И РЕЖИМА «ИНТИМ»
Регуляторы громкости являются неотъемлемой частью любого звуковоспроизводящего устройства и предназначены для регулирования уровня звучания акустических систем при воспроизведении звуковых сигналов. Для стереофонических систем обязательным является также регулятор стереобаланса, который служит для плавного изменения соотношения уровней звучания правого и левого каналов, позволяя перемещать в пространстве стереозону. Нередко в современных звуковоспроизводящих устройствах также используют режим «Интим» или « — 20 дБ», снижающий уровень сигнала скачком в 10 раз что создает большие эксплуатационные удобства (при разговоре по телефону, контрольном прослушивании, выборе музыкальных программ и т. п.).
Известно, что из-за особенностей органов слуха человека при уменьшении уровня громкости наблюдается ухудшение восприятия низших и высших звуковых частот. Поэтому обычно применяют тонкомпенсированные регуляторы громкости, которые одновременно с уменьшением или увеличением громкости изменяют АЧХ усилительного устройства таким образом, чтобы она соответст-; вовала широко известным кривым равной громкости [8]. Стандартизированные кривые равной громкости приводятся в рекомендациях Международной организации стандартизации (ИСО).
Схемные решения регуляторов громкости и баланса базируются на резне-тивных делителях напряжения, в качестве которых используют переменные или I постоянные резисторы. К переменным резисторам предъявляют следующие тре-: бования: близость к нулю минимального регулируемого сопротивления; плавное, (без скачков) изменение сопротивления при перемещении движка резисторов с функциональной зависимостью, подчиняющейся показательному закону (группа В); отсутствие шумов и щелчков; идентичность изменения сопротивлений при их регулировании (для сдвоенных регуляторов в стереофонических системах). Пределы плавного регулирования громкости определяются диапазоном плавного изменения сопротивления используемых переменных резисторов. Применяемые в УЗЧ резисторы СПЗ-12 имеют диапазон плавного изменения до 60 дБ, СПЗ-12а-1 — до 80 дБ. Однако промышленные потенциометры не всегда удовлетворяют перечисленным требованиям. Разбаланс сопротивлений сдвоенных переменных резисторов типов СПЗ-23, СПЗ-12, СПЗ-4, наиболее часто используемых для тонкомпенсированной регулировки громкости, достигает ±3 дБ, а изменение их сопротивления из-за люфта движка или оси ±6 дБ. Это приводит к разбалансу уровней сигналов в каналах стереоусилителя при регулирований громкости и к рассогласованию АЧХ, особенно заметному на малой и средней громкости.
От указанных недостатков свободен сдвоенный ступенчатый тонкомпенсированный регулятор громкости, построенный на дискретных резисторах и многопозиционных переключателях [9]. В последние годы с развитием интегральной технологии и созданием новой элементной базы получают распространение электронные регуляторы громкости и баланса на полевых транзисторах, КМОП коммутаторах, КМОП мультиплексерах, а также специальных микросхемах (например, К174УН12).
Кроме общепринятых характеристик для каскада регулирования специфической является глубина регулирования громкости — отношение номинального выходного напряжения к напряжению на выходе при положении регулятора громкости, соответствующем минимальной громкости в пределах плавной регулировки, выраженное в децибелах.
Рассмотрим варианты схем регулировки громкости и баланса с применением различной элементной базы.
Типовой каскад регулирования громкости и баланса на переменных резисторах групп В и А. В качестве простейшего регулятора громкости может служить обычный переменный резистор, включенный по схеме делителя напряжения. Однако некоторые особенности слухового восприятия звуковых давлений-различных частот требуют усложнения этого каскада в усилителях высокого класса. Чувствительность уха, максимальная на средних частотах, падает нг низших и высших частотах. При увеличении уровня громкости чувствительность уха в области низших частот заметно возрастает. В области высших частот чувствительность также возрастает, но ее рост значительно зависит от индивидуальных особенностей слуха каждого человека (особенно заметна зависимость восприятия высших частот от возраста).
