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:

Глазные капли, возвращающие молодость зрению 05.10.2025

С возрастом человеческий глаз постепенно теряет способность четко видеть на близком расстоянии - развивается пресбиопия, или возрастная дальнозоркость. Этот естественный процесс связан с утратой эластичности хрусталика и ослаблением цилиарной мышцы, отвечающей за фокусировку. Миллионы людей по всему миру сталкиваются с необходимостью носить очки для чтения или прибегают к хирургическим методам коррекции. Однако исследователи из Центра передовых исследований пресбиопии в Буэнос-Айресе представили решение, которое может стать удобной и неинвазивной альтернативой - специальные глазные капли, способные улучшать зрение на длительный срок. Разработку возглавила Джованна Беноцци, директор Центра. По ее словам, цель исследования состояла в том, чтобы предоставить пациентам с пресбиопией эффективный и безопасный способ коррекции зрения без хирургического вмешательства. Новые капли, созданные на основе пилокарпина и диклофенака, показали убедительные результаты: уже через час после первого пр ...>>

Цифровая рация Xiaomi Digital Walkie Talkie 05.10.2025

Компания Xiaomi представила современное устройство, объединившее классические принципы радиосвязи с возможностями цифровых технологий. Новинка под названием Xiaomi Digital Walkie Talkie демонстрирует, как привычные рации могут быть переосмыслены в духе времени. Устройство оснащено цветным дисплеем диагональю 1,57 дюйма, который отображает список контактов, параметры соединения и даже примерное местоположение собеседника. Такой подход превращает стандартную рацию в компактное средство связи, сочетающее функциональность смартфона и устойчивость профессиональной техники. Одним из ключевых преимуществ стала высокая автономность. Встроенный аккумулятор емкостью 2500 мА·ч обеспечивает до 100 часов работы в режиме ожидания и около 14 часов непрерывных разговоров, что особенно важно в экспедициях, на дальних маршрутах или в зонах, где подзарядка невозможна. Согласно данным портала unionrayo.com, такое время работы выгодно отличает устройство от большинства аналогов. По дальности дейст ...>>

Открыт обращаемый драйвер старения 04.10.2025

Недавняя работа ученых из Сямэньского университета в Китае показала, что в гипоталамусе, главном регуляторе внутренних функций организма, кроется один из ключей к продлению молодости. Команда под руководством Лиге Ленга обнаружила, что снижение уровня белка менина в гипоталамусе связано с ускорением процессов старения. Менин, как выяснилось, играет важную роль в предотвращении воспаления и поддержании нормальной работы нейронов. Когда его уровень снижается, в мозге возрастает активность воспалительных сигналов, что запускает цепную реакцию возрастных изменений во всем организме - от ослабления когнитивных функций до потери плотности костей и истончения кожи. Чтобы понять, как именно менин влияет на старение, ученые вывели генномодифицированных мышей, у которых этот белок можно было выборочно отключить. Даже у молодых животных такое вмешательство быстро привело к ухудшению памяти, снижению прочности костей и эластичности кожи, а также к укорочению жизни. Эти результаты убедительно ...>>

Случайная новость из Архива Новый экономичный процессор работает с видео в 1000 раз быстрее 17.08.2013 Группа исследователей из Мичиганского университета, США, во главе с профессором Вэй Лу (Wei Lu) приступила к разработке чипа, предназначением которого будет обработка видеоданных. Целью ученых является сделать так, чтобы процессор обрабатывал видео в тысячу раз быстрее по сравнению с современными решениями и при этом потреблял в 10 тыс. раз меньше электрической энергии, сообщает Phys.org. По словам Лу, сегодня в мире насчитывается столько систем видеонаблюдения, что вскоре наступит момент, когда существующие вычислительные системы уже не смогут успевать обрабатывать объем генерируемых видеоданных. "Мы планируем создать систему, которой это будет под силу", - сказал ученый. Чип, к разработке которых приступили американские ученые, характеризуется как "процессор с самоорганизующейся адаптивной нейронной сетью". Данная сеть будет выполнена из стандартных транзисторов, а также из новых элементов под названием мемристоры. Мемристор - это резистор с памятью, величина сопротивления которого зависит от того, какой ток пропускали через элемент ранее. Новый чип сможет самообучаться и обрабатывать большое количество сигналов параллельно, утверждают ученые. Вместо того, чтобы обрабатывать изображение пиксель за пикселем, как это делается сегодня, нейронная сеть будет "смотреть" на изображение целиком и выявлять в нем несистематические структуры посредством логических выводов. "В основе идеи лежит постулат, что основная часть видеоинформации - это шум, - поясняет Лу. - Вместо того чтобы обрабатывать и передавать весь этот шум, адаптивная нейронная сеть сможет вычленить ключевую информацию и реконструировать изображение на основе небольшой порции данных". Работа будет проходить в два этапа. На первом этапе ученые планируют использовать мемристоры как память в дополнение к обычным соединениям, чтобы оснастить чип механизмом самообучения. На втором этапе мемристорами планируется заменить места соединений традиционных электрических цепей, то есть сделать из них синапсы, создав аналог мозга живого существа.

Другие интересные новости:

▪ Пристегните ремни, пассажиры на задних сиденьях

▪ Блокировка краденных гаджетов

▪ Новое цифровое производство микро- и макроспутников с имитатором космоса

▪ Незаметные рифы

▪ Подсластитель из яблочных и грушевых отходов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Охрана и безопасность. Подборка статей

▪ статья Оптимистическая трагедия. Крылатое выражение

▪ статья Анатомия, физиология, психология. Большая энциклопедия для детей и взрослых

▪ статья Дефектоскопист. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Музыкальный стробоскоп. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Регулируемый стабилизатор напряжения, 35/32 вольта 3 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025