Измеритель нелинейных искажений (КНИ) для усилителей низкой частоты

Принципиальная схема измерителя нелинейных искажений для усилителей низкой частоты (УНЧ). Самостоятельно это устройство использовать нельзя, для измерений необходим генератор сигналов звуковой частоты и милливольтметр переменного тока.

Основные параметры:

  • Частоты измерений, кГц  -  0,33;   1;  8;  12;
  • Пределы перестройки частоты, % -  ±20
  • Выходное напряжение измеряемого усилителгі, Вэф -  2;
  • Нижний предел измерения нелинейных искажений, % -  0,15;
  • Погрешность измерений, %  -  50;
  • Входное сопротивление, кОм -  5;
  • Коэффициент передачи, раз  -   2.

Принципиальная схема

На вход измеряемого усилителя ЗЧ подают сигнал от звукового генератора, обеспечивающего небольшие (менее 1 %) нелинейные искажения. С выхода усилителя сигнал, претерпевший искажения в тракте усилителя, подают через разъем X1 на вход измерителя коэффициента гармоник.

Переменным резистором R1 устанавливают необходимый уровень сигнала на базах транзисторов V1 и V5. Сигнал разделен на два канала: верхний по схеме канал поворачивает фазу сигнала на 18Q°, нижний канал фазы не меняет.

Фазовращатель собран на транзисторах V1—V4, каскады на транзисторах V1 и V3 создают необходимый сдвиг фазы, эмиттерные повторители на транзисторах V2 и V4 служат для развязки между каскадами устройства.

Схема измерителя нелинейных искажений для усилителей низкой частоты

Рис. 1. Схема измерителя нелинейных искажений для усилителей низкой частоты.

Частоты, на которых сдвиг фазы равен 180°, определяют емкость конденсаторов С2—С5, С6—С9 и сопротивления резисторов R7, R11, R12. Режим работы всех транзисторов устанавливают делителем напряжения R3, R4*.

С выхода фазовращателя сигнал через резистор R13 и конденсатор СП поступает на вход нижнего по схеме канала — усилителя (транзистор V5) с коэффициентом усиления около 5. На вход этого же усилителя через резистор R16 поступает напряжение сигнала со входа устройства — резистора RL.

Основной и вспомогательный сигнал, поданные в противофазе, но с равными амплитудами на базе транзистора V5 взаимно компенсируются по первой гармонике. Остаются только гармоники, которые и усиливаются транзистором V5. Усиленный сигнал с нагрузки V5 (резистор R20) поступает на активный фильтр верхних частот, собранный на транзисторе R6.

Частота среза фильтра (200 Гц) зависит от емкости конденсаторов С13—С15 и сопротивлений резисторов R22— R25. Крутизна спада амплитудно-частотной характеристики фильтра около 15 дБ на октаву; это означает, что наводки частотой 100 Гц этот фильтр ослабляет на 15 дБ, а фон переменного тока 50 Гц — на 30 дБ. Этого достаточно для большинства случаев измерений, встречающихся на практике.

С выхода фильтра переменное напряжение гармоник через разъем Х2 подается на вход милливольтметра. В измерителе можно применить любые высокочастотные и низкочастотные транзисторы соответствующей структуры со статическим коэффициентом передачи тока h21э > 60 (при токе эмиттера 1 мА).

Детали

В схеме применены конденсаторы МБМ, КМ (С2—С5, С6—С9, С13—С15) и К50-6, резисторы МЛТ 0,125, переменные СП-1, кнопки S1 — КМ1-1, переключатель S2 — движковый от приемника «Сокол», переделанный на двухполосный (четыре положения).

Настройка

Налаживание прибора начинают с проверки режимов транзисторов по постоянному току — они не должны отличаться от указанных более чем на +/- 20 %. Затем настраивают фильтр на транзисторе V6 подбором резистора R26*, проверяют фазу и амплитуду сигналов прямого и повернутого на 180°. После этого можно проводить измерения.

Для этого милливольтметр переключают на предел 2В, движки переменных резисторов R16 и R12 устанавливают в среднее положение. Кнопка S1 должна быть в положении, показанном на схеме. На вход измерителя подают от звукового генератора сигнал с амплитудой 3...5 В и частотой, которая соответствует частоте измерений, установленной переключателем S2.

Манипулируя переменным резистором R1 и переключателем пределов измерений милливольтметра, добиваются, чтобы стрелка прибора установилась в последней трети шкалы. Резистором R12 добиваются минимума показаний прибора, затем резистором R16 еще больше уменьшают эти показания.

После этого снова резистором R12 находят минимум, а затем устанавливают минимум опять резистором R16 и так до тех пор, пока манипуляции резисторами R12 и R16 уже не будут уменьшать показаний милливольтметра. После этого приступают к калибровке, для чего переключатель пределов- милливольтметра снова устанавливают в положение 2 В и нажимают, кнопку S1. Переменным резистором R1 устанавливают напряжение, возможно близкое к 2 В, затем отпускают кнопку S1 и считывают по шкале милливольтметра напряжение гармоник. Коэффициент гармоник рассчитывают по формуле:

Коэффициент гармоник рассчитывают по формуле 

Источник: Борноволоков Э. П., Фролов В. В. - Радиолюбительские схемы.

2 3276 Измерители искажений
измерения измеритель КНИ
Написать комментарий:

cashback