Úvod Elektrotechnická měření ESP Konstrukce Teorie Kontakt

7 - Výkonový zesilovač MBA 810

1. ZADÁNÍ ÚLOHY

  1. Změřte závislost napájecího proudu I0, příkonu P0, ztrát δP a účinnosti η v závislosti na výstupním výkonu P2 v rozsahu 0 - 5 W po 0,5 W na zatěžovacím rezistoru RZ = 4 Ω pro napájecí napětí U0 = 15 V, frekvenci signálu f = 1 kHz pomocí multimetru VDM-1 a měřiče zkreslení-voltmetru BM 543 a vyneste do grafických závislostí.
  2. Změřte závislost zesílení A a fáze φ na frekvenci f v rozsahu 20 Hz - 20 kHz v násobcích 1, 2, 5 pomocí nf generátoru BM 534, voltmertu BM 543, milivoltmetru BK 128, osciloskopu BM 556 pro konstantní vstupní napětí U1 = 20 mVef, pro napájecí napětí U0 = 15 V a zatěžovací rezistor RZ = 4 Ω. Z naměřených hodnot sestrojte logaritmickou amplitudovou fázovou frekvenční charakteristiku (LAFFCH), z ní určete šířku pásma přenosu zesilovače.

2. POUŽITÉ PŘÍSTROJE

  1. nf generátor BM 534
  2. stabilizovaný zdroj BS 554
  3. osciloskop BM 556
  4. multimetr VDM-1
  5. milivoltmetr BK 128
  6. měřič zkreslení-voltmetr BM 543
  7. čítač BK 130
  8. modul zesilovače MBA 810 DS
  9. zatěžovací rezistor RZ  = 4 Ω / 25 W

3. POSTUP MĚŘENÍ

  1. Na stabilizovaném zdroji BS 554 nastavte hodnotu napájecího napětí U0 = 15 V, na sinusovém generátoru BM 534 nastavte frekvenci f = 1 kHz (přesněji lze f dostavit podle čítače BK 130), podle výstupního mV-metru BM 543 nastavte napětí Uz na zatěžovacím rezistoru Rz = 4 Ω na hodnotu odpovídající požadovanému výstupnímu výkonu P2, na multimetru odečtěte odebíraný proud ze zdroje I0, pomocí vztahů z elektroniky vypočtěte velikost příkonu P0, ztrát, ΔP a účinnosti η. Měřičem zkreslení BM 543 zjistěte velikost činitele zkreslení k přepnutím přístroje BM 543 do polohy "úroveň", děličem nastavte 100 %, pak přepněte do polohy „zkreslení“, kmitočet Wienova mostu nastavte na minimální výchylku ručky, při malém zkreslení (pod hodnotou 5 %) zapněte automatické doladění měřiče a po ustálení odečtěte hodnotu zkreslení. Měření opakujte pro všechny zadané hodnoty výkonu. Z naměřených hodnot sestrojte grafické závislosti s lineárními stupnicemi na obou osách.
  2. Na sinusovém generátoru BM 534 nastavte požadovanou frekvenci, podle vstupního mV-metru BK 128 nastavte napětí na hodnotu U1 = 20 mVef, na druhém mV-metru BM 543 přečtěte hodnotu výstupního napětí U2.
  3. Fázový posuv určete Lissajousovou metodou. Osciloskop přepněte na časové základně do režimu X-Y, kanál A připojte na vstup měřeného článku, kanál B na jeho výstup. Bez měřících signálů nastavte stopu paprsku (bod) doprostřed rastru obrazovky, kanály přepněte do režimu = napětí, přiveďte měřící signály, volbou vhodných citlivostí kanálů se zobrazí úsečka, elipsa nebo kruh podle velikosti fázového posuvu (citlivost nastavujte od nejvyšších hodnot, abyste nepřetížili vstupní zesilovače osciloskopu!), nastavte co největší rozměr obrazců pro přesnější odečítání.
  4. Pomocí posuvů X a Y dostavte obraz doprostřed (není většinou nutné). Z rastru odečtěte po dvou hodnotách výchylek pro každou osu, v místech, kde obraz protne osy odečtěte hodnoty X a Y, hodnoty XM a YM určete jako největší výchylky křivky od os. Úhel vypočtěte ze vztahu:

    \(\varphi=\arcsin {\frac{X}{X_M}}=\arcsin{\frac{Y}{Y_M}} \;\;(°)\)

    Ze 2 hodnot pak určete střední XM YM hodnotu úhlu.
  5. Postup 2. - 4. opakujte pro další frekvence.
  6. Sestrojte LAFFCH jako přílohy protokolu, na svislou osu vyneste přenos A [dB] a fázový posuv φ [°], na vodorovnou osu vyneste frekvenci f [Hz] v logaritmické stupnici (10 log), z grafu určete dolní mezní frekvenci fP a horní mezní frekvencí fH pro pokles přenosu -3 dB vůči její maximální hodnotě, určete šířku pásma přenosu B = fH - fP (Hz).
  7. Na stabilizovaném zdroji BS 554 nastavte hodnotu napájecího napětí U0 podle zadání, na sinusovém generátoru BM 534 nastavte frekvenci f = 1 kHz, napětí U1 na takovou hodnotu, aby zkresloměr BM 543 ukázal hodnotu k = 10 % (na osciloskopu v režimu časové základny se objeví přibližně lichoběžník), pak přepněte BM 543 do režimu „voltmetr“ a přečtěte hodnotu výstupního napětí U2, ze které vypočtěte hodnotu výstupního výkonu P2. Měření opakujte pro všechny zadané hodnoty napájecího napětí U0. Z naměřených hodnot sestrojte grafické závislosti s lineárními stupnicemi na obou osách.  

 

 

4. SCHÉMA ZAPOJENÍ

Obr. 1: Schéma zapojení měřícího obvodu

5. TABULKY

 Závislost napájecího proudu I0, příkonu P0, ztrát δP a účinnosti η na výstupním výkonu P2 pro zatěžovací rezistor RZ = 4 Ω, napájecí napětí U0 = 15 V, frekvenci signálu f = 1 kHz:

P2 (W) 0 1 2 3 4 5
U2 (V) 0 2 2,83 3,46 4 4,47
I0 (A) 0,01 0,22 0,30 0,38 0,43 0,48
P0 (W) 0,19 3,24 4,52 5,67 6,44 7,26
δP (%) 0,19 2,24 2,52 2,67 2,44 2,26
η (%) 0 31 44 53 62 69

 

Závislost zesílení A a fáze φ na frekvenci f pro konstantní vstupní napětí U1 = 20 mVef, pro napájecí napětí U0 = 15 V, zatěžovací rezistor RZ = 4 Ω:

f (Hz) 20 50 100 1k 20k
U2 (V) 0,15 0,7 0,82 1,41 1,3
X (mm) 4 26 27 5 4
XM (mm) 7 28 28 28 7
Y (mm) 1,7 0,36 0,44 0,05 0,03
YM (mm) 2,7 0,4 0,48 0,2 0,05
A (dB) 18 31 32 37 36
φX (°) 34,85 68,21 74,64 10,29 34,85
φY (°) 39,02 64,16 66,44 14,48 36,87
φ (°) 36,94 66,19 70,54 12,38 35,86

 

6. GRAFY

7. ZÁVĚR MĚŘENÍ

Z přenosové charakteristiky je jasné, že tento zesilovač bohatě vystačí pro normální (ne hifi) poslech, používá se například ve starých televizích, gramofonech se zesilovačem.

"Ukázka měření":

 

 

Přidal Adam Šefránek. Naposledy upravil Vojtěch Šotola dne 2020-10-29 10:04:57.