Расчет цепи отрицательной обратной связи.

Расчет цепи надо начать с определения требуемой глубины ООС по заданному значению нелинейных искажений. Обычно F = 1 + bК 20…30 .

Пусть F = 20

Далее находим сопротивление резистора

Так как коэффициент усиления Кос и входное сопротивление Rвхос зависят от отношения R6/R5, то это отношение находится из компромисса между требованиями увеличения коэффициента усиления и входного сопротивления. Наиболее часто R17/R16=5..20. При этом надо иметь в виду, что сумма R5+R6 должна удовлетворять неравенствам

Исходя из выше сказанного выберем R16=6 Ом.

Расчёт делителя в цепи базы первого транзистора

Напряжение на базе VТ1 не должно зависеть от температурных изменений тока базы и теплового (обратного) тока коллектора транзистора. Для повышения стабильности можно положить, что ток делителя Iд равен току коллектора Iк1, т. е. Ток делителя в h21э1 превышает ток базы. В этом случае общее сопротивление делителя

R12+R13+R14 = E / Iк1 = 50 / 0,002 = 25 кОм

Напряжение на базе транзистора VТ1

= 25/0,002 = 12,5 кОм

R14+R13 = 25-12,5 = 12,5 кОм

Разделение между R13 и R14 следует из условия фильтрации фона, попадающего на вход усилителя. Обычно R13=(2..5)R14

R14 = 2,5 кОм ; R13= 10 кОм

Расчёт конденсаторов

В области низких частот спад частотной характеристики определяется разделительными конденсатором С3 в цепи ООС:

Частота среза ФНЧ будет определяться выражением , где

откуда зная , найдём ёмкость .

Расчет результирующих характеристик усилителя

После того , как выбраны транзисторы и рассчитаны все элементы схемы , надо уточнить основные характеристики усилителя, а именно:

Коэффициент усиления по току:

Глубину ООС :

Коэффициент усиления с ООС : Kос = K / F = 160 / 22 = 8

Коэффициент усиления по мощности : Kрос » Kос*Кi = 8 *11250 = 90000

Входное сопротивление :

РАСЧЁТ ПРИНЦИПИАЛЬНОЙ ЭЛЕКТРИЧЕСКОЙ СХЕМЫ РЕГУЛЯТОРА ТЕМБРА

Регуляторы частотных характеристик являются неотъемлемой частью любого звуковоспроизводящего устройства и предназначены для регулирования уровня сигналов в определённых частотных полосах, позволяющего изменять характер всей звуковой картины. На практике такие регуляторы становятся весьма эффективным средством воздействия на искусственно воспроизводимую звуковую картину, в результате которого её можно приблизить к естественному звучанию. К регуляторам частотных характеристик относятся:

Частотно-зависимые регуляторы громкости («физиологические»);

-регуляторы тембра (регуляторы нижних и верхних частот);

-регуляторы «эффекта присутствия»;

-многополосные регуляторы (эквалайзеры);

-фильтры ограничения передаваемой полосы частот (антишумовые ---фильтры нижних и верхних частот);

-регулирующие схемы для улучшения пространственного слухового

впечатления.

К регуляторам в частотной области относятся и многие устройства студийных и сценических звукотехнических комплексов, которые позволяют путём электронной обработки сигналов придавать звуковому материалу самые разнообразные, весьма впечатляющие эффекты звучания.

Активные регуляторы тембра обычно строятся по инвертирующей схеме. Преимущества такой схемы:

- в нейтральном положении регулятора затухание равно 0 дБ,

благодаря чему нелинейные искажения и шум снижаются;

- низкоомный выход;

- возможность применения потенциометра с линейной

характеристикой регулирования;

- симметричность областей подъёма и спада частотной

характеристики.

Для регулятора нижних частот выражения максимального предела регулирования будет иметь следующий вид:

для центральной частоты, выражения примет вид

. При расчёте частотной характеристики сопротивлением регулятора верхних частот можно пренебречь, в области частот можно пренебречь ёмкостью . Таким образом

и, следовательно, можно определить непосредственно по соотношению сопротивлений. АЧХ регулятора тембра получается равномерной в среднем положении потенциометре, т.е. когда . Поэтому здесь целесообразно использовать потенциометр с линейной характеристикой регулирования.

Максимальный придел регулирования регулятора верхних частот

, для центральной частоты

. Здесь при расчёте регулятора верхних частот нельзя пренебрегать низкочастотным регулятором. В рассматриваемой области частот конденсатор является шунтом для сопротивления . Между клеммами А, В и С остаются соединённые в звезду сопротивления и . Передаточная функция и величины , , рассчитываются для полученной цепи звезда-треугольник, включающей все эти элементы. Упомянутые упрощения справедливы при условии , которое на практике всегда удовлетворяется. При расчёте элементов схемы задаются максимальными пределами регулирования в нижней и верхней частотных областях и одним из сопротивлений, например . Затем на нижней рабочей частоте рассчитываются для регулятора верхних частот. Для надёжной защиты сигнального входа и регулятора от перегрузок величины и следует выбирать большими, чем минимально допустимое сопротивление нагрузки кОм. С другой стороны, в целях уменьшения шума импеданс нагрузки следует выбирать как можно меньшим.

Выберем максимальный придел регулирования тембра равным 20дБ, что вполне достаточно для частотной коррекции воспроизводимого сигнала. Из выражения 1.1, задав, , найдём значение .

, тогда . Из выражения 1.2 найдём значение нижней частоты .

Вберем значение , тогда из выражения 1.3 найдём при (R4=R9). Из 1.4 найдём для частоты 10кГц . Из соотношения 1.5 найдём . Значение 500 кОм регулятора верхних частот полностью удовлетворяет этому условию. Для практической реализации схемы можно использовать близкие по номиналу стандартизованные элементы.

Рис 1. Принципиальная схема темброблока

Принципиальная схема темброблока показана на рис1. Он выполнен на одной микросхеме, в состав которой входит два ОУ, один из которых используется в качестве усилителя напряжения. Усилитель напряжения используется для согласования входного сопротивления темброблока с выходным сопротивлением подключаемого устройства, а также для усиления сигнала по напряжению, также он исключает воздействие на параметры фильтра при подключении устройств. Коэффициент усиления повторителя напряжения будет иметь следующий вид:

, где - сопротивление между выходом и инвертирующим входом ОУ, - сопротивление между инвертирующим входом и «землёй». Выберем , а , тогда

Коэффициент усиления всего УЗЧ:

Поиск по сайту: