Исследование двухтактного усилителя мощности

 

ЦЕЛИ РАБОТЫ

1. Изучить особенности работы двухтактного усилителя мощности.

2. Исследовать работу усилителя на переменном токе.

3. Сделать выводы о применимости данной схемы.

КРАТКИЕ ТЕОРЕТИЧЕСКИЕ СВЕДЕНИЯ

Усилители мощности (УМ) предназначены для усиления входного сигнала по мощности с максимально возможным КПД. Важность этого требования обусловлена тем, что УМ могут передавать в нагрузку довольно большие токи, поэтому к КПД подобных устройств предъявляются особые требования.

Исследуемый усилитель собран по двухтактной схеме, каждая из которых представляет собой усилитель по схеме с ОК, поэтому данная схема не предназначена для усиления по напряжению, а усиливает входной сигнал по току.

Положение рабочей точки в схеме задается цепью смещения, состоящей из резисторов R₁, R₂ и диодов VD1, VD2. Симметричность схемы обуславливает автоматическое «заземление» потенциала точки А и создание отпирающих напряжений на входах обоих транзисторов. Такой режим работы усилителя соответствует режиму «AB», при котором могут быть усилены обе полуволны входного напряжения.

Работа усилителя на переменном токе происходит так. Пусть, на вход УМ поступила положительная полуволна напряжения. Это ознаает отпирание транзистора VT1 и запирание транзистора VT2. При этом в активном режиме будет находиться «верхний» усилитель и ток в нагрузку будет поступать через открытый транзистор VT1. Если на вход УМ поступила отрицательная полуволна напряжения, то это приведет к запиранию транзистора VT1 и к отпиранию транзистора VT2. Теперь этом в активном режиме будет находиться «нижний» усилитель и ток в нагрузку будет поступать через открытый транзистор VT2.

Резисторы R₃ и R₄, с небольшим сопротивлением вводят в усилитель отрицательную обратную связь (ООС), необходимую для его стабилизации. При расчете коэффициента усиления по мощности необходимо учитывать, что некотарая часть входного напряжения не прикладывается к нагрузке, а падает на переходах база – эмиттер для создания необходимых токов базы.

Рис. 16.1 Схема двухтактного усилителя мощности

 

ПОРЯДОК ПРОВЕДЕНИЯ РАБОТЫ

1. Для проверки работы исследуемого ДУ по переменному току следует собрать схему, представленную на рис. 16.1. Установив напряжение источника в пределах от 5 до 7 В, следует удостовериться в том, что выходное напряжение имеет синусоидальную форму.

2. Далее следует измерить и построить внешнюю характеристику исследуемого усилителя, изменяя сопротивление нагрузки и измеряя соответствующие им значения напряжения и тока нагрузки. Результаты измерений следует занести в табл. 16.1.

3. Определить рабочий диапазон напряжений усилителя: изменять входное напряжение, наблюдая форму выходного напряжения до тех пор, пока в ней не станут заметны нелинейные искажения; зафиксировать величину U_{ВХ max}, соответствующую максимально допустимой величине входного напряжения.

Табл. 16.1 Данные для построения внешней характеристики UН(IН)
RН, Ом
IН, мА
UН, B

 

РЕЗУЛЬТАТЫ РАБОТЫ

1. Схема ДУ для переменного тока.

2. Внешняя характеристика усилителя.

3. Экспериментально определенная величина максимально допустимого входного напряжения U_{ВХ max}.

4. Выводы по работе.

ВЫВОДЫ

1. Особенностью работы УМ является его способность усиливать мощность входного сигнала при максимально возможной величине КПД; это достигается режимом усиления «AB», позволяющим установить положение рабочей точки на выходе схемы равному потенциалу «земли».

2. Недостатками схемы является невозможность усиления по напряжению, а также разброс параметров транзисторов, являющийся причиной дрейфа положения рабочей точки при изменении температуры схемы. Разброс параметров транзисторов также ведет к удорожанию схемы, требующей подборки комплементарных транзисторных пар для транзисторов VT1 и VT2.