Иначе говоря, изменение уровня звукового давления вызывает изменение спектра сигнала, воспринимаемого человеком. Поэтому, чтобы субъективное восприятие громкости изменялось во всем спектре частот пропорционально, необходимо скорректировать частотную характеристику регулятора громкости (ввести так называемую тонкомпенсацию) таким образом, чтобы с уменьшением уровня звукового давления увеличивался подъем в области низших и высших частот. Кроме того, желательно равномерно изменять относительную громкость при линейном перемещении регулирующего узла. Из экспериментов известно [10], что субъективное ощущение приращения громкости зависит от уровня звукового давления. При малых уровнях сигнала одинаковому приращению звукового давления субъективно соответствует большее приращение громкости, чем при больших уровнях сигнала. Поэтому для получения равномерной субъективной регулировки громкости требуется нелинейное регулирование звукового давления. Этим требованиям отвечают переменные резисторы с показательной зависимостью( группы В), имеющие отводы для тонкомпенсации.
При регулировке стереобаланса, чтобы сохранить постоянство общего звукового давления в обоих каналах, ослабление уровня сигнала в одном канале необходимо компенсировать увеличением уровня сигнала в другом. Для этога можно использовать широко распространенные переменные резисторы с линейной зависимостью (группы А). Применение специально разработанных для регулировка стереобаланса потенциометров с зависимостью (группы Е/И) позволяет уменьшить потери сигнала и субъективно более плавно регулировать стереобаланс.
Рис. 39. Принципиальная схема регуляторов громкости и баланса на потенциометрах типа В и А
На рис. 39 приведена схема регулятора громкости, в которой учтены сделанные замечания. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Номинальное входное напряжение......... 200 мВ
Номинальное выходное напряжение........ 140 мВ
Глубина регулировки громкости......... 40 дБ
Тонкомпенсация (при уровне громкости — 30 дБ) на частоте:
100 Гц................ 6 дБ
10 кГц................ 4 дБ
Регулировка стереобаланса........... ±6 дБ
Резистор R 1 и соответствующий ему в другом канале уменьшают взаимное влияние каналов в режиме «Моно». Резистор R 2 с зависимостью А обеспечивает регулировку стереобаланса. Последовательно включенный резистор R 3 позволяет уменьшить потери сигнала до 3 дБ (при его отсутствии потери возрастают до б дБ). Кнопкой SB 2 включают резистивный делитель R 4, R 5, уменьшающий сигнал в 10 раз. Громкость регулируют переменным резистором R 7, к отводу которого (при нажатой кнопке SB 3) подключается цепь тонком-пенсации.
Узел регулировок собран на выводах переменных резисторов и переключателей П2К. Монтаж выполнен экранированным проводом МГШВЭ-0,2. Регулятор стереобаланса — СПЗ-12г с зависимостью А; регулятор громкости — СПЗ-12д с зависимостью В; остальные резисторы МЛТ-0,25; конденсаторы КМ-5, КМ-6, переключатели — П2К с независимой фиксацией.
Налаживание узла в основном состоит в проверке правильности монтажа.
Регулятор громкости и баланса на переключателях галетного типа. Как уже указывалось, разбаланс сопротивлений сдвоенных переменных резисторов достигает ±6 дБ, что вызывает разбаланс уровней сигналов в каналах и рассогласование АЧХ при введении тонкомпенсации. Коэффициент усиления каналов можно выравнить регулятором стереобаланса, но сбалансировать АЧХ с помощью обычных органов управления не удается. Кроме того, нередко бывает довольно сложно найти сдвоенный резистор с необходимым номиналом и законом регулирования громкости. От указанных недостатков свободен регулятор громкости на базе галетного переключателя, позволяющий создать необходимый закон регулирования и при попарном подборе резисторов делителя иметь незначительный разбаланс каналов.
