Cvičení měření - Zesilovače

1. ZADÁNI:

Na nízkofrekvenčním výkonovém zesilovači s IO 810 v doporučeném zapojení změřte:

1. amplitudovou kmitočtovou charakteristiku

2. závislost maximálního výstupního výkonu na napájecím napětí

3. závislost nelineárního zkreslení na výstupním výkonu

Změřené závislosti znázorněte graficky a vyhodnoťte s ohledem na katalogové údaje.

1. POPIS MĚŘENÉHO PŘEDMĚTU

Měření budeme provádět na měřícím přípravku se zapojením nízkofrekvenčního zesilovače MBA 810. Některé vybrané katalogové údaje důležité při měření s UCC = 14,4 V a RZ = 4 Ω:

• výstupní napětí (k = 10 %, f = 1 kHz): U2 = 4,6 V (min. 4,0 V)

• zkreslení (U2 = 3,1 V): k = 0,7 % (max. 2 %)

• zkreslení (U2 = 0,5 V): k = 0,7 %

• šířka frekvenčního pásma (U2 = 2 V, UI = konst.): BW = 50 ÷ 120000 kHz

• výkon zesilovače (t = 55°): Ptot = 1W

• rozsah napájecího napětí: UCC = 5 ÷ 20 V

1. TEORETICKÝ ROZBOR

Pro všechna měření použijeme následující zapojení:

1. Měření kmitočtové charakteristiky

Abychom mohli změřené údaje porovnávat s katalogovými hodnotami, nastavíme při měření UCC = 14,4 V a zatěžovací odpor RZ = 4 Ω. Vstupní napětí budeme necháme konstantní a to takové, aby při frekvenci 1 kHz byl výstupní výkon P2 = 1 W. Tomuto výkonu odpovídá výstupní napětí:

Budeme měřit napěťové zesílení zesilovače při různých kmitočtech:

Napěťové zesílení se bude při velmi nízkých a vysokých kmitočtech klesat a bude tedy menší hodnota uváděná výrobcem. Ten udává tzv. šířku frekvenčního pásma, což je rozsah frekvencí ohraničených dolním a horním kmitočtem (fd a fh), v nichž může napěťové zesílení klesnout maximálně o 3 dB:

1. Závislost maximálního výstupního výkonu na napájecím napětí

Napájecí napětí nastavujeme postupně od 4 V do 18 V po 1V. Měřit budeme při frekvenci 1 kHz, zatěžovací odpor zůstane 4 Ω. Maximální výstupní výkon vydává zesilovač tehdy, když má výstupní signál definované zkreslení (např. 1 %). My budeme měřit takový výstupní výkon, kdy ještě není zkreslení sinusovky na osciloskopu patrné resp. tedy předpokládáme, že zkreslení bude menší než 1%. Výstupní výkon bude regulován vstupním napětím U1. Při určité hodnotě U1, kdy ještě není zkreslení na osciloskopu viditelné, změříme výstupní napětí U2 a určíme výstupní výkon:

Protože ke zkreslení dochází nejvíce při přebuzení, bude se maximální výstupní výkon s rostoucím napájecím napětím zvyšovat Předpokládaná závislost P2MAX (UCC):

1. Závislost nelineárního zkreslení na výstupním výkonu

Budeme měřit při napájecím napětí 14,4 V, frekvenci 1kHz a zatěžovacím odporu 4 Ω. Změnou vstupního napětí U1 resp. buzení budeme nastavovat výstupní napětí U2, které bude odpovídat výstupnímu výkonu postupně od 0,5 W,1 W,2 W atd. Při každém nastaveném výkonu změříme nelineární zkreslení.