Материал: Попов Э.Г. Основы аналоговой техники. Учеб. пособие для студ. радиотехнических спец

зунка сопротивления RP приводит к

изменению глубины обратной связи и соответственно к изменению коэффициента усиления. Одновременно изменение глубины обратной связи влечет за собой изменение входного и выходного сопротивлений. Отличие схемы (см. рис. 9.5, б) от предыдущей состоит в том, что в ней использовано неинвертирующее включение ОУ.

Определенный интерес представляет схема на рис. 9.6. Здесь переменное сопротивление выполняет две функции. Изменение положения движка приводит к изменению уровня сигнала на входе ОУ и одновременно к изменению глубины обратной связи. Таким образом, зависимость коэффициента передачи от угла поворота потенциометра становится показательной и в схеме можно использовать регулятор с линейно изменяющимся сопротивлением.

Можно избежать помех, возникающих из-за нестабильности подвижного контакта, если вместо механического регулирующего элемента использовать сопротивления, управляемые напряжением или током. В качестве таких управляемых переменных сопротивлений используются полевые транзисторы и оптроны [20]. Сопротивление канала полевого транзистора линейно зависит от напряжения между затвором и истоком, о чем свидетельствует семейство выходных характеристик, расходящееся веером при напряжении на стоке, близком к нулю [17]. Включив такое сопротивление в качестве нижнего плеча делителя в цепи обратной связи (рис. 9.7, а), и меняя управляющее напряжение на затворе UУПР, можно регулировать глубину обратной связи и соответственно коэффициент усиления. С увеличением отрицательного управляющего напряжения на затворе сопротивление канала возрастает, растет глубина обратной

271

связи и уменьшается коэффициент усиления каскада на ОУ. В схеме на рис. 9.7, б в качестве регулирующего элемента включен оптрон.

Рис. 9.7

Изменение тока через диод под воздействием напряжения UУПР приводит к изменению сопротивления оптрона, включенного в верхнее плечо делителя цепи обратной связи, и соответственно к изменению коэффициента усиления. Подобные схемы очень удобны для создания автоматических систем регулировки усиления и систем дистанционного управления коэффициентом усиления.

Место включения регулятора в схему (плавного и дискретного) определяется несколькими условиями.

272

низком уровне входного сигнала начинают проявляться помехи, связанные с недостаточной стабильностью подвижного контакта, проявляющиеся в виде треска при изменении уровня громкости. Поэтому в усилителях с высокой чувствительностью и большим усилением регулятор уровня ставится на выходе первого или второго каскада. Протекание постоянного тока через регулировочное сопротивление нежелательно, так как в этом случае появляются дополнительные помехи из-за нестабильности подвижного контакта. Поэтому сопротивление в цепи коллектора каскада с общим эмиттером или сопротивление в цепи эмиттера каскада с общим коллектором не используются в качестве регуляторов громкости. Для регулировки уровня сигнала применяют отдельное сопротивление с разделительными конденсаторами на входе и выходе. Пример реального регулятора громкости приведен на рис. 9.8. Чтобы переменное сопротивление RP не нагружало предыдущий каскад, его величину выбирают в несколько раз большей, чем величина сопротивления RК.

9.3.Регулировка тембра

9.3.1.Общие положения

Регулировка тембра предназначена для изменения частотной характеристики усилителя сигналов звуковой частоты в соответствии с индивидуальными особенностями слуха владельца. Обычно регуляторы тембра позволяют увеличивать или ослаблять низкочастотные и высокочастотные составляющие спектра сигнала по отношению к среднечастотным. Регуляторы тембра могут строиться по пассивной или активной схеме. В последнее время стали широко применяться в качестве регуляторов тембра эквалайзеры. Эти устройства позволяют плавно изменять коэффициент усиления в узкой полосе частот, расположенной внутри общей полосы пропускания усилителя. Эквалайзер состоит из нескольких узкополосных полосовых фильтров с полосами пропускания, расположенными внутри общей полосы пропускания усилителя. Центральные частоты этих фильтров изменяются с постоянным шагом, а их количество выбирается таким образом, чтобы перекрыть весь диапазон усиливаемых частот. В каждом из фильтров эквалайзера предусматривается определенная глубина регулировки коэффициента передачи при сохранении неизменной его полосы пропускания. Чаще всего в эквалайзерах используются активные фильтры.

