Материал: МРБ 1109.(1986).[doc]

Основная проблема при создании корректора на микросхеме типа К548УН1 сводится к выбору цепи ООС, позволяющей вписаться в стандартную частотную характеристику записи, и к выбору режима работы схемы, при ко­тором достигается большой динамический диапазон входных сигналов при ми­нимальном коэффициенте гармоник.

Конструктивно описываемый корректор размещен на одной печатной плате размерами 50X50 мм. Расположение токопроводящих дорожек и размещение деталей на плате показано на рис. 18.

В устройстве применены конденсаторы К.М-5, К50-6, резисторы МЛТ-0,125. Резисторы и конденсаторы цепи частотной коррекции должны иметь разброс не более 2%, что позволит сформировать АЧХ усилителя, отличающуюся от стандартной не более чем ±1 дБ. Остальные элементы могут иметь разброс ±10%.

Для питания корректора при налаживании необходим стабилизированный источник, обеспечивающий при напряжении 24 В ток не менее 20 мА. При исправных элементах и правильно выполненном монтаже устройство в настройке не нуждается. На частоте 1 кГц коэффициент гармоник каждого корректора не превышает 0,05 ... 0,06%.

Корректор на ОУ К153УД2. Операционные усилители общего применения могут быть использованы для создания предварительных усилителей 34, в том числе и для построения на их базе корректоров. При этом по сравнению с предыдущей конструкцией ухудшается только отношение сигнал-шум, э остальные параметры могут быть даже улучшены. Корректор на ОУ имеет следующие основные технические характеристики:

Максимальное входное напряжение........ 120 мВ

Максимальное выходное напряжение........ 9,5 В

Перегрузочная способность, не менее........ 33,6 дБ

Коэффициент усиления на частоте 1 кГц....... 80

Отклонение АЧХ от стандартной......... ±0,5 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)....... 61 дБ

Коэффициент гармоник, не более......... 0,06%

Напряжение питания............ ±15 В

Ток потребления.............. 6 мА

Рис. 19. Принципиальная схема корректора на ОУ К153УД2

Принципиальная схема кор­ректора, построенного на ОУ К153УД2, приведена на рис. 19. Микросхема включена по схеме неинвертирующего усилителя с корректирующей цепочкой R3C3R4C4 в цепи ООС. Чтобы облегчить формирование АЧХ, резистор R3 составлен из двух резисторов, включенных последо­вательно, a R4 — соединенных па­раллельно. Входное сопротивление усилителя определяется практи­чески резистором R1. Конден­сатор С1, через который по­ступает сигнал на вход микросхемы DA1, вместе с резистором R1 об­разует фильтр нижних частот, ослабляющий нежелательные сигналы сверхниз­кой частоты, создаваемые механическими движущимися частями электрофона. Резистор R2 определяет коэффициент передачи корректора и позволяет при необходимости устанавливать необходимое усиление узла. При использовании деталей с номиналами, указанными на схеме, усиление корректора на часто­те 1000 Гц составляет 80 (38 дБ).

Устройство смонтировано на печатной плате (рис. 20). Конденсаторы фильтра в цепи питания (на схеме не показаны) КА1-5 емкостью 0,1 мкФ уста­новлены непосредственно в точках подключения источника питания.

Кроме ОУ К153УД2 можно применить микросхемы К.140УД7, К140УД8, К140УД6, К153УД1, К153УДЗ и т. п. без переделки печатной платы или с небольшими изменениями (включают соответствующие цепи коррекции).

Перед подключением корректора к источнику питания (двухполярный ста­билизированный с выходным напряжением ±15 В) необходимо проверить ис­правность элементов и правильность монтажа. При этих условиях узел практически не требует настройки. Если необходимо, то, подбирая сопротивление резистора R2, можно регулировать коэффициент передачи усилителя на ча­стоте 1000 Гц. Коэффициент гармоник корректора на частоте 1 кГц не дол­жен превышать 0,03%.

