхідних і вихідних сигналів.

4. Дослідити залежність вихідної напруги від опору навантаження. Дослідити залежність коефіцієнта нелінійних спотворень.

5. Визначити номінальну вихідну потужність, яка відповідає мінімальному коефіцієнту нелінійних спотворень. Визначити споживану потужність, ККД і коефіцієнт підсилення по напрузі при різних опорах навантаження.

6. Визначити залежність вихідної потужності від частоти . На основі отриманих результатів визначити смугу пропускання підсилювача на рівні 3 дБ.