2132.pdf

Do czego to służy?

Czytelnicy EdW upominają się w lis−

tach o prosty układ wzmacniacza z regu−

lacją barwy dźwięku. Opisany moduł mo−

że być wykorzystany do budowy wielu

użytecznych konstrukcji, między innymi

wzmacniacza mocy, kilkukanałowego

miksera czy zestawu nagłośnieniowego.

Pomimo prostoty, dzięki zastosowa−

niu niskoszumnego układu scalonego,

przedstawiony moduł ma bardzo dobre

parametry szumowe, oraz bardzo małe

zniekształcenia.

Jak to działa?

Schemat ideowy układu pokazano na

rysunku 1

2132

rysunku 1.

Pierwszym stopniem jest wzmac−

niacz U1A. Głównym wejściem jest

punkt oznaczony A. W podstawowej

konfiguracji nie stosuje się elementów

C10 i R11−R14. Układ U1B pracuje wte−

dy w konfiguracji wzmacniacza nieod−

wracającego. Jego wzmocnienie wyzna−

czone jest stosunkiem rezystorów R3

i R2: G = 1 + R3/R2.

W wersji podstawowej ten stopień

ma wzmocnienie równe 1, czyli jest tyl−

ko buforem dla następującego po nim

układu regulatora. Wzmocnienie tego

stopnia może być jednak zmieniane we−

dług potrzeb w granicach 1...100 przez

zastosowanie rezystorów R2 i R3 o od−

powiedniej wartości.

Wzmocniony sygnał z wyjścia

wzmacniacza U1A podawany jest na

układ aktywnej regulacji barwy dźwięku

z kostką U1B i potencjometrami P1 i P2.

Elementy R4, R5, R6, P1 i C5 pracują

w gałęzi regulacji tonów niskich.

Elementy P2 i C8 pracują w gałęzi re−

gulacji tonów wysokich.

Zasada działania regulatora jest bar−

dzo prosta: wzmacniacz operacyjny U1B

Przedwzmacniacz

z regulacją barwy

dźwięku

rysunku 2.

Suwak dzieli rezystancję potencjo−

metru na dwie części R X i R Y . Wzmoc−

nienie wzmacniacza odwracającego wy−

nosi:

rysunku 2

G = U WY /U WE = R Y /R X

W zależności od położenia suwaka,

układ może więc wzmacniać lub osłabiać

swój zakres częstotliwości.

Przy wartościach elementów poda−

nych na schemacie i w wykazie na koń−

cu artykułu, wzmocnienie spoczynkowe

wynosi 1, a zakres regulacji charakterys−

Rys. 1. Schemat ideowy układu.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

rysunku 1

jest tu wzmacniaczem odwracającym.

Każdy potencjometr dla swojego zakre−

su częstotliwości pracuje w układzie po−

kazanym w uproszczeniu na rysunku 2

rysunku 2

Rys. 4. Płytka drukowana.

ży podać z generatora sygnał o częstotli−

wości 1kHz oraz 100Hz i 10kHz. Przy

częstotliwości 1kHz położenie suwaków

potencjometrów prawie nie powinno

wpływać na wzmocnienie. Ale przy częs−

totliwościach 100Hz i 10kHz odpowied−

nie potencjometry powinny zmieniać po−

ziom sygnału na wyjściu więcej niż dzie−

sięciokrotnie.

Układ modelowy, pokazany na foto−

grafii, został zmontowany na wcześniej−

szej wersji płytki drukowanej. Po testach

wprowadzono dodatkowe elementy

i zmieniono projekt druku. Nabywcy ze−

stawu AVT−2132 otrzymają płytkę we−

dług rysunku 4.

Płytka ta ma podobnie rozmieszczone

otwory montażowe, jak płytka AVT−

2017, co w razie potrzeby ułatwi ich po−

łączenie mechaniczne.

Możliwości zmian

Moduł w wersji podstawowej jest

bardzo łatwy do złożenia i przy bezbłęd−

nym montażu nie wymaga uruchomienia

− od razu pracuje poprawnie w zakresie

napięć zasilających 8...24V.

Układ umożliwia także wykorzystanie

szeregu dodatkowych możliwości:

Ze względu na bardzo dobre paramet−

ry elektroakustyczne, wielu Czytelników

zechce wykorzystać opisany moduł do

budowy mikserów i wzmacniaczy wyso−

kiej jakości. Takie urządzenia z zasady za−

silane są napięciem symetrycznym. Przy

zasilaniu napięciem symetrycznym nale−

ży wlutować kondensatory C1 i C3

w punkty oznaczone X, zamiast w punk−

ty Y; nie należy montować elementów

R7, R8, R9 i C10. Kondensator C11 nale−

ży zastąpić zworą. Nie należy jednak usu−

wać elementów C9 i R1, bowiem wystę−

pujące napięcia niezrównoważenia po−

przednich stopni mogą doprowadzić do

nieprawidłowej pracy wzmacniacza ope−

racyjnego U1.