Рис. 20. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на ОУ К153УД2

Корректор на двух операционных усилителях К140УД7. Такой коррек­тор позволяет уменьшить шумы по сравнению с предыдущим корректором. Ос­новной недостаток корректора, выполненного на ОУ общего применения, по сравнению со специальными микросхемами, — повышенный уровень шума. Один из методов, позволяющих улучшить отношение сигнал-шум на 5... 10 дБ по сравнению с тем, что дает предыдущая конструкция, заключается в том, что сигнал с головки звукоснимателя сначала усиливается с уровня 2,5 примерно до 100 мВ, а уже затем корректируется.

Корректор имеет следующие основные технические характеристики:

Максимальное входное напряжение........ 150 мВ

Максимальное выходное напряжение...... 9,5 В

Перегрузочная способность, не менее .... .... 36 дБ

Коэффициент усиления на частоте 1 кГц....... 60

Отклонение АЧХ от стандартной......... ±1 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное) ....... 68 дБ

Коэффициент гармоник, не более......... 0,07%

Напряжение питания............ +24 В

Ток потребления.............. 15 мА

Рис. 21. Принципиальная схема корректора на двух ОУ К140УД7

Практическая реализация корректора представлена на рис. 21. Каждый канал корректора (на схеме показан один) выполнен на двух операционных усилителях DAI, DA2. Требование к шумовым характеристикам ОУ DA2 можег быть менее жестким. Входной каскад на микросхеме DA1 выполнен как ли­нейный усилитель с коэффициентом передачи примерно равным 25. Ограниче­ние усиления этого каскада позволяет сохранить ширину полосы пропускания и способность его к значительным перегрузкам. На микросхеме DA2 собран соб­ственно корректор. Устройство питают от однополярного стабилизированного источника питания с выходным напряжением 24 В. Фильтр R10C3C4 снижает влияние пульсаций источника питания.

Оба канала усилителя смонтированы на печатной плате, приведенной на рис. 22. Вместо ОУ К14ОУД7, приведенного на схеме, можно использовать практически любой ОУ общего применения с соответствующими цепями коррекции, например КНОУДб, К153УД2, К14ОУД8, и т. п. При этом необходи­мо ввести соответствующие изменения в печатную плату.

Перед монтажом необходимо проверить исправность элементов, а после их установки на печатной плате — правильность монтажа. При использовании элементов (R6, R7, С5, С6), имеющих класс точности не хуже 5%, кривая коррекции будет выдержана с точностью не хуже ±1 дБ. Если монтаж вы­полнен правильно, узел работает практически без настройки.

Рис. 22. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на двух ОУ К140УД7

Корректор на одном ОУ К140УД7 с малошумящим транзисторным каскадом на входе. В этом корректоре для уменьшения шума на входе установлен диф­ференциальный каскад на малошумящих транзисторах, чем достигается соче­тание простоты корректора на микросхеме с возможностью получения малого шума за счет использования такого входного каскада. Корректор имеет следу­ющие основные технические характеристики:

Максимальное входное напряжение ........ 120 мВ

Максимальное выходное напряжение . . . ... ... 9,5 В

Перегрузочная способность, не менее ........ 33 дБ

Коэффициент усиления на частоте 1 кГц....... 80

Отклонение АЧХ от стандартной......... ± 1 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)....... 66 дБ

Коэффициент гармоник, не более . . . ..... 0,08%

Напряжение питания............ ±15 В

Ток потребления............. . 10 мА

Практическая схема такого устройства приведена на рис. 23. Оно состоит из входного дифференциального каскада на транзисторах VT1 и VT2 и выход­ного каскада на микросхеме DA1. Для получения минимального шума вход­ного каскада коллекторный ток транзисторов VT1 и VT2 установлен минимальным, примерно 50 мкА. Конденсатор С2 обеспечивает стабильность рабо­ты корректора. Других особенностей корректор не имеет.

Рис. 23. Принципиальная схема корректора на ОУ КНОУД7 с дифференциальным каскадом на входе

На рис. 24,а показана печатная плата (со стороны токопроводящих доро­жек) двух каналов усилителя. Как и в предыдущих случаях, вместо микро­схемы К140УД7 можно применить ОУ, например К153УД1, К153УД2, К140УД6, К140УД8 и т. п. с соответствующими цепями коррекции.

