Наличне в усилителе паразитных колебаний, частоты которых выше верхней рабочей частоты

неискаженный сигнал сигнал с искажением

Проверка основных параметров УЗЧ

Чувствительность УЗЧ. Под чувствительностью УЗЧ понимается минимальный уровень входного сигнала, обеспечивающий номинальную входную мощность при максимальном усилении.

Для ее измерения ко входу усилителя подключают ГЗЧ и милливольтметр (рис. 4.9, а), к выходу усилителя - нагрузку, параллельно которой подключается вольтметр. Регулятор громкости усилителя устанавливают в положение максимального усиления, регуляторы тембра в положение 0 дБ. На ГЗЧ устанавливают частоту 1000 Гц, и выходное напряжение несколько ниже ожидаемой чувствительности (величину контролируют вольтметром). Затем постепенно увеличивают напряжение на выходе генератора до момента, когда напряжение на нагрузке достигнет величины, соответствующей номинальной мощности

(t/вых. =л/р«омЯи). Значение напряжения на выходе генератора и будет равно чувствительности для данного входа усилителя. Аналогично проверяется чувствительность других входов усилителя. При заниженной чувствительности усилителя необходимо проверить величину напряжения питания схемы усилителя, а затем чувствительность отдельных его блоков и каскадов, начиная с выходного, до выявления каскада, со входа которого чувствительность занижена. В этом каскаде тщательно проверяют режим питания усилительного элемента, цепи отрицательной обратной связи, заменяют конденсаторы, включенные параллельно сопротивлению нагрузки эмиттера, элементы, определяющие коэффициент усиления каскада (особенно если каскад собран на микросхеме), и коэффициент усиления активного элемента (транзистора или микросхемы). При отсутствии возможности измерять усилительные свойства транзистора или микросхемы последние заменяют, подбирая элемент с необходимым усилением.

В многокаскадных усилителях поиск неисправности целесообразно начать с проверки чувствительности усилителя мощности, а при заниженной величине - с отдельных его каскадов и т. д.

При завышенной чувствительности усилителя может возникнуть самовозбуждение или подвозбуждение, из-за паразитной обратной связи между проводами измерительных приборов. При этом необходимо очень тщательно экранировать входные и выходные провода усилителя.

Проверка выходной мощности усилителя производится аналогично проверке чувствительности. На вход усилителя подается сигнал напряжением, равным чувствительности данного входа, и измеряется напряжение на нагрузке. Величина номинальной выходной мощности определяется из выражения Яаых=и1ых/Яи- При выходной мощности, оказавшейся ниже номинальной, проверяют чувствительность отдельных блоков аналогично предыдущему измерению.

Проверка АЧХ усилителя 34. АЧХ - это зависимость коэффициента уси-

ления от частоты. Для этого ко входу УЗЧ присоединяют генератор 34, а параллельно нагрузке - вольтметр (см. рис. 4.9). Регулятор громкости усилителя устанавливают в положение максимального усиления, а регуляторы тембра в положение ОдБ. Напряжение сигнала на входе усилителя устанавливают равным чувствительности данного входа и все время его величину поддерживают неизменной. Изменяя частоту генератора от нижней до верхней, измеряют напряжение на нагрузке и определяют коэффициент усиления

Kf = £/вых /Vex-

Данные измерений и расчетов записывают и по ним строят график АЧХ (рис. 4.11, а) обычно в логарифмическом масштабе. На графике наглядно видна неравномерность характеристики, которая должна находиться в определенных пределах в зависимости от класса усилителя. В технических характеристиках неравномерность частотой характеристики чаще задается в деци-

в

+2 О

-2 -4

/о

wo /ооо юооо qf to ~/од mo lodoo Ттод %

Рис. 4.11. Амплитудно-частотная характеристика УЗЧ: о - зависимость К от частоты; б - зависимость частотных искажении от частоты.

беллах. Для ее построения по вертикальной оси характеристики откладывают значение коэффициента частотных искажений в децибеллах М = 20\g/ К\ъКци))1 /Ко, где Ко и Ki - коэффициенты усиления по напряжению соответственно на частоте 1000 Гц и на испытываемой частоте / (рис. 4.11,6). Коэффициент частотных искажений М показывает, на сколько децибел усиление на данной частоте отличается от усиления на частоте 1000 Гц.

Аналогично проверяется идентичность стереоканалов, действие тембра и тонкомпенсации в децибеллах, фиксируя каждый раз АЧХ усилителя. Но эти проверки можно производить и на отдельных частотах. Действие тонкомпенсации вычисляется на заданных верхней и нижней частотах и определяется как отношение коэффициента усиления на этих частотах к коэффициенту усиления на частоте 1000 Гц: М = 201 g [К,ь(KfH)] /Ко. Аналогично определяется действие регуляторов тембра на нижней /„, средней /ср и /в верхней частотах в зависимости от количества регуляторов. Рассогласование усиления стереоканалов в усилителях в зависимости от частоты также можно измерять на указанных частотах или на частотах 250, 6300 и 10000 Гц. Проверка нелинейных искажений

Нелинейные искажения - это появление в выходном сигнале УЗЧ спектральных составляющих (гармоник), отсутствующих во входном сигнале. Причиной этих искажений является нелинейность вольт-амперных характеристик усилительных элементов (транзисторов, микросхем). От величины нелинейных искажений значительно зависит качество работы УЗЧ («естественность» звучания). К параметрам, характеризующим величину нелинейных искаже-

ний, относят коэффициент гармоник (К?) и коэффициент интермодуляционных искажений (/Сим)- Причем величина /(им в большей степени определяет качество работы УЗЧ. В высококлассных усилителях величины Кг и К«н достигают тысячных долей процента.

Для измерения Кг приборы подключают согласно структурной схеме (см. рис. 4.9). Значение Кг проверяют на разных частотах (указанных в технических характеристиках УЗЧ) при номинальной мощности сигнала на выходе.

На вход УЗЧ подают сигнал с ЗГЧ напряжением, равным чувствительности данного входа. Параллельно нагрузке подключают измеритель нелинейных искажений. Генератор 34 должен иметь собственный Кг хотя бы в 10 раз ниже ожидаемого значения Кг усилителя.

Для измерения коэффициента интермодуляционных искажений на вход

Рис 4 12. Осциллограммы сигналов иа вы- Рис. 4.13. Амплитудная характеристика УЗЧ. ходе УЗЧ:

а - схема симметрична, 6. в - схема несимметрична

УЗЧ подают два напряжения нижней f„ и верхней /в частоты с соотношением частот 4:1 и суммарным напряжением, равным номинальному, к выходу подключают анализатор спектра. Частоты могут быть любые, но рекомендуется выбирать выше на /з октавы нижней границы диапазона воспроизводимых частот, а /г изменяют от б/i до верхней границы.

Величину коэффициента интермодуляционных искажений вычисляют из выражения:

„ У(У;,+/, + И,. - Vuf + {У,,+ч, + У,.-у,?+ (Vh+h-ч, + Уь-ц?

Лим - -7~,---1---

где U\ -напряжение на соответствующей частоте, измеренное анализатором спектра.

При завышенных значениях Кг и Ким тщательно проверяют и устанавливают указанные на схеме режимы транзисторов по постоянному и переменному току (начиная с выходных); подбирают и устанавливают выходные, предвыходные транзисторы с одинаковым коэффициентом передачи тока; проверяют и подбирают элементы цепей отрицательных обратных связей;

проверяют амплитудную характеристику усилителя, а по ней возможные уровни входных сигналов. Для более точного определения каскадов, вносящих завышенные нелинейные искажения, можно проверить коэффициент гармоник отдельно предварительного усилителя и усилителя мощности. После ремонта и регулировки УЗЧ производят проверку симметрии схемы УЗЧ. Для этого на его вход подают сигнал частотой 1000 Гц, напряжением, равным чувствительности устройства, параллельно нагрузке подключают осциллограф, регулятор громкости устанавливается в положение максимального усиления. Делителем входного сигнала осциллографа добиваются размера осциллограммы, примерно равного половине высоты экрана. Затем увеличивают напряжение на входе усилителя до появления ограничения сигнала на его выходе (наблюдая форму сигнала на экране осциллографа). Если ограничение наступает у обоих полупериодов одновременно (рис. 4.12, а), значит, схема симметрична, а если не одновременно (рис. 4.12, б, в), то она не симметрична. В последнем случае проверить равенство напряжений питания обоих плеч усилителя мощности, режимы усилительных элементов, коэффициенты передачи тока выходных, предвыходных транзисторов обоих плеч (должны быть равны).