273

9.3.2. Пассивные регуляторы тембра

Пассивные регуляторы тембра строятся в виде пассивных четырехполюсников, состоящих из сопротивлений и конденсаторов. Для изменения частотных свойств одно или несколько сопротивлений в них делаются переменными. Из-за низкой технологичности индуктивности в таких схемах применяются крайне редко. Среди таких схем наибольшее распространение получила схема раздельной регулировки по низким и высоким частотам, позволяющая получить подъем и завал частотной характеристики в области низких и высоких частот в зависимости от положения движка переменного резистора

(рис. 9.9).

Рис. 9.9

На рис. 9.9, а представлено звено регулировки тембра в области нижних частот. Конденсаторы С1 и С2 имеют достаточно большую емкость, и их сопротивление для области средних и высоких частот стремится к нулю. Следовательно, из всего спектра частот на сопротивлении R2 выделяются только низкочастотные составляющие спектра сигнала, а все остальные оказываются закороченными. Поэтому переменный резистор R2 регулирует только низкочастотную область частотной характеристики. Перемещение движка вверх приводит к подъему частотной характеристики, а вниз – к спаду относительно среднего уровня. Следует отметить, что средний уровень частотной характеристики не соответствует среднему положению движка. Необходимые пределы регулировки обеспечиваются соотношениями между сопротивлениями R1, R2 и R3.

274

Схема, приведенная на рис. 9.9, б, предназначена для регулировки тембра в области верхних частот. Сравнительно маленькие емкости С1 и С2 представляют значительное сопротивление для токов низкочастотных и среднечастотных составляющих спектра сигнала. Поэтому на сопротивлении R1 выделяется напряжение, соответствующее верхней части частотной характеристики. Подъем движка вверх приводит к подъему частотной характеристики, а движение вниз – к спаду. Предел регулировки здесь определяется в первом приближении отношением емкостей С1 и С2.

На рис. 9.9, в оба регулятора объединены в реальную схему раздельной регулировки тембра, позволяющей получить подъем или спад частотной характеристики в области низких и высоких частот. Сопротивление R4 в этой схеме служит для развязки между регуляторами и обеспечивает независимость регулировки одного из них от положения движка другого. Для нормальной работы такого регулятора тембра желательно, чтобы на его входе был включен генератор ЭДС, а нагрузка имела по возможности большее сопротивление. Невыполнение этого условия приводит к чрезмерному уменьшению сопротивлений и увеличению емкостей.

9.3.3.Активные регуляторы тембра

В активном регуляторе тембра можно использовать ОУ или любой другой усилитель с обратной связью [19], в цепи обратной связи которого включен регулятор (см. рис. 9.9, в). Такой регулятор тембра представлен на рис. 9.10. На этом рисунке сопротивления R1, R2, R3 и конденсаторы C2, C3 образуют регулятор тембра в области низких частот. Цепочка C4, R5,C5 позволяет регулировать частотную характеристику в области высоких частот. Сдвиг движков потенциометров вправо приводит к увеличению глубины частотно-зависимой обратной связи и сужению частотной характеристики. Сдвиг движков влево уменьшает обратную связь и способствует подъему и расширению частотной характеристики в области низких и высоких частот. Сопротивление R4 устраняет влияние одного регулятора на другой. Чтобы по переменным сопротивлениям не протекал постоянный ток и не создавал дополнительных помех, включены разделительные конденсаторы C1 и C6. Сопротивление R6 создает обратную связь по постоянному току, необходимую для задания рабочей точки и температурной стабилизации. Его величина выбирается в десятки раз большей, чем

275