Материал: МРБ 1109.(1986).[doc]

Налаживание шумоподавителя состоит в проверке правильности монтажа. Для работы устройства необходим стабилизированный двухполярный источник питания напряжением ±15 В и током не менее 15 мА. Порог шумоподавле­ния устанавливают при подаче на вход сигнала частотой 1 кГц и уровнем около 8 мВ ( — 40 дБ относительно 0,8 В). Движок резистора R4 должен на­ходиться в таком положении, чтобы при входном сигнале уровнем — 40 дБ напряжение на выходе было равно нулю, а при увеличении входного сигнала на 3 дБ напряжение на выходе шумоподавителя появлялось.

Коэффициент передачи на частоте 1 кГц....... 15 дБ

Пределы регулирования тембра на частоте, Гц:

100................. ±12 дБ

10000................ ±13 дБ

Перегрузочная способность (относительно уровня 12 дБ), не

менее................. 10 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20... 20 000 Гц, не

более................. 0,1%

Отношение сигнал-шум (невзвешенное), не менее . . . . 70 дБ

Входное сопротивление............ 100 кОм

Выходное сопротивление........... 1 кОм

Напряжение питания............ ±15 В

Ток потребления............. 10 мА

Такой активный регулятор тембра с RC мостом в цепи ООС (рис. 47), не­смотря на простоту, обеспечивает достаточную глубину изменения АЧХ усили­теля в области низших и высших частот. Пределы регулировки АЧХ на часто­тах 50 Гц и 15 кГц составляют около ±16 дБ. Наличие ОУ DA1 позволяет по­лучить коэффициент передачи напряжения регулятора больше единицы. В поло­жении максимального подъема АЧХ в области низших и высших частот (ре­зисторы R5 и R3 в крайнем левом по ехеме положении) АЧХ на частотая 350 Гц и 1,5 кГц имеет подъем на 3 дБ. Для обеспечения приведенных характе­ристик внутреннее сопротивление источника входного сигнала должно быть не более 1 кОм.

Рис. 47. Принципиальная схема регулятора тембра на ОУ 153УД2

Регулятор смонтирован на унифицированной монтажной плате методом объ­емного монтажа. Резисторы R3, R5 могут быть любого типа с линейной зависимостью (типа А), остальные — МЛТ-0,25, конденсаторы — КМб. Кроме микро­схемы К153УД2 можно использовать К153УД1, К140УД7, К140УД8 и другие Q соответствующими цепями коррекции.

Для питания темброблока можно использовать любой стабилизированный Двухполярный источник напряжения ±15 В, обеспечивающий ток в нагрузке не менее 20 мА. Перед настройкой проверяют правильность монтажа схемы. Затем подбором конденсаторов С5 и С6 устраняют возможное самовозбуждение узла при крайних положениях регуляторов тембра.

Регулятор тембра с использованием переключателя типа П2К. Как уже от­мечалось, усилитель, построенный на дискретных компонентах, использующих схемотехнику ОУ, можно с успехом использовать для построения различных уз-лов звукового усилителя. В качестве примера здесь показано применение усили­тельного модуля в регуляторе тембра.

Регулятор тембра, рис. 48, имеет следующие основные технические характе­ристики:

Номинальное входное напряжение......... 0,8 В

Коэффициент передачи на частоте 1 кГц....... 1

Пределы регулирования тембра на частоте, Гц:

100................. ±12 дБ

10000................ ±12 дБ

Перегрузочная способность (относительно уровня 12 дБ), не менее 10 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20...20 000 Гц, не более 0,05%

Отношение сигнал-шум (невзвешенное), не менее .... 70 дБ

Входное сопротивление ............ 47 кОм

Выходное сопротивление........... 1 кОм

Напряжение питания........... . ±15 В

Ток потребления.............. 20 мА

Схема модуля А1 (рис. 49,а) аналогична использованной в корректоре (рис. 27). Транзисторы VT1 и VT4 образуют дифференциальную пару, в эмиттерную цепь которых включен стабилизатор тока на транзисторе VT3. Такое построение позволяет получить хорошую изоляцию входного каскада от источника питания и эксплуатировать транзисторы VT1 и VT4 в их оптимальной малошумящей области. Применением активной нагрузки (транзистор VT2) достигается боль­шое усиление входного каскада. Эмиттерный повторитель (транзистор VT5) со­гласует входной и выходной каскады. Выходной каскад (транзистор VT6) рабо­тает в режиме А на активную нагрузку, являющуюся стабилизатором тока (транзистор VT7). Это обеспечивает максимальное усиление и улучшает линейность выходного каскада. Работа регулятора тембра с использованием этого усилительного модуля поясняется упрощенной схемой, приведенной на рис. 49,6.

Рис. 48. Принципи­альная схема регу­лятора тембра о использованием пе­реключателя типа П2К

Как видно из рисунка, устройство представляет собой усилитель, охвачен­ный параллельной ООС. Одна цепь обратной связи включена между инверти­рующим входом С и общим проводом, другая — между выходом В и входом С. Отношение сопротивлений этих участков определяет усиление схемы по перемен­ному току. Поскольку компоненты цепи обратной связи построены на реактив­ных элементах, то АЧХ усилителя оказывается частотно-зависимой. Изменяя но­миналы реактивных элементов, можно легко управлять подъемом или спадом усиления на низких и высоких звуковых частотах. Полная схема регулятора тембра показана на рис. 48. Подсоединяя переключателями SB1 («Низкие») и SB2 («Высокие») различные RC цепи в цепь обратной связи, можно регулиро­вать усиление модуля и тем самым корректировать АЧХ усилителя.

Элементы RC -цепей выбраны таким образом, чтобы шаг регулирования со­ставлял 4 дБ с максимальным пределом регулирования ±12 дБ. Если кнопки SB1 и SB2 отжаты, усиление темброблока определяется номиналами элементов R7, С7, R14, С14 (R1, С1 и R2, С2 на рис. 49,6) и равно примерно 10. При этом АЧХ усилителя равномерна в рабочем диапазоне частот. Регулятор R15 позволяет согласовать выход регулятора тембра (по уровню) с входом усилителя мощ­ности.

Рис. 49. Принципиальная схема усилительного модуля А1 (а) и упрощенная схе­ма регулятора тембра (б)

Два канала регулятора тембра собраны на печатных платах, показанных на рис. 50 — 52. На рис. 60 приведены печатная плата усилительного модуля. Для стереофонического усилителя необходимо изготовить два таких модуля. При монтаже узла использованы резисторы МЛТ-0,25, конденсаторы КМ-5, КМ-6 и К50-6. В качестве переключателей SB1 и SB2 применены два блока коммутато­ров П2К (каждый из шести переключателей) с зависимой фиксацией, установ­ленных с шагом 15 мм.

После распайки всех элементов собирают узел регулировки тембра. Платы с усилительными модулями устанавливают взаимно перпендикулярно на плате (рис. 52) со стороны элементов и соединяют соответствующие точки одножильным проводом ММ или МШВ диаметром 0,8... 1 мм. Платы с кнопками (рис. 51 и рис. 52) располагают параллельно на расстоянии примерно 50... 60 мм (в зависимости от конструкции всего усилителя) и соединяют таким же прово­дом одноименные точки 1 — 6.

Как правило, при исправных деталях и правильно выполненном монтаже, темброблок работает без настройки. При необходимости резистором R15 можно установить желаемый уровень сигнала на выходе. Для питания узла можно использовать любой стабилизированный двухполярный источник напряжением ±15 B, обеспечивающий ток в нагрузке не менее 20 мА.

Рис. 50. Печатная (а) и монтажная (б) платы усилительного модуля

Простой пятиполосный эквалайзер на двух ОУ К153УД2 с минимальным числом компонентов. Обычные двухполосные регуляторы тембра не позволяют выделить или лодавить узкую полосу частот. Кроме того, обычно точки регули­ровки высоких и низких частот в таких регуляторах берутея вблизи Г2 кГц и 60 Гц, что не позволяет эффективно влиять иа область частот от 200 Гц до 5 кГц. Значительно большие возможности у многополосных регуляторов тембра или эквалайзеров («выравнивателей» частотной характеристики). Как правило, эквалайзеры строят по принципу разделения всей полосы пропускаемых частот на несколько (от четырех до 30) полос на базе совокупности активных узко-полосных фильтров, сигнал с выхода которых объединяет суммирующий усили-тель. Это обусловливает относительно высокие затраты, так как для качествен­ных фильтров необходимы высокоточные компоненты.

Рис. 51. Печатная (а) и монтажная (б) платы высокочастотного модуля регуля­тора тембра

На рис. 53 показана схема простого эквалайзера, имеющего при небольшом количестве элементов довольно высокие качественные показатели. Уменьшение количества элементов достигается тем, что в цепь обратной связи обычного двухполосного регулятора тембра на ОУ DA2 включены дополнительно три RC цепи с частотно-избирательными свойствами. Области частот, в которых ре­гулируется АЧХ, определяются параметрами RC цепей, включенных в петлю ООС, охватывающей ОУ DA2.

Он имеет следующие оеновные технические характеристики:

Номинальное входное напряжение....... 0,2 В

Количество частот регулирования....... 5

Частоты регулирования.......... 40, 200, 1000,

4500, 16000 Гц

Пределы регулирования АЧХ........ ±15 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20 ... 20 000 Гц 0,1%

Перегрузочная способность, не менее ...... 10 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)...... 70 дБ

Входное сопротивление.......... 30 кОм

Выходное сопротивление.......... 1 кОм

Напряжение питания....... .... ±15 В

Ток потребления............ 30 мА

Рис. 52. Печатная (а) и монтажная (б) платы низкочастотного модуля регулятора тембра

При перемещении движков переменных резисторов R6, R13, R18, R23 а R27 вверх (по схеме) усиление этого каскада на частотах регулирования умень­шается, при перемещении вниз — возрастает. При этом глубина регулирования АЧХ на частотах 40, 200, 1000, 4500 и 16000 Гц составляет примерно ±15 дБ. Для работы регулятора на ОУ DA2 необходим источник сигнала с небольшим выходным сопротивлением (не более 1 кОм). Если источник сигнала высоко-омный, включают каскад на ОУ DA1. Необходимое напряжение на его выход! устанавливают подстроечным резистором R8.

