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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Controllore di livello elettronico. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Audio Questo controllo del livello del segnale relativamente semplice viene effettuato su elementi discreti. Può essere consigliato ai radioamatori che vogliono introdurre regolatori elettronici nelle proprie apparecchiature, ma non possono acquistare gli appositi microcircuiti. Questo regolatore, soggetto alla selezione degli elementi, consente di ottenere i parametri necessari per l'utilizzo in apparecchiature di riproduzione del suono di alta qualità. Il controllo elettronico di livello proposto, contrariamente al controllo del volume, che può essere anche compensato in tono, è realizzato secondo lo schema di una doppia cascata differenziale, in cui il segnale sonoro viene inviato al circuito dell'emettitore e il coefficiente di trasferimento varia su un'ampia gamma mediante il controllo sul circuito di base del transistor. Nei microcircuiti di regolatori elettronici basati su transistor della stessa struttura (ad esempio K525PS1), i collettori degli stadi differenziali sono caricati con resistori collegati al bus di alimentazione + Upit (Fig. 1). La resistenza dei resistori R3 e R4 è molto inferiore alla resistenza dinamica dei transistor VT1 - VT4, quindi il rumore e l'ondulazione dal bus di alimentazione vengono emessi senza attenuazione. Di conseguenza, sono richiesti alimentatori a basso ripple.
Inoltre, una tale struttura non consente di ottenere direttamente l'oscillazione massima del segnale di uscita di ±12 V ad una tensione di alimentazione di ±15 V, e il coefficiente di distorsione non lineare risulta essere significativo. Questi fattori rendono difficile l'utilizzo di tali dispositivi per i controlli del volume in apparecchiature di alta qualità. Se la cascata viene eseguita secondo uno schema simmetrico (Fig. 2), l'interferenza nel circuito di potenza può essere notevolmente ridotta. Inoltre, qui il segnale rimane sempre simmetrico, cioè anche le armoniche sono più basse rispetto alla versione originale. Ma il livello massimo di uscita del regolatore in una tale connessione di transistor è ancora più limitato: è solo di circa 300 mV. Per aumentarlo è possibile, ovviamente, "diluire" la tensione alle basi dei transistor fino al valore di ±(|Upit| -1 V), ma ciò richiederà una notevole complicazione del dispositivo.
Il problema può essere risolto in modo più semplice: collegando l'uscita del regolatore all'ingresso inverso dell'amplificatore operazionale coperto dal feedback in una connessione invertente (che funge da convertitore corrente-tensione). La sua tensione di uscita dipende dal rapporto tra la resistenza del resistore di retroazione e la resistenza della sorgente del segnale (per un amplificatore operazionale). L'ampiezza massima del segnale in questo caso sarà standard per un particolare tipo di amplificatore operazionale e sarà di almeno 9 V, praticamente senza aumento del livello delle armoniche. In questa versione del regolatore, la banda di frequenza operativa sarà ristretta a quella che questo amplificatore operazionale è in grado di fornire, ma per l'uso in dispositivi di ingegneria del suono ci sono amplificatori operazionali abbastanza moderni con parametri eccellenti. Il circuito completo del regolatore elettronico (Fig. 3) è alquanto più complicato di quello funzionale. Tale regolatore viene utilizzato per controllare il livello del volume come parte di un amplificatore complesso audio. I transistor VT1 - VT4 rappresentano il regolatore elettronico vero e proprio. Il segnale di ingresso della frequenza audio attraverso i resistori R4 e R5, che convertono la tensione di ingresso in corrente, viene inviato ai punti di connessione degli emettitori VT1, VT2 e VT3, VT4, rispettivamente. Le basi dei transistor VT2 e VT3 sono collegate a un filo comune attraverso un resistore R1 e una tensione di controllo viene applicata a VT1 e VT4 nell'intervallo -50 ... + 50 mV, che porta alla ridistribuzione della corrente del collettore VT1 - VT4 a un filo comune oa un ingresso inverso OS DA1. Quest'ultimo lo amplifica nel rapporto R10/[(R4 R5)/(R4 + R5)] per il massimo coefficiente di trasferimento del segnale.