Как известно, использование для регулировки стереобаланса переменных резисторов с линейной зависимостью вызывает значительное ослабление сигнала (около 6 дБ). Применение специальных резисторов с зависимостью Е/И не всегда возможно из-за отсутствия необходимых номиналов. Построение регулятора баланса на базе галетного переключателя также позволяет легко получить «переменный резистор» нужного номинала с требуемым законом регулирования.
С учетом сказанного, разработан регулятор громкости и баланса с применением переключателей галетного типа, схема одного канала которого показана на рис. 40. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Номинальное входное напряжение......... 200 мВ
Номинальное выходное напряжение........ 200 мВ
Глубина регулировки громкости . . . . . . . . , 60 дБ
Тонкомпенсация (при уровне громкости — 40 дБ) на частоте 100 Гц................ ±8 дБ
Регулировка стереобаланса........... ±8 дБ
Регулятор громкости состоит из делителя на резисторах Rl — R 22 и галетного переключателя SA 1 на 23 положения. Расчет такого регулятора громкости можно произвести следующим образом. Для любого положения движка переключателя затухания а„ в децибелах определяется как
где R — общее требуемое сопротивление делителя; n — номер положения движка переключателя.
Выбрав значения R (из условия согласования с усилительным каскадом) и затухания ап для каждого положения переключателя, это уравнение можно решить для каждого резистора:
где n=2, 3, ...
При равномерном шаге затухания
ап = аi — ( n — 1) Да,
где ai — максимальное затухание делителя регулятора (выбирается из условия необходимой глубины регулирования); Да — шаг затухания; Дa = a 1 /( N — 1), где N — максимальное число положений движка переключателя.
Рассчитанные сопротивления регулятора громкости при R = 10 кОм, ai = =60 дБ и N=23 приведены в табл. 2. С учетом особенностей слухового восприятия шаг затухания Да первых трех положений переключателя выбран равным 6 дБ, следующих трех — 4 дБ, остальных — 2 дБ. Резистор R 23 и соответствующий ему во втором канале служат для уменьшения взаимного влияния каналов и для выравнивания звукового давления в режиме «Моно». Регулятор баланса выполнен на резисторах R 24 — R 29 и переключателе SA 2. Ценя тонкоррекции Cl , C 2, R 32 подключают кнопкой SB 3.
Рис. 40. Принципиальная схема регулятора громкости и баланса на переключателях галетного типа
Таблица 2
| n | ан,ДБ | Рассчитанное Кп.0м | Номинал по шкале Е, Ом | n | ан, дБ | Рассчитанное Rn . Ом | Номинал по шкало Е, Ом |
| 1 | 60 | 10,00 | 10 | 12 | 20 | 205,67 | 200 |
| 2 | 54 | 9,95 | 10 | 13 | 18 | 258,92 | 270 |
| 3 | 48 | 19,86 | 20 | 14 | 16 | 325,97 | 330 |
| 4 | 42 | 39,62 | 39 | 15 | 14 | 410,37 | 430 |
| 5 | 38 | 46,46 | 47 | 16 | 12 | 516,63 | 510 |
| 6 | 34 | 73,64 | 75 | 17 | 10 | 650,38 | 68 0 |
| 7 | 30 | 116,70 | 120 | 18 | 8 | 818,79 | 820 |
| 8 | 28 | 81,88 | 82 | 19 | 6 | 1030,80 | 1000 |
| 9 | 26 | 103,08 | 100 | 20 | 4 | 1297,70 | 1300 |
| 10 | 24 | 129,77 | 130 | 21 | 2 | 1633,71 | 1600 - |
| 11 | 22 | 163,38 | 160 | 22 | 0 | 2056,72 | 2000 |
Монтаж узла выполнен на выводах переключателей. В качестве переключателей SA 1 и SA 2 можно использовать любые галетного типа соответственно на 23 и 11 положений на два направления кнопки SB 1 — SB 3 — П2К с независимой фиксацией, резисторы — МЛТ-0,25, с точностью не хуже 5%, конденсато» ры — КМ-5, КМ-6.
