Электронный регулятор уровня. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аудиотехника

 Комментарии к статье

Этот относительно простой регулятор уровня сигнала выполнен на дискретных элементах. Его можно рекомендовать радиолюбителям, которые хотят ввести в свою аппаратуру электронные регуляторы, но не могут приобрести соответствующие микросхемы. Данный регулятор, при условии подбора элементов, позволяет получить параметры, необходимые для применения в высококачественной аппаратуре звуковоспроизведения.

Предлагаемый электронный регулятор уровня, в отличие от регулятора громкости, который может быть и тон-компенсированным, выполнен по схеме сдвоенного дифференциального каскада, в котором звуковой сигнал подается в цепи эмиттеров, а коэффициент передачи изменяется в широких пределах посредством управления по цепи базы транзисторов.

В микросхемах электронных регуляторов на транзисторах одной структуры (например К525ПС1) коллекторы дифференциальных каскадов нагружены на резисторы, подключенные к шине питания +Uпит (рис. 1). Сопротивление резисторов R3 и R4 гораздо ниже динамического сопротивления транзисторов VT1 - VT4, поэтому шумы и пульсации с шины питания поступают на выход без ослабления. Вследствие этого требуются источники питания с низким уровнем пульсаций.

Кроме того, такая структура не позволяет получить непосредственно максимальный размах выходного сигнала ±12 В при напряжении питания ±15 В, да и коэффициент нелинейных искажений получается значительным. Перечисленные факторы затрудняют применение таких устройств для регуляторов громкости в высококачественной аппаратуре.

Если каскад выполнить по симметричной схеме (рис. 2), то помехи по цепи питания можно значительно уменьшить. Помимо этого, здесь сигнал всегда остается симметричным, т.е. четные гармоники ниже, чем в исходном варианте. Но максимальный уровень выходного сигнала регулятора в таком включении транзисторов ограничен еще больше: он составляет всего около 300 мВ. Чтобы его увеличить, возможно, конечно, "развести" напряжение на базах транзисторов вплоть до величины ±( |Uпит| -1 В), но это потребует заметного усложнения устройства.

Проблему можно решить проще - подключением выхода регулятора к инверсному входу охваченного обратной связью ОУ в инвертирующем включении (действующего как преобразователь ток - напряжение). Его выходное напряжение зависит от отношения сопротивления резистора цепи обратной связи к сопротивлению источника сигнала (для ОУ). Максимальная же амплитуда сигнала при этом будет стандартной для конкретного типа ОУ и составит не менее 9 В, практически без повышения уровня гармоник.

В таком варианте регулятора полоса рабочих частот сузится до той, которую способен обеспечить этот ОУ, но для применения в звукотехнических устройствах имеются вполне современные ОУ с отличными параметрами.

Полная схема электронного регулятора (рис. 3) несколько сложнее функциональной. Такой регулятор использован для управления уровнем громкости в составе усилителя аудиокомплекса. Транзисторы VT1 - VT4 представляют собственно электронный регулятор. Входной сигнал звуковой частоты через резисторы R4 и R5, преобразующие входное напряжение в ток, подается в точки соединения эмиттеров VT1, VT2 и VT3, VT4 соответственно. Базы транзисторов VT2 и VT3 соединены с общим проводом через резистор R1, а на VT1 и VT4 подается управляющее напряжение в пределах -50...+50 мВ, что приводит к перераспределению тока коллекторов VT1 - VT4 либо на общий провод, либо на инверсный вход ОУ DA1. Последний усиливает его в соотношении R10/[(R4 · R5)/(R4 + R5)] для максимального коэффициента передачи сигнала.

Для приведенной схемы коэффициент максимального усиления Кмакс= 4,4. Изменением резисторов R4, R5 и R10 его можно сделать практически любым, допускаемым для применяемого ОУ.

При таком построении все транзисторы регулятора работают при практически неизменном напряжении на коллекторах, и поэтому гармонические искажения не возникают. Основным источником искажений остается ОУ, им и определяется качество регулятора в целом.

Примененный ОУ может быть заменен другим, с малым коэффициентом гармоник на звуковых частотах и скорректированный для единичного усиления. В электронном регуляторе некоторые ОУ целесообразно дополнить двумя дополнительными транзисторами VT5, VT6 для снижения переключательных искажений выходного каскада (перевод в режим работы в классе А при снижении выходного тока). Но это вовсе не обязательно.

Транзисторы в регуляторе допустимо применять и другие: например, комплементарные пары серий КТ3107 и КТ3102, КТ315 и КТ361 с любыми буквенными индексами при условии, что их коэффициент передачи тока базы более 100 в диапазоне токов регулирования. Если он заметно падает при уменьшении тока коллектора, то это создает дополнительные искажения. Полевой транзистор может быть серии КП307. Все резисторы МЛТ - 0,125, электролитические конденсаторы - К50-6 или аналогичные, входной конденсатор - с пленочным диэлектриком (например серии К73).

В данном регуляторе напряжение на транзисторах практически постоянно, но токи меняются значительно, и с целью уменьшения этих изменений ток смещения дифференциальных каскадов выбран в несколько раз большим, чем входной.

Нужно также обратить внимание на необходимость установки дополнительных резисторов R1 и R3; без них усилитель возбуждается. Возможно, что окажется достаточно одного R1, допустимо также уменьшить их сопротивление, но не ниже 200 Ом.

Источник питания допустимо использовать с нестабилиэированным напряжением, но с достаточно хорошим подавлением пульсаций (до порядка 0,01...0,1%).

Настройка регулятора заключается в следующем. Сначала при максимальном коэффициенте передачи (Uyпр = +50 мB) устанавливают нулевое смещение на выходе ОУ подбором резистора R6 (или R7). В авторском экземпляре регулятора такого подбора не потребовалось (допустимо отклонение сопротивлений резисторов до 5 - 10%).

Несколько больше влияет на этот параметр разница в напряжении UБЭ для транзисторов регулятора (при одинаковом токе). После проверки и, если нужно, установки нуля на выходе ОУ при максимальном коэффициенте передачи проверяется постоянная составляющая при уменьшении усиления на 6 дБ (Uyпp= 0), когда отклонение достигает максимума.

В авторском варианте в каждом из каналов регулятора отклонение от нуля достигало 1...3 В. Исправить это можно либо подбором одного из транзисторов регулятора (любого), либо введением цепи смещения в разрыв между базами пары транзисторов (тоже любой). Можно, однако, как и автор, оставить это без дополнительной балансировки или подбора, так как даже в худшем случае для неискаженного сигнала остается размах сигнала до напряжения ±5 В.

От своих аналоговых собратьев регулятор отличается более низким коэффициентом гармоник (менее 0,2 %), а от цифровых - возможностью обрабатывать входные сигналы с напряжением, сколько угодно превышающим питающее, и отсутствием модуляции сигнала регулирующим. Кроме того, регулировка уровня имеет плавный характер (если управляющее напряжение изменяется без скачков). Если управляющее напряжение создавать цифровым методом, то появится дискретность, но без модуляции.

Автор: Л.Левицкий, г.Мытищи Московской обл.

Смотрите другие статьи раздела Аудиотехника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Мощные SoC-процессоры AMD 16.01.2013 На международной выставке Consumer Electronics Show (CES) AMD представила гибридные процессоры (Accelerated Processing Units - APU) образца 2013 г. AMD продемонстрировала действующие образцы однокристальных (SoC) APU под кодовыми именами Temash и Kabini, которые станут первыми в отрасли однокристальными четырехъядерными гибридными процессорами на базе архитектуры x86. Выпуск планируется в первом полугодии 2013 г. Temash - это топовый маломощный мобильный процессор AMD для планшетных и гибридных устройств на платформе Windows 8. AMD ожидает, что Temash станет самым высокопроизводительным в мире SoC для планшетов. Kabini, в свою очередь, предназначен для тонких ноутбуков и обеспечивает продолжительное время непрерывной работы от батареи и демонстрирует высокий уровень производительности как в двух, так и в четырехъядерном исполнении. Kabini, как ожидается, обеспечит более чем 50% повышение производительности по сравнению с предыдущим поколением APU AMD (с кодовым именем Brazos 2.0.) AMD также презентовала новый APU с кодовым именем Richland, который в настоящее время поставляется OEM-производителям. Его главное преимущество в том, что он способствует повышению производительности при обработке графической информации на 20-40% по сравнению с предыдущим поколением APU AMD А-серии. За Richland последует 28-нм APU с кодовым именем Kaveri на базе гетерогенной системной архитектуры (HSA), поставки которого, как ожидается, начнутся во втором полугодии 2013 г. Новый процессор Richland значительно повышает производительность CPU и графических операций, одновременно продлевая непрерывную работу устройства от батареи. Ожидается, что гибридные процессоры Richland будут поставляться в комплекте с адаптированным под них программным обеспечением, таким как системы распознавания мимики и жестов, прямое беспроводное подключение к телевизору и монитору и приоритезация системных ресурсов для воспроизведения потокового видео. "С выпуском новой линейки APU образца 2013 г. AMD намерена завоевать быстрорастущие сегменты потребительского рынка, - говорит Лиза Су (Lisa Su), старший вице-президент и генеральный менеджер глобального подразделения AMD. - Мы разрабатываем технологии, ориентируясь непосредственно на конечных пользователей, и стараемся привнести в их повседневную жизнь действительно всеохватывающие вычисления. Появление на рынке передовых технологий APU, в том числе и первый в отрасли однокристальный четырехъядерный гибридный процессор на базе архитектуры x86, - это большой шаг, еще раз подтверждающий наше превосходство в области компьютерной графики и игр".

Другие интересные новости:

▪ В Европе появится альтернатива SMS сообщениям

▪ Робот-пылесос Samsung POWERbot VR7000

▪ Геймерские телевизоры HiSense E75F

▪ Древнеримский бетон умеет восстанавливаться

▪ Бесполезное расходование электроэнергии электронными устройствами

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ваши истории. Подборка статей

▪ статья Битва народов. Крылатое выражение

▪ статья Как действует эфир? Подробный ответ

▪ статья Температурная травма. Медицинская помощь

▪ статья Велосипедный указатель поворотов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Свехрегенеративный приемник на Си-Би диапазон. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025