Per il circuito di cui sopra, il guadagno massimo Kmax = 4,4. Modificando i resistori R4, R5 e R10, è possibile realizzare quasi tutto ciò che è consentito per l'amplificatore operazionale applicato. Con questa costruzione, tutti i transistori del regolatore funzionano a una tensione praticamente costante sui collettori e quindi non si verificano distorsioni armoniche. La principale fonte di distorsione rimane l'amplificatore operazionale e determina la qualità del regolatore nel suo insieme. L'amplificatore operazionale applicato può essere sostituito da un altro con armoniche basse alle frequenze audio e corretto per il guadagno unitario. In un controller elettronico, è consigliabile integrare alcuni amplificatori operazionali con due transistor aggiuntivi VT5, VT6 per ridurre la distorsione di commutazione dello stadio di uscita (trasferimento alla modalità operativa di classe A quando la corrente di uscita diminuisce). Ma questo non è affatto necessario. Nel regolatore possono essere utilizzati anche altri transistor: ad esempio, coppie complementari delle serie KT3107 e KT3102, KT315 e KT361 con indici di qualsiasi lettera, a condizione che il loro coefficiente di trasferimento della corrente di base sia superiore a 100 nell'intervallo della corrente di regolazione. Se diminuisce notevolmente quando la corrente del collettore diminuisce, ciò crea un'ulteriore distorsione. Il transistor ad effetto di campo può essere della serie KP307. Tutti i resistori MLT - 0,125, condensatori elettrolitici - K50-6 o simili, condensatore di ingresso - con un film dielettrico (ad esempio, la serie K73). In questo regolatore, la tensione sui transistor è quasi costante, ma le correnti cambiano in modo significativo e, per ridurre questi cambiamenti, la corrente di polarizzazione degli stadi differenziali viene scelta diverse volte maggiore di quella di ingresso. È inoltre necessario prestare attenzione alla necessità di installare resistori aggiuntivi R1 e R3; senza di loro, l'amplificatore è eccitato. È possibile che un R1 sia sufficiente, è anche consentito ridurre la loro resistenza, ma non inferiore a 200 ohm. L'alimentatore può essere utilizzato con una tensione non stabilizzata, ma con una discreta soppressione del ripple (fino a circa 0,01 ... 0,1%). L'impostazione del controller è la seguente. Innanzitutto, al coefficiente di trasmissione massimo (Uypr \u50d +6 mV), viene impostato un offset zero all'uscita dell'amplificatore operazionale selezionando il resistore R7 (o R5). Nella copia dell'autore del regolatore, tale selezione non era richiesta (è consentita una deviazione delle resistenze del resistore fino al 10-XNUMX%). Questo parametro è leggermente più influenzato dalla differenza di tensione UBE per i transistor del controller (alla stessa corrente). Dopo aver verificato e, se necessario, azzerato l'uscita dell'amplificatore operazionale al massimo guadagno, la componente CC viene controllata con una diminuzione del guadagno di 6 dB (Uypr = 0), quando la deviazione raggiunge il massimo. Nella versione dell'autore, in ciascuno dei canali del regolatore, la deviazione da zero raggiungeva 1 ... 3 V. Ciò può essere corretto selezionando uno dei transistor del regolatore (qualsiasi) o introducendo un circuito di polarizzazione nel gap tra le basi di una coppia di transistor (anche qualsiasi). Tuttavia, come l'autore, puoi lasciarlo senza ulteriore bilanciamento o selezione, poiché anche nel peggiore dei casi per un segnale non distorto, rimane un'oscillazione del segnale fino a una tensione di ±5 V. Il regolatore differisce dalle sue controparti analogiche per un coefficiente armonico inferiore (inferiore allo 0,2%) e da quelle digitali per la capacità di elaborare segnali di ingresso con una tensione arbitrariamente superiore alla tensione di alimentazione e l'assenza di modulazione del segnale da parte del regolatore. Inoltre, la regolazione del livello è regolare (se la tensione di controllo cambia senza salti). Se la tensione di controllo viene creata digitalmente, apparirà la discrezione, ma senza modulazione. Autore: L.Levitsky, Mytishchi, regione di Mosca.
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