ПОЧЕМУ ПОЯВИЛИСЬ ИСКАЖЕНИЯ

КАК ИСПЫТАТЬ И НАЛАДИТЬ ВЫХОДНОЙ КАСКАД


Итак, если в ремонтируемом или налаживаемом усилителе появились искажения, то прежде всего надо измерить режимы транзисторов по постоян­ному току и только после этого переходить к поиску других неисправно­стей.

Наиболее быстро можно проверить усилительный каскад при помощи элект­ронно-лучевого осциллографа в сочетании с генератором звуковой частоты. Генератор присоединяют ко входу, осциллограф — к выходу усилителя, и по форме и амплитуде колебаний на экране осциллографа судят о работоспособности каскада.

Любое электронное устройство удобнее налаживать и настраивать покаскадно или отдельными блоками. Для этого необходимо изолировать налажи­ваемый каскад и тем самым исключить влияние на него цепей от других, воз­можно неисправных, каскадов. К его входу следует подключить генератор сиг­нала с выходным сопротивлением, равным выходному сопротивлению предыду­щего каскада, а к выходу — индикатор выходного сигнала с входным сопро­тивлением, равным входному сопротивлению следующего за ним каскада. Речь идет о сопротивлениях переменному току, зависящих от многих факторов: частоты и амплитуды сигнала, входных и выходных проводимостей транзисто­ров, наличия цепей обратных связей и пр., поэтому проще их измерять, а не определять расчетным путем.  :

Для этого измеряют напряжение U на выходе исследуемого каскада при отключенном входе следующего. Затем вместо нагрузки к выходу каскада под­ключают резистор с таким сопротивлением R, чтобы показание вольтметра на выходе каскада было равно U/2, тогда выходное сопротивление каскада равно R. При подобных измерениях на вход испытываемого каскада подают си­нусоидальный сигнал рабочей частоты и амплитуды, обеспечивающей на вы­ходе каскада неискаженный сигнал.

Рис. 13. Принципиальная схема мощного двухтактного выходного каскада

Обычно проверку и налаживание начинают с выходного блока или каска­да — усилителя звуковой частоты (УЗЧ). Рассмотрим сначала трансформатор­ный выходной каскад (рис. .13).
В УЗЧ реализованы два типа ОС: последовательная по току за счет падения напряжения на резисторе R4 и последова­тельная по -напряжению за счет подачи части выходного напряжения с транс­форматора Т2 в цепь эмиттера транзистора каскада предварительного усиле­ния. Обратная связь по току увеличивает, а по напряжению уменьшает вы­ходное сопротивление каскада, поэтому его выходное сопротивление довольно трудно рассчитать. Лучше сначала хотя бы приблизительно определить работоспособность выходного каскада. Затем подключить предварительный усилитель и, измерив его входное сопротивление, подобрать соответствующее согласующее устройство между выходом генератора звуковой частоты (ЗГ) и входом уси­лителя. Такое согласующее устройство обычно состоит из двух резисторов: Rсог, включенного параллельно выходному сопротивлению генератора, и Rao6, включенного последовательно между выходом генератора и входом усилитель­ного каскада (рис. 14).



Рис. 14. Включение измерительных приборов при налаживании и измерении па­раметров выходного каскада УЗЧ

Если входное сопротивление каскада не равно выходному сопротивлению генератора, то необходимо подключить к концам кабеля генератора рези­стор RCot, сопротивление которого равно выходному сопротивлению генерато­ра. Однако после этого общее сопротивление, подключенное к входу испы­тываемого каскада, станет равно: Rвых.общ=Rвых.генRсог/(Rвых.ген+Rсог). Если оно меньше выходного сопротивления отключенного блока Rвых.от.бл (что на практике бывает в подавляющем большинстве случаев), то для согласова­ния этих сопротивлений надо включить последовательно добавочное сопротив­ление Rдоб = Rвых.от.бл — Rвых.общ.

Для измерения переменного напряжения к выходу налаживаемого каскада следует подключить вольтметр и осциллограф. Однако, поскольку входные со­противления этих приборов много больше полного сопротивления звуковой ка­тушки головки громкоговорителя, на время налаживания (когда головку гром­коговорителя отключают) к выходной обмотке трансформатора Т2 подключают нагрузочный резистор Rs, сопротивление которого равно полному сопротивле­нию звуковой катушки головки.