Для проверки уровня собственного шума УЗЧ параллельно его входу при отключенном источнике сигнала подключают резистор сопротивлением, равным входному сопротивлению усилителя. Регулятор громкости устанавливают в положение максимального усиления, регуляторы тембра - в положение «широкая полоса». Параллельно нагрузке подключают электронный вольтметр или осциллограф и измеряют напряжение шума. Напряжение собственного шума должно иметь равномерный характер. При наличии внешних помех или возбуждения шумы носят импульсный характер. Уровень собственных шумов усилителя определяют отношением напряжения на выходе усилителя при номинальной мощности (сигнал подан на вход) к напряжению шума.

Это отношение выражают в децибелах.

Шумы есть в любом усилителе.

Это результат случайных, чаще тепловых, процессов, происходящих в усилительных элементах, резисторах и т. п.

При завышенном уровне шумов следует заменить транзистор, микросхему первого каскада на экземпляр с более низким уровнем шума, а шум первого каскада усиливается всеми остальными каскадами. Транзисторы «шумят» тем сильнее, чем больше напряжение на коллекторе и ток коллектора. Поэтому, по возможности, надо обеспечить облегченный режим работы усилительного элемента, но при этом сохранив необходимый коэффициент усиления каскада. Шум зависит и от обратного тока коллектора транзистора. Надо, чтобы он не превышал нормы для данного транзистора.

Измерение уровня фона производится аналогично измерению уровня шума, только напряжение фона на выходе усилителя производится с помощью анализатора гармоник, который позволяет выделить и измерить амплитуды составляющих фона, что позволяет легче определить возможный источник его. Для простых проверок напряжение фона можно измерить осциллографом, и в случае плохой фильтрации выпрямленного напряжения на экране будут видны синусоиды частотой 50 или 100 Гц.

Причинами завышенного уровня фона является: повышенный уровень пульсаций напряжения питания, плохая экранировка проводов входных цепей, обрыв заземления экранов, нарушен монтаж, взаимное расположение жгутов, проводов усилителя, неудачно вкбраны точки присоединения с корпусом проводов питания, соединения громкоговорителей и др.

Амплитудная характеристика - это зависимость напряжения на выходе усилителя от напряжения на его входе. Ее определяют на средней частоте (1000 Гц). На вход УЗЧ подается сингал от генератора 34 минимально

возможным напряжением (при котором напряжение на выходе примерно в 1,5 раза выше уровня шумов). Регулятор громкости устанавливается в положение максимального усиления. Измеряют и записывают напряжение на выходе УЗЧ. Затем постепенно увеличивают напряжение на входе (измеряют напряжение на выходе) до тех пор, пока напряжение на выходе перестает увеличиваться. По полученным данным строят амплитудную характеристику (рис. 4.13). Желательно, чтобы характеристика была как можно ближе к линейной. Для УЗЧ широкого применения допускаются небольшие отклонения от линейности.

Пользуясь амплитудной характеристикой, можно определить динамический диапазон УЗЧ: Ду = (Лх.макс./£/вх.шш., где £/Вх.макс.- максимальное входное напряжение, при котором нелинейные искажения не превышают указанных в технических характеристиках. Динамический диапазон выражают

Генератор 341

Г/енератор\

l 3Vi j-

УЗЧ

канал провбш

УЗЧ канал леВый

\Волбтметр\

Нагрузка

f/агрузка

м&гбтметр

Рис. 4.14. Структурная схема измерения переходного затухания.

в децибелах. Одним из важных параметров стереофонических УЗЧ является переходное затухание между каналами (отношение полезного сингала к сигналу, проникающему из другого канала).

Для измерения переходного затухания (рис. 4.14) сигнал частотой 1000 Гц и напряжением, обеспечивающим номинальную выходную мощность, подают на вход одного правого (или левого) канала. Вольтметром измеряют напряжение на выходе правого (7Вых./ и левого (/вых. г канала. Отношение напряжения на выходе канала, к которому приложен сигнал £/Вых./, к выходному напряжению канала, к которому не приложен сигнал ((/ВЫх.г). выраженное в децибелах, и является переходным затуханием между каналами, т. е. А = 201е((/ВЫх /U,г) (дБ).BV

Причины самовозбуждения - паразитные положительные обратные связи между выходными и входными цепями усилителя, отдельных его каскадов, которые возникают из-за: изменения заводского монтажа, изменения взаимного расположения проводов входных и выходных цепей, изменения места контакта или отсутствия соединения с корпусом экранов проводов входных цепей, паразитной электромеханической связи громкоговорителя со входом усилителя. К возбуждению усилителя приводят также неисправности в цепях отрицательной обратной связи, неисправности усилительных элементов (внутренние паразитные обратные связи), низкий или чрезмерно высокий коэффициент усиления транзисторов, микросхем. На низких частотах источником возбуждения может быть наличие паразитной обратной связи через общий источник питания (рокот на низкой частоте, как шум моторной лодки); устраняется обычно заменой конденсаторов фильтров или увеличением их емкости.

Самовозбуждение может возникнуть и на ультразвуковых частотах, которые мы не слышим, но это вызывает ухудшение качества звучания.

При самовозбуждении отыскание неисправности можно начать с определения самовозбуждающего каскада. Для этого вход усилителя замыкается по переменному току (например, параллельно входу включается конденсатор), а затем выход каждого каскада (начиная со входного) через конденсатор небольшой емкости соединяется с корпусом (общим проводом).

Если при этом самовозбуждение исчезает или изменяется его тон, то вероятным источником является этот каскад. Можно поочередно отключать питание от каскадов усилителя, начиная с первого, или прикоснуться пальцем к корпусам транзисторов, микросхем, и если при этом изменяется тон звука, то этот элемент неисправен. В неисправном каскаде проверяют режим работы усилительного элемента, элементы обратных связей, монтаж или заменяют усилительный элемент.

4.6. Неисправности магнитофона

в режиме «Воспроизведение»

Возможны следующие неисправности: отсутствие воспроизведения; малый уровень сигнала при воспроизведении; малый уровень высших частот сигнала; большие искажения сигнала; повышенный шум и уровень фона; прослушивается запись с соседней дорожки;

нет воспроизведения по одному из каналов стереомагнитофона.

Прежде чем приступить к поиску неисправности, необходимо абсолютно быть уверенным в хорошем качестве фонограммы, записанной на ленте, и убедиться в нормальной работе блока питания, т. е. чтобы напряжение, поступающее к элементам схемы, соответствовало указанным на схеме.

В режиме «Воспроизведение» звуковой сигнал проходит последовательно путь от источника - магнитной головки (воспроизводящей или универсальной) через коммутирующую цепь, универсальный усилитель (или усилитель воспроизведения) с корректирующими цепями и дальше на оконечный усилитель звуковой частоты с регулятором громкости, тембра и акустической системой. В магнитофоне-приставке сигнал поступает на линейный выход.

Неисправность в любом из каскадов перечисленных блоков окажет влияние на качество воспроизведения.

Причиной отсутствия воспроизведения может быть обрыв в последовательной цепи при прохождении сигнала от магнитной головки до акустической системы. Ремонт, как обычно, начинают с тщательного внешнего осмотра плат, проводников, контактов и т. д. Если это не дало положительного ре: зультата, то лучше воспользоваться методом промежуточных измерений (на прохождение звукового сигнала).

Для этого регулятор громкости магнитофона установить в положение «Максимум», параллельно громкоговорителю (или эквивалентному сопротивлению нагрузки), подключить вольтметр. Наличие выходного сигнала можно контролировать и громкоговорителем. Сигнал с генератора звуковой частоты через разделительный конденсатор 0,1 мкФ нужно подать поочередно на входы каскадов: базы транзисторов, соответствующие выводы микросхем, начиная с выходного. Частота сигнала генератора 400 или 1000 Гц, величина выходного напряжения равна чувствительности каскада или усилителя (обычно указана на схеме). Если каскад исправен, то сигнал проходит на выход и в громкоговорителе слышен звук подводимой частоты или вольтметр покажет выходное напряжение.