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:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Кератин вместо фтора для ухода за зубами 21.08.2025 Зубная эмаль - самая прочная ткань в человеческом организме, но даже она подвержена разрушению. Со временем эмаль истончается из-за возраста, частого употребления кислых продуктов или недостаточной гигиены. Этот процесс приводит к повышенной чувствительности зубов, а в случае полного разрушения эмали ситуация становится необратимой. Традиционные зубные пасты на основе фтора могут лишь замедлить разрушение, но не способны вернуть утраченное покрытие. Именно поэтому открытие британских исследователей из Королевского колледжа Лондона вызвало такой интерес. Ученые обнаружили, что кератин - белок, содержащийся в волосах, ногтях и шерсти животных, способен не только защищать зубы, но и восстанавливать эмаль, создавая слой, практически идентичный естественному. В ходе экспериментов выяснилось, что при контакте со слюной кератин образует прочный кристаллообразный каркас. Он воспроизводит структуру и даже цвет натуральной эмали, а со временем притягивает к себе ионы кальция и фосфата. Таким образом на зубах постепенно формируется новая поверхность, которая ведет себя как настоящая эмаль, закрывая оголенные нервы и устраняя признаки эрозии. Первый автор работы Сара Гамеа подчеркивает, что кератин не только открывает революционные перспективы в стоматологии, но и позволяет решить экологическую задачу. Этот материал получают из биологических отходов - волос, кожи и шерсти - и он полностью биоразлагаем. В отличие от пластиковых смол, применяемых сегодня в реставрационной стоматологии, кератин не токсичен и обладает большей долговечностью. Интересно, что в исследовании использовался кератин из овечьей шерсти, однако ученые отмечают, что его можно получать и из других источников, включая человеческие волосы и ногти. Это делает технологию особенно универсальной и доступной, а также открывает путь к массовому производству. По словам ведущего автора исследования Шерифа Элшаркави, мир стоматологии стоит на пороге новой эпохи, когда биотехнологии позволяют не просто лечить симптомы заболеваний, а восстанавливать утраченные функции организма. Ученый с иронией замечает, что в будущем, возможно, для здоровой улыбки будет достаточно обычной стрижки. Еще одним важным преимуществом является то, что кератин не требует радикальных изменений в уходе за полостью рта. Использование такой пасты ничем не отличается от привычных средств гигиены, но при этом обеспечивает более выраженный терапевтический эффект. Исследователи предполагают, что первые образцы зубной пасты на основе кератина могут появиться в продаже уже через два-три года. Если эти прогнозы оправдаются, человечество получит средство, способное не просто защищать зубы, а фактически возвращать им утраченную прочность. Это станет важным шагом вперед не только в стоматологии, но и в биомедицине в целом.

Другие интересные новости:

▪ Пузырьковый душ

▪ Микробы против кариеса

▪ Почему нет смысла спорить о вкусах

▪ 64-слойная флэш-память V-NAND и SSD

▪ Прополис снижает давление

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Жизнь замечательных физиков. Подборка статей

▪ статья Власть переменилась! Крылатое выражение

▪ статья Какие животные первыми облетели вокруг Луны? Подробный ответ

▪ статья Электрослесарь строительный. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Рефлексный радиоприемник для местного приема. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Простой стабилизатор напряжения с высоким коэффициентом стабилизации, 0,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025