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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Dispositivo di isolamento del segnale EMOS. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Audio L'autore dell'articolo propone una nuova versione del circuito a ponte per isolare il segnale EMOS per un altoparlante attivo. Una particolarità di questo ponte è la compensazione della componente di modo comune dovuta a due tensioni di segnale uguali e antifase agenti sui bracci del ponte. Per una tale struttura non è necessario utilizzare un amplificatore operazionale con elevata reiezione di modo comune. Il feedback elettromeccanico (EMOS) come riserva per migliorare la qualità della riproduzione del suono non è ancora ampiamente utilizzato a causa della necessità di integrazione costruttiva dell'altoparlante e dell'amplificatore, nonché della complessa regolazione del ponte. Nel suo articolo [1], S. Mitrofanov nota giustamente le difficoltà di bilanciamento di un ponte (ponte di Wheatstone), dove è isolato il segnale back-EMF della bobina dell'altoparlante. Anche quando si utilizzano microcircuiti moderni. Gli amplificatori EMOS precedentemente descritti sono soggetti ad autoeccitazione a causa della presenza di un segnale di modo comune molte volte maggiore del segnale utile nella diagonale di misura del ponte. Il rapporto di reiezione di modo comune (CMRR) del segnale in alcuni amplificatori operazionali raggiunge 120 dB (a frequenze inferiori a 100 Hz). Per frequenze più alte è minore e, in presenza di ulteriori sfasamenti del segnale amplificato, può portare all'autoeccitazione del dispositivo. L'autoeccitazione di un amplificatore con EMOS può essere combattuta riducendo il guadagno o aumentando la profondità del feedback che copre il dispositivo a ponte, ma ciò riduce anche l'efficienza dell'EMOS. Nella versione del ponte bilanciato proposta dall'autore [2], è stato possibile eliminare uno svantaggio significativo del ponte di Wheatstone: la presenza di un componente di modo comune nel segnale di uscita. Da notare che l'indicatore dell'equilibrio del ponte di Wheatstone era un galvanometro collegato direttamente alla diagonale di misura del ponte e quindi non sensibile al segnale di modo comune. L'amplificazione del segnale di squilibrio del ponte utilizzando un amplificatore differenziale collegato alla diagonale di misura richiede l'uso di un amplificatore operazionale con elevata reiezione del segnale di modo comune. Il dispositivo a ponte proposto dall'autore è privo di un segnale di modo comune in uscita, il che rende possibile creare un UMZCH facilmente personalizzabile con un altoparlante coperto da EMOS. Questo ponte, come il ponte di Wheatstone, è costituito da quattro resistenze (attive o complesse), ma ha due sorgenti di tensione di polarità opposta (Fig. 1, a).
Se i valori di |U1| = |U2| la condizione di equilibrio ha la forma: R1R3 = R2(R4-R3-R1). Se la corrente attraverso il braccio R1R2 è molto maggiore della corrente attraverso il braccio R3R4, la precisione della selezione del segnale aumenta. Se il ponte viene utilizzato in un circuito a corrente alternata, le tensioni U1 e U2 devono cambiare in modo sincrono in ampiezza ed essere sfasate; in questo caso viene utilizzato il circuito mostrato in Fig. 1, b. Il segnale di uscita dell'amplificatore invertente DA1 funge da seconda fonte di alimentazione per il ponte. Se come tensione di alimentazione del ponte viene fornito ad es. un segnale sinusoidale U1, la tensione sull'uscita DA1 viene sfasata di 1° rispetto a U180. Pertanto, se il classico ponte di Wheatstone può essere chiamato in fase in termini di alimentazione, allora il ponte proposto in [2, 3] dovrebbe essere chiamato antifase. Quando si bilancia un ponte di questo tipo, ad esempio selezionando il resistore R3, la fase della tensione di uscita Uout può cambiare rispetto alla tensione U1 - 0 o 180°. Nella fig. La Figura 2 mostra uno schema di un UMZCH sperimentale con EMOS con isolamento del segnale di feedback nel ponte modificato.
Un amplificatore basato sull'amplificatore operazionale DA2 e sugli elementi VD1 - VD4, VT1, VT2 con un altoparlante basato su una testa elettrodinamica 4GD-36 inclusa nel ponte è coperto da feedback con il rilascio dell'EMF posteriore della testa. Il ponte è bilanciato mediante un resistore variabile a due stadi R3 (tipo SP5-35A) ad una tensione nel punto A non superiore a 5...10 mV con una fase corrispondente al feedback negativo (la posizione dei contatti mobili del regolatore secondo il circuito è sopra il punto di equilibrio del ponte). Se si sposta la posizione di equilibrio del ponte (spostando i contatti mobili sotto il punto di equilibrio), la fase del circuito di feedback cambierà e si verificherà un feedback positivo, come evidenziato dal ronzio dell'altoparlante. È conveniente configurare il ponte utilizzando un generatore di segnale sinusoidale e un oscilloscopio. Un segnale sinusoidale viene fornito all'ingresso dell'amplificatore e l'ingresso dell'oscilloscopio è collegato al punto A. Quando si regola la resistenza, è necessario tenere presente che prima viene ruotato il sistema mobile dell'elemento resistivo fine (quello a destra nello schema) da un arresto all'altro, quindi viene ruotato il sistema mobile dell'elemento resistivo grossolano . Bilanciando il ponte per la selezione del segnale EMOS regolando R3, è necessario raggiungere la massima ampiezza del segnale nel punto A. Un aumento del segnale indica che il ponte è vicino all'equilibrio e, di conseguenza, una diminuzione la profondità dell'EMOS. A questo punto il setup può considerarsi concluso. Invece di un resistore variabile, misurando la sua resistenza tra i terminali esterni (1, 2) e il contatto mobile (3), è possibile installare resistori costanti con la resistenza più vicina. Va notato che la reattanza induttiva della bobina della testa elettrodinamica è in una certa misura compensata dall'induttanza del resistore variabile a filo avvolto. Il corretto funzionamento dell'EMOS viene verificato come segue. In un UMZCH configurato con EMOS, collegare l'ingresso dell'oscilloscopio al punto B e applicare dei colpi di luce al diffusore dell'altoparlante con un bastoncino. La forma d'onda sullo schermo dell'oscilloscopio sarà simile a quella mostrata in Fig. 3, a. Quindi collega l'oscilloscopio al punto A e fai lo stesso. La forma del segnale assumerà la forma mostrata in Fig. 3, b.
Da questi oscillogrammi è chiaro che il segnale OOS nel punto A è in antifase rispetto al segnale generato dalla bobina dell'altoparlante (punto B). Letteratura
Autore: L.Mashkinov, Chernogolovka, regione di Mosca
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