Устройство выделения сигнала ЭМОС. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аудиотехника

 Комментарии к статье

Автор статьи предлагает новый вариант мостовой схемы выделения сигнала ЭМОС для активного громкоговорителя. Особенностью этого моста является компенсация в нем синфазной составляющей благодаря двум равным и противофазным напряжениям сигнала, действующим на плечи моста. Для такой структуры нет необходимости в использовании ОУ с высоким подавлением синфазного сигнала.

Электромеханическая обратная связь (ЭМОС) как резерв улучшения качества звуковоспроизведения все-таки не получила широкого распространения из-за необходимости конструктивного объединения громкоговорителя и усилителя, а также сложной регулировки моста.

В своей статье [1] С. Митрофанов справедливо отмечает трудности балансировки моста (моста Уитстона), где выделяется сигнал противо-ЭДС звуковой катушки громкоговорителя. Даже при использовании современных микросхем. Описанные ранее усилители с ЭМОС склонны к самовозбуждению из-за наличия синфазного сигнала, во много раз превышающего полезный сигнал в измерительной диагонали моста. Коэффициент ослабления синфазной составляющей (КОСС) сигнала в некоторых операционных усилителях достигает 120 дБ (на частотах ниже 100 Гц). Для более высоких частот он ниже и при наличии дополнительных сдвигов фазы усиливаемого сигнала может приводить к самовозбуждению устройства. С самовозбуждением усилителя с ЭМОС можно бороться уменьшением коэффициента усиления или увеличением глубины ООС, охватывающей мостовое устройство, однако при этом снижается и эффективность ЭМОС.

В предложенном автором варианте уравновешенного моста [2] удалось устранить существенный недостаток моста Уитстона - наличие синфазной составляющей в выходном сигнале. Следует заметить, что индикатором равновесия моста Уитстона служил гальванометр, включенный непосредственно в измерительную диагональ моста и потому не чувствительный к синфазному сигналу. Усиление сигнала разбаланса моста с помощью дифференциального усилителя, подключаемого в измерительную диагональ, требует применения ОУ с большим подавлением синфазного сигнала.

Предложенное автором мостовое устройство лишено синфазного сигнала на выходе, что позволяет создать легко настраиваемый УМЗЧ с громкоговорителем, охваченным ЭМОС. Этот мост, как и мост Уитстона, состоит из четырех сопротивлений (активных или комплексных), но имеет два источника напряжения противоположной полярности (рис. 1,а).

В случае равенства значений |U1| = |U2| условие равновесия имеет вид: R1R3 = R2(R4-R3-R1). Если ток через плечо R1R2 много больше тока через плечо R3R4, точность выделения сигнала увеличивается. Если мост используется в цепи переменного тока, то напряжения U1 и U2 должны синхронно изменяться по амплитуде и быть противофазными; в этом случае используется схема, показанная на рис. 1,б. Выходной сигнал инвертирующего усилителя DA1 служит вторым источником питания моста. При подаче в качестве напряжения питания моста, например, синусоидального сигнала U1, напряжение на выходе DA1 сдвинуто по фазе относительно U1 на 180°. Таким образом, если классический мост Уитстона по питанию можно назвать синфазным, то предложенный в [2, 3] мост следует назвать противофазным.

При балансировке такого моста, например, подбором резистора R3 фаза выходного напряжения Uвых может изменяться относительно напряжения U1 - 0 или 180°.

На рис. 2 приведена схема экспериментального УМЗЧ с ЭМОС с выделением сигнала обратной связи в модифицированном мосте.

Усилитель на ОУ DA2 и элементах VD1 - VD4, VT1, VT2 с громкоговорителем на основе электродинамической головки 4ГД-36, включенной в мост, охвачен обратной связью с выделением противо-ЭДС головки. Мост уравновешивается посредством двухступенчатого переменного резистора R3 (типа СП5-35А) до напряжения в точке А не более 5...10 мВ с фазой, соответствующей отрицательной ООС (положение подвижных контактов регулятора по схеме выше точки баланса моста). Если перейти через положение равновесия моста (при перемещении подвижных контактов ниже точки баланса), изменится фаза цепи обратной связи и возникнет положительная ОС, о чем будет свидетельствовать гудение громкоговорителя. Настраивать мост удобно с помощью генератора синусоидальных сигналов и осциллографа. На вход усилителя подают синусоидальный сигнал, к точке А подсоединяют вход осциллографа. При регулировке сопротивления нужно иметь в виду, что вначале происходит поворот подвижной системы точного резистивного элемента (правого по схеме) от упора до упора, а затем - поворот подвижной системы грубого резистивного элемента.

