Регулятор гучності із буферним каскадом. Схема, опис

Безкоштовна технічна бібліотека

ЕНЦИКЛОПЕДІЯ РАДІОЕЛЕКТРОНІКИ ТА ЕЛЕКТРОТЕХНІКИ
Безкоштовна бібліотека / Схеми радіоелектронних та електротехнічних пристроїв

Регулятор гучності із буферним каскадом. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Безкоштовна технічна бібліотека

Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки / Регулятори тембру, гучності

Коментарі до статті

Нині серед багатьох поціновувачів високоякісного звуковідтворення знаходить своїх прихильників так звана "ідеологія короткого тракту". У такій апаратурі попередній підсилювач не містить звичних регуляторів тембру, зайвих комутаційних елементів, ланцюгів тонкомпенсації та регулятора балансу, а головне містить мінімум активних компонентів.

Зважаючи на те, що вихідна напруга сучасних джерел сигналів фактично стала стандартною - 2 В, можна відмовитися і від попереднього підсилювача. Однак здатність навантаження таких джерел сигналу не завжди достатня для безпосереднього підключення щодо низькоомного регулятора гучності або підсилювача потужності. Тому в ряді випадків виявляється корисним застосування високоомного регулятора гучності з наступним повторювачем напруги, що виконує функцію сполучення регулятора з вхідним фільтром УМЗЧ. Нерідко такий каскад будують, використовуючи високоякісний і дорогий ОУ ОРА627 в режимі повторювача напруги. У ОУ при стовідсотковій ООС створюються передумови виникнення динамічних спотворень.

Я провів порівняльні прослуховування трьох буферних повторювачів: перший – на ОУ ОРА627, другий – на ОУ ОРА637, третій – на польових транзисторах, що описується у статті. У варіанті буферного каскаду з використанням ОУ ОРА637 (це той самий ОРА627, тільки скоригований на посилення не менше п'яти) його коефіцієнт підсилення КU=5. Цей варіант показав, на думку автора, прозоріше звучання, ніж з ОРА627, зважаючи на обмеження глибини зворотного зв'язку і розширення смуги внутрішньопетлевого посилення в менш скоригованому, ніж в ОРА627, підсилювачі. Третій варіант - буфер на малошумному польовому транзисторі, що відрізняється високою лінійністю.

Цей пристрій отримано в результаті спрощення підсилювача для головних телефонів, запропонованого автором на одному з форумів кілька років тому, який добре себе зарекомендував. Суб'єктивно такий буфер виявляється найбільш "прозорим", без помітних замутнень або специфічних забарвлень у звучанні. Тип транзистора повторювача, його робочий режим були ретельно підібрані, що дозволило отримати малі нелінійні спотворення.

Вигляду того, що використовуваний транзистор є надвисокочастотним польовим транзистором з лінійною передатною характеристикою і має малі міжелектродні ємності, нелінійні спотворення такого повторювача на всіх чутних звукових частотах залишаються дуже малими. Застосований буферний каскад розрахований головним чином на УМЗЧ з вхідним опором не нижче 10 кОм, при цьому КНІ на частотах 1 і 10 кГц при напрузі 2 В виявляється близько 0,002 %. Рівень своїх шумів каскаду достовірно виміряти автору зірвалася через відсутність вольтметра справжніх среднеквадратических значень. Але при підключенні повторювача до аналізатора спектру (на основі програми SpectraLab та звукової карти ESI Juli@) зміщення підошви спектра практично не виявлено, рівень шумів зберігався дуже низьким. Фліккер-шум, яким відрізняються польові транзистори з ізольованим затвором, виявився непомітним. Схема вузла регулятора гучності зображено на рис. 1.

Регулятор гучності із буферним каскадом. Схема регулятора гучності
Рис. 1

Вхідний звуковий сигнал надходить на якісний змінний резистор регулятора гучності R1.1 (R1.2 - для іншого каналу). Тут застосування резистора щодо високого опору було продиктовано тим, що він є навантаженням для джерела сигналу, що підключається до блоку, що описується. Вихідний каскад сучасних CD-DVD плеєрів, магнітофонних дек, звукових карт, як правило, є інтегральним ОУ, спотворення якого тим менше, чим вищий опір навантаження.

Інший важливий чинник: навіть у відносно дорогих моделях CD-DVD плеєрів, тюнерів, комп'ютерних звукових карт на виходах є розділові оксидні конденсатори, причому, як правило, вони без поляризуючої напруги. Зазвичай для таких цілей вибирають оксидні конденсатори на напругу 63-100 і відносно низької ємності (типове значення - 4,7 мкФ). У такому разі нелінійність роздільного конденсатора виявлятиметься тим сильніше, чим нижче вхідний опір наступного каскаду. Про необхідність узгодження вузла регулятора як з джерелом сигналу, так і наступним УМЗЧ з паралельної ООС можна показати на прикладі звукової карти ESI Juli@.

Як тільки ця карта стала доступною на російському ринку, я прочитав відгуки на радіоаматорських форумах, де писали, що при підключенні УМЗЧ до несиметричних виходів карти бас "рідкий" і неприродний. При підключенні навантаження до балансних "DC-coupled" виходів такого ефекту не спостерігалося. Виявляється, на несиметричних виходах картки встановлені танталові конденсатори малої ємності. Тому при вхідному опорі УМЗЧ 10кОм, звичайному для широкосмугового підсилювача з паралельною ООС, відчувалася нестача басу та деяка неприродність звучання в області НЧ. При підключенні УМЗЧ через описуваний блок регулятора гучності з вхідним опором 100 кОм вищезазначений ефект перестав бути помітним.

Повернемося до опису вузла регулятора. З двигуна змінного резистора R1.1 сигнал надходить на затвор потокового повторювача VT1, навантаженого джерелом струму, який виконаний на транзисторі VT2 того ж типу. Застосовувати тут традиційний біполярний транзистор не слід через те, що його нелінійна колекторна ємність виявляється більшою, ніж у 2П902; лінійність вихідного опору також йому поступається. З виходу потокового повторювача сигнал через зв'язок розділових конденсаторів C3-С7 надходить у навантаження. Для отримання глибокого та природного басу частота зрізу ФВЧ, утвореного розділовими конденсаторами з вхідним опором УМЗЧ (10 кОм), вибрана дуже низькою – 0,95 Гц.

Як показала практика, більш високі частоти зрізу викликають відчуття "рідкого" басу, позбавленого "основи", - незважаючи на те, що, за логікою, частоти зрізу, що дорівнює 10 Гц, має бути більш ніж достатньо. Джерело живлення пристрою виконано за традиційною схемою та особливостей не має; бажано використовувати фірмові інтегральні стабілізатори (µA7815UC, µA7915UC), оскільки рівень шумів інших мікросхем може виявитися ненормованим. Живлення здійснюється від понижуючого мережевого трансформатора, що має обмотки на напругу 2x18 і розраховані на струм навантаження не менше 150 мА. Конструктивно регулятор гучності виконаний на друкованій платі із фольгованого з двох сторін склотекстоліту, її креслення з розташуванням елементів показано на рис. 2.

Регулятор гучності із буферним каскадом. Друкована плата регулятора гучності
Рис. 2

Нумерація елементів другого каналу починається з другої сотні (С101, VT101 і т. д.), вхід та вихід другого каналу блоку виведені на контакти 3 роз'ємів XS1 та XS2. Велика кількість блокувальних конденсаторів, а також специфічної ВЧ топології плати (у деяких місцях застосовано паралельне з'єднання шарів фольги - наприклад, у витоках VT1, VT2, а також між витоком VT1 і стоком VT2) продиктовано тим, що транзистори 2П902А дуже схильні до ДМВ. На корпусні болти VT1, VT2 слід гвинти гайки до заповнення різьбової частини, вони виконають функцію тепловідведення (хоча і без гайок транзистори нагріваються незначно). До передньої панелі підсилювача плату закріплюють за допомогою двох металевих куточків, що розташовуються на її сторонах. В авторському варіанті плата регулятора гучності була вбудована в корпус самого УМЗЧ, а для мінімізації можливих наведень від сильноточних ланцюгів поміщена в металевий екран (прямокутну коробку) з білої жерсті, що кріпиться двома лапками також до передньої панелі УМЗЧ болтами. Сигнальні дроти та провід ланцюга живлення проходять через отвори в задній стінці боксу, що екранує. Робити окремий корпус для такого регулятора гучності автор вважав недоцільним.

У регуляторі гучності можна допустити заміну деяких деталей: транзистор 2П902А (VT1, VT2) – на КП902А, ВС546 (VT3) – на КТ3102АМ, діоди 1N4004 (VD1-VD4) – на КД209А. Мікросхеми 7815 (DA1) та 7915 (DA2) можна замінити їх близькими аналогами. Мікросхеми стабілізаторів напруги DA1, DA2 встановлені на тепловідведення HS-315, що стали популярними у радіоаматорів (продаються в "Чіп іДіп"). Здвоєний змінний резистор (R1.1 і R1.2) - ALPS-RK27, що купується на замовлення у фірмах СІММЕТРОН та ДОДЕКА. C1, C2 - вітчизняні керамічні конденсатори КТ-1, КД-2, К10-7В з ТКЕ М47 та МЗЗ.

Всі застосовані в конструкції резистори - імпортні прецизійні метало-плівкові (MF - Metal Film) потужністю 0,25 Вт. За відсутності таких можна застосувати вітчизняні аналоги С2-29 (на відміну від них імпортні мають висновки без оксиду), металодіелектричні С2-23, МЛТ (перераховані в порядку зменшення переваги). Конденсатори С19, С20 - К50-35 або імпортні фірми Jamicon або Samsung; С25, С26 – К50-35 або аналогічні імпортні; С8, С9, С12, С13 - EPCOS В32529-С105К на 63 В. Їх можна замінити керамічними конденсаторами меншої ємності (не менше 0,047 мкФ), наприклад, К10-7, КД-1, КМ-5.

Конденсатори C3-С7 - EPCOS В32529-С5335 на 50 ємністю 3,3 мкФ ±5 %; тут повноцінної вітчизняної заміни знайти неможливо, тому що використані конденсатори Epcos Staked MKT мають не тільки дуже високу якість виготовлення, а й безпрецедентно високе відношення ємності до габаритів, іншими словами ці конденсатори найкомпактніші. Конденсаторами фірми Epcos торгують відомі радіоаматорам фірми. Конденсатори С10, С11, С14-С16, С21-С24 – К10-7В ємністю 0,068 мкФ на 40 В. З'єднувачі XS1-XS3 – клемники DINKLE-DT126VP. На закінчення корисно дати кілька рекомендацій щодо монтажу транзисторів КП902. Ці прилади надзвичайно "ніжні", вони не витримують перевищення допустимої напруги: при напрузі сток-витік більше 50 такий транзистор пробивається; небезпечна для нього і статична електрика.

Але головне підступність у тому, що у цих приладах можна " підбити затвор " ; при цьому транзистор залишається працездатним, але зростають витік у ланцюгу затвора і шуми. Щоб уникнути неприємності, монтаж приладів слід виконувати з використанням антистатичної паяльної станції або на час паяння відключати мережевий паяльник і використовувати антистатичний браслет. Інакше, як показала практика, вихід транзисторів практично гарантований. Тому, при покупці КП902А треба звертати увагу на умови зберігання цих приладів; у магазинах їх зазвичай продають упакованими у фольгу. Після збирання плати корисно перевірити справність транзистора VT1; для цього необхідно вивести регулятори R1 у положення максимальної гучності, а до входу підключити високоомний мілівольтметр постійного струму. Якщо на резисторі R1 присутня мала постійна напруга, це свідчить про те, що у VT1 "підбитий затвор".

Автор: Я. Токарєв, м. Москва; Публікація: cxem.net

Дивіться інші статті розділу Регулятори тембру, гучності.

Читайте та пишіть корисні коментарі до цієї статті.

<< Назад

Останні новини науки та техніки, новинки електроніки:

Штучна шкіра для емуляції дотиків 15.04.2024

У світі сучасних технологій, де віддаленість стає дедалі більш повсякденною, збереження зв'язку й почуття близькості грають значної ролі. Нещодавні розробки німецьких учених із Саарського університету в галузі штучної шкіри становлять нову еру у віртуальних взаємодіях. Німецькі дослідники з університету Саарського розробили ультратонкі плівки, які можуть передавати відчуття дотику на відстані. Ця передова технологія надає нові можливості для віртуального спілкування, особливо для тих, хто виявився далеко від своїх близьких. Ультратонкі плівки, розроблені дослідниками, товщиною всього 50 мікрометрів, можуть бути інтегровані в текстильні вироби та носитися як друга шкіра. Ці плівки діють як датчики, що розпізнають тактильні сигнали від мами чи тата, і як виконавчі механізми, що передають ці рухи дитині. Дотики батьків до тканини активують датчики, які реагують на тиск та деформують ультратонку плівку. Ця ...>>

Котячий унітаз Petgugu Global 15.04.2024

Турбота про домашніх тварин часто може бути викликом, особливо коли йдеться про підтримку чистоти в будинку. Представлено нове цікаве рішення стартапу Petgugu Global, яке полегшить життя власникам кішок та допоможе їм тримати свій будинок в ідеальній чистоті та порядку. Стартап Petgugu Global представив унікальний котячий унітаз, здатний автоматично змивати фекалії, забезпечуючи чистоту та свіжість у вашому будинку. Цей інноваційний пристрій оснащений різними розумними датчиками, які стежать за активністю вашого вихованця в туалеті та активуються для автоматичного очищення після його використання. Пристрій підключається до каналізаційної системи та забезпечує ефективне видалення відходів без необхідності втручання з боку власника. Крім того, унітаз має великий обсяг сховища, що змивається, що робить його ідеальним для домашніх, де живуть кілька кішок. Котячий унітаз Petgugu розроблений для використання з водорозчинними наповнювачами та пропонує ряд додаткових матеріалів. ...>>

Привабливість дбайливих чоловіків 14.04.2024

Стереотип про те, що жінки віддають перевагу "поганим хлопцям", довгий час був широко поширений. Однак нещодавні дослідження, проведені британськими вченими з Університету Монаша, пропонують новий погляд на це питання. Вони розглянули, як жінки реагують на емоційну відповідальність та готовність допомагати іншим у чоловіків. Результати дослідження можуть змінити наше уявлення, що робить чоловіків привабливими в очах жінок. Дослідження, проведене вченими з Університету Монаша, призводить до нових висновків щодо привабливості чоловіків для жінок. В рамках експерименту жінкам показували фотографії чоловіків з короткими історіями про їхню поведінку в різних ситуаціях, включаючи їхню реакцію на зіткнення з бездомною людиною. Деякі з чоловіків ігнорували безпритульного, тоді як інші надавали йому допомогу, наприклад, купуючи їжу. Дослідження показало, що чоловіки, які виявляють співчуття і доброту, виявилися більш привабливими для жінок порівняно з т ...>>

Випадкова новина з Архіву

Автономний бойовий робот 28.08.2016

Ізраїльська армія розпочала патрулювання кордону із сектором Газа за допомогою автономного робота-спостерігача Border Protector, створеного на базі звичайного позашляховика.

Робот-автомобіль самостійно рухається заздалегідь прокладеним маршрутом поза асфальтом, збираючи з метою розвідки відео та інші дані про місцевість. Зібрані розвідувальні дані можуть передаватися в реальному часі на інші пілотовані та безпілотні машини.

Border Protector здатний самостійно об'їжджати перешкоди, однак у ньому передбачено і перехід на телекерування. Віддалений оператор має можливість "перехопити кермо" та змінити або уточнити маршрут.

Розгорнуті на Border Protector системи зброї зараз управляються оператором дистанційно, проте, за повідомленням видання, можна передати управління ними штучному інтелекту машини. Border Protector – це перша повністю автономна бойова машина у світі.

Широко відомі успіхи у розробці цивільних безпілотних автомобілів, проте для військових систем є своя специфіка. Наприклад, такий автомобіль має вміти рухатися ґрунтом і пересіченою місцевістю, коригувати маршрут, а в перспективі й оцінювати військові загрози для себе. Система керування, що використовується на Border Protector, може бути адаптована та перенесена на будь-який тип автомобіля.

Офіцер Ізраїлю заявив, що ще кілька років тому їм здавалося, що автономні роботи з'являться не раніше як через 20-30 років. Проте вже зараз вони планують постачання автономних систем до кожного великого армійського підрозділу. Усі автономні роботи діятимуть під контролем операторів.

Інші цікаві новини:

▪ Небезпека відновлюваної енергетики

▪ У готелі обслужать роботи

▪ Опалення комп'ютерами

▪ Освітлювальний світлодіод Samsung LM301B

▪ Відкрито формулу найщасливіших пісень

Стрічка новин науки та техніки, новинок електроніки

Цікаві матеріали Безкоштовної технічної бібліотеки:

▪ Розділ сайту Життя чудових фізиків. Добірка статей

▪ стаття Артур Шопенгауер. Знамениті афоризми

▪ стаття Хто створив друкарську машинку? Детальна відповідь

▪ стаття Оцінка ризику

▪ стаття Система керування двигуном Січень-4. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

▪ стаття Простий помножувач добротності. Енциклопедія радіоелектроніки та електротехніки

Залишіть свій коментар до цієї статті:

All languages of this page

Головна сторінка | Бібліотека | Статті | Карта сайту | Відгуки про сайт