2.1 Входной каскад узч, работающий от магнитофона

Спецификой магнитной записи звуковых сигналов является подъём АЧХ при воспроизведении с крутизной 20 дБ на декаду (6 дБ на октаву). Поэтому АЧХ входного каскада УЗЧ при работе от магнитофона должна иметь спад с такой же крутизной. Кроме того, в ряде случаев АЧХ должна иметь местный подъём до 20 дБ на частоте порядка 13 кГц.

Такой входной каскад УЗЧ реализован в кинотеатральном усилителе 6У40, модель которого приведена на Рис. 2.1. Позиционные обозначения и номиналы ЭРЭ на Рис. 2.1 соответствуют схеме усилителя 6У40. Спад АЧХ с крутизной 6 дБ на октаву задаётся конденсатором С30, местный подъём АЧХ на частоте 13 кГц задаётся цепью C33-L2-R67.

Задание

1). В программе MC7 введите схему входного каскада УЗЧ, работающего от магнитофона (Рис. 2.1). Источник входного сигнала V1 - генератор Sine Source.

2). Рассмотрите цепь отрицательной обратной связи (ООС) по переменному току R70-R66-C30-R63-C33-L2-R67. Объясните назначение элементов C30, C33-L2-R67.

3

Рис. 2.1. Модель входного каскада УЗЧ, работающего от магнитофона

). Рассчитайте модуль коэффициента передачи цепи ООС на частоте F=100 Гц без учёта влияния цепи C33-L2-R67. Считая, что коэффициент усиления  при отключенной цепи ООС достаточно велик, рассчитайте величину коэффициента усиления при F=100 Гц по формуле

. (2.1)

4). Рассчитайте частоту резонанса F_рез контура C33-L2 по формуле

. (2.2)

5). Войдите в режим анализа AC. Установите диапазон частот [20k,20] и проведите анализ. По результатам анализа:

• Измерьте крутизну наклона характеристики передачи в полосе 100 Гц – 1000 Гц.

• Измерьте коэффициент усиления (в децибелах) при F=100 Гц и сравните с рассчитанным в пункте 3).

• Измерьте частоту резонанса F_рез , определяемого контуром C33-L2, и сравните с рассчитанным в пункте 4).

• Измерьте постоянные напряжения в узлах схемы.

5). Задайте режим Stepping по сопротивлению резистора R67 (от 0 до 500 с шагом 100) и проведите анализ AC. Дайте объяснение полученному результату. Замерьте величину коэффициента усиления  при отключенной цепи ООС, то есть при R67=0. Выключите Stepping по R67.

6). Задайте для C33, L2 линейные температурные коэффициенты TC1=0,0001. Измерьте частоту сигнала F_рез при температурах -40⁰, -20⁰, 0⁰, +20⁰, +40⁰, +60⁰. Постройте графики зависимости частоты F_рез от температуры.

7). Задайте для L2 TC1=0,0001 и для C33 TC1= -0,0001 и повторите пункт 6).

8). Задайте для L2 и C33 допуск DEV=10%. Войдите в режим анализа AC\Monte Carlo\Options, установите нормальный закон распределения (Gauss) и число испытаний 100. Проведите анализ, по результатам анализа постройте гистограмму распределения максимумов F_рез. Определите для F_рез минимальное (Low), среднее (Mean), максимальное (High) и среднеквадратичное (Sigma) значения.

9). В режиме анализа Transient \ DSP Parameters \ Limits:

• Установите число точек (Number of Points) =8;

• При частоте входного сигнала F_вх=100 Гц измерьте коэффициент гармоник (К_г) для 2^й … 7^й гармоники F_вых и общий К_г ;

• Повторите измерения К_г для частот 3 кГц и 10 кГц;

• Определите, к какому классу аналоговых устройств (линейным или нелинейным) можно отнести данное устройство.

10). По всем проведенным исследованиям сделайте выводы.

11). Оформите документы «Схема электрическая принципиальная» (Э3) и «Перечень элементов» (ПЭ3).

12). Разработайте печатную плату [5].