Это сопротивление можно измерить тем же способом, что и входное сопротивление каскада. Схема соединения измеритель­ных приборов с налаживаемым выходным каскадом УЗЧ показана на рис. 14. Звуковой генератор настраивают на частоту 1 кГц, а амплитуду его выход­ного напряжения устанавливают в пределах 2 — 3 В. При подаче напряжения питания на экране осциллографа возникает изображение синусоидального вы­ходного сигнала. Отклонения формы напряжения от синусоидальной свидетель­ствуют о неправильно выбранном режиме транзисторов по постоянному току, самовозбуждении усилителя, неисправности трансформаторов и т. п. Заметить искажение формы сигнала не просто. Удобнее работать с двухлучевым осцилло­графом, так как на его экране одновременно можно выделить изображения входного и выходного сигналов. Сравнивая их, легче заметить искажения вы­ходного сигнала. Увидеть одновременно входной и выходной сигналы можно и ,на экране однолучевого осциллографа, если применить электронный комму­татор — устройство, переключающее с частотой 10 — 100 кГц У-вход осцилло­графа с входа на выход исследуемого каскада и обратно.

Искажение формы сигнала менее 8 — 10% заметить на экране осциллогра­фа очень трудно, поэтому к выходу усилителя надо подключить измеритель коэффициента гармоник. Если коэффициент гармоник не превышает 5%, то можно налаживать остальные каскады усилителя, если же он слишком боль­шой, то прежде надо проверить правильно ли выбран уровень входного испы­тательного сигнала. Для этого измеряют мощность каскада PBЫХ = U2/RB (U — действующее напряжение на сопротивлении нагрузки RB). Если вычисленная мощность окажется больше номинальной выходной мощности данного усили­теля (т. е. мощности, при которой все электрические параметры усилителя, в том числе и коэффициент гармоник, должны удовлетворять заданным требова­ниям), то можно уменьшить напряжение входного испытательного сигнала и опять измерить искажения. Если теперь коэффициент гармоник будет не более 5%, то, следовательно, вначале был неправильно выбран уровень испытатель­ного сигнала .и искажения были вызваны перегрузкой каскада.



Теперь предположим, что осциллограмма имеет вид, показанный на рас. 15,а. Такие искажения вызваны неправильно выбранным напряжением смещения на базах транзисторов VI и V2, в результате чего используются начальные не­линейные участки их входных характеристик транзисторов. Для устранения этих искажений, называемых «ступенькой», надо несколько увеличить напря­жение базового смещения подбором резистора R1 — см. рис 13. Двухтактные выходные каскады чаще всего работают не в режиме В, а в промежуточном режиме АВ, для которого характерно некоторое увеличение смещения на ба­зах транзисторов. Но если установить слишком большое напряжение смещения, то при малом мгновенном напряжении входного сигнала каскад работает в ре­жиме А, по мере увеличения его мгновенного значения переходит в режим АВ. . При этом усиление каскада уменьшается и возникают искажения, показанные на рис. 15,6 (колоколообразная вершина синусоиды). Если же смещение на ба­зах транзисторов будет еще больше, то кроме колоколоабразной вершины сину­соид снизится еще и амплитуда, (рис. 15,е), так как при максимальных значе­ниях усиливаемого сигнала транзисторы могут перейти в режим насыщения.

При ограничении сигнала по амплитуде (рис. 15,г) прежде всего надо про­верить правильно ли выбран уровень входного испытательного сигнала. Для этого уменьшают напряжение на выходе ЗГ до прекращения ограничений, пос­ле чего измеряют выходную мощность усилителя. Если она больше номиналь­ной выходной мощности данного усилителя, то, возможно, ограничения проис­ходят из-за слишком большого уровня входного сигнала, если же много мень­ше номинальной, то ограничения возникают из-за неисправностей в каскаде: сниженной емкости конденсатора С1 (см. рис. 13), неисправности источника питания, неправильно выбранного режима транзисторов по постоянному току„ неисправности самих транзисторов. Если транзисторы имеют неодинаковые ко­эффициенты передачи тока, то возможны искажения, показанные на рис. 15Д правда, они могут возникнуть и при неравенстве числа витков в обмотках плеч трансформаторов Т1 и Т2 или при замыкании витков в этих обмотках.




Содержание раздела