Рис. 53. Принципиальная схема пятиполосного эквалайзера на двух ОУ К153УД2

На печатной плате (рис. 54,а) собирают два канала эквалайзера. Резис­торы и конденсаторы, используемые в регуляторе, должны быть подобраны с точностью не хуже ±10%. Больший допуск ухудшит характеристики регуля­тора, не влияя на стабильность его работы. Микросхемы DA1 и DA2 — лю­бые ОУ общего применения с соответствующими цепями коррекции, например, К153УД1, К153УДЗ, К140УД7, К140УД8. Разводка печатной платы допускает включение микросхем К153УД1, К153УДЗ со своими цепями коррекции.

Рис. 54. Печатная (а) и монтажная (б) платы пятиполосного эквалайзера на двух ОУ КД53УД2

Для питания эквалайзера следует использовать любой стабилизированный двухяолярный источник напряжением ±15 В, обеспечивающий ток в нагрузке не менее 30 мА. При исправных деталях достаточно проверить правильность монтажа. Подстройкой резистора R8 устанавливают необходимое выходное на­пряжение.

Пятиполосный эквалайзер на базе синтезированного последовательного контура с использованием ОУ К153УД2 (рис. 57). Он имеет следующие основ­ные технические характеристики;

Номинальное входное напряжение...... 0,8 В

Количество частот регулирования....... 5

Частоты регулирования .......... 50, 200, 800,

3200, 12800 Гц

Пределы регулирования АЧХ........ ±12 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20 ... 20 000 Гц,

не более..............0,1%

Перегрузочная способность, не менее . . . . . . 10 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)...... 70 дБ

Входное сопротивление........., 10 кОм

Выходное сопротивление........ , 1 кОм

Напряжение питания........... ±15 В

Ток потребления............ 100 мА

Часто для построения многополосных эквалайзеров находят применение регуляторы с LCR-элементами (рис. 55), с помощью которых АЧХ изменяют на нескольких участках частотного диапазона. Основная трудность при их реали­зации заключается в изготовлении индуктивностей без использования громозд­ких и создающих значительные наводки дросселей. Однако использование ОУ позволяет довольно просто решить эту задачу. На рис. 56,а приведена схема простейшего гиратора — каскада, имеющего индуктивную входную проводимость, Его эквивалентная схема изображена на рис. 56,6,

Рис. 55. Структурная схема регулято­ра тембра с LCR элементами

Рис. 56. Схема гиратора (а) и его эквивалентная схема (б)

Напряжение сигнала U_c с выхода повторителя на ОУ DA1 через конденса­тор С1 поступает на второе плечо — резистор R1. С повышением частоты пе­редаваемое через конденсатор С1 напряжение возрастает, а разность потен­циалов на концах резистора R1 падает. Поэтому ток, отбираемый от источника U₀ через резистор R1, уменьшается с ростом частоты и отстает по фазе от Uс (ф->п/2 при w->оо). Это условие обеспечивает индуктивный характер вход­ной проводимости. Эквивалентная индуктивность L₈ определяется выражением-L_э = C1 R1 R2.

Полная входная проводимость каскада g_вх=1/(R1 + R2+ jwRl R2C1).

Включив последовательно с входом гиратора конденсатор С_х, можно получить последовательный резонансный контур, частота настройки которого регулиру­ется изменением емкостей С_х и С1.

Практическая схема пятиполосного эквалайзера, построенного на базе син­тезированного последовательного контура, с использованием ОУ К153УД2 приведена на рис. 57. Входной сигнал поступает на двойной симметричный дифференциальный каскад (на транзисторах VT1, VT2 и ОУ DA6), охваченный гальванической обратной связью, что способствует стабилизации режима каска­дов по постоянному току. Пять активных полосовых фильтров, эквивалентных избирательным последовательным контурам, придают обратной связи частотно-зависимый характер.

Рассмотрим работу одного фильтра. Допустим, что движок переменного ре­зистора R4 находится в нижнем по схеме положении, при котором в цепи об­ратной связи образуется делитель напряжения, состоящий из R20 и C1, (R1 + 3-R2), L_1Э = C2RlR2. На резонансной частоте контура fp=l/(2n\/L_1ЭC1) его сопротивление и глубина ООС минимальны, а коэффициент усиления максима­лен. В верхнем положении движка резистора R4 контур шунтирует входную цепь первого каскада, из-за чего при резонансе АЧХ приобретает провал на частоте f_Р, а в промежуточном положении потенциометра R4 АЧХ становится плоской. Остальные фильтры действуют аналогично. В данном регуляторе ре­зонансные частоты контуров сдвинуты между собой на четыре октавы и равны 50, 200, 800, 3200 и 12800 Гц, а глубина регулировки достигает ±12 дБ. Для улучшения отношения сигнал — шум входной дифференциальный каскад выпол­нен на малошумящих транзисторах КТЗ102Д. Цепь R19, С16 устраняет са­мовозбуждение каскада на высоких частотах.