Moduł może też pełnić funkcję cztero−

kanałowego miksera, czyli sumatora

sygnałów. W tym celu przewidziano do−

datkowe wejścia B1...B4 oraz elementy

R11 − R14, C10. Elementy te nie będą

montowane w wersji podstawowej, a je−

dynie wtedy, gdy moduł będzie pełnił

funkcję miksera. W module miksera na−

leży zamontować rezystory R11 − R14

o wartości 10...100k W . Nie należy za to

Rys. 2. Zasada działania regulatora

barwy dźwięku.

kostek NE5532. Rezystor ten nie jest po−

trzebny (można go zastąpić zworą), gdy

stosowane będą układy TL072 lub

TL082.

Wyjściem modułu jest punkt C. Dzięki

zastosowaniu kondensatorów separują−

cych C9 i C11, nie ma problemów z na−

pięciami stałymi na wejściu i wyjściu.

Moduł w wersji podstawowej prze−

znaczony jest do zasilania pojedynczym

napięciem w zakresie 8...24V. W wielu

wypadkach można go zasilać tym sa−

mym napięciem, co wzmacniacz mocy.

Ale jeżeli parametry źródła zasilania były−

by słabe, aby uniknąć wzrostu zniekształ−

ceń i samowzbudzenia, należy zastoso−

wać dodatkową filtrację zasilania opisy−

wanego modułu przy użyciu filtru RC (np.

100 W 2200µF), albo lepiej przy pomocy

trzykońcówkowego stabilizatora (np.

78L09...7824).

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce

drukowanej pokazanej na rysunku 4

Rys. 3. Charakterystyka częstotliwoś−

ciowa regulatora.

tyki częstotliwościowej regulatora barwy

jest taki, jak pokazano na rysunku 3

rysunku 4.

Montaż jest typowy. Używając kostki

NE5532 wykonanej w technologii bipo−

larnej, nie trzeba zachowywać specjal−

nych środków ostrożności. Należy tylko

zwrócić uwagę na biegunowość konden−

satorów elektrolitycznych (końcówka do−

datnia jest dłuższa).

Układ zmontowany ze sprawnych ele−

mentów nie wymaga żadnego urucho−

mienia i od razu pracuje poprawnie.

Jeśli ktoś chciałby sprawdzić i zmie−

rzyć jego parametry, może to zrobić

w układzie z rysunku 5

rysunku 4

rysunku 3.

W większości źródeł można znaleźć

układy regulacji barwy o podobnym

schemacie, ale bez kondensatora C7

i rezystora R10.

Kondensator C7 jest bardzo pożytecz−

ny bowiem zmniejsza zakres regulacji

wzmocnienia najwyższych tonów.

W praktyce jest to ważne, by te niesły−

szalne tony nie były nadmierne wzmac−

niane, bo niekiedy mogą przesterować

wzmacniacz; mogą też spowodować

wzrost zniekształceń oraz zwiększenie

szumów. Na rysunku 3 linią przerywaną

zaznaczono charakterystykę bez konden−

satora C7.

Rezystor R10 został dodany ze wzglę−

du na możliwość samowzbudzenia.

Wzbudzenie takie może wystąpić przy

zastosowaniu szybkich kostek wysokiej

jakości i przy maksymalnym podbiciu to−

nów wysokich. Podczas testów układu

modelowego takie wzbudzenie pojawia−

ło się przy niektórych egzemplarzach

rysunku 3

rysunku 5. Na wejście nale−

Rys. 5. Układ testowy.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

rysunku 5

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R7, R8, R9: 47k W

R2: nie montować

R3: zwora

R4, R5: 1k W

R6: 12k W

R10: 220 W

R11...R14: 10...100k W *

P1, P2: potencjometr 10k W A

Kondensatory

C1, C2: 47µF/25V

C3, C4: 100nF ceramiczny

C6, C5: 220nF

C7: 1nF

C8: 2,2nF

C9, C10*: 470nF

C11: 10µF/16V

Półprzewodniki

U1: NE5532

* Uwaga! Elementy C10, R11 −

R14 nie wchodzą w skład kitu

AVT−2132.

Rys. 6. Przykłady zastosowania modułu.

łożenia przewodów brum się zmniejszy.

Przewody potencjometrów nie muszą

być ekranowane, ale obie trójki przewo−

dów muszą być możliwie krótkie i stano−

wić skrętkę.

