Корректор АЧХ Линквица в маломощных УМЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Акустическое оформление громкоговорителей можно представить как фильтр ВЧ, поэтому наблюдается не только спад амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) в области низких частот (от 12 до 24 дБ на октаву), но и соответствующее изменение фазочастотной характеристики (ФЧХ). В зависимости от добротности НЧ-головки в акустическом оформлении, может иметь место выброс на АЧХ (до 6...8 дБ на частоте резонанса головки в акустическом оформлении fc), что приводит к "бубнящему" звучанию.

Применение специального корректора с "зеркальной" относительно АЧХ громкоговорителя характеристикой позволяет не только расширить диапазон частот в области НЧ и убрать "бубнение", но и скорректировать ФЧХ, что благоприятно сказывается на верности воспроизведения звука. Эквивалентная добротность акустической системы (АС) становится близкой к оптимальной, равной 0,71.

Корректор АЧХ Линквица (рис.1) представляет собой инвертирующий усилитель, охваченный частотно-зависимой ООС с помощью двух двойных неполных Т-мостов - на входе и в цепи ОС. Входной Т-мост настроен на частоту fc, в цепи ОС - на частоту (0,25...0,5)fc.

Рис.1. Корректор АЧХ Линквица

Элементы Т-мостов выбраны таким образом, чтобы постоянные времени Корректирующих RC-цепей

τ1 = R1*С2 = R5*C3;
τ2 = R2*С1 = R4*С4

были равны. Коэффициент усиления в области НЧ определяется отношением K_нч = R4/R2. В зависимости от добротности НЧ-головки в акустическом оформлении, значение K_нч меняется в пределах 4,5...15.

Очевидно, что при использовании корректора, УМЗЧ должен иметь соответствующий запас по перегрузке. От резисторов R1 и R5 зависит добротность Т-мостов. Параметры элементов корректора для некоторых значений добротности головки в акустической системе с фазоинвертором (ФИ) приведены в табл.1.

Номиналы RC-элементов должны быть подобраны с точностью ±1 %. В последней колонке дана нижняя частота громкоговорителя с корректором (относительно резонансной частоты головки fs). Для других значений частоты fc емкости конденсаторов С1...С4 пересчитываются. Например, емкость С1 равна:

С1' = С1*80 / fc

Аналогичным образом пересчитывают и остальные емкости. Можно наоборот, емкости оставить прежними, а пересчитать номиналы резисторов R1...R6.

При добротности головки 1,6 и выше характеристика корректора имеет значительный подъем на частотах 20...30 Гц. Во избежание перегрузки УМЗЧ на инфранизких частотах, на его входе целесообразно поставить дополнительный RC-фильтр первого порядка с частотой среза 30 Гц.

Для понимания работы корректора рассмотрим свойства двойного Т-моста (рис.2а).

Рис.2.a. Двойной Т-мост

Он представляет собой режекторный фильтр с частотой настройки f0:

f0=1 / 2πRC .

Глубина режекции (подавления частоты f0) такого фильтра при работе на высокоомную нагрузку достигает 50 дБ. Неполный двойной Т-мост (рис.2б) имеет ту же частоту настройки, однако добротность фильтра гораздо ниже, и глубина режекции - всего 10 дБ.

Рис.2.б. Неполный двойной Т-мост

Достоинство неполного моста в том, что он позволяет перестраивать частоту настройки фильтра изменением всего одной емкости Сх. Частоту настройки неполного двойного Т-моста определяют по формуле:

f = f0 * n^1/2, n = 2 * Cx/C.

Глубина режекции неполного двойного Т-моста для некоторых значений n приведены в табл.2.

Таблица 2

n	0,1	0,125	0,25	0,5	1,0	2	3	4	5	10
Глубина режекции, дБ	1,5	2,0	3,5	6,0	10	14	17	19	21	26

Корректор АЧХ Линквица предназначен в основном для закрытых акустических систем, но его можно использовать и совместно с фазоинвертором.

Для определения добротности АС Q_тс И частоты резонанса fc потребуется любой электретный микрофон (например, МЭК-3) и предварительный усилитель с гладкой АЧХ в пределах от 10 до 10000 Гц.

Частоту резонанса fc с точностью 10...15% можно определить следующим образом. Герметизируют корпус АС, плотно закрыв отверстие фазоинвертора. Размещают микрофон в непосредственной близости (на расстоянии 2...З мм) от диффузора НЧ-головки со смещением 2/3 радиуса диффузора от его центральной оси. На АС подают сигнал мощностью 0,1...0,5 Вт. Сигнал с выхода усилителя контролируют вольтметром и осциллографом. Изменяя частоту генератора, строят АЧХ АС от 20 до 500 Гц.

Убеждаются в наличии горба на АЧХ в области fc и спада характеристики с крутизной 12 дБ/окт. ниже этой частоты.

Снимают НЧ-головку и определяют ее частоту основного резонанса в свободном пространстве fs и полную добротность Q_тs, например, по методикам, изложенным в [2]. После этого определяют добротность АС по формуле:

Q_тс = Q_тs * fc / fs .

Вид АЧХ и ФЧХ корректора для Q_тс = 1,0 показаны на рис.3, АЧХ для Q_тс = 1,4; 1,8; 2,5 - соответственно на рис.4...6.

Рис.3.

Рис.4.

Рис.5.

Рис.6.

Чертеж печатной платы размерами 45x49 мм для двухканального корректора показан на рис.7, сборочный чертеж - на рис.8. На плате предусмотрены места для установки неполярных конденсаторов развязки по питанию (на схеме они не показаны). В качестве операционных усилителей можно использовать микросхемы типа К544УД1 или КР140УД608.

Рис.7. Печатная плата двухканального корректора

Рис.8. Сборочный чертеж

Учитывая, что корректор может иметь усиление на частотах 30...40 Гц от 10 до 15 дБ (3...5 раз), что при использовании в маломощном усилителе приведет к его перегрузке и жесткому ограничению сигнала, необходимо принять меры для уменьшения заметности искажений. Для этой цели в последнее время все чаще используют ограничители сигнала (лимитеры) [3,4].

Возможный вариант адаптивного лимитера показан на рис.9. С помощью резисторов R4 и R5 добиваются плавного симметричного ограничения сигнала, не доходящего до жесткого ограничения при 2...3-кратной перегрузке по входу. Благодаря подключению входного делителя к источнику питания УМЗЧ, плавное ограничение будет сохраняться и при изменении напряжения питания.

Рис.9. Адаптивный лимитер

Плавность характеристики лимитера зависит от количества диодов и, в некоторой степени, от входных резисторов (чем больше номинал резистора и меньше диодов, тем жестче характеристика ограничения). Диоды желательно подобрать с близкими характеристиками.

Чертеж печатной платы ограничителя размерами 52x34 мм изображен на рис.10, сборочный чертеж - на рис.11. В качестве VT1 и VT2 можно использовать транзисторы типа КТ502Е, КТ503Е, VT3 и VT4 - любые маломощные комплементарные, например, КТ3102, КТ3107. Диоды - любые маломощные, как кремниевые, так и германиевые.

Рис.10. Печатная плата ограничителя

Рис.11. Сборочный чертеж

По сравнению с "жестким" ограничением, при использовании лимитера спектр сигнала обогащается гармониками более низкого порядка. Однако и в этом случае на вершинах сигнала происходит значительное уменьшение СЧ- и ВЧ-составляющих и добавление нечетных гармоник.

Для уменьшения этого эффекта разработан корректор, совмещенный с лимитером (рис.12).

Рис.12. Корректор, совмещенный с лимитером

Чтобы увеличить плавность ограничения, вместо увеличения количества диодов введены резисторы R22 и R23, а для уменьшения ограничения СЧ- и ВЧ-составляющих последовательные RC-цепи включены в делители R13-R15 (R14-R16). Осциллограммы сигналов частотой 30 Гц (700 мВ) и 1 кГц (175 мВ) с обычным ограничителем (без делителей) и с предлагаемым показаны на рис.13 и 14 соответственно.

Рис.13.

Рис.14.

На осциллограмме рис.14 по сравнению с рис.13 заметно значительно меньшее подавление сигнала частотой 1 кГц, однако уже появляются фазовые искажения. Поэтому приходится искать компромисс между степенью сохранения СЧ- и ВЧ-составляющих сигнала и дополнительными фазовыми искажениями.

Печатная плата устройства размерами 55x75 мм показана на рис.15, а сборочный чертеж - на рис.16.

Рис.15. Печатная плата корректора, совмещенного с лимитером

Рис.16. Сборочный чертеж

Литература

1. И.Алексеев. Об искажениях частотных характеристик малогабаритных акустических систем и "глубоких басах". - Радиохобби, 2000, N5, С.59.
2. И.Алдошина, А.Войшвило. Высококачественные акустические системы и излучатели. - М.: Радио и связь, 1985.
3. А.Петров. Транзисторный УМЗЧ на пути к совершенству. - Радиолюбитель, 1999, N5, С.18.
4. С.Агеев. Сверхлинейный УМЗЧ с глубокой ООС. - Радио, 1999, N11, С. 14.

