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:

Кислотность океана разрушает зубы акул 03.10.2025

Мировые океаны выполняют важнейшую функцию - они поглощают около трети углекислого газа, выбрасываемого в атмосферу. Это помогает замедлять темпы глобального потепления, но имеет и обратную сторону. Растворяясь в воде, CO2 образует угольную кислоту, которая повышает концентрацию водородных ионов и приводит к снижению pH. Вода становится более кислой, а последствия этого процесса уже заметны для морских экосистем. Средний показатель кислотности океана сейчас равен примерно 8,1, тогда как еще недавно за условную норму брали значение 8,2. По прогнозам, к 2300 году уровень может упасть до 7,3 - это сделает океан почти в десять раз кислее нынешнего состояния. Для обитателей морей подобные изменения означают не просто сдвиг химического равновесия, а реальную угрозу физиологическим процессам, начиная от формирования раковин у моллюсков и заканчивая охотничьим поведением акул. Чтобы выяснить, как именно кислотная среда отражается на зубах акул, группа немецких исследователей провела эксп ...>>

Почтовый космический корабль Arc 03.10.2025

Космические технологии становятся частью инфраструктуры, способной повлиять на логистику, медицину и даже военную сферу. Идея использовать орбиту как глобальный склад для срочных поставок звучала еще недавно как научная фантастика, но стартап Inversion пытается превратить ее в практическое решение. Компания Inversion появилась в начале 2021 года благодаря Джастину Фиаскетти и Остину Бриггсу, которые на тот момент были студентами Бостонского университета. Их замысел состоял в том, чтобы сделать возможной доставку грузов не только через спутниковые сети данных, но и в буквальном смысле - физических предметов. В основе лежит простая мысль: если космос обеспечивает доступ к любой точке Земли, то и грузы должны перемещаться тем же маршрутом. Уже за три года работы команда из 25 специалистов успела построить демонстрационный аппарат "Ray". Его запуск состоялся в рамках миссии SpaceX Transporter-12. Устройство весом 90 килограммов проверяло ключевые технологии Inversion, включая двухком ...>>

Лазерное обогащение урана 02.10.2025

Ядерная энергия остается одним из ключевых источников стабильного электричества, особенно для стран с растущими потребностями в энергоснабжении. Однако обеспечение бесперебойных поставок топлива для атомных станций требует современных технологий обогащения урана, которые одновременно эффективны и безопасны. Американская компания Global Laser Enrichment (GLE) делает значительный шаг в этом направлении, завершив масштабное тестирование лазерной технологии обогащения урана. Демонстрационная программа была проведена на объекте в Уилмингтоне, Северная Каролина. Тестирование технологии SILEX (Separation of Isotopes by Laser EXcitation), разработанной австралийской Silex Systems, стартовало в мае 2025 года и продлится до конца года. В ходе экспериментов компания планирует получить сотни фунтов низкообогащенного урана (LEU), который может быть использован в качестве топлива для атомных электростанций. GLE была создана в 2007 году для коммерциализации лазерных методов обогащения урана в С ...>>

Случайная новость из Архива Мини-транзисторы из теллура 18.02.2020 Компьютерные чипы используют миллиарды крошечных переключателей, называемых транзисторами, для обработки информации. Чем больше транзисторов на чипе, тем быстрее работает компьютер. Ученые из Университета Пердью в сотрудничестве с Мичиганским технологическим университетом, Вашингтонским университетом в Сент-Луисе и Техасским университетом в Далласе обнаружили, что материал, имеющий форму одномерной спирали ДНК, заключенный в нанотрубку из нитрида бора, мог бы построить полевой транзистор диаметром два нанометра. Транзисторы на рынке изготовлены из более объемного кремния и имеют размер от 10 до 20 нанометров. Одним из способов уменьшения размеров полевых транзисторов, который встречается в большинстве электронных устройств, является создание затворов, которые окружают более тонкие нанопроволоки. Эти нанопроволоки находятся внутри нанотрубок. Исследователи успешно построили транзистор с нанопроволокой теллура, заключенной в нанотрубку из нитрида бора. Высококачественная нанотрубка из нитрида бора эффективно изолирует теллур, что позволяет построить транзистор.

Другие интересные новости:

▪ Выращивание искусственной ноги

▪ Самодвижущиеся умные кресла

▪ Солнечная электростанция в рулоне

▪ Сверхострый нож из дерева

▪ Самый тонкий 15,6" ультрабук от NEC

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта История техники, технологии, предметов вокруг нас. Подборка статей

▪ статья Бумажный голубь. Советы моделисту

▪ статья Почему у людей с темным цветом кожи ладони и ступни светлые? Подробный ответ

▪ статья Общие понятия пожарной безопасности

▪ статья Программируемый кодовый замок. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Полуавтомат защиты от перепадов напряжения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025