Современная электроника №9/2025

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 42 WWW.CTA.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 9 / 2025 ность фронтов и срезов не превы- шает 0,2 мкс. Тестирование и настройка плат усилителя мощности Вначале необходимо настроить «нули» выходных сигналов мощных ОУ. Для этого установить перемычки между входами и «землёй» каждого канала предварительного усилите- ля (замкнуть контакты 1 и 2 на разъ- ёмах X1 и X4 схемы рис. 3). К выход- ному разъёму канала А (XOutA, рис. 1) подключить ответный разъём (XOutA, рис. 1), к которому подключить нагру- зочный резистор номиналом 3,9 Ом мощностью 50 Вт. Такой же резистор подключить к каналу B. К входным разъёмам XInA– и XInA+ (рис. 1) под- ключить кабели от канала А предва- рительного усилителя. На входных разъёмах XinB– и XInB+ предваритель- ного усилителя (рис. 2) установить перемычки, т.е. заземлить эти вход- ные сигналы. Подключить цифровой тестер в режиме измерения постоян- ного напряжения (DC) между выво- дами нагрузочного резистора. Далее включить питание усилителя и, вра- щая подстроечный резистор канала А предварительного усилителя (R5, рис. 3), добиться показания тестера, равного около 1 мВ. Меньше устанав- ливать не рекомендуется во избежа- ние перекрытия выходных сигналов между двумя мощными ОУ. Много- оборотный подстроечный резистор R5 позволяет настроить измеряемое напряжение с точностью до 0,1 мВ. Канал B настраивается аналогично. Для проверки синусоидальности выходных сигналов усилителя мощ- ности к нагрузочному резистору кана- ла А был подключён один канал двух- канального цифрового осциллографа с открытыми входами (режим DC), а ко входу А предварительного усилителя (X1, рис. 3) был подключён кабель от генератора синусоидальных сигна- лов [7]. Тестирование проводилось при двух режимах: установке ампли- туды выходного напряжения уси- лителя мощности, равной 10 В (раз- мах 20 В) (рис. 22) и 18 В (размах 36 В) (рис. 23) при трёх частотах: 20 Гц, 1 кГц и 20 кГц. Если сигнал синусоидален, то при амплитуде U Амп = 10 В и разма- хе 20 В («Vpp(1) = 20.0V», рис. 22) дей- ствующее значение U Д (U RMS ) = U Амп ≈ U Амп × 0,7071 = 10 В × 0,7071 = 7,071 В («Vrms(1) = 7.07V», рис. 22). При ампли- туде U Амп = 18 В и размахе 36 В («Vpp(1) = 36.0V», рис. 23) действующее значе- ние U Д (U RMS ) = U Амп ≈ U Амп × 0,7071 = = 18 В × 0,7071 = 12,72 В («Vrms(1) = 12.7V», рис. 23). Таким образом, сину- соидальность выходных сигналов уси- лителя мощности была подтверждена снятыми осциллограммами. Выходная мощность усилителя P, как известно, может быть рассчита- на по формуле: P = U 2 /R, где U – выход- ное напряжение, R – сопротивление нагрузки. Если U Амп = 10 В, а R = 4 Ом, то максимальная мгновенная мощность составит P МГН = (10 В) 2 / 4 Ом = 25 Вт, а действующее значение мощности составит P RMS = (V RMS ) 2 / 4 Ом = (U Амп ) 2 / 4 Ом = [(10 В) 2 /2]/ 4 Ом = 50 В / 4 Ом = = 12,5 Вт. Аналогично, как нетрудно подсчитать, при U Амп = 18 В, P МГН = 81 Вт, а P RMS = 40,5 Вт. Для справки: предель- ная синусоидальная мощность, напри- мер, акустической системы (АС) «35АС- 016» по паспорту составляет P RMS = = 35 Вт, так что усилитель её перекры- вает по мощности. Кроме того, при вос- произведении фонограммы (звукового файла) выходная мощность прибли- зительно в 1,5–2 раза меньше сину- соидальной; но даже при установке регулятора громкости на 2/3 от макси- мальной, если подобная АС находится в комнате, то уже начинают дрожать стекла на окнах, и от такой громкости можно просто оглохнуть… Далее была проведена проверка пере- ходной характеристики усилителя мощности. Для этого к предваритель- ному усилителю был подключён пре- образователь синусоидального сигнала в прямоугольный меандр, а к нему – генератор синусоидальных сигналов, т.е. подключение было организовано так же, как и для проверки переход- ной характеристики предварительно- го усилителя (оно описано выше). Оба выхода предварительного усилителя (OutА– и OutА+), а также нагрузочный резистор номиналом 3,9 Ом были под- ключены к усилителю мощности. На генераторе была установлена часто- та 30 кГц, а к нагрузочному резисто- ру был подключён один канал двух- канального цифрового осциллографа с открытыми входами (режим DC). Результаты тестирования (рис. 24) показали, что переходная характери- стика усилителя мощности имеет поч- ти прямоугольную форму (рис. 24а) и на фронтах и срезах не содержит ника- ких выбросов с последующей затухаю- щей осцилляцией (как на рис. 24б, где в ОС стоят рекомендуемые производи- Рис. 21. Переходные характеристики предварительного усилителя: а) выход- ные сигналы инвертирующего (жёл- тый) и неинвертирующего (бирюзовый) ОУ, б) фронты входного (жёлтый) и выходного (бирюзовый) сигналов не- инвертирующего ОУ, в) срезы входного (жёлтый) и выходного (бирюзовый) сиг- налов неинвертирующего ОУ, г) фронты входного (жёлтый) и выходного (бирю- зовый) сигналов неинвертирующего ОУ без конденсатора в ОС, д) срезы входно- го и выходного сигналов неинвертирую- щего ОУ без конденсатора в ОС а) б) в) г) д)