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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Correttore della risposta in frequenza Linkwitz in UMZCH a bassa potenza. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Amplificatori di potenza a transistor Il design acustico degli altoparlanti può essere pensato come un filtro per le alte frequenze, quindi non c'è solo un calo della caratteristica di ampiezza-frequenza (AFC) nella regione delle basse frequenze (da 12 a 24 dB per ottava), ma anche un corrispondente cambiamento nella caratteristica di frequenza di fase (PFC). A seconda del fattore di qualità del woofer nella progettazione acustica, potrebbe esserci un picco nella risposta in frequenza (fino a 6 ... 8 dB alla frequenza di risonanza della testata nella progettazione acustica fc), che porta ad un " suono borbottio". L'utilizzo di uno speciale correttore con caratteristica "a specchio" relativa alla risposta in frequenza dell'altoparlante consente non solo di ampliare la gamma di frequenza nella regione dei bassi ed eliminare il "mormorio", ma anche di correggere la risposta di fase, che influisce favorevolmente sulla fedeltà di riproduzione del suono. Il fattore di qualità equivalente del sistema acustico (AS) diventa prossimo all'ottimale, pari a 0,71. Il correttore di risposta in frequenza Linkwitz (Fig. 1) è un amplificatore invertente coperto da un OOS dipendente dalla frequenza che utilizza due doppi ponti a T incompleti - all'ingresso e nel circuito OS. Il ponte a T di ingresso è sintonizzato sulla frequenza fc, nel circuito OS - sulla frequenza (0,25 ... 0,5) fc.
Gli elementi dei ponti a T sono scelti in modo tale che le costanti di tempo dei circuiti di correzione RC τ1 = R1*C2 = R5*C3;
erano uguali. Il guadagno nella regione LF è determinato dal rapporto KLF = R4/R2. A seconda del fattore di qualità del woofer nella progettazione acustica, il valore di KLF varia tra 4,5 ... 15. Ovviamente, quando si utilizza un correttore, l'UMZCH deve avere un adeguato margine di sovraccarico. Il fattore di qualità dei ponti a T dipende dai resistori R1 e R5. I parametri degli elementi correttori per alcuni valori del fattore di qualità della testa in un sistema acustico con inverter di fase (FI) sono riportati nella Tabella 1.
I valori nominali degli elementi RC devono essere selezionati con una precisione di ±1%. L'ultima colonna fornisce la frequenza più bassa dell'altoparlante equalizzato (rispetto alla frequenza di risonanza della testa fs). Per altri valori di frequenza fc, vengono ricalcolate le capacità dei condensatori C1 ... C4. Ad esempio, la capacità C1 è: C1' = C1*80 / fc Il resto dei contenitori viene calcolato allo stesso modo. Puoi, al contrario, lasciare le capacità uguali e ricalcolare i valori dei resistori R1 ... R6. Con un fattore di qualità della testa di 1,6 e oltre, la caratteristica del correttore ha un aumento significativo a frequenze di 20 ... 30 Hz. Per evitare di sovraccaricare l'UMZCH alle frequenze infra-basse, si consiglia di inserire al suo ingresso un filtro RC aggiuntivo del primo ordine con una frequenza di taglio di 30 Hz. Per comprendere il funzionamento del correttore, si considerino le proprietà di un doppio ponte a T (Fig. 2a).
È un filtro notch con frequenza f0: f0=1 / 2πRC . La profondità di reiezione (soppressione della frequenza f0) di un tale filtro raggiunge i 50 dB quando si opera con un carico ad alta resistenza. Un doppio ponte a T incompleto (Fig. 2b) ha la stessa frequenza di sintonizzazione, ma il fattore di qualità del filtro è molto più basso e la profondità della tacca è di soli 10 dB.
Il vantaggio di un ponte incompleto è che permette di sintonizzare la frequenza di sintonia del filtro cambiando solo una capacità Cx. La frequenza di sintonia di un doppio ponte a T incompleto è determinata dalla formula: f = f0 * n1/2, n = 2 * Cx/C. La profondità di rigetto di un doppio ponte a T incompleto per alcuni valori di n è riportata nella Tabella 2.
