|
Главная Усилительные устройства 1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 23 24 25 26 27 28 29 30 31 32 33 34 35 36 37 38 39 40 41 42 43 44 45 46 47 48 49 50 51 52 53 54 55 56 57 58 59 [ 60 ] 61 62 63 64 65 66 67 68 69 70 71 72 73 74 75 76 77 78 79 80 81 82 83 84 85 86 87 г и требуемую емкость корректирующего конденсатора и уровень частотных искажений (при максимально плоской АЧХ) =-20 ig = -10 ig-1+151+1 где F=l+SR K2y2i32FR3 - глубина ОС; a = C2Rz, m={C\R\ + + C2Rz)IF\ n = C\R\C2RzlF - параметры, входящие в (5.78); г/21э2 = У21э2/(1-f.V2i922) - проводимость прямой псрсдачи транзистора V2 с учетом влияния местной ОС по току. Так, при /в = 6 МГц, Ci = 36 пФ, i?i = 2,2 МОм, 7?з=1 кОм, S=-= 5 мСм. f=2000 и /з1 = 2 мкА, получим t/2/f/2 = 574(55 дБ); С2=16,4пФ; а=16,4нс; т = 39,6нс; = 649 нс2 ;Gb=-2 дБ. Отношение сигнал-шум при тех же параметрах трубки и полевого транзистора получается несколько больше, а емкость корректирующего конденсатора уменьшается с 3110 до 16,4 пФ. Используя нормированные параметры а 16,4-10- г. г. .г т 39,6.10- , --г-а = -- =- =0.645 и ffz=--=-- =- =1.55. У Уб49-10-У Уб49-10-* С помощью рис. 5.24 находим 6 = 3%. 5.5. РЕГУЛИРОВАНИЕ УСИЛЕНИЯ, СТЕРЕОБАЛАНСА И АЧХ Регулирование усиления, широко применяемое в элементах тракта передачи сигнала, в том числе и в усилителях, заключается в изменении амплитуды сигнала. Например, в радиопередающем устройстве амплитуда модулирующего сигнала выбирается такой, чтобы коэффициент модуляции достигал единицы, но не возникала перемодуляция; прн механической записи звука максимальное отклонение канавки от среднего положения имеет определенный предел. В бытовой радиоаппаратуре регулируется громкость звука, прн приеме телевизионных изображений - контрастность, размер изображения и освещенность. В осцил-лографических усилителях изменение размаха сигнала позволяет получить изображение рассматриваемого процесса необходимой высоты н ширины. В усилителях, входящих в состав измерительных установок, эта регулировка предназначается для изменения пределов измерения, а также для калибровки, т. е. приведения чувствительности к определенному стандарту. Различают ступенчатое и плавное регулирование усиления. Само регулирование чаще всего с помощью деления напряжения илн изменения режима работы усилительного элемента. Регулирование усиления обычно осуществляется во входной цепи усилителя или в первых каскадах во избежание перегрузки последующих каскадов (в смысле возрастания нелинейных искажений). Ступенчатая -регулировка усиления позволяет изменять коэффициент усиления от одной ступени к другой в любое требуемое число раз, однако получение большого числа градаций усиления затруднено. В широкополосных усилителях, применяемых, в частности, в измерительных приборах (осциллографах, милливольт1етрах), ступенчатый регулятор выполняется как частотно-независимая цепь - влияние входной емкости усилительного каскада компенсируется подключением к отдельным секциям (резисторам) делителя дополнительных конденсаторов. Частотно-независимое действие рассматриваемого делителя в области верхних частот достигается при равенстве постоянных времени отдельных секций делителя (с учетом составляющих входной проводимости каскада). Частотно-независимое действие собственно регулятора усиления обеспечивается при небольших сопротивлениях, что возможно, если регулятор расположен не во входной цепи осциллографа или вольтметра, а на выходе первого каска- ..0J Вход о Л/? К5>8УН1 7 20.0 2,kK 1,2 М ЮОк ..2и 82к \5,Вк Тембр НЧ ВОк В,2к 0.02 ВОк ВОк тембр ВЧ Громкость -о Выход -о Рис. 5.42. Схема внешних цепей предварительного усилителя (ОУ типа К548УМ1) да. У такого регулятора усиления выходное сопротивление может быть получено во всех положениях одинаковым, и притом небольшим, например 50 Ом, как у вольтметра ВЗ-4 (что соответствует верхней граничной частоте 30 МГц). Для плавной регулировки усиления обычно используют потенциометр (рис. 5.42). Если потенциометр находится в цепи базы биполярного транзистора, то для сохранения режима работы по постоянному току его движок через разделительный конденсатор присоединяется к источнику сигнала, а крайние выводы - к промежутку база-эмиттер с подачей соответствующего напряжения смещения. Для достижения постоянства относительного изменения уровня громкости на 1° угла поворота во всем диапазоне должна соблюдаться зависимость cIRq/Rq =ade/0n,ax, (5.114) где Rq- сопротивление между движко.м и общим проводом при установленном угле б. Из (5.114) несложно установить требуемый закон зависимости Rq от 6: где R - минимальное сопротивление потенциометра; Gmax - наибольший угол поворота (потенциометры с экспоненциальной зависимостью Rq (6) маркируются буквой В; марка А относится к потенциометрам с линейной зависимостью Rq(Q), а б - с логарифмической). Для компенсации чувствительности уха к восприятию нижних частот при уменьшенной громкости применяют потенциометр с отводом, к которому присоединяется цепь из последовательно соединенных резистора н конденсатора (порядка десятков килоом и тысяч пикофарад) с заземлением второй обкладки . В области верхних частот конденсатор меньшей емкости (30... 100 пФ) присоединяется к верхнему (активному) выводу и движку потенциометра. Наиболее простой ступенчатый регулятор усиления состоит из одного переключаемого элемента - резистора или потенциометра, например в цепи ОС, как в микрофонном усилителе УМ44, у которого семь ступеней изменения усиления 1 дБ каждая. Если необходимо поддержать неизменным входное и выходное сопротивления регулятора усиления (аттенюатора), то он выполняется как перекрытый Т-образный четырехполюсник, образованный из четырех активных сопротивле-иий. Сопротивления перекрывающего (присоединенного к входным и выходным зажимам) и вертикального (занимающего среднее положение) рези- сторов при регулировании усиления (иначе вносимого затухания) изменяются по определенному закону. Симметричный (двухпроводной) регулятор состоит из четырех постоянных резисторов и трех переменных - одного вертикального и двух перекрывающих. Наряду с ручной регулировкой широко применяется автоматическая, которая, например, в линейных усилителях связи компенсирует изменение затухания коаксиального кабеля при колебании температуры окружающей среды (в усилителе системы К10800 предусмотрено изменение усиления на ±2,6 дБ при Д/с=±12°). В качестве регулирующего элемента в цепи ОС используется тер-мистор с соответствующим перепадом сопротивления. Для сжатия динамического диапазона сигнала (который при радиовещании обычно ограничивается примерно 40 дБ, см. § 2.10) применяется ручная или автоматическая регулировка уровня сигнала. Ручную регулировку осуществляет звукорежиссер, для автоматической регулировки используют специальные устройства - сжиматели (компрессоры). В стереоусилителях регулятор усиления (громкости) выполняется на сдвоенном потенциометре, а для установки стереобаланса может быть использован еще один сдвоенный потенциометр, половины которого действуют в противоположных направлениях, т. е. если с помощью одного нз них громкость канала возрастает, то с помощью другого снижается. Другой возможный способ регулирования стереобаланса с помощью одного потенциометра показан на рис. 5.42. Усилители звуковой частоты, входящие в состав радиоприемника, магнитофона и т. п., нередко, кроме регулировки усиления (громкости), имеют одну или две регулировки, предназначенные для изменения тембра воспроизводимого звука и основанные на плавном (реже ступенчатом) изменении АЧХ. Для плавной регулировки тембра раздельно по нижним и верхним частотам используются два потенциометра (рис. 5.42). Диапазон регулирования на частотах порядка 50 Гц и 10 кГц составляет ±(15... 20) дБ. Кроме рассмотренного регулятора тембра с /?С -элемента.мн, влияющими на АЧХ, главным образом на краях диапазона частот, в наиболее сложных устройствах применяют регуляторы с LC/-элементами, с помощью которых АЧХ изменяется на нескольких (обычно 3-7) участках диапазона. В ряде случаев АЧХ радиовещательного канала от микрофона до громкоговорителя не имеет плоской формы, в ней по разным причинам возникают подъемы и спады, которые требуется исправлять путем введения постоянных или регулируемых корректирующих элементов. Кроме того, здесь надо считаться с особенностью уха неодинаково воспринимать тембр звука различной громкости. Например, для лучшей разборчивости речи необходим спад в области нижних частот и подъе.м в области верхних. Подчеркивание верхних частот позволяет в конце канала снижать усиление в этой части диапазона, иначе сужать полосу пропускания и этим самым повышать отношение сигнал-помеха [13]. Регулируемый подъем АЧХ в диапазоне частот 2... 6 кГц применяется в звукорежиссерской практике для создания так называемого эффекта присутствия . В студийной аппаратуре регулирование АЧХ осуществляется с помощью переключаемых двухзвенных фильтров типа k \i т. Глава б ВЫХОДНЫЕ КАСКАДЫ ♦ 6.1. ВИДЫ КАСКАДОВ Выход'ные и предвыходные каскады выполняются различно в зависимости от назначения усилителя. Общим же для них является высокий уровень сигнала, выражаемый либо номинальной |