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:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Охлаждение электроники прыгающими капельками 17.04.2017 Проблема теплоотвода в современной компьютерной индустрии стоит остро: несмотря на уменьшение размеров транзистора, сложность процессоров и графических ядер постоянно растет, причем вместе с тактовыми частотами, что выливается в соответствующее увеличение тепловыделения. Все реже встречаются на рынке однослотовые видеокарты достаточно серьезного уровня, а громоздкие СЖО прочно заняли место воздушных кулеров в системах энтузиастов. Но технология "Jumping Droplets" (прыгающие капельки), как обещают ее разработчики, может существенно поднять эффективность систем охлаждения, особенно в случае возникновения точечных участков сильного нагрева. Работает новый метод примерно так же, как цикады защищают от намокания свои хрупкие крылышки. Дело в том, что при достаточной гидрофобности (свойство отталкивать влагу) поверхности объединение двух крошечных капелек воды генерирует достаточно энергии для того, чтобы получившаяся более крупная капля сама оторвалась от этой поверхности. "Эффект цикады" известен довольно давно и хорошо описан в науке, но применить его для охлаждения микроэлектроники удалось впервые. Как было выяснено в совместной работе Intel и Duke University, это свойство можно использовать и для охлаждения современных микрочипов. Траектория прыжков капель может быть такой, что их конечным пунктом назначения окажется поверхность, требующая активного охлаждения. Основную сложность при практической реализации принципа представляет поиск материалов с нужной степенью гидрофобности. Технически это несколько напоминает испарительную камеру, работающую, однако, "наоборот". Условный пол этой камеры сделан из гидрофобного материала, а потолок - напротив, представляет собой пористую губку. Горячие области провоцируют испарение жидкости, находящейся в структурах потолка, в сторону пола, где она конденсируется в капли. Капель становится больше, они начинают объединяться - и прыгать за счет вышеописанного "эффекта цикады" к потолку, после чего цикл повторяется, причем такая камера будет работать вне зависимости от направления вектора гравитации и ориентации в пространстве, важно лишь разделение на "пол" и "потолок". Такая система теплоотвода эффективнее традиционных, поскольку работает не только на плоскости, но и в пространстве, заявляют разработчики. При этом она, в отличие от термоэлектрической, не требует подвода энергии извне. Глава команды профессор Чэнь Чуаньхуа (Chuan-Hua Chen) уверен, что вскоре новую технологию удастся стандартизировать, а от этого пункта до выпуска первых работоспособных систем охлаждения на новом принципе - один шаг.

Другие интересные новости:

▪ Вред Wi-Fi сетей

▪ Создана наименьшая подвижная форма жизни

▪ Запущена самая мощная солнечная электростанция

▪ Умная подушка Huawei

▪ Суперкомпьютер в Польше

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Освещение. Подборка статей

▪ статья Теория обучения. Конспект лекций

▪ статья Что такое ищейка? Подробный ответ

▪ статья Сушеница топяная. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Сандарачный клей. Простые рецепты и советы

▪ статья Замена модуля IGBT в сварочном аппарате. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026