W niektórych przypadkach pomocne

będzie podłączenie metalowej obudowy

potencjometrów do masy układu. Dla

wyeliminowania większości problemów

z przydźwiękiem sieciowym, warto za−

stosować zewnętrzny zasilacz, a czułe

układy elektronicze umieścić w metalo−

wej obudowie.

Jeśli wzmacniacz U1A z wysunku

1 miałby być wykorzystywany jako

wzmacniacz mikrofonowy, w roli U1

obowiązkowo należy zastosować kostkę

NE5532 lub lepszą. Nie warto wtedy sto−

sować kostek TL072 czy TL082, bo mają

one zauważalnie większe szumy. Nie ma

to znaczenia przy dużych sygnałach, ale

daje o sobie znać we wzmacniaczu mik−

rofonowym.

Kostka NE5532 dobrze nadaje się do

roli wzmacniacza mikrofonowego, ale

należy wiedzieć, iż jeszcze mniejsze szu−

my uzyskuje się ze wzmacniacza z kost−

ką NE542. Dlatego w roli wzmacniacza

mikrofonowego wysokiej jakości Autor

zaleca stosowanie raczej kostki NE542,

na przykład modułu AVT−2017.

Opisany układ z powodzeniem moze

być wykorzystany w wersji stereofonicz−

nej − wystarczy zastosować dwa moduły

i sprzężone, podwójne potencjometry.

Uzyskany efekt końcowy zależy nie

tylko od parametrów modułu, ale także

w dużej mierze od użytej obudowy, za−

montować elemetów C9, R2, a R1 moż−

na zastąpić zworą. Rezystorem R3 do−

biera się wzmocnienie miksera. Typowo

wzmocnienie jest równe 1, więc rezys−

tor R3 typowo ma taką samą wartość jak

każdy z rezystorów R11 − R14. Wartość

R3 (czyli wzmocnienie stopnia) można

jednak zmieniać w szerokim zakresie od

zera do 220k W .

W niektórych zastosowaniach, na

przykład w stopniu sumy miksera, za−

kres regulacji barwy podany na rysunku

3 jest zbyt szeroki. Można go zmniej−

szyć, zmieniając C5, C6 oraz C8. Takie

zmiany warto przeprowadzić i ocenić

metodą “na słuch”, dopiero po wypró−

bowaniu działania układu z wartościami

elementów, podanymi na schemacie.

Możliwości zastosowania

Moduł może być wykorzystany różno−

rodnie, jednak dla zachowania wysokich

parametrów należy pamiętać o kilku is−

totnych sprawach.

Przedstawiony układ ma bardzo dużą

dynamikę, ponad 90dB, ale tylko wtedy,

gdy sygnał wejściowy ma wartość przy−

najmniej kilkuset miliwoltów. Praca przy

małych sygnałach, mniejszych niż

100mV, zmniejsza dynamikę i zwiększa

podatność układu na zakłócenia.

Dotyczy to między innymi przydźwię−

ku sieciowego, jaki często przenika do

układu przez długie, źle poprowadzone

przewody prowadzące do potencjomet−

rów. Nieprzypadkowo w module zasto−

sowano potencjometry o stosunkowo

małej rezystancji 10k W . Ponadto przewi−

dziano wykorzystanie w roli P1 i P2 po−

tencjometrów montażowych. W niektó−

rych zastosowaniach moduł będzie pros−

tym korektorem, z PR−kami regulowany−

mi za pomocą wkrętaka.

W większości zastosowań użyte będą

potencjometry obrotowe. Jeśli do ukła−

du przenikałby brum sieciowy, należy

sprawdzić, czy przyczyną nie są źle po−

prowadzone przewody potencjometrów

− w takim przypadku po oddaleniu trans−

formatora sieciowego i przy zmianie po−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

Kondensatory

Półprzewodniki

stosowanego transformatora sieciowe−

go, układu zasilania, występujących tęt−

nień i zakłóceń, sposobu prowadzenia

przewodów, odległości modułów i po−

tencjometrów od transformatora, sposo−

bu prowadzenia masy oraz tym podob−

nych czynników. Autor zachęca Czytelni−

ków do praktycznych eksperymentów

z opisanym modułem. Początkujący po−

winni zaczynać od układów prostych, bo−

wiem przy budowie większego urządze−

nia zawsze dają o sobie znać nieprzewi−

dziane przeszkody. Opisywany moduł

jest idealny do takich prób.

Przykład zastosowania

Zaprezentowany moduł może być

podstawą budowy funkcjonalnego mik−

Rysunek 6 pokazuje przykła−

dy wykorzystania, od najprostszych do

bardziej złożonych.

Zbigniew Orłowski

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2132.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 2/97

sera audio. Rysunek 6

Rysunek 6

Zbigniew Orłowski

Komplet podzespołów z płytką jest

dostępny w sieci handlowej AVT

jako "kit szkolny" AVT−2132.

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: