К548УН1А в УВ кассетного магнитофона

May 12, 2010 by admin Комментировать »

Низкий уровень собственных шумов ИМС К548УН1А позво­ляет разрабатывать на ее основе УВ для кассетных и катушеч­ных магнитофонов довольно высокого качества. Схемы таких устройств уже публиковались в журнале «Радио» [3], однако целесообразно рассмотреть особенности их проектирования на примере УВ для кассетных магнитофонов, где проблема обеспе­чения высокