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:

Экраны влияют на детей неравномерно в разном возрасте 01.08.2026

Планшеты и смартфоны давно стали привычной частью повседневной жизни даже самых маленьких детей. Родители часто используют гаджеты, чтобы успокоить малыша или занять его на время, однако ученые все чаще задаются вопросом, как экранное время сказывается на развитии мозга и будущей способности к обучению. Новое исследование показывает, что значение имеет не только продолжительность просмотра, но и возраст, в котором ребенок проводит время перед экраном. Ученые наблюдали детей от рождения до 8 лет. Оказалось, что больше всего экраны влияют на мозг в два периода - в раннем младенческом возрасте и перед поступлением в школу. У детей, много времени проводивших перед экранами в эти возрастные точки, в 9 лет были несколько хуже успехи в обучении, а в 10,5 лет хуже работала рабочая память - способность удерживать и обрабатывать информацию здесь и сейчас. Исследователи из Франции и Сингапура проанализировали данные 502 детей и выделили два ключевых этапа. У младенцев мозг развивается очень ...>>

Умные жилеты, спасающие от жары 01.08.2026

Летняя жара в больших городах все чаще становится серьезным испытанием для людей, работающих на открытом воздухе. Мусорщики, строители и другие специалисты вынуждены проводить часы под палящим солнцем, рискуя перегревом. Китайские инженеры предложили практичное решение - специальные охлаждающие жилеты, которые помогают снизить ощущаемую температуру примерно на 10 градусов. Пока мир страдает от сильной жары, китайские инженеры разработали "умные" жилеты с климат-контролем. Жилеты с кондиционированием почти не отличаются от обычной рабочей одежды. Главное отличие - в системе охлаждения. В городе Нанкин в жилет вмонтированы два вентилятора, работающих от портативных аккумуляторов. Одного заряда хватает на 3-4 часа непрерывной работы. В Чанчжоу решили разместить в карманах охлаждающие элементы с материалом, который при нагревании переходит из твердого состояния в жидкое, активно поглощая тепло. Это поддерживает комфортную температуру в течение 2,5-4 часов. Такие жилеты выглядят почти ...>>

Летающие ветротурбины 3 МВт вышли в серию 31.07.2026

Традиционные ветряные электростанции зависят от силы и стабильности ветра у поверхности земли, где воздушные потоки часто бывают слабыми и порывистыми. На больших высотах ветер обычно сильнее и постояннее, поэтому инженеры уже давно рассматривают возможность подъема турбин в воздух. Китайская компания сделала важный шаг в этом направлении, перейдя от испытаний к мелкосерийному производству. Компания Beijing Linyi Yunchuan Energy Technology запустила мелкосерийное производство летающей ветротурбины S2000, а в провинции Чжэцзян возводят отдельный завод по производству материалов для оболочки аппарата. У компании уже есть предварительные договоренности с прибрежными городами и горными регионами, которые рассматривают возможность использования этой технологии для удовлетворения собственных энергетических потребностей. Прототип, который полгода назад только что поднялся в небо над Сычуанем, теперь превращается в целую отрасль. Идея S2000 проста: вместо того чтобы устанавливать ветряну ...>>

Случайная новость из Архива Ультрачерное покрытие для космических телескопов 04.04.2024 Изображения, получаемые современными космическими телескопами, впечатляют своей красотой и научной ценностью. Но существует стремление улучшить их еще более. Ученые из Шанхайского университета науки и технологий и Китайской академии наук представили инновационное решение - ультрачерное пленочное покрытие для космических телескопов, которое может увеличить качество получаемых изображений. Для астрономов крайне важно иметь возможность наблюдать космические объекты в полной темноте, минимизируя рассеянный свет, который мешает получению четких изображений. В настоящее время для этой цели используются черные покрытия, однако они имеют свои недостатки, такие как хрупкость и сложность нанесения на сложные поверхности. Ученые представили новое ультрачерное покрытие, созданное с использованием атомно-слойного осаждения. Это покрытие состоит из слоев легированного алюминием карбида титана и нитрида кремния, которые в совокупности действуют как эффективный барьер для света. Одним из главных преимуществ этой технологии является ее способность обеспечивать равномерное покрытие на сложных поверхностях. Легированный алюминием карбид титана поглощает свет, в то время как нитрид кремния создает антиотражающую структуру, обеспечивая эффективное поглощение света. Проведенные тесты показали, что данное покрытие способно поглощать 99,3% длины волн света в широком диапазоне электромагнитного спектра. Ученые надеются, что это технологическое новшество значительно улучшит работу космических телескопов следующего поколения, позволяя им работать более эффективно в самых строгих условиях космоса. Ультрачерное пленочное покрытие представляет собой важный шаг в совершенствовании оптического оборудования для космических телескопов. Это инновационное решение открывает новые возможности для научных исследований и позволит получать более качественные изображения космических объектов.

Другие интересные новости:

▪ Вертолет с мускульным приводом

▪ Электрический мотоцикл LiveWire One

▪ Умное кольцо от Samsung

▪ Модули памяти PNY XLR8 Gaming EPIC-X RGB DDR4

▪ Гаджеты провоцируют ускоренное старение

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Мобильная связь. Подборка статей

▪ статья Эрик Берн (Леонард Бернстайн). Знаменитые афоризмы

▪ статья Какой праздник собирает самое большое количество людей в одном месте? Подробный ответ

▪ статья Работа на каландрах. Типовая инструкция по охране труда

▪ статья Антенный тюнер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Конвертор УКВ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026