Балансируя мост выделения сигнала ЭМОС регулировкой R3, нужно добиться максимальной амплитуды сигнала в точке А. Увеличение сигнала свидетельствует о близости моста к равновесию и, как следствие, о снижении глубины ООС. На этом настройку можно считать законченной. Вместо переменного резистора, замерив его сопротивление между крайними выводами (1, 2) и подвижным контактом (3), можно установить наиболее близкие по сопротивлению постоянные резисторы. Надо заметить, что индуктивное сопротивление катушки электродинамической головки в некоторой степени компенсируется индуктивностью проволочного переменного резистора.

В правильной работе ЭМОС убеждаются следующим образом. В настроенном УМЗЧ с ЭМОС подсоединяют вход осциллографа к точке Б и наносят легкие удары палочкой по диффузору громкоговорителя. Форма сигнала на экране осциллографа будет иметь вид, представленный на рис. 3,а. Затем подключить осциллограф к точке А и проделать то же самое. Форма сигнала примет вид, показанный на рис. 3,б.

Из этих осциллограмм видно, что сигнал ООС в точке А находится в противофазе сигналу, генерируемому катушкой громкоговорителя (точка Б).

Литература

1. Митрофанов С. Усилитель с ЭМОС на интегральных микросхемах. - Радио, 1976, № 6, с. 32, 33.
2. Патент РФ № 2138056 (автор Машкинов Л. Б.). - Бюллетень "Открытия, изобретения,...", 1999, № 26
3. Машкинов Л. Измерительный мост. - Приборы и системы, 2001, № 3, с. 35.

Автор: Л.Машкинов, г.Черноголовка Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Аудиотехника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Чип для дешевых автомобильных камер кругового обзора 08.04.2014 Компании Freescale Semiconductor и Broadcom совместно разработали микропроцессор для электронных систем, облегчающих управление автомобилем. Речь идет о парковочных помощниках, камерах заднего вида и кругового обзора, системах слежения за "мертвыми" зонами. Новинка под названием Qorivva MPC5606E представляет собой микроконтроллер (MCU) с приемопередатчиком физического уровня (PHY) для сетей BroadR-Reach (автомобильный вариант Ethernet). Последние продвигает организация Open Alliance SIG, в которую, помимо Broadcom и Freescale, входят такие крупные компании, как NXP, BMW, General Motors, Renault и Daimler. При помощи технологии BroadR-Reach анонсированный чип получает сжатые видеоданные с многочисленных камер, установленных на транспортном средстве, и отправляет картинку на экран информационно-развлекательной системы. Сжатие видеопотока, поступающего с камеры в сеть передачи данных, осуществляется по алгоритму Motion JPEG. По словам разработчиков, благодаря новому решению автопроизводители смогут на 80% сократить расходы, связанные с подключением сети в машине, а также снизить общий вес задействованных кабелей на 30%. Это, в свою очередь, позволит использовать камеры кругового обзора в недорогих автомобилях. В компании Freescale говорят, что миниатюрный чип размером всего 8х8 мм создан таким образом, чтобы уменьшить габариты модулей автомобильных камер на 50% и, следовательно, сократить их стоимость и время производства. Такие камеры легче спрятать за решеткой радиатора, в боковых зеркалах или бампере. Qorivva MPC5606E оснащен 96 килобайтами памяти SRAM и 512 килобайтами флеш-памяти. Ядро в процессоре создано с использованием технологии Power Architecture и работает на тактовой частоте 64 МГц. Первые образцы Qorivva MPC5606E уже разосланы автопроизводителям для тестирования. Серийное производство микрочипа начнется в конце 2014 г. Предполагается, что уже в будущем году на дорогах мира появятся доступные автомобили с камерами кругового обзора и другими электронными ассистентами.

Другие интересные новости:

▪ Беспроводные наушники Bragi The Headphone

▪ Самый опасный вирус на земле

▪ Водородный поезд Hybari

▪ Игровой ноутбук Acer Nitro V 16

▪ Алгоритм, прогнозирующий преступления

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Инструмент электрика. Подборка статей

▪ статья Без догмата. Крылатое выражение

▪ статья Из чего состоит сэндвич? Подробный ответ

▪ статья Красный огурец. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Выключатель вентилятора с таймером. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Встающая веревка. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026