6.5 Контрольні запитання та завдання

1. Назвіть область застосування ОП. Чим визначаються властивості вузлів, у яких застосовуються ОП?

2. Назвіть та поясніть основні параметри ОП.

3. Які функції може виконувати інтегратора, крім свого основного призначення?

4. Який основний критерій вибору ОП для диференціатора?

5. Обгрунтуйте схемотехнічні засоби зменшення самозбудження схем диференціаторів.

6. Який вплив НЗЗ робить на стабільність коефіцієнта підсилення, на вхідний і вихідний опори?

7. Який механізм впливу дестабілізуючих чинників на вихідну напругу ОП?

8. Назвіть типи діодів, що найкраще підходять для логарифмічних підсилювачів?

9. Одержіть передаточні функції досліджуваних пристроїв для K_U = ∞ і K_U ≠ ∞ ?.

10. Поясніть результати експерименту.

7 Розрахунок та дослідження еквалайзерів

7.1 Мета роботи

1. Дослідження основних якісних показників еквалайзерів.

2. Надбання практичного досвіду схемотехнічного проектування регуляторів частотних характеристик.

3. Засвоєння методики розрахунку деяких типів схем еквалайзерів.

7.2 Програма роботи

1. Вивчити самостійно розділ посібника “Регулятори тембру” посібника [1, с.273…277] або за конспектом лекцій.

2. В процесі практичного заняття розрахувати номінали схем еквалайзерів, оцінюючи отримані дані з точки зору практичної реалізації та техніко-економічні показники схем.

3. В процесі виконання експериментальної частини зняти частотну характеристику еквалайзера.

4. В процесі аналізу результатів роботи оцінити отримані дані з точки зору практичної реалізації та техніко-економічні показники схеми, вказати шляхи побудови сучасних еквалайзерів.

7.3 Підготовка до виконання роботи

1. Вивчити мету, програму та порядок виконання роботи, загальні методичні вказівки, інструкцію з правил і заходів безпеки під час роботи.

2. Підготувати бланк звіту, в який внести мету роботи, індивідуальне завдання та схеми досліджуваних еквалайзерів.

3. Продумати відповіді на контрольні питання.

7.4 Загальні відомості про проектування та розрахунок

регуляторів підсилювачів звуку

7.4.1 Регулятори підсилювачів звуку (РПЗ)

РПЗ - радіоелектронні та механічні засоби впливу на штучно відтворювану у пристрої звукову картину з метою наближення її до натурального звучання або для створення спеціальних ефектів. До них відносять частотно-залежні регулятори тембру, гучності, ефекту присутності, багатосмугові еквалайзери, антишумові фільтри, пристрої поліпшення просторового слухового враження тощо.

7.4.2 Схемотехніка еквалайзерів

Еквалайзер - багатосмуговий формувач незалежного підняття або спаду АЧХ у будь-якій точці діапазону частот, графічний регулятор-коректор АЧХ. Вузли містять паралельні смугові або режекторні активні фільтри другого порядку. Найчастіше вони є коректором Боде (рис. 7.1) з передаточною функцією

,

де Н₀ - нормований коефіцієнт передачі; р = j - оператор; а - параметр визначає рівень підняття / спаду Н АЧХ на центральній частоті кожного фільтра; ₀ = ₀2, причому _макс = Н / (1+Н), _мін = (1-_макс); Q - добротність.

Рисунок 7.1 - АЧХ коректора Боде

Еквалайзер з постійною шириною СП фільтра виконують як з октавними фільтрами (центральні частоти смуг кратні 2, тобто розбиті на одну октаву, так і з частково-октавними (відношення частот дорівнює, наприклад, 1/3 октави, тобто терції).

Еквалайзер з фіксованою добротністю виконують на ОП з подвійним Т-мостом (коло НЗЗ), один з резисторів якого (R2 на рис. 7.2) змінний, за допомогою якого міст настроюється на центральну частоту . Вадою цієї схеми є високий опір резистора R3 на вході ОП на частотах<₀. Для різних частот ₀ змінюються лише номінали конденсаторів С1, С2.

Багатосмуговий еквалайзер містить вхідний узгоджувальний підсилювач (виконують у двох варіантах: на одному ОП, навантаженому опором R1/N, або N окремих ОП), N аналогічних фільтрів, лінійний суматор.

Рисунок 7.2 - Схема принципова електрична еквалайзера

з фіксованою добротністю Q=1

Вадою є додавання вихідних шумів N фільтрів, збільшення рівня шуму у нейтральному положенні резистора R2 пропорційно .

Третинно-октавні та параметричні еквалайзери вимагають більш широких смуг корекції. Параметричні еквалайзери відрізняються тим, що центральні частоти смуг корекції та їх добротність можуть довільно регулюватись. Вони будуються за схемою активного керованого смугового фільтра (СФ) другого порядку з регульованою добротністю (рис. 7.3).

Рисунок 7.3 - Схема принципова електрична еквалайзера

з активним СФ у колі ЗЗ

Декілька еквалайзерів можна об’єднати послідовно або паралельно, виконуючи систему з одним суматором. Багатосмуговий еквалайзер з паралельними колами корекції наведено на рис. 7.4. Він здійснює симетричне (підняття / спад) регулювання АЧХ та подавлення шуму в середньому положенню повзунка резистора R3. Підсилення в середині діапазону (плоска АЧХ, Н₀) встановлюють резисторами R1, R2; максимальне підняття АЧХ здійснюють додаванням вихідних сигналів N смугових фільтрів на ОП DA1, DA2, Н=1+ H_макс R2/R1.

Ще один клас еквалайзерів утворюють еквалайзери з режекторними фільтрами, що будуються за допомогою послідовно з’єднаних резонансних контурів R=L=C (рис. 7.5). Якщо повзунок резистора R1 знаходиться в одному з крайніх положень, він на роботу схеми не впливає. В положенні “+” схема виконує функції неінвертуючого підсилювача, в положенні “-“ – функції повторювача напруги, а опори на вході та Z створюють пасивний подільник напруги. Сигнали з усіх фільтрів підсумовують і підсилюють. Вадою цього еквалайзера є залежність добротності Q від положення повзунка резистора R1, де  = 01.

Рисунок 7.4 - Схема багатосмугового еквалайзера

7.4.3 Регулятор тембру

Центральна частина АЧХ регулятора тембру для сигналів ЗЧ залишається незмінною, на відміну від еквалайзера, і лише на краях діапазону передаточну функцію довільно (у межах  20 дБ) змінюють залежно від індивідуального смаку слухача. Активний регулятор тембру (рис. 7.6) містить два паралельно складні подільники R1, R2, C1 і R3, R4, C_к, ввімкнені в інверсне коло ОП DA1, призначеного для компенсації втрат у пасивної частині схеми.

Рисунок 7.5 - Схема еквалайзера Рисунок 7.6 - Схема принципова

з RLC режекторним фільтром електрична регулятора тембру

У нейтральному положенні повзунків резисторів R2, R4 передача сигналів рівномірна в широкому діапазоні частот, коефіцієнт передачі у СП дорівнює Н₀ (0 дБ), а не H_макс, як в еквалайзері (рис. 7.7).

Рисунок 7.7 - Діаграма Боде регулятора тембру

Екстремуми регулювання сигналів НЧ H_макс.н = (1+R2/R1).

Частота _1н=1/[2 (R1 || R2)C1], частота _2н = 1/(2R2С1).

При регулюванні сигналів ВЧ екстремум H_макс.в = 1+( R1+ 2R_к)/ R3, частота _2в = 1/(2R3С_к), _1в = 1/[2 (R1+2R_к+ R3) C_к].

Коло R_стC_ст призначене для стійкості регулятора проти збудження, резистор Rзз - для захисту НЧ частини регулятора від постійного струму.