Как работать с осциллографом, проверяем усилитель низкой частоты

С помощью осциллографа со встроенным калибратором можно проверять работу различных схем, используя калибратор как источник прямоугольных импульсов, а сам осциллограф для наблюдения за сигналом на выходе схемы. Например, с помощью осциллографа можно проверить усилитель ЗЧ.

Что такое осциллограф и как он работает вы можете узнать в одной из предыдущих статей по измерительному прибору осциллографу для начинающих.

Подключаем осциллограф к УНЧ

Для экспериментов можно взять любой маломощный УЗЧ, готовый или самодельный, например, собранный по схеме, показанной на рисунке 1. Впрочем, какой это УНЧ в данном случае не так уж и важно, поэтому обозначим его на схеме прямоугольником со входом и выходом (рис. 2).

Схема простого самодельного УЗЧ на трех транзисторах КТ3102

Рис. 1. Схема простого самодельного УЗЧ на трех транзисторах КТ3102.

Схема подключения осциллографа с калибратором к УЗЧ

Рис. 2. Схема подключения осциллографа с калибратором к УЗЧ.

Если на вход УНЧ подать прямоугольные импульсы с калибратора осциллографа, то в динамике раздается звук тона частоты 1 кГц.

Но, для исследования работы УНЧ нам нужно динамик заменить эквивалентом нагрузки, то есть, резистором такого же сопротивления и мощности как динамик (рис. 3). Если это УНЧ по схеме на рисунке 1, то там динамик мощностью 0,25 Вт сопротивлением 8 Ом.

Соответственно, берем постоянный резистор мощностью 0,25Вт и сопротивлением 8,1 Ом (наиболее близкое значение к 8 Ом).

Как динамик заменить эквивалентом нагрузки

Рис. 3. Как динамик заменить эквивалентом нагрузки.

Затем, рассчитываем величину выходного сигнала для максимальной мощности УНЧ. Максимальная выходная мощность УНЧ по схеме на рисунке 1 - 0,2Вт. Сопротивление нагрузки - 8,1 Ом, пользуясь формулой Р = (U^2)/R находим значение U = 1,3В.

Это такое переменное напряжение должно быть на эквиваленте нагрузки для получения максимальной мощности (для другого УНЧ с другими параметрами значение будет другим). Но это действующее значение, чтобы узнать амплитудное нужно его умножить на 1,44.

Получаем амплитуду 1,872 В. Амплитуду импульсов, поступающих от калибратора на вход УНЧ нужно установить такой, чтобы на эквиваленте нагрузки была амплитуда 1,872 В (примерно 1,8-1,9В).

Анализ работы усилителя НЧ

В идеале, на эквиваленте нагрузки должно быть, по форме, то же, что и на входе, то есть ровные прямоугольные импульсы, как на рис.4. Если это так, то усилитель просто замечательный.

Если будет наблюдаться завал фронта и спада (рис.5) это говорит о том, что на высших частотах усиление данного усилителя снижается. Степень этого снижения может быть разной, если совсем плохо - это как на рисунке 6.

Ровные прямоугольные импульсы на экране осциллографа

Рис. 4. Ровные прямоугольные импульсы на экране осциллографа.

Завал фронта и спада на экране осциллографа

Рис. 5. Завал фронта и спада на экране осциллографа.

Если все плохо с УЗЧ

Рис. 6. Если все плохо с УЗЧ.

При завале усиления на низких частотах осциллограмма будет выглядеть как на рисунке 7.

Завале усиления УЗЧ на низких частотах, осциллограмма

Рис. 7. Завал усиления усилителя на низких частотах, осциллограмма.

Подъем усиления на низких частотах, - осциллограмма на рис. 8. Падение усиления на низких и средних частотах, - осциллограмма на рис. 9.

Подъем усиления на средних частотах, -осциллограмма на рисунке 10. Подъем усиления на высоких частотах, -осциллограмма на рисунке 11. Провал усиления в каком-то узком диапазоне частот - рис. 12.

Подъем усиления на низких частотах - осциллограмма

Рис. 8. Подъем усиления на низких частотах - осциллограмма.

Падение усиления на низких и средних частотах - осциллограмма

Рис. 9. Падение усиления на низких и средних частотах - осциллограмма.

Подъем усиления на средних частотах - осциллограмма

Рис. 10. Подъем усиления на средних частотах - осциллограмма.

Подъем усиления на высоких частотах - осциллограмма

Рис. 11. Подъем усиления на высоких частотах - осциллограмма.

Провал усиления в каком-то узком диапазоне частот

Рис. 12. Провал усиления в каком-то узком диапазоне частот.

Таким образом, всего лишь один сигнал прямоугольных импульсов частотой 1 кГц может рассказать очень много о работе усилителя ЗЧ.

Если у осциллографа нет калибратора, можно на вход усилителя ЗЧ подать прямоугольные импульсы от любого генератора прямоугольных импульсов частотой 1 кГц, например, сделанного на логических элементах или по другой схеме.

В том случае, если частоту импульсов на выходе генератора можно регулировать, можно будет более широко проанализировать работу усилителя ЗЧ.

Кроме того, используя тот же осциллограф с калибратором (или отдельным генератором импульсов) можно проследить прохождение сигнала и внутри схемы УН4, чтобы найти дефектный каскад, например, в УН4, построенного по сложной многокаскадной схеме.

Литература: РК-2017-03.

1 348 Для начинающих
осциллограф начинающим усилитель НЧ измерения
cashback