Preamplificatore con blocco tono. Schema, descrizione

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Preamplificatore con tone block. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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L'autore del blocco tonale proposto in questo articolo è fiducioso che l'uso di ripetitori di flusso e amplificatori operazionali con transistor ad effetto di campo nella progettazione consenta di ottenere prestazioni molto elevate. Nota anche un effetto interessante: l'influenza della possibilità di accendere l'amplificatore operazionale (invertente o non invertente) sulla percezione soggettiva del fonogramma. Chissà se chi sperimenta dispositivi simili se ne accorgerà.

Il preamplificatore (la Fig. 1 mostra uno dei canali) viene utilizzato come amplificatore integrato insieme all'UMZCH, la cui sensibilità è di 0,7 V.

(clicca per ingrandire)

I suoi parametri principali

Tensione di ingresso nominale, V......0,7
Tensione di uscita nominale, V......0,7
Gamma di controllo del tono, dB ad una frequenza di 40 Hz......±12
ad una frequenza di 14 kHz ...... ± 12
Coefficiente armonico (fino a 20 kHz) per Uin nominale,%, non superiore a......0,05
Rapporto segnale/rumore (non ponderato), dB, non peggiore......85

La maggiore linearità dei transistor ad effetto di campo è ben nota; in questo possono solo essere inferiori alle lampade, e anche in questo caso, non sempre. Pertanto, gli stadi buffer dell'amplificatore (follower della sorgente) sono assemblati utilizzando transistor ad effetto di campo. Con lo stesso criterio è stato selezionato l'amplificatore operazionale KR574UD1, con transistor ad effetto di campo all'ingresso. Per aumentare il livello massimo dei segnali di ingresso e migliorare i parametri in generale, i resistori nei ripetitori vengono sostituiti con generatori di corrente (transistor ad effetto di campo VT2, VT4).

Gli esperimenti hanno stabilito che i correttori con una risposta in frequenza non lineare, contenenti diversi stadi di amplificazione della tensione, sono più inclini a tutti i tipi di autoeccitazione, per non parlare di una sorta di "moltiplicazione" della distorsione in tali amplificatori. Pertanto, in questo dispositivo viene utilizzato solo uno stadio dell'amplificatore operazionale DA1 e la sua connessione invertente viene utilizzata deliberatamente, poiché è più stabile e fornisce meno distorsione.

Durante il test delle cascate con connessione operazionale non invertente e invertente, sono stati ottenuti approssimativamente gli stessi valori di distorsione armonica (secondo gli strumenti di misurazione). Una valutazione soggettiva della qualità della riproduzione del suono ha dato un risultato interessante: quasi tutti gli ascoltatori hanno notato un chiaro vantaggio nel suono naturale di un amplificatore con amplificatore operazionale invertente*. Alcuni ascoltatori hanno suggerito che ci fossero diversi tipi di amplificatori operazionali al lavoro! Coloro che non credono a ciò che è stato detto possono provarlo da soli e accertarsene... Naturalmente, se il vostro UMZCH vi permette di sentire a orecchio la differenza nel funzionamento di queste cascate. È il controllo uditivo, e non gli strumenti di misurazione, che consente di selezionare le soluzioni circuitali di maggior successo per progetti pratici.

La distorsione creata dal transistor pn-p integrato nello stadio di uscita DA1 può essere eliminata installando e selezionando il resistore R31. Per selezionare questo resistore è consigliabile eseguire una semplice operazione di “test” dell'amplificatore operazionale prima di installarlo sul circuito. A questo scopo è necessario assemblare una sezione del circuito in figura con i resistori R13, R14, R31 e DA1 (collegare un resistore di carico con resistenza da 6...1 kOhm al pin 2 di DA4). Avrai bisogno anche di un generatore di frequenze audio fino a 200 kHz e di un oscilloscopio. Un segnale dall'amplificatore di frequenza principale viene fornito alla presa sinistra del resistore R13 nella figura e il guadagno KU DA1 = 3 viene impostato con questo resistore.

Aumentando il segnale HZF al livello limite sull'uscita DA1, aumentano contemporaneamente la frequenza del segnale in ingresso, portandolo a 100...200 kHz. Selezionando il resistore R31 si ottiene una limitazione simmetrica del segnale di uscita dell'amplificatore operazionale (il cavo dell'oscilloscopio deve essere collegato all'amplificatore operazionale tramite un resistore con una resistenza di 0,5...1 kOhm).

Questo semplice procedimento permette di selezionare gli esemplari migliori da un certo numero di amplificatori operazionali, poiché spesso quelli inadatti cadono nelle mani di un radioamatore. I microcircuiti funzionano molto bene anche quando si utilizzano altri metodi per commutare lo stadio di uscita dell'amplificatore operazionale in modalità classe A. Il metodo descritto consente di ridurre di 10 volte il coefficiente armonico su un carico con una resistenza di 10 kOhm!

Il guadagno richiesto della cascata DA1 si ottiene regolando il resistore di sintonizzazione R13 (minore è il segnale di ingresso al gate di VT1, maggiore sarà il guadagno di DA1). L'interruttore SA1 è progettato per attenuare il segnale in incrementi di circa 20 dB. È molto comodo, soprattutto quando si lavora con sorgenti di diversi livelli di tensione, ad esempio da un registratore - 0,25...0,7 V, da un lettore CD - 2...4 V.

Il controllo del tono è passivo, a ponte. Tali regolatori funzionano con meno distorsione di quelli attivi con la formazione della risposta in frequenza nel circuito di feedback dell'amplificatore, sebbene con una progettazione circuitale competente, i buoni amplificatori operazionali forniscano anche una bassa distorsione. Affinché anche i follower della fonte funzionino senza distorsioni evidenti, è necessario osservare alcune "sottigliezze".