Вид платы со стороны деталей изображен на рис. 24,6.

Проверив исправность элементов и правильность монтажа, плату можно подключать к источнику питания (двухполярному стабилизированному с выход­ным напряжением ±15 В). При желании, подбирая резистор R5, изменяют усиление корректора.

Рис. 24. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на ОУ К140УД7 с диф­ференциальным каскадом на входе

Высококачественный корректор на транзисторах. Можно заметно улучшить параметры корректора, несколько видоизменив схему простого корректора на двух транзисторах (см. рис. 15), подключив к его выходу двухтактный эмнт-терный повторитель. Принципиальная схема такого усилителя-корректора при­ведена на рис. 25. Он имеет следующие основные технические характеристики:

Максимальное входное напряжение........ 200 мВ

Максимальное выходное напряжение........ 8В

Перегрузочная способность, не менее........ 38 дБ

Коэффициент усиления на частоте 1 кГц....... 40

Отклонение АЧХ от стандартной . ......... ± 1 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)....... 66 дБ

Коэффициент гармоник, не более......... 0,02%

Напряжение питания............ 24 В

Ток потребления.............. 5 мА

Входной каскад этого усилителя для уменьшения шума выполнен на тран­зисторе КТ3107Л, работающем в режиме с малым током коллектора (около 100 мкА). Транзисторы VT1 и VT2 обеспечивают основное усиление; выход­ной каскад (VT3, VT4) уменьшает выходное сопротивление узла, ослабляя тем самым влияние нагрузки на АЧХ усилителя. Постоянная составляющая тока эмиттера транзистора VT1 используется для стабилизации режима работы выходного каскада.

Рис. 25. Принципиальная схема высококачественного корректора с минимальным числом компонентов

Амплитудно-частотная характеристика корректора формируется цепью ООС R3R8C4C7C8. Конденсатор С5 обеспечивает устойчивость работы устрой­ства. Резистор R16 позволяет установить необходимое выходное напряжение.

Печатная плата для двух каналов изображена на рис. 26. Транзисторы VT1, VT2 должны иметь достаточно высокий коэффициент передачи ток» (150... 200), a VT4 и VT3 — одинаковый. Помимо указанных на схеме можно применять (с некоторым ухудшением характеристик корректора) транзисторы типов КТ315Б, КТ361Б, КТ342В, КТ203, КТ208 и т. п., конденсаторы К50-6, КМ-4, КМ-5, КМ-6, резисторы МЛТ-0,25.

Для питания корректора во время налаживания необходим стабилизиро­ванный источник с выходным напряжением 24 В. Исправные элементы и пра­вильный монтаж узла позволяют использовать корректор практически без на­стройки. При желании установить более точно АЧХ корректора, необходимо подобрать элементы цепи коррекции (R3, R8, С4, С7, С8).

Рис. 26. Печатная (с) и монтажная (б) платы высококачественного корректора с минимальным числом компонентов

Корректор на дискретных элементах с использованием схемотехники ОУ. Из-за своеобразия частотной характеристики корректора для магнитной головки звукоснимателя, для сохранения достаточно высоких его характеристик тре­буется усилитель с большим коэффициентом усиления при разомкнутой цепи ООС. Применение ОУ в интегральном исполнении дает в целом хорошие ре­зультаты, но шумовые характеристики этих корректоров оказываются невысо­кими. Существуют различные способы решения этой проблемы, некоторые из которых уже были описаны. Наиболее высокие характеристики корректора уда­ется получить при выполнении его на дискретных элементах с использованием схемотехники ОУ. Описанный далее корректор имеет следующие основные тех­нические характеристики:

Максимальное входное напряжение...... . 100 мВ

Максимальное выходное напряжение........ 8В

Перегрузочная способность, не менее ........ 32 дБ

Коэффициент передачи на частоте 1 кГц....... 38 дБ

Отклонение АЧХ от стандартной......... ±1 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)....... 68 дБ