Il correttore di risposta in frequenza Linkwitz è destinato principalmente a sistemi acustici chiusi, ma può essere utilizzato anche in combinazione con un inverter di fase. Per determinare il fattore di qualità AC Qts E la frequenza di risonanza fc richiederà qualsiasi microfono electret (ad esempio, IEC-3) e un preamplificatore con una risposta in frequenza regolare nell'intervallo da 10 a 10000 Hz. La frequenza di risonanza fc può essere determinata con una precisione del 10...15% come segue. L'armadio dell'altoparlante è sigillato chiudendo ermeticamente il foro dell'invertitore di fase. Il microfono è posizionato nelle immediate vicinanze (a una distanza di 2 ... 2 mm) dal diffusore della testina a bassa frequenza con un offset di 3/0,1 del raggio del diffusore dal suo asse centrale. Agli altoparlanti viene fornito un segnale con una potenza di 0,5 ... 20 W. Il segnale dall'uscita dell'amplificatore è controllato da un voltmetro e un oscilloscopio. Modificando la frequenza del generatore, la risposta in frequenza dell'altoparlante viene costruita da 500 a XNUMX Hz. Sono convinti della presenza di una gobba nella risposta in frequenza nella regione fc e di un caratteristico decadimento con una pendenza di 12 dB/ott. al di sotto di questa frequenza. Rimuovere la testina a bassa frequenza e determinare la sua frequenza di risonanza principale nello spazio libero fs e il fattore di qualità totale Qts, ad esempio, secondo i metodi descritti in [2]. Successivamente, il fattore di qualità dell'altoparlante è determinato dalla formula: Qts = Dts *fc/fs. Tipo di risposta in frequenza e risposta di fase del correttore per Qts = 1,0 sono mostrati in Fig. 3, risposta in frequenza per Qts = 1,4; 1,8; 2,5 - rispettivamente in Fig. 4 ... 6.
Un disegno di un circuito stampato con dimensioni di 45x49 mm per un correttore a due canali è mostrato in Fig. 7, un disegno di assemblaggio - in Fig. 8. La scheda fornisce posti per l'installazione di condensatori di disaccoppiamento di potenza non polari (non sono mostrati nel diagramma). I chip del tipo K544UD1 o KR140UD608 possono essere utilizzati come amplificatori operazionali.
Dato che il correttore può avere un guadagno a frequenze di 30...40 Hz da 10 a 15 dB (3...5 volte), che, se utilizzato in un amplificatore di bassa potenza, ne causerà il sovraccarico e il segnale grave limitazione, è necessario adottare misure per ridurre la distorsione della visibilità. A tale scopo, recentemente sono stati sempre più utilizzati limitatori di segnale (limiter) [3,4, XNUMX]. Una possibile versione del limitatore adattivo è mostrata in Fig. 9. Con l'aiuto dei resistori R4 e R5, si ottiene un clipping simmetrico regolare del segnale, che non raggiunge un limite rigido con un sovraccarico di ingresso di 2 ... 3 volte. Grazie al collegamento del divisore di ingresso all'alimentazione UMZCH, la limitazione regolare verrà mantenuta anche al variare della tensione di alimentazione.
L'uniformità della risposta del limitatore dipende dal numero di diodi e, in una certa misura, dai resistori di ingresso (maggiore è il valore del resistore e meno diodi, più stretta è la caratteristica di clipping). È auspicabile scegliere diodi con caratteristiche simili. Un disegno del circuito stampato del limitatore con dimensioni di 52x34 mm è mostrato in Fig. 10, un disegno di montaggio - in Fig. 11. Come VT1 e VT2, puoi utilizzare transistor come KT502E, KT503E, VT3 e VT4 - qualsiasi complementare a bassa potenza, ad esempio KT3102, KT3107. Diodi - qualsiasi a bassa potenza, sia al silicio che al germanio.
Rispetto alla limitazione "hard", quando si utilizza un limiter, lo spettro del segnale si arricchisce di armoniche di ordine inferiore. Tuttavia, in questo caso, ai picchi del segnale, c'è una significativa diminuzione delle componenti di gamma media e alta e l'aggiunta di armoniche dispari. Per ridurre questo effetto è stato sviluppato un correttore combinato con un limitatore (Fig. 12).
Per aumentare la fluidità della limitazione, invece di aumentare il numero di diodi, vengono introdotti i resistori R22 e R23 e per ridurre la limitazione dei componenti di gamma media e alta, i circuiti RC seriali sono inclusi nei divisori R13-R15 (R14- R16). Gli oscillogrammi di segnali con frequenza di 30 Hz (700 mV) e 1 kHz (175 mV) con limitatore convenzionale (senza divisori) e con quello proposto sono mostrati rispettivamente in Fig. 13 e 14.
Sull'oscillogramma in Fig. 14, rispetto alla Fig. 13, c'è una soppressione del segnale notevolmente inferiore con una frequenza di 1 kHz, ma compaiono già distorsioni di fase. Pertanto, è necessario trovare un compromesso tra il grado di conservazione delle componenti MF e HF del segnale e ulteriori distorsioni di fase. La scheda a circuito stampato del dispositivo con dimensioni di 55x75 mm è mostrata in Fig.15, e lo schema di montaggio è in Fig.16.
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Autore: A. Petrov, Mogilev; Pubblicazione: radioradar.net
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