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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Акулы научат людей отращивать зубы 22.02.2016 Британские ученые обнаружили у акул гены, позволяющие им регенерировать свои зубы на протяжении всей жизни. У человека эти гены тоже есть, но они "спят". Достаточно "пробудить" их - и беззубые рты уйдут в прошлое. Зубы большинства акул имеют форму острых конусов и сидят на хрящах верхней и нижней челюстей. Их регулярная смена происходит по принципу конвейера: после того, как один из зубов выпадает, с внутренней стороны челюсти вырастает новый. По своему строению и происхождению это видоизмененные плакоидные чешуи (пластинки, лежащие в волокнистом слое кожи и состоящие из костного вещества остеодентина). Исследование механизма появления у акул новых зубов провели специалисты из Университета Шеффилда в Великобритании; о его результатах рассказано в пресс-релизе. Ученым удалось выделить специальный набор эпителиальных клеток, формирующих зубные пластинки и активирующих непрерывное продолжение регенерации зубов. Как полагают исследователи, ответственные за это гены присутствовали у всех первых позвоночных. Даже спустя 450 миллионов лет эволюции они сохранились: у акул - в максимальной степени активности, а у человека - в "сокращенном режиме". Сменив молочные зубы на коренные, гены "засыпают", считая свою миссию выполненной. Эволюционно это объяснимо: если у акул зубы являются основным инструментом охоты, и им необходимо быть острыми и сильными, то человек год от года совершенствует внешние инструменты, позволяющие ему выживать. Однако даже у людей традиционный механизм иногда дает сбой: известно немало случаев, когда у пожилых людей зубы начинают расти заново. Ученые считают, что эта способность может быть доступна всему человечеству: для этого потребуется "разбудить" спящие гены. С изобретением нового метода генной инженерии CRISPR-Cas9 это вполне возможно. Метод заключается в селективном редактировании генома ферментом, узнающим необходимую последовательность цепи ДНК "по наводке" комплементарного ей РНК "гида".

Другие интересные новости:

▪ 2-портовый конвергентный адаптер для шины PCIe 3.0

▪ Жидкость с пьезоэлектрическим эффектом

▪ Бактерия вызывает дождь

▪ Монитор Acer XR341CKbmijpphz 3440 х 1440 пикселей

▪ LMZ10501 - DC/DC наномодуль с током нагрузки до 1 А

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электричество для начинающих. Подборка статей

▪ статья Дух противоречия. Крылатое выражение

▪ статья Как лед способен течь? Подробный ответ

▪ статья Работа на точильном станке. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Металлоискатель на одной микросхеме. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Бачок и кассетка для горящих папирос. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026