Налаживание заключается в попарном подборе резисторов делителя регулятора громкости и баланса.
Цифровой регулятор громкости. Основным недостатком регуляторов на основе переменных резисторов и переключателей является сложность их размещения непосредственно вблизи входов усилителя, что вызвано необходимостью размещения органов управления на передней панели усилителя. Это усложняет борьбу с помехами и наводками. Кроме того, наличие механических контактов ухудшает надежность работы таких регуляторов, увеличивает помехи в виде тресков, шорохов, щелчков. С развитием элементной базы появилась возможность создать электронные регуляторы громкости на базе специальных микросхем или при использовании переключателей аналоговых сигналов КМОП структуры, что позволяет устранить указанные недостатки.
На рис. 41 приведена схема одного канала регулятора громкости на база мультиплексора КМОП структуры. Регулятор используют совместно с селектором входных сигналов (см. рис. 13). Регулятор громкости состоит из электронного переключателя на 32 положения и цифрового узла управления им. Достоинством этого регулятора также является большая точность совпадения каналов, определяемая допуском резисторов делителя.
Цифровой регулятор громкости имеет следующие основные технические характеристики:
Номинальное входное напряжение........ 200 мВ
Номинальное выходное напряжение....... 200 мВ
Максимальное входное напряжение....... 6 В
Глубина регулировки громкости........ 64 дБ
Напряжение питания........... 15 и 7,5 В
Ток потребления............. 30 мА
Рис. 41. Принципиальная схема цифрового регулятора громкости
Собственно электронный переключатель выполнен на микросхемах DD 1, DD 2 и DA 1. Управляется он цифровой частью на микросхемах DD 3 — DD 9. Переключатель состоит из двух секций: одной (на микросхеме DD 2 и резисторах R 13 — R 16) на четыре положения с шагом 2 дБ, второй (на микросхеме DD 1 и резисторах R 3 — R 10) на восемь положений с шагом 8 дБ. Между ним» установлен развязывающий усилитель на микросхеме DA 1.1 с коэффициентом передачи около 1. Такое построение позволяет создать переключатель на 32 положения, используя всего 12 резисторов делителя. Состояние секций переключателя определяется пятиразрядным кодом, вырабатываемым цифровым узлом управления, собранным на микросхемах DD 3 — DD 9.
Узел управления содержит задающий генератор (на элементах DD 3,3, DD 3.4, DD 5.2), вырабатывающий сигнал с частотой около 4 Гц, и реверсивный счетчик ( DD 4.1, DD 9), вырабатывающий пятиразрядный код управления.
Элементы DD 6.2, DD 6.3, DD 8.1, DD 8.2, DD 5.3, DD 3.5, DD 3.6, DD 7.1 — DD 7.3 обеспечивают реверсирование счетчика и ограничение счета снизу и сверху. Элементы DD 6.1, DD 3.2, DD 5.1, DD 5.2 необходимы, чтобы задающий генератор работал при нажатии любой из кнопок SB 1 или SB 2. Триггер DD 4.2 устраняет дребезг их контактов. С помощью кнопок SB 3 — SB 6 делают предварительную установку счетчика DD 9 и тем самым задают любой начальный уровень громкости. Элемент DD 3.1 совместно с резисторами Rl , R 2 и конденсатором С1 формирует импульс установки счетчика в нулевое состояние.
Особенностью регулятора является то, что при разомкнутых контактах кнопок SB 1 и SB 2 весь электронный переключатель находится в статическом положении и не вносит в усиливаемый аналоговый сигнал дополнительных помех. Это позволяет монтировать аналоговую и цифровую части регулятора на одной плате.
Узел управления общий для двух каналов. Стереобаланса добиваются изменением усиления выходного каскада в селекторе входных сигналов (см, рис. 13). Если сделать цифровое управление раздельным для левого и правого каналов, то баланс устанавливают раздельной регулировкой громкости.
Регулятор смонтирован на унифицированной монтажной плате с применением переходных панелей для микросхем серии К564. В устройстве использованы резисторы МЛТ-0,25 (с точностью 5% в делителе и 10% — остальные) и конденсаторы КМ-4, КМ-5, К53-1. В качестве кнопок SB 1, SB 2 можно применять переключатели без фиксации любого типа (например МП-3), вместо SB 3 — SB 6 — переключатели любого типа с фиксацией.
Учитывая сложность устройства, необходимо обратить внимание на правильность монтажа. Для проверки работоспособности регулятора необходим стабилизированный источник питания с напряжением 15 В и током не менее 30 мА. Напряжение 7,5 В берется с селектора входных сигналов (см. рис. 13). Налаживание устройства состоит в попарном подборе резисторов делителя R 3 — R 10 и R 13 — R 16.
НОРМИРУЮЩИЕ УСИЛИТЕЛИ
Номинальное выходное напряжение источников звуковых программ, таких как магнитофон или тюнер, составляет около 200 мВ, таким же обычна делают и выходное напряжение микрофонного усилителя и предусилителя — корректора. Проходя через цепи регулировок громкости и баланса оно, как
правило, несколько уменьшается. Вместе с тем номинальное входное напряже-ние таких узлов усилителя, как регуляторы тембра, квадрапреобразователи, усилители мощности, обычно выбирают около 800 мВ.
Для согласования источников звуковых программ со входами предвыходных и выходных каскадов усилителя 34 применяют нормирующие усилители. К основным его техническим показателям относятся: входное и выходное сопротивление, коэффициент усиления, перегрузочная способность, линейные и нелинейные искажения, отношение сигнал-шум, динамический диапазон, стабильность показателей. Нормирующий усилитель имеет плоскую АЧХ в диапазоне рабочих частот. Он часто является первым каскадом в тракте усилителя 34, поэтому его шумовые свойства существенно влияют на достижимый динамический диапазон всего усилителя в целом. Поэтому здесь применяют специальные микросхемы или малошумящие транзисторы, используемые в предусилителе-корректоре или микрофонном усилителе. Можно выполнить этот каскад и на малошумящих ОУ.
Нормирующий усилитель на ОУ К153УД2. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Входное напряжение:
номинальное............0,1 В
максимальное ............ 1В
Выходное напряжение:
номинальное............0,8 В
максимальное............8 В
Перегрузочная способность, не менее......20 дБ
Коэффициент гармоник, не более.......0,08 %
Отношение сигнал-шум (невзвешенное) . . . . . 70 дБ
Номинальный диапазон частот........10...50000 Гц
Напряжение питания...........±15 В
Ток потребления............10 мА
На рис. 42 показана схема этого нормирующего усилителя с использованием ОУ, включенного по схеме неинвертирующего усилителя переменного тока. Усиление зависит от соотношения сопротивления резисторов R 3 и R 2. Резистор R 1 определяет входное сопротивление узла. Конденсатор С1, установленный на входе, обеспечивает развязку по постоянному току, конденсаторы С5 и С6 устраняют паразитную связь по цепи питания. Конденсаторы СЗ и С4 необходимы для устойчивой работы усилителя в области высоких частот.
Рис. 42. Принципиальная схема нормирующего усилителя на ОУК153УД2
Усилитель собран на унифицированной монтажной плате (см. рис. 32). При монтаже использованы резисторы МЛТ-0,125, конденсаторы КМ-4, КМ-6, К50-6. Вместо микросхемы К153УД2 можно применить любые ОУ общего применения со своими цепями коррекции, например, К140УД7, К140УД8 и др.
Рис. 43. Принципиальная схема нормирующего усилителя на микросхеме К548УН1
Налаживание заключается в получении (подбором резистора R 2) необходимого усиления. При проверке нормирующего усилителя потребуется стабилизированный двухполярный источник напряжением ±15 В и током не менее 10 мА.
Нормирующий усилитель на микросхеме К548УН1. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Входное напряжение:
номинальное............ 0,1 В
максимальное............ 0,6 В
Выходное напряжение:
номинальное............ 0,8 В
максимальное............ 5 ,В
Перегрузочная способность, не менее...... 15 дБ
Коэффициент гармоник, не более....... 0,1%
Отношение сигнал-шум (невзвешенное)..... 72 дБ
Номинальный диапазон частот........ 10... 50000 Гц
Напряжение питания ........... 24 В
Ток потребления . . . . . ....... 10 мА
Для уменьшения уровня шума нормирующего усилителя, как и других узлов, можно использовать малошумящую микросхему К548УН1 (рис. 43), Здесь она включена по схеме неинвертирующего линейного усилителя. Цепь ООС (резисторы R 2, R 3) определяет режим работы микросхемы по постоянному току. Коэффициент усиления по переменному току зависит от соотношения сопротивления параллельно соединенных резисторов R 1 и R 2 и сопротивления R 3. Конденсаторы С1 и СЗ обеспечивают развязку по постоянному току на входе и выходе узла.
Монтаж усилителя, как и предыдущего, выполнен на унифицированной монтажной плате (см. рис. 32). В нем использованы резисторы МЛТ-0,125 и конденсаторы КМ-6, К50-6.
При настройке усилитель необходимо подключить к стабилизированному источнику питания напряжением 24 В и током не менее 15 мА. После этого, подбирая резистор R 2, на выводе 6 микросхемы добиваются напряжения 12 В. Затем подбором резистора R 1 устанавливают необходимый коэффициент усиления узла.
Нормирующий усилитель на дискретных элементах с большим динамическим диапазоном. Чтобы получить более качественные параметры, когда нет специализированных микросхем, нормирующий усилитель можно выполнить на базе дискретных компонентов, воспользовавшись схемой ОУ на рис. 44. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Входное напряжение:
номинальное . ,.......... 0,1 В
максимальное............ 1,8 В
Выходное напряжение:
номинальное . ........... 0,8 В
максимальное............ 14 В
Перегрузочная способность, не менее...... 25 дБ
Коэффициент гармоник, не более....... 0,06%
Отношение сигнал-шум (невзвешенное)...... 75 дБ
Номинальный диапазон частот........ 10... 100000 Гц
Напряжение питания........... ±24 В
Ток потребления............ 12 мА
Приведенный здесь ОУ на дискретных компонентах используется в корректирующем усилителе (см. рис. 27) и в регуляторе тембра (см. рис. 48), где указаны основные особенности его работы. Некоторое отличие данного усилителя состоит в изменении параметров цепи обратной связи RIO , R 11, Это связано с получением необходимого коэффициента усиления.
Рис. 44. Принципиальная схема нормирующего усилителя на дискретных элементах с большим динамическим диапазоном
Нормирующий усилитель смонтирован на печатной плате (рис. 28,а) Вместо транзисторов КТ3102Е можно использовать транзисторы КТ342, КТ315: вместо КТ3107Л — КТ361, КТ203. Параметры усилителя при этом несколько ухудшатся. В усилителе использованы резисторы типа МЛТ-0,125, конденсаторы типа КМ-4, К53-1.
Налаживание усилителя заключается в проверке монтажа и подборе сопротивления резистора R 10 для получения необходимого коэффициента усиления. Для питания схемы необходим стабилизированный источник напряжения ±24 В и током не менее 15 мА.
ШУМОПОДАВИТЕЛИ
При прослушивании программ нередко при малых уровнях сигнала, и особенно в паузах музыкального произведения, заметен мешающий шум. Для расширения динамического диапазона и уменьшения шумов при воспроизвединии конструкторы создают различные системы шумоподавления. Известные си« стемы шумоподавления можно разделить на два вида. К первому относятся системы с однократным воздействием на сигнал, т, е. работающие только при воспроизведении, к второму — требующие предварительной обработки сигнала ори записи и последующем воздействии при воспроизведении.
К шумоподавителям первого вида относятся устройства понижения шума в паузах, так называемые пороговые шумоподавители, и устройства с использованием управляемых фильтров — динамические шумоподавители. Типичными их представителями являются пороговый шумоподавитель NFD фирмы Panasonic и шумоподавитель DNL, предложенный фирмой Philips [10]. К ним же относится также эффективная отечественная система динамического шумопонижения «Маяк» [11]. Основной недостаток этих устройств — частичное подавление полезного сигнала — связан с принципом их работы.
Наиболее эффективными, но и более сложными, являются компаидерные устройства, относящиеся к второму виду систем шумоподавления. Это, применяемые в бытовой звукотехнике, системы Dolby (А, В, С), ANRS High Come и др. [12]. Они позволяют значительно снизить шум без ущерба для исходного сигнала. Но из-за того, что в случае их применения необходима двухкратная обработка сигнала, такие системы, как правило, используют в устройствах магнитной записи.
В усилителях 34 целесообразно применять шумоподавители первого вида — пороговые и динамические. В простейшем же случае для понижения шума ограничивают полосу пропускания ФНЧ (с частотой среза 5 ...7 кГц) и регулятором тембра. Так как шумоподавитель вносит заметный вклад в нелинейные искажения всего усилительного тракта и ухудшает его динамические характеристики, то при воспроизведении звуковых программ с качественных носителей информации шумоподавитель следует исключать из тракта прохождения сигнала. Для этого в усилителе предусматривают специальный переключатель (S6 на рис. 1).
Далее приводятся описания двух простых шумоподавителей для использования в усилителях 34. Однако применение этого узла в высококачественном усилителе 34 не обязательно.
Динамический шумоподавитель на основе управляемого фильтра. Установлено, что спектр музыкальных сигналов зависит от их громкости таким образом, что с уменьшением громкости относительное содержание высокочастотных составляющих в сигнале уменьшается. Это дает возможность существенно ослабить уровень высокочастотных шумов за счет управляемого ограничения полосы усилителя в паузах и при малых уровнях сигнала. На управляемом изменении частотной характеристики тракта звуковоспроизведения основан принцип работы динамических шумоподавителей (принцип динамической фильтрации).
Основные технические характеристики динамического шумоподавителя:
Номинальное входное напряжение...... 0,8 В
Максимальное входное напряжение...... SB
Перегрузочная способность, не менее..... 20 дБ
Коэффициент передачи на частоте 1 кГц .... 1
Крутизна спада АЧХ в полосе подавления . . . . 10 дБ на октаву
Полоса частот (на уровне — 3 дБ) ...... 20 ... 20 000 Гц
Коэффициент гармоник, не более...... 0,2%
Входное сопротивление......... 100 кОм
Напряжение питания..........±15В
Ток потребления...........10 мА
Рис. 45. Принципиальная схема динамического шумоподавителя на основе управляемого фильтра
Схема этого шумоподавителя приведена на рис. 45. Основным узлом здесь является управляемый ФНЧ, частота среза которого изменяется в широком диапазоне частот от 1 до 20 кГц. Фильтр состоит из элементов R 5, R 5, С6, С7 и VT 1. Управляющее напряжение поступает на затвор транзистора VTI с резистора R 10 из выпрямительного каскада на элементах DA 2, VD 1, VD 2. Необходимый коэффициент передачи устройства и согласование с остальными каскадами усилителя обеспечивают элементы DAI , DA 3.
Шумоподавитель собран на унифицированной монтажной плате (см. рис. 32). В нем использованы резисторы МЛТ-0,25, СПЗ-22, конденсаторы КМ-5, КМ-6, К53-1. Вместо указанных на схеме можно использовать другие ОУ, например, К153УД1, К140УД7 со своими цепями коррекции.
