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:

Расставание действительно может причинять физическую боль 16.09.2026

Разрыв отношений с близким человеком способно вызывать настолько сильные переживания, что привычное выражение "разбитое сердце" иногда воспринимается почти буквально. Человек может испытывать тревогу, тоску и эмоциональное напряжение, сопровождающиеся вполне реальными телесными ощущениями. Исследования работы мозга показывают, что такая связь между эмоциональными и физическими страданиями может иметь вполне определенную нейробиологическую основу. Эксперимент, позволивший изучить этот вопрос, провела команда психолога Итана Кросса из Мичиганского университета. В исследовании участвовали 40 человек, недавно переживших расставание по инициативе партнера. Все добровольцы продолжали остро реагировать на произошедшее, что позволило исследователям изучить мозговую активность в период наиболее сильных переживаний. Во время эксперимента участников помещали в аппарат магнитно-резонансной томографии. Испытуемым поочередно показывали фотографию бывшего партнера и подвергали предплечье воздей ...>>

Научно доказана невозможность создания нейтринного лазера 16.09.2026

Лазер давно перестал быть исключительно лабораторной технологией: сегодня он используется в связи, медицине, промышленности и научных исследованиях. Поэтому физики периодически предлагают необычные варианты устройств, способных работать по аналогичным принципам, но с другими типами частиц. В 2025 году появилась идея создать лазер, формирующий направленный поток нейтрино. Однако последующий теоретический анализ показал, что привлекательная на первый взгляд концепция сталкивается не просто с техническими трудностями, а с фундаментальными законами квантовой физики. Первоначальную концепцию предложили профессор Массачусетского технологического института (MIT) Джо Формаджио (Joe Formaggio) и Бен Джонс (Ben Jones) из Техасского университета в Арлингтоне. Согласно их замыслу, облако радиоактивных атомов следовало охладить до сверхнизких температур порядка нанокельвинов - миллиардных долей кельвина. В таких условиях атомы могли бы сформировать Бозе - Эйнштейновский конденсат, особое квантов ...>>

Индекс нижнего белья раскрыл состояние швейцарских почв 15.09.2026

Почва кажется обычной частью окружающего нас ландшафта, однако под ее поверхностью существует сложная экосистема, от состояния которой напрямую зависит жизнь человека. Миллиарды микроорганизмов, черви, грибы и другие обитатели почвы перерабатывают органические вещества и участвуют в круговороте питательных элементов. Чтобы привлечь внимание общества к этой мало заметной проблеме, исследователи из Цюрихского университета придумали весьма необычный эксперимент: они закопали более 2000 пар хлопкового нижнего белья в садах, на лугах, полях и газонах по всей Швейцарии. Проект получил название "Доказательство в виде нижнего белья" и представлял собой не массовую шутку, а научный эксперимент, позволяющий наглядно оценить биологическую активность почвы. Исследователи помещали хлопковые изделия в землю, а примерно через два месяца извлекали их и сравнивали степень разрушения ткани. Некоторые образцы за это время практически исчезали, оставляя лишь отдельные фрагменты швов, тогда как на други ...>>

Случайная новость из Архива Рабочие станции Lenovo ThinkStation PX, P7 и P5 25.03.2023 Компания Lenovo объявила о выходе рабочих станций ThinkStation PX, P7 и P5. При их проектировании Lenovo сотрудничала с Aston Martin. Совместная работа была направлена на то, чтобы запечатлеть фирменный красный дизайн Lenovo, обеспечить наиболее возможную производительность и расширить возможности кастомизации. В частности, 3D-решетка корпуса вдохновлена культовым гранд-туром DBS. Все три новых рабочих станции имеют модульную конструкцию с передним доступом к накопителям для удобства обслуживания и гибкости модернизации. Устройства оснащены новейшими процессорами Intel с количеством ядер до 120 и поддержкой профессиональных графических процессоров NVIDIA RTX. В частности, в топовых моделях может быть установлен Intel Xeon Scalable 4-го поколения и NVIDIA RTX 6000 Ada Generation. Может быть установлено Рабочие станции имеют новый дизайн шасси, усовершенствованную систему охлаждения и возможность управления основной платой (baseboard management controller, BMC) для удаленного мониторинга системы. Новые рабочие станции будут доступны с мая 2023 года.

Другие интересные новости:

▪ Гибридный прибор OLED с эффективностью 111,7 лм/Вт

▪ Часы SmartWatch 2 от Sony

▪ Дисплей для слепых

▪ Транспортная сеть из червоточин

▪ Стекла очищаются сами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Гражданская радиосвязь. Подборка статей

▪ статья Физиология пищеварительной системы. История и суть научного открытия

▪ статья До скольки лет прожила одна американка, фактически оставаясь годовалым младенцем? Подробный ответ

▪ статья Машинист комбайна. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Усилитель мощности на лампе ГУ-81М. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Миниатюрная ЧМ радиостанция диапазона 2 метра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026