Коэффициент гармоник, не более......... 0,01%

Напряжение питания............ +15 В

Ток потребления.............. 10 мА

Входной каскад корректора (рис. 27) — дифференциальный усилитель на транзисторах VT2, VT4 — построен так же, как и ОУ. Для достижения боль­шого коэффициента усиления эмиттерные и коллекторная цепи питаются от источников тока на транзисторах VT1, VT3. Режимы транзисторов VT2, VT4 выбраны из условия получения минимального шума, для чего коллекторный ток каждого из них установлен примерно равным 100 мкА. Источник тока на транзисторе VT3 улучшает подавление фона и пульсаций источника питания. Для уменьшения нелинейных искажений усиление каскада выбрано максималь­но возможным, что достигается включением динамической нагрузки на тран­зисторе VT1 в коллекторную цепь VT2. Чтобы предотвратить перегрузку вход­ного каскада и увеличить его усиление, использован согласующий каскад нг транзисторе VT5. Для получения максимального усиления и увеличения ли­нейности в качестве нагрузки выходного каскада на транзисторе VT6 использу­ется источник тока (VT7).

Цепь коррекции состоит из элементов Rll, R12, С5, Сб. Резистор R13 и конденсатор С4 определяют частотную характеристику усилителя на частотах выше 50 кГц.

Каждый канал корректора смонтирован на отдельной печатной плате (рис. 28), Резистор R9 распаян со стороны токопроводящих дорожек на вы­водах конденсатора СЗ. Вместо указанных на схеме можно применять тран­зисторы и других типов, например, КТ315, КТ361, КТ209, КТ203 и т. п. Одна­ко технические характеристики корректора при этом несколько ухудшатся. Точность элементов цепи коррекции должна быть не хуже 5%.

Рис. 27. Принципиальная схема корректора на дискретных элементах по схемо­технике ОУ

При испытаниях усилителя следует использовать двухполярный стабилизи­рованный источник питания с выходным напряжением ±15 В. Если монтаж выполнен правильно и элементы исправны, устройство работает без настройки и обеспечивает приведенные характеристики.

Рис. 28. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на дискретных элемен­тах по схемотехнике ОУ

Высококачественный корректор на усилителе с параллельной обратной связью. Известно, что применение параллельной обратной связи по напряже­нию формирует источник напряжения (выходное полное сопротивление кото­рого близко к нулю). Это позволяет строить усилитель с хорошими нагрузоч­ными характеристиками. Следует отметить, что усилитель с параллельной ОС также имеет лучшую, по сравнению с последовательной, переходную характе­ристику. Корректоры, построенные на базе усилителей с параллельной ОС, при простых схемных решениях позволяют получить довольно высокие техни­ческие характеристики.

Высококачественный корректор на усилителе с параллельной обратной связью имеет следующие основные технические характеристики:

Максимальное входное напряжение . ....... 40 мВ

Максимальное выходное напряжение........ 4В

Перегрузочная способность .......... 24 дБ

Коэффициент усиления на частоте 1 кГц....... 100

Отклонение АЧХ от стандартной......... ±0,5 дБ

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

Коэффициент гармоник, не более ......... 0,01%

Напряжение питания............ ±15 В

Ток потребления.............. 10 мА

На рис. 29 приведена схема этого корректора. Он состоит из входного кас­када на транзисторах VT1 — VT3 и двухтактного выходного каскада (транзи­сторы VT4 — VT7), работающего в режиме А. Входной каскад для получения максимального усиления выполнен по каскодной схеме на транзисторах VT2, VT3, с источником тока на полевом транзис­торе VT1 в качестве его нагрузки. Усиление такого каскада на частоте 100 Гц составляет около 50 000, что дает возможность вводить глубокую ООС, умень­шающую искажение сигнала. Для согласования с нагрузкой используется двухтактный выходной каскад (транзисторы VT4, VT6 и VT5, VT7). Выходная мощность каскада оказывается достаточной для непосредственного подключения головных телефонов. В данном случае в качестве нагрузки можно использовать высокоомные головные телефоны, например, ТДС-5. В этом случае уровень громкости регулируют резистором R15. Необходимую частотную характеристику формируют цепи R5C5 и R8C6.

Рис. 29. Принципиальная схема корректора с параллельной обратной связью