При настройке шумоподавителя потребуется стабилизированный двухполяр-ный источник питания напряжением ±15 В и током не менее 25 мА. Ее производят в следующем порядке. К выходу шумоподавителя подключают милливольтметр переменного тока. Движки всех переменных резисторов должны находиться в нижнем по схеме положении. На вход шумоподавителя подают синусоидальный сигнал частотой 5 кГц и уровнем 0,8 В (действующее значение). Резистором R 2 устанавливают выходное напряжение около 0,8 В. Подстраивая резистор R 8, уменьшают выходной сигнал на 25 дБ (около 45 мВ). Затем резистором R 10 увеличивают сигнал на выходе таким образом, чтобы его уровень был на 3 дБ ниже по отношению к 0,8 В (около 0,57 В). На этом налаживание шумоподавителя заканчивается.
Пороговый шумоподавитель на микросхемах. Работа пороговых шумопода-вителей основана на принципе автоматического уменьшения усиления в тракте воспроизведения в паузах, когда шумы проявляются наиболее сильно. Для определения паузы используется различие уровней сигнала и шума. Порог срабатывания обычно устанавливают вручную таким, чтобы уменьшение шума не сопровождалось заметным снижением уровня слабых сигналов.
Основные технические характеристики порогового шумоподавителя, выполненного на микросхемах:
Номинальное входное напряжение....... 0,8 В
Максимальное входное напряжение....... 8В
Перегрузочная способность, не менее ...... 20 дБ
Коэффициент передачи на частоте 1 кГц..... 1
Интервал регулировки порога срабатывания .... — 40... — 20 дБ
Коэффициент гармоник.......... 0,2%
Входное сопротивление .......... 100 кОм
Напряжение питания........... ±15 В
Ток потребления............ 15 мА
Рис. 46. Принципиальная схема порогового шумоподавителя на микросхемах
Принципиальная схема этого шумоподавителя приведена на рис. 46. Шу-моподавитель состоит из управляемого делителя, выполненного на резисторе КЗ и транзисторе VT 1, устройства управления на микросхеме DA 1 и согласующего каскада на микросхеме DA 2. Шумоподавитель включается кнопкой SB 1. При превышении входным сигналом порога, устанавливаемого резистором R 4 t на конденсаторе С5 появляется напряжение, закрывающее транзистор VTL При этом входной сигнал поступает на выход устройства без ослабления. В паузе или когда уровень сигнала меньше, чем порог срабатывания, напряжение на С5 становится положительным (определяется делителем R 8, R 9), транзистор VT 1 открывается и коэффициент передачи уменьшается. Значение коэффициента передачи определяется соотношением сопротивлений резистора R 3 и канала сток — исток VT 1.
Для монтажа шумоподавителя использована унифицированная плата. В ней применяют резисторы типов МЛТ-0,25, СПЗ-22, конденсаторы КМ-4, КМ-6, Кнопка SB 1 — П2К с независимой фиксацией или любой переключатель на два положения. Вместо указанных на схеме ОУ можно использовать и другие ОУ общего применения со своими цепями коррекции, например, К153УД1 К140УД7 КНОУД8.
Налаживание шумоподавителя состоит в проверке правильности монтажа. Для работы устройства необходим стабилизированный двухполярный источник питания напряжением ±15 В и током не менее 15 мА. Порог шумоподавления устанавливают при подаче на вход сигнала частотой 1 кГц и уровнем около 8 мВ ( — 40 дБ относительно 0,8 В). Движок резистора R 4 должен находиться в таком положении, чтобы при входном сигнале уровнем — 40 дБ напряжение на выходе было равно нулю, а при увеличении входного сигнала на 3 дБ напряжение на выходе шумоподавителя появлялось.
Дата: 2018-09-13, просмотров: 955.
