Б. Иванов - Осциллограф-ваш помощник (как работать с осциллографом)

Частоту входного сигнала можно оставить прежней — 1 кГц, а после определения с помощью осциллографа амплитуды выходного сигнала изменять частоту входного сигнала регулятором «Частота» генератора. Здесь, конечно, желательно использовать образцовый генератор с более широким пределом изменения частоты, например 20…20 000 Гц. Выходной сигнал генератора при перестройке частоты должен поддерживаться неизменным. Тогда удастся для ряда частот определить амплитуду выходного сигнала и построить характеристику, примерный вид которой для данного усилителя может быть таким, как показано на рис. 26.

С помощью осциллографа ОМЛ-2М можно наблюдать фазовый сдвиг выходного сигнала по отношению к входному, т. е. задержку сигнала во времени при прохождении его через усилитель, а также замечать даже незначительные искажения сигнала, не всегда видимые на изображении синусоидальных колебаний, снимаемых с эквивалента нагрузки. При такой проверке на вертикальный вход осциллографа подают входной сигнал усилителя (рис. 27), а на горизонтальный (как при «просмотре» фигур Лиссажу) — выходной. Как вы знаете, при подаче сигнала одинаковой частоты на указанные входы осциллографа на его экране должна появиться наклонная прямая линия.

Но в данном случае вы увидите эллипс (рис. 28, а ), свидетельствующий о фазовом сдвиге сигнала в усилителе.

Чем шире эллипс, тем больше сдвиг А если эллипс искажен, значит в усилителе есть и амплитудные искажения, при которых положительные и отрицательные полуволны синусоидальных колебаний усиливаются неодинаково. «Увидеть» такие искажения можно, начав подбирать режим работы выходных транзисторов ранее включенным переменным резистором в цепи базы. Тогда при перемещении движка резистора из одного крайнего положения в другое можно наблюдать самые разнообразные искажения формы эллипса (рис. 28, б ). Правильно установленным режимом можно считать такой, при котором эллипс наименее искажен.

Прежде чем продолжить разговор о проверке усилителя 3Ч, несколько слов о децибеле — единице измерения, с которой вы, возможно, встретились впервые.

Входные и выходные сигналы усилителей, измеряемые в единицах напряжения, могут изменяться в десятки, сотни и тысячи раз. При таких соотношениях передать на рисунке характер изменения сигнала трудно — характеристика будет плохо «читаться». Другое дело, если подобные соотношения «сжать» так, чтобы были различимы и малые и большие изменения на одном чертеже. Такое «сжатие» получается при пользовании децибелом — единицей логарифмического соотношения между уровнями сигналов. Обозначается единица буквами дБ.

Так, 1 дБ соответствует отношению уровней сигналов 1,12, 5 дБ — 1,78, 10 дБ — 3,16, 20 дБ — 10, 40 дБ — 100. 60 дБ — 1000 и т. д.

Нетрудно заметить, что новая единица позволит «увидеть» на характеристике как незначительные, так и существенные изменения сигнала. А чтобы вы могли взять на вооружение эту единицу в дальнейшем, приводим таблицу децибел и соответствия им отношений токов, напряжений и мощностей. Не беда, если, скажем, на практике понадобится определить отношение напряжений, соответствующее 35 дБ, а в таблице такого значения нет. Поскольку 35 дБ = 30 + 5 дБ, берете из таблицы соответствующие им числа и перемножаете их.

Если же вы знакомы с логарифмическими вычислениями, то можете самостоятельно переводить любые значения отношений электрических параметров в децибелы, зная, что число децибелов равно двадцати десятичным логарифмам отношений токов или напряжений либо десяти таким же логарифмам отношений мощностей.

Кстати, значения частот на характеристике усилителя также даны в логарифмическом масштабе, позволяющем получить более компактное изображение.

А теперь вернемся к нашей теме и проверим усилитель мощности двухтактного бестрансформаторного усилителя 3Ч (рис. 29). Он выполнен на транзисторах разной структуры, а на входе установлен высокочастотный транзистор (VT1), выбранный из условия получения наибольшей чувствительности усилителя и наименьших собственных шумов. На транзисторах VT2, VT3 выполнен фазоинверсный каскад, а на VT4, VT5 — выходной. Через резистор R1 осуществляется отрицательная обратная связь по постоянному напряжению между выходом и входом усилителя. Она нужна для поддержания постоянным напряжения на коллекторе транзистора VT5, составляющего половину напряжения питания усилителя. Для предотвращения искажений типа «ступенька» между базами транзисторов VT2 и VT3 фазоинверсного каскада включен диод, благодаря чему на базах образуется напряжение смещения.

Как и предыдущий усилитель, этот подключаем к делителю напряжения на выходе генератора 3Ч (см. рис. 23), а выход усилителя нагружаем (вместо динамической головки ВЛ1) на эквивалент — резистор сопротивлением 6 Ом и мощностью не менее 2 Вт. Измеряем максимальный размах неискаженных синусоидальных колебаний на эквиваленте нагрузки при изменении уровня входного сигнала. Получается около 5 В. Значит, выходная мощность усилителя достигает почти 0,53 Вт. На эквиваленте же нагрузки сопротивлением 10 Ом размах колебаний составит примерно 6 В, что соответствует выходной мощности 0,45 Вт. Входной сигнал в обоих случаях получился равным 0,1 В — такова чувствительность усилителя.

А теперь подключите входной щуп осциллографа ко входу усилителя, а гнездо горизонтального входа соедините с эквивалентом нагрузки (рис. 30) — вы сможете проверить наличие амплитудных искажений, как делали с предыдущим усилителем.

Правда, выходной сигнал этого усилителя значительно возрос, поэтому в цепь проводника от гнезда горизонтального входа придется включить переменный резистор R хсопротивлением 68 или 100 кОм и подобрать им такой сигнал на горизонтальном входе осциллографа, чтобы длина линий по горизонтали и вертикали была одинаковая. Тогда на экране появится прямая наклонная линия (рис. 31, а ). Увеличивая входной сигнал усилителя, сможете наблюдать, как линия начнет «прогибаться» (рис. 31, б ), а вскоре на одном конце ее появится загиб (рис. 31, в ).