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:

Хорошо управляемые луга могут компенсировать выбросы от скота 15.02.2026

Животноводство, особенно разведение крупного рогатого скота, часто обвиняют в значительном вкладе в глобальное потепление из-за мощного парникового газа - метана, который выделяется при пищеварении у жвачных животных. Это вызывает острые политические споры и призывы к сокращению потребления мяса. Однако ученые напоминают, что полная картина климатического воздействия отрасли не ограничивается только выбросами от животных: огромную роль играет окружающая экосистема - пастбища, почва и растительность, которые способны активно поглощать углекислый газ из атмосферы. Исследователи из Университета Небраски-Линкольна решили глубже изучить этот баланс. Группа под руководством профессора Галена Эриксона сосредоточилась на том, как правильно организованные пастбища накапливают углерод в растениях и грунте благодаря естественным процессам, стимулируемым выпасом скота. Ученые подчеркивают, что при достаточном уровне осадков и грамотном управлении такие луга превращаются в мощные природные погло ...>>

NASA тестирует инновационную технологию крыла 15.02.2026

Коммерческая авиация ежегодно расходует колоссальные объемы керосина, что сказывается не только на бюджете авиакомпаний, но и на состоянии окружающей среды. В 2024 году глобальные затраты на авиационное топливо достигли 291 миллиарда долларов, и эта сумма продолжает расти. Чтобы справиться с этими вызовами, NASA активно работает над технологиями, способными заметно повысить аэродинамическую эффективность самолетов. Одним из самых перспективных направлений стало создание специальной конструкции крыла, которая максимизирует естественный ламинарный поток воздуха и минимизирует сопротивление. В январе 2026 года специалисты NASA Armstrong Flight Research Center успешно провели важный этап наземных испытаний концепции Crossflow Attenuated Natural Laminar Flow (CATNLF). Для эксперимента под фюзеляж исследовательского самолета F-15B закрепили вертикально ориентированную масштабную модель высотой около 0,9 м (3 фута), напоминающую узкий киль. Такая компоновка позволила подвергнуть прототип р ...>>

Забота о внуках очень полезна для здоровья мозга 14.02.2026

Общение между поколениями приносит радость всей семье, но мало кто задумывается, насколько активно бабушки и дедушки, заботящиеся о внуках, поддерживают свою умственную форму. Регулярное взаимодействие с детьми стимулирует мозг пожилых людей, помогая сохранять память, скорость мышления и общую когнитивную активность. Новые научные данные подтверждают, что такая добровольная помощь не только важна для общества, но и может замедлять возрастные изменения в мозге. Исследователи из Тилбургского университета в Нидерландах провели анализ, чтобы понять, приносит ли уход за внуками реальную пользу здоровью пожилых людей. Ведущий автор работы Флавия Черечес отметила, что многие бабушки и дедушки регулярно присматривают за детьми, и оставался открытым вопрос, насколько это положительно сказывается на их собственном благополучии, особенно в плане когнитивных функций. Ученые поставили цель выяснить, способен ли регулярный уход за внуками замедлить снижение памяти и других умственных способ ...>>

Случайная новость из Архива Видеокарта EVGA GeForce GTX 980 Hybrid 26.03.2015 Компания EVGA расширила ассортимент графических ускорителей моделью GeForce GTX 980 Hybrid. Новинка рассчитана на игровые настольные компьютеры. Основой видеокарты служит 28-нанометровый чип GM204 поколения NVIDIA Maxwell. Конфигурация изделия включает 2048 потоковых процессоров (ядер CUDA), 128 текстурных модулей (TMU) и 64 блока растеризации (ROP). Объем присутствующей памяти GDDR5 с 256-битной шиной равен 4 Гбайт. Одной из особенностей новинки является заводской разгон. Базовая и повышенная частоты ядра чипа подняты с эталонных 1126 и 1216 МГц до 1291 и 1393 МГц соответственно. Память работает на частоте 7010 МГц. Другое отличие от референсных образцов заключается в применении гибридной системы охлаждения, объединяющей водоблок, радиатор и вентилятор. Такое решение позволяет повысить эффективность отвода тепла при одновременном снижении уровня шума. Видеокарта наделена разъемами HDMI, DVI и тремя портами DisplayPort. Поддерживаются шина PCI-Express 3.0 x16, программный интерфейс Microsoft DirectX 12 и традиционные фирменные технологии NVIDIA. В компьютерном корпусе ускоритель займет два слота расширения.

Другие интересные новости:

▪ Технология передачи аудио-сообщений при помощи лазерного света

▪ Новые DECT-телефоны Panasonic

▪ Технология синтеза аморфного графена для носимой электроники

▪ Твердотельный накопитель PNY CS900 960 Гбайт

▪ Генерация электроэнергии из движущихся поездов

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Параметры радиодеталей. Подборка статей

▪ статья Неисповедимы пути Господни. Крылатое выражение

▪ статья Где живет самый крупный крокодил? Подробный ответ

▪ статья Помощь при ожогах. Медицинская помощь

▪ статья Чтобы водитель не спал за рулем. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Заземление и защитные меры электробезопасности. Общие требования. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026