Innanzitutto, è necessario utilizzare transistor ad effetto di campo con la massima pendenza possibile e una grande corrente di drain iniziale, preferibilmente esemplari con una tensione di interruzione massima. Inoltre, selezionando i resistori R9 e R24, è consigliabile impostare le tensioni alle sorgenti di VT1 e VT3 vicine allo zero.

Poiché la scheda dell'amplificatore si trova all'interno del case UMZCH, il cui alimentatore ha una tensione bipolare (35 V), l'alimentazione proviene da questa unità.I più semplici stabilizzatori di tensione, assemblati sui transistor VT5 e VT6 con "fusibili" sui resistori R25 e R28 , consentono di produrre tutti i tipi di esperimenti sicuri per gli stabilizzatori e l'alimentazione. Molti radioamatori utilizzano stabilizzatori di tensione così semplici, ma spesso senza resistori limitatori nei circuiti del collettore. Ma invano! Un resistore limitatore in situazioni di emergenza può prevenire guasti di dispositivi a semiconduttore Inoltre, perché riscaldare i cristalli VT5 o VT6, se introducendo i resistori R25 e R28 è possibile trasferire loro la maggior parte della caduta di tensione e della potenza.

Il coefficiente armonico dipende principalmente dal tipo di amplificatore operazionale utilizzato (in questo caso vengono utilizzati amplificatori operazionali con Kg = 0,1%); quando si seleziona il resistore R31, il suo valore diminuisce di un fattore dieci. È anche possibile ridurre la distorsione di 1,5...2 volte raddoppiando i valori dei resistori R16 - R21 (R17 e R22 - 47 kOhm), anche le capacità dei condensatori C12 - C15 in questo caso vengono dimezzate. Se i resistori R17 e R22 sono da 100 kOhm ciascuno, la distorsione di DA1 diminuirà di 3...4 volte. Requisiti più severi sono imposti per l'installazione di tali amplificatori con bassa distorsione: i conduttori sono corti o schermati; Potrebbe essere necessario schermare il blocco tonale.

Per mantenere la “morbidezza” dei componenti a bassa frequenza, il valore del resistore R29 viene aumentato a 470 kOhm. Con un certo deterioramento dei parametri dell'amplificatore, l'amplificatore operazionale della serie KR574 può essere sostituito con un K544UD2 meno veloce. Transistor ad effetto di campo VT1 - VT4 - KP302, KP303, KP307 con qualsiasi indice di lettere, ma tenendo conto delle raccomandazioni sopra riportate e osservando la polarità richiesta delle tensioni di alimentazione.

È molto conveniente utilizzare gruppi di due transistor ad effetto di campo KR504NTZ, KR504NT4; puoi anche utilizzare KP103 con gli indici delle lettere K, L, M, ma per l'affidabilità dell'unità è meglio ridurre la tensione di alimentazione a ±10 V, rispettando la polarità di alimentazione richiesta. I resistori R25 e R28 sono a filo avvolto con una potenza di almeno 5 W.

Il circuito stampato è realizzato in fibra di vetro a doppia faccia ed è progettato per l'uso di resistori MLT-0,25, moderni condensatori elettrolitici come K50 - 35 o altri. 2a mostra la disposizione degli elementi, in Fig. 2b - disegno di un circuito stampato. La lamina sul lato delle parti viene utilizzata come schermo elettrostatico e filo comune (i collegamenti alla lamina sono indicati dal simbolo corrispondente).

Preamplificatore con blocco tono

Le parti dell'attenuatore si trovano sull'interruttore a pulsante SB1, utilizzato come P2K. Il controllo del tono del ponte è installato in modo simile. Ciascuno dei condensatori C5 e C11 è costituito da due capacità da 2,2 μF.

Gli stabilizzatori VT5 e VT6 sono montati su schede separate e sono comuni a entrambi i canali del preamplificatore.

Va sottolineato che l'uso di un amplificatore operazionale a bassa velocità, ad esempio KR544UD1 invece di KR574UD1, porterà ad un aumento di Kg alle alte frequenze di oltre 10 volte. Al contrario, l'uso di amplificatori operazionali importati di alta qualità garantirà parametri più elevati.

I resistori R2 e R5 con la capacità di ingresso del primo stadio formano un filtro passa-basso, che riduce la probabilità di interferenze da potenti stazioni radio o altre interferenze ad alta frequenza che penetrano nell'ingresso UMZCH. Per sopprimere meglio i disturbi estremamente indesiderabili per un amplificatore basato su transistor bipolari, è possibile introdurre inoltre un condensatore Cf con una capacità di 10...100 pF.

La prima copia dell'amplificatore assemblato secondo questo schema è in funzione da più di cinque anni e molti valutano la qualità del suo lavoro superiore rispetto ad altri amplificatori, compresi quelli basati su tubi.

Quando si raccolgono e si confrontano varie opzioni sia per UMZCH che per i blocchi preliminari, non bisogna dimenticare che in generale la qualità del complesso di riproduzione del suono dipende principalmente dagli elementi utilizzati nella progettazione: è impossibile, ad esempio, ottenere buon suono alle basse frequenze se il volume degli altoparlanti acustici è di piccoli sistemi. Proprio come un piccolo e semplice lettore CD non può suonare bene rispetto ad un PCD stazionario.

* Molto dipende dalla qualità degli amplificatori operazionali utilizzati: dalla struttura dei loro stadi di ingresso e dei transistor, dai metodi di correzione della frequenza e dalla larghezza di banda.

Autore: A.Zyzyuk, Lutsk, regione di Volyn, Ucraina

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