Автор: А.Петров, г.Могилев; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Питомцы как стимулятор разума 06.10.2025

Помимо эмоциональной поддержки, домашние питомцы могут оказывать заметное воздействие на когнитивные процессы, особенно у пожилых людей. Новое масштабное исследование показало, что общение с кошками и собаками не просто улучшает настроение - оно действительно способствует замедлению возрастного снижения умственных способностей. Работа проводилась в рамках проекта Survey of Health, Ageing and Retirement in Europe (SHARE), охватывающего период с 2004 по 2022 год. В исследовании приняли участие тысячи европейцев старше 50 лет. Анализ показал, что владельцы домашних животных демонстрируют более устойчивые когнитивные функции по сравнению с теми, кто не держит питомцев. Особенно выражен эффект оказался у владельцев кошек и собак. Согласно данным ученых, владельцы собак дольше сохраняют хорошую память, в то время как хозяева кошек медленнее теряют способность к быстрому речевому взаимодействию. Исследователи связывают это с тем, что ежедневное взаимодействие с животными требует внимани ...>>

Мини-ПК ExpertCenter PN54-S1 06.10.2025

Компания ASUSTeK Computer презентовала новый мини-компьютер ASUS ExpertCenter PN54-S1. Устройство ориентировано на пользователей, которым важно сочетание производительности, энергоэффективности и универсальности - от офисных задач до мультимедийных проектов. В основе ExpertCenter PN54-S1 лежит современная аппаратная платформа AMD Hawk Point, использующая архитектуру Zen 4. Это поколение чипов отличается улучшенным управлением энергопотреблением и повышенной вычислительной мощностью. Новинка доступна в конфигурациях с процессорами Ryzen 7260, Ryzen 5220 и Ryzen 5210, представленных AMD в начале 2025 года. Таким образом, устройство охватывает широкий диапазон задач - от базовых офисных до ресурсоемких вычислений. Корпус мини-ПК выполнен из прочного алюминия и имеет размеры 130&#215;130&#215;34 мм, что делает его практически незаметным на рабочем столе или за монитором. Несмотря на компактность, внутренняя компоновка позволяет установить два модуля оперативной памяти SO-DIMM ...>>

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Случайная новость из Архива Опасность исчезновения насекомых 05.04.2020 Насекомые составляют 80% видов живых существ планеты. Да, это с учетом растений. И только 10% из них приносят какой-то вред человеку: распространяют болезни, уничтожают урожай, в конце концов кусаются. Но даже они участвуют в поддержании сетей питания на Земле. Нет насекомых - нет птиц, амфибий и рептилий, которые ими питаются. Соответственно, скоро погибнут и хищные рептилии, птицы млекопитающие, которым без насекомых не выжить. Нет насекомых-опылителей - нет растений. А значит, и всех растительноядных существ, включая веганов. Не важно, что ты ешь - все останутся без еды. В 1948 году швейцарский химик Пауль Мюллер получил Нобелевскую премию "За открытие высокой эффективности дихлордифенилтрихлорэтана (ДДТ) как контактного яда". Это был первый и единственный случай в истории, когда ученый получил наивысшую награду за открытие пестицида. Но очень быстро ученые разочаровались в грубом пестициде. С одной стороны он предотвратил эпидемию тифа в Неаполе в 1944 году, а согласно статистике ВОЗ, антималярийные кампании с применением ДДТ спасли пять миллионов жизней. Но помимо этого, пестицид разрушал сложные связи в природе, вместе с условно вредными погубил много полезных насекомых, в том числе опылителей. Оказалось, что яд отравляет растения, теплокровных животных и даже человека, но это уже совсем другая история. Как ни парадоксально, проблема борьбы с вредными насекомыми оказалась гораздо сложнее, чем предполагали изначально, и убив разом всех "плохих" насекомых, посыпалась биосфера в целом. Еду сегодня уже можно синтезировать в пробирке, а растения опылять искусственно, хотя это долго и дорого. Уже существуют роботы-опылители, которые призваны помочь стремительно вымирающим пчелам. Они не заменят естественных опылителей, но помогут оттянуть апокалипсис, по сравнению с которым пандемия COVID-19 покажется детским утренником. И даже теоретически невозможно искусственно опылить все растения, как это делают насекомые. А значит, на планете будет сокращаться растительность и очень скоро нам не будет хватать кислорода. А что делать с мусором и с трупами? С остатками диких живых существ? Ведь насекомые наряду с грибами, червями и бактериями участвуют в разложении органики и частично неорганики. И делают это быстрее всех вышеперечисленных строителей биосферы. Добавим к этому, что болезни не только продолжат распространяться, но это будет происходить гораздо быстрее. Можно спорить, что отсутствие насекомых приведет к смене рациона насекомоядных животных и птиц. Однако это длительный процесс который не успеет пройти полностью. Те единичные особи, которые перейдут на растения и мясо также не будут иметь шансов, ибо не будет достаточно растений, а потом и мяса.

Другие интересные новости:

▪ Кристаллы против ядов

▪ Держание за руки синхронизирует мозговые волны и облегчает боль

▪ Сверхмалогабаритная антенна для мобильных телефонов

▪ Рекорд по продолжительности пребывания женщины в космосе

▪ Еда всем на пользу

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электропитание. Подборка статей

▪ статья Признаки изменения погодных условий. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Какие звери самые быстрые? Подробный ответ

▪ статья Специалист по франчайзингу. Должностная инструкция

▪ статья Амперметр переменного тока с линейной шкалой. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Блок питания для аналоговых и цифровых микросхем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025