Подавление помех на ЗЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

роде бы, в школьном курсе физики говорится "про интерференцию", т.е. о том. что две одинаковые волны, но с разными фазами, складываясь, дают в одних местах максимумы, а в других - минимумы. Там это рассматривается на примере световых волн (легко наблюдать). Но ведь звук - тоже волны, только гораздо более длинные. И воспользовавшись принципами интерференции, можно попробовать "давить" помехи на звуковых частотах фазовым методом.

Возьмем два динамических микрофона, соединим их обмотки параллельно противофазно (рис.1).

Как вариант, возможно и последовательное противофазное соединение микрофонов, которое даже несколько удобнее при введении регулировки уровня входного сигнала (параллельно микрофону "помех" включается переменный резистор. а при параллельной схеме регулятор должен включаться последовательно с микрофоном).

При попадании акустических колебаний с одинаковым уровнем и фазой на оба микрофона, на входе УЗЧ, в идеале, не должно быть никакого сигнала (сигналы, преобразованные микрофонами из акустических в электрические, взаимно компенсируются). Если один из микрофонов (например, ВМ2) повернуть на источник шума (вентилятор и т.п.), а другой (ВМ1) повернуть к себе и говорить в него, то уровни сигналов (полезного и помехи) на выходах микрофонов будут разными, и встает задача уравнять амплитуды сигналов помехи с обоих микрофонов и не допустить попадания полезного сигнала в дополнительный микрофон ВМ2. Поэтому необходим регулятор уровня в цепи ВМ2, а также защита его от попадания полезного сигнала.

В [2] приведена схема устройства на транзисторах, которое позволяет подавить нежелательные сигналы на входах, например, громкоговорящих систем оповещения на производстве, трансиверов и т.п. (рис.2).

По той же блок-схеме (рис. 1) собрано и устройство подавления акустических помех на ИМС (рис.3), прототип которого описан в [3].

Акустические сигналы (полезный и помехи) поступают с электретных микрофонов на разные входы операционного усилителя (инвертирующий и неинвертирующий, выводы 2 и 3 DA1 на рис.3 соответственно). На выходе ОУ получается результирующий сигнал (алгебраически суммированный). При одинаковых уровнях сигналов на обоих входах выходной сигнал ОУ (в идеале) должен быть равен нулю. Задача при эксплуатации данного устройства сводится к обеспечению как можно большего разделения полезного сигнала и сигнала помехи, которые должны воздействовать каждый на свой микрофон и, по возможности, не попадать в другой (особенно полезный сигнал в микрофон помех). Остатки сигнала помехи, проникающие на вход микрофона полезного сигнала, компенсируются в ОУ (при условии, что сигнал помехи от своего микрофона установлен равным по амплитуде полезному).

В описании устройства (рис.2) [2] эту операцию рекомендуют возложить на резистор R2 делителя напряжения в базовой цепи транзистора VT1, что чревато появлением искажений (делителем устанавливается рабочая точка транзистора по постоянному току). Искаженный сигнал помехи не сможет скомпенсироваться, так как на выходе полезного сигнала сигнал помехи не искажен, т.е. отличается по форме от искаженного в канале помехи. Такая схема больше подходит для выделения искажений, например, при их анализе.

В устройстве на рис.3 для сохранения фазо-частотной характеристики усилителя и коэффициента усиления ОУ следует также воспользоваться данной рекомендацией. Чтобы не нарушать режим питания электретных микрофонов по постоянному току, параллельно им включается RC-цепочка из последовательно соединенных переменного резистора сопротивлением 10...100 кОм и конденсатора достаточно большой емкости (несколько микрофарад).

Устройство подавления акустических помех только тогда работает эффективно, когда мешающий сигнал в обоих каналах совпадает по времени. Скорость распространения звуковых волн в атмосфере при нормальном давлении составляет примерно 330 м/с. Как видим, относить микрофон помехи от микрофона полезного сигнала смысла нет, тем более, что длина волны при увеличении частоты уменьшается. Поэтому два направленных микрофона лучше укрепить рядом соосно, ориентировав в разные стороны (например, под углом 180°). Направив вспомогательный микрофон на источник мешающего сигнала, можно значительно ослабить долю помехи в полезном сигнале, а применив элементарный регулятор амплитуды в канале помехи, практически полностью ее подавить.

