ENCYCLOPEDIA VỀ ĐIỆN TỬ TRUYỀN THANH VÀ KỸ THUẬT ĐIỆN Bộ lọc tích cực trên các bóng bán dẫn hiệu ứng trường. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện / Âm thanh Bài viết đề xuất các bộ lọc hoạt động đơn giản dựa trên người theo dõi nguồn. Mức độ biến dạng thấp và trật tự thấp, đặc trưng của các bộ lọc như vậy, góp phần đạt được độ tinh khiết của âm thanh của các tín hiệu âm nhạc phong phú về quang phổ. Điều này cho phép họ cạnh tranh thành công với các bộ lọc hoạt động dựa trên op-amps. Ưu điểm của các thành phần thiết bị âm thanh dựa trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường bao gồm mức độ biến dạng điều chế và hài hòa thấp mà chúng đưa vào tín hiệu khuếch đại. Nhờ hoàn cảnh này, các nhà thiết kế ngày càng sử dụng nhiều bóng bán dẫn này trong giai đoạn đầu ra của UMZCH. Tuy nhiên, những thiết bị như vậy hiếm khi được sử dụng ở giai đoạn sơ bộ, chủ yếu ở giai đoạn phát triển nghiệp dư. Và vô ích! Việc sử dụng chúng giúp có thể tạo ra các thiết bị có thiết kế đơn giản mà không cần phản hồi chung, tạo ra âm thanh “ống” ấm áp. Hệ số hài của bộ khuếch đại, ngay cả với OOS cục bộ, không vượt quá 0,1...0,3%, thực tế không có sóng hài bậc cao. Ưu điểm của bóng bán dẫn hiệu ứng trường đặc biệt rõ ràng trong các thiết kế đơn giản. Đúng, trong trường hợp này, nhược điểm chính của chúng trở nên đáng chú ý - sự chênh lệch khá lớn về mặt công nghệ của các thông số của chính chúng. Do đó, việc tùy chỉnh riêng từng sản phẩm thường được yêu cầu. Đây không phải là trở ngại đối với những người nghiệp dư về radio, nhưng các thiết bị có mạch điện đơn giản nhất ít được sử dụng để sản xuất hàng loạt. Tuy nhiên, trường hợp này cũng có thể được tính đến: trong sản xuất quy mô nhỏ một thiết kế hoạt động tốt, việc sử dụng các bóng bán dẫn từ cùng một lô là đủ; trong một gói, mức độ lan truyền của các tham số không quá lớn. Điều kiện chính được đặt ra khi phát triển các bộ lọc đề xuất là độ tuyến tính cao đối với các tín hiệu có mức lên tới hàng trăm milivolt trong dải tần rộng với thiết bị cực kỳ đơn giản. Nếu bạn sử dụng bóng bán dẫn kênh p có điện áp cắt dưới -3 V (KPZ0ZG, KPZ0ZE), chế độ vận hành cần thiết với nguồn cung cấp đơn cực sẽ đạt được mà không bị sai lệch trên cổng. Trong trường hợp này, một tụ điện tách rời ở đầu vào của tầng là không cần thiết. Và điều này càng cải thiện chất lượng âm thanh. Các chế độ xếp tầng (Hình 1) cho dòng điện một chiều và hệ số truyền tải có thể được tính toán bằng phương pháp gần đúng tuyến tính [1]. Phương pháp này đơn giản và trực quan hơn nhiều so với phương pháp được đưa ra trong [2] và cho kết quả gần như tương tự. Để tính toán, cần biết độ dốc của đặc tính S của bóng bán dẫn và không nên sử dụng giá trị tham chiếu mà là giá trị thực. Tuy nhiên, việc đo trực tiếp độ dốc trong điều kiện nghiệp dư là khó khăn. Xấp xỉ tuyến tính cho phép sử dụng các tham số thuận tiện hơn cho phép đo để xác định cấu trúc: dòng thoát ban đầu Iin và điện áp cắt Uots. Độ dốc của đặc tính trong trường hợp này được xác định theo công thức: S= Đang bắt đầu/Uots. Điện trở của điện trở trong mạch nguồn Ri có thể được chọn xấp xỉ theo tỉ số Ri = (3...6)/S. Điện áp đầu ra của tầng từ cống VT1 có thể được xác định gần đúng từ mối quan hệ Uout = UBXSRC/(1+SRi) và điện áp tín hiệu tại nguồn - sử dụng công thức Uout = UBXSRi/(1+SRi), trong đó S là độ dẫn điện của bóng bán dẫn; Ri, RC - điện trở trong mạch nguồn và mạch thoát (tương ứng trong Hình 1 - R3 và R2). Thiết kế đơn giản nhất là bộ lọc thông cao bậc hai dựa trên tín hiệu nguồn (Hình 2). Nhược điểm của bộ lọc này liên quan đến hệ số truyền thấp. Thông số này phụ thuộc vào độ dốc của đặc tính và đối với các bóng bán dẫn hiệu ứng trường công suất thấp thông thường có S = 3...7 mA/V sẽ là 0,8...0,85. Do đó, các giá trị tính toán (đối với hệ số truyền đơn vị) của các phần tử cài đặt tần số phải được điều chỉnh hoặc phải sử dụng các công thức tính đến hệ số truyền thực để tính toán [3]. Vì vậy, với xếp hạng bộ phận được chỉ ra trong sơ đồ, tần số cắt được tính toán là 72 Hz và tần số thực là 85...90 Hz. Mặc dù tỷ lệ của các giá trị R2/R1 - 2 tương ứng với bộ lọc Butterworth, nhưng tần số cắt cao hơn một chút so với tần số được tính toán và độ uốn của đáp ứng tần số mượt mà hơn. Để tăng độ dốc của đáp ứng tần số trong vùng uốn, điện trở R1 phải giảm sao cho tỉ số R2/R1 là 3...10. Tần số cắt có thể được thay đổi bằng cách thay đổi tỷ lệ điện trở của các điện trở R1, R2 hoặc điện dung của tụ C1, C2. Tín hiệu ở đầu ra của bộ lọc như vậy bị suy yếu đi 2...2,5 dB, trong khi khả năng quá tải của tầng thấp. Trong những điều kiện như vậy, điện áp đầu ra không bị biến dạng tối đa sẽ không vượt quá 500 mV. Để khắc phục những thiếu sót này, bạn có thể sử dụng tầng kết hợp của cấu trúc “nguồn chung - bộ thu chung” (Hình 3), nhưng tín hiệu ở đầu ra của bộ lọc như vậy sẽ bị đảo ngược. Việc sử dụng bộ theo dõi bộ phát ở đầu ra bộ lọc đã giảm trở kháng đầu ra xuống khoảng 50 ohms và cải thiện đáng kể khả năng tải. Với xếp hạng phần tử được chỉ ra trong sơ đồ, tần số cắt là khoảng 80 Hz. Mức tăng (2...3 dB) phụ thuộc vào đặc tính của bóng bán dẫn hiệu ứng trường được sử dụng và điện trở của điện trở R3. Việc thiết lập nó bao gồm việc chọn giá trị của nó sao cho điện áp ở bộ phát của bóng bán dẫn VT2 xấp xỉ bằng một nửa điện áp cung cấp. Nếu bạn có máy hiện sóng, tốt hơn hết bạn nên chọn giá trị điện trở chính xác dựa trên tính đối xứng của giới hạn tín hiệu đầu ra. Những cân nhắc trước đây áp dụng cho việc tính toán tần số cắt và loại bộ lọc. Để mô phỏng các bộ lọc, thuận tiện nhất là sử dụng chương trình Microcap. Để tăng thêm độ dốc của đáp ứng tần số, có thể sử dụng mạch phản hồi hai liên kết. Trong bộ lễ phục. Hình 4 thể hiện sơ đồ bộ lọc chặn cho tần số cực thấp với Fcp = 25 Hz và trong Hình. 5 - đáp ứng tần số của nó.
Dựa trên cấu trúc được xem xét, có thể tạo bộ lọc thông dải, điều này cần thiết khi tạo các hệ thống có khuếch đại đa băng tần. Sơ đồ của bộ lọc như vậy được hiển thị trong Hình. 6. Bộ lọc thông thấp thụ động bậc nhất có thể điều chỉnh R5C3 được kết nối giữa các giai đoạn. Việc đơn giản hóa thiết kế bộ lọc này trở nên khả thi vì đáp ứng tần số của các đầu động tần số thấp trong vùng tần số cao đã suy giảm và trong hầu hết các trường hợp, nó chỉ còn để khớp băng thông của bộ khuếch đại với nó. Đáp ứng tần số của bộ lọc ở các vị trí cực trị của bộ điều chỉnh được thể hiện trong hình. 7. Thiết lập bộ lọc tương tự như các tùy chọn bộ lọc đã được thảo luận trong bài viết. Cần lưu ý rằng giới hạn trên của việc điều chỉnh băng thông được xác định bởi điện trở đầu ra của tầng trên bóng bán dẫn hiệu ứng trường và điều này lại được xác định bởi điện trở của điện trở R4. Một ví dụ về việc sử dụng kết hợp các bộ lọc được mô tả được hiển thị trong Hình. 8. Đây là khối để hình thành các dải LF và MF-HF của các kênh âm thanh nổi trái và phải, cũng như tín hiệu tổng (đơn âm) cho loa siêu trầm. Việc tách dải tần trung và cao được thực hiện bằng các bộ lọc thụ động ở đầu ra bộ khuếch đại. Các mạch lọc kênh giống hệt với các mạch đã thảo luận trước đó, vì vậy chúng ta sẽ chỉ tập trung vào bộ lọc chọn tín hiệu tần số thấp cho loa siêu trầm. Giai đoạn đầu tiên - một bộ cộng trên hai bóng bán dẫn hiệu ứng trường có tải chung R18 tương tự như giai đoạn được mô tả trong [4]. Quá trình lọc chính được thực hiện bởi bộ lọc thông thấp bậc hai đang hoạt động, được triển khai trên bộ theo dõi bộ phát VT7. Tần số cắt có thể được điều chỉnh từ 40 đến 160 Hz bằng cách sử dụng điện trở biến đổi kép (R20.1, R20.2). Tụ điện C8, cùng với điện trở đầu ra của tầng đầu tiên, tạo thành bộ lọc thông thấp bậc nhất với tần số cắt khoảng 180 Hz. Điều này hầu như không ảnh hưởng đến đáp ứng tần số trong băng thông nhưng cải thiện khả năng triệt tiêu các thành phần ngoài băng tần. Tùy thuộc vào vị trí của loa siêu trầm so với loa trái, loa phải và người nghe, sự lệch pha của tín hiệu tại vị trí nghe có thể làm biến dạng hình ảnh âm thanh (hiệu ứng "làm mờ" hoặc "độ trễ" của âm trầm). Để điều chỉnh sự lệch pha trong kênh loa siêu trầm, bộ điều chỉnh có op-amp DA1 được giới thiệu. Một bộ lọc tụ điện diode VD1C11 được lắp đặt trong mạch nguồn. Thiết kế sau đây được thiết kế đặc biệt cho hệ thống âm thanh xe hơi. Thực tế là sự cộng hưởng khá đáng chú ý của nội thất, thể hiện ở sự “ồn ào” đặc trưng trong âm thanh trầm, làm khó chịu những người mê âm thanh kén chọn trên bánh xe. Các phép đo đáp ứng tần số cho thấy một “bướu” dao động từ 120 đến 160 dB ở tần số 3...8 Hz! Để điều chỉnh đáp ứng tần số trong trường hợp này, sẽ thuận tiện hơn khi sử dụng bộ lọc notch thay vì bộ chỉnh âm. Sơ đồ của bộ lọc hoạt động như vậy cho một kênh được hiển thị trong Hình. 9 [5]. Giai đoạn đầu tiên là bộ khuếch đại chia sẻ tải. Nhiệm vụ của nó là tạo ra điện áp ngược pha để cấp nguồn cho liên kết bộ lọc C2C3R4R5. Ở vị trí bên phải của công tắc phím SA1 trong sơ đồ, một cầu Wien ngược được hình thành với độ suy giảm khoảng 3 dB. Ở vị trí bên trái của công tắc, điện áp ngược pha được cung cấp cho bộ lọc và độ suy giảm ở tần số điều chỉnh tăng lên 5...6 dB. Giá trị suy hao chính xác phụ thuộc vào độ dẫn điện của bóng bán dẫn và tỷ số điện trở của điện trở R2 và R3. Nếu bạn làm cho chúng bằng nhau, độ suy giảm sẽ tối đa (lên tới 8 dB), nhưng tín hiệu đầu ra sẽ bị suy giảm so với đầu vào 3...4 dB. Sơ đồ cho thấy các biến thể tối ưu của mệnh giá. Do trở kháng đầu vào của thiết bị rất cao nên tốt nhất nên lắp bộ lọc gần nguồn tín hiệu để tránh nhiễu ở đầu vào. Trở kháng đầu ra của bộ lọc là khoảng 50 Ohms, thấp hơn nhiều so với hầu hết các bộ phận đầu. Điều này sẽ loại bỏ ảnh hưởng của điện dung của cáp kết nối, để bộ lọc thực hiện đồng thời các chức năng của thiết bị phù hợp. Vỏ máy phải bằng kim loại, nếu không bạn sẽ phải trang bị cho nó một tấm chắn lá đồng bên trong và nối nó với một sợi dây chung. Đáp ứng tần số của bộ lọc (xem Hình 9) được hiển thị trong Hình. 10. Như bạn có thể thấy, đây không còn chỉ là một bộ lọc nữa mà là một “bộ cân bằng môi trường” thực sự. Một thiết bị có cùng tên và đáp ứng tần số rất giống nhau được sử dụng trong các mẫu bộ khuếch đại Mcintosh “hàng đầu”, nhưng mạch điện phức tạp hơn... Ngoài các thiết bị được chỉ ra trên sơ đồ, bạn có thể sử dụng bóng bán dẫn KPZ0ZV-KPZ0ZZH, KT3102 (với bất kỳ chỉ số chữ cái nào) hoặc các cấu trúc npn khác có h21e > 50. Trong bộ điều chỉnh pha, bạn có thể sử dụng bất kỳ op-amp đã điều chỉnh nào. để đạt được sự đoàn kết. Tụ điện oxit phải có điện áp hoạt động ít nhất là 16 V. Việc lựa chọn các bộ phận khác là không quan trọng. Văn chương
Tác giả: A. Shikhatov, Moscow Xem các bài viết khác razdela Âm thanh. Đọc và viết hữu ích bình luận về bài viết này. Tin tức khoa học công nghệ, điện tử mới nhất: Bẫy không khí cho côn trùng
01.05.2024 Mối đe dọa của rác vũ trụ đối với từ trường Trái đất
01.05.2024 Sự đông đặc của các chất số lượng lớn
30.04.2024
Tin tức thú vị khác: ▪ Tạo cây mới mà không cần chèn DNA ▪ Trình mô phỏng phát triển lốp xe ▪ Chip DRAM di động 20nm của Samsung ▪ Bộ điều khiển LDO tiết kiệm điện tự động NCP4589 Nguồn cấp tin tức khoa học và công nghệ, điện tử mới
Tài liệu thú vị của Thư viện kỹ thuật miễn phí: ▪ phần của trang web Hướng dẫn sử dụng. Lựa chọn bài viết ▪ Bài báo Văn học Nga thế kỷ XNUMX tóm tắt. Giường cũi ▪ bài viết Thần chiến tranh Ares khác nữ thần chiến tranh Athena như thế nào? đáp án chi tiết ▪ bài báo Người lắp ráp giao tiếp-lineman. Mô tả công việc ▪ bài viết Phân loại động cơ điện. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện ▪ bài viết Thay thế mô-đun IGBT trong máy hàn. Bách khoa toàn thư về điện tử vô tuyến và kỹ thuật điện
Để lại bình luận của bạn về bài viết này: Tất cả các ngôn ngữ của trang này Trang chủ | Thư viện | bài viết | Sơ đồ trang web | Đánh giá trang web www.diagram.com.ua |