Часто радиолюбителю мешает "нудный" гул вентиляторов охлаждения аппаратуры. Его шум можно ослабить с помощью предлагаемого устройства (рис.3). Устройство размещается на печатной плате из одностороннего 4юлыированного стеклотекстолита толщиной 1...1,5 мм размерами 35x17 мм, чертеж которой приведен на рис.4, а расположение деталей - на рис.5. Плату можно выполнить и из двустороннего стеклотекстолита, тогда фольга со стороны деталей служит экраном.

В качестве микрофонов можно применить любые электретные (например. МКЭ-3. МКЭ-84-1) или динамические (для них R1 и R2 не нужны), имеющие хоть какую-то направленность. Их корпуса скрепляются друг с другом соосно и направляются в разные стороны (на сигнал и помеху). Желательно шарнирное соединение микрофонов для более точной ориентации на источник помех. Капсюли микрофонов помещаются в общий экранирующий корпус. При необходимости параллельно капсюлям включаются развязывающие конденсаторы (емкостью до 1000 пФ) или LC-цепочки. Если требуется регулировка амплитуды, то параллельно микрофону канала помехи подсоединяется потенциометр. но это изменит частотную характеристику канала помех, как сказано выше.

В схеме используются как обычные малогабаритные детали (резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы с расстоянием между выводами 5 мм), так и SMD (R6, R7, C3). Последние монтируются со стороны печатных дорожек. В устройстве можно применить ОУ КР140УД708 или низковольтный КР140УД1208 (здесь нужно с вывода 8 ИМС на общий провод включить резистор сопротивлением 180...360 кОм). Изменяя сопротивление R5, регулируют усиление ОУ (при указанном на схеме коэффициент усиления ОУ равен 1).

Литература

1. В.Беседин. Боремся с помехами. - KB и УКВ, 2008, №8.9.
2. By Klaus Spies, WB9YBM and Rolf Spies, N9BRL. Noise Canceling with Electret Condenser Microphones. - QST. December 2000, pp. 38...39.
3. John Beech (G8SEQ). A Noise Cancelling Microphone. - SPRAT 95.

Автор: В.Беседин, UA9LAQ, г.Тюмень

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Лабораторная модель прогнозирования землетрясений 30.11.2025

Предсказание землетрясений остается одной из самых сложных задач геофизики. Несмотря на развитие сейсмологии, ученые все еще не могут точно определить момент начала разрушительного движения разломов. Недавние эксперименты американских исследователей открывают новые горизонты: впервые удалось наблюдать микроскопические изменения в контактной зоне разломов, которые предшествуют землетрясению. Группа под руководством Сильвена Барбота обнаружила, что "реальная площадь контакта" - участки, где поверхности разлома действительно соприкасаются - изменяется за миллисекунды до высвобождения накопленной энергии. "Мы открыли окно в сердце механики землетрясений", - отмечает Барбот. Эти изменения позволяют фиксировать этапы зарождения сейсмического события еще до появления традиционных сейсмических волн. Для наблюдений ученые использовали прозрачные акриловые материалы, через которые можно было отслеживать световые изменения в зоне контакта. В ходе искусственного моделирования примерно 30% ко ...>>

Музыка как естественный анальгетик 30.11.2025

Ученые все активнее исследуют немедикаментозные способы облегчения боли. Одним из перспективных направлений становится использование музыки, которая способна воздействовать на эмоциональное состояние и когнитивное восприятие боли. Новое исследование международной группы специалистов демонстрирует, что даже кратковременное прослушивание любимых композиций может значительно снижать болевые ощущения у пациентов с острой болью в спине. В эксперименте участвовали пациенты, обратившиеся за помощью в отделение неотложной помощи с выраженной болью в спине. Им предлагалось на протяжении десяти минут слушать свои любимые музыкальные треки. Уже после этой короткой сессии врачи фиксировали заметное уменьшение интенсивности боли как в состоянии покоя, так и при движениях. Авторы исследования подчеркивают, что музыка не устраняет саму причину боли. Тем не менее, она воздействует на эмоциональный фон пациента, снижает уровень тревожности и отвлекает внимание, что в сумме приводит к субъективном ...>>

Алкоголь может привести к слобоумию 29.11.2025

Проблема влияния алкоголя на стареющий мозг давно вызывает интерес как у врачей, так и у исследователей когнитивного старения. В последние годы стало очевидно, что границы "безопасного" употребления спиртного размываются, и новое крупное исследование, проведенное международной группой ученых, вновь указывает на это. Работы Оксфордского университета, выполненные совместно с исследователями из Йельского и Кембриджского университетов, показывают: даже небольшие дозы алкоголя способны ускорять когнитивный спад. Команда проанализировала данные более чем 500 тысяч участников из британского биобанка и американской Программы миллионов ветеранов. Дополнительно был выполнен метаанализ сорока пяти исследований, в общей сложности включавших сведения о 2,4 миллиона человек. Такой масштаб позволил оценить не только прямую связь между употреблением спиртного и развитием деменции, но и влияние генетической предрасположенности. Один из наиболее тревожных результатов касается людей с повышенным ге ...>>

Случайная новость из Архива Рекорд скорости вакуумного поезда 08.02.2024 Корпорация CASIC, китайский лидер в области аэрокосмических технологий, установила новый рекорд скорости для вакуумного поезда на магнитной подушке. Этот прототип лишь предвестник будущего транспорта, который обещает удвоить этот показатель. Рекорд скорости вакуумного поезда открывает новую эру в транспортной индустрии, но реализация масштабных проектов по его внедрению потребует значительных усилий и ресурсов. Прототип T-Flight достиг удивительной скорости, превысив 623 км/ч, установленную в октябре 2023 года как наивысшую в истории для этого типа транспорта. Испытательный участок низковакуумной трубы в провинции Шаньси простирается на 2 километра, что делает его самым длинным сооружением такого рода. Давление в трубе варьируется от 0,3 до 0,001 бар, в то время как атмосферное давление на уровне моря составляет около 1 бар. Основной концепцией проекта является применение технологии, исключающей воздушное сопротивление и контакт с колесами. Эти факторы обычно снижают мощность и ограничивают скорость транспортных средств. В следующей фазе планируется увеличить длину трассы в 30 раз, расширив ее до 60 километров. На такой трассе поезд сможет развивать скорость до 1000 км/ч, что делает его почти столь же быстрым, как и авиалайнер. В перспективе постройка магистрали, соединяющей Пекин и Датун (346 км), сократит время путешествия с нынешних 4,5 часов до всего 30 минут. Однако эксперты предупреждают, что внедрение вакуумных поездов может столкнуться с серьезными препятствиями. Эти инфраструктурные проекты требуют строительства десятков или сотен километров труб, которые должны быть абсолютно герметичными и обеспечены постоянно работающими вакуумными насосами.

Другие интересные новости:

▪ Новый уникальный тип магнита

▪ Водород в нанолепестках

▪ Ультраобработанная пища повышает риск депрессии

▪ Ключевая технология квантовой безопасности на одной микросхеме

▪ Печь с крылышками

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Электрику. ПУЭ. Подборка статей

▪ статья Адмиральский час. Крылатое выражение

▪ статья Какие писатели и музыканты нарезали тексты на кусочки и перемешивали их? Подробный ответ

▪ статья Директор по развитию. Должностная инструкция

▪ статья Сигнализатор уровня сред (емкостное реле). Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Воздушные линии электропередачи напряжением выше 1 кВ. Расстояния между проводами и между проводами и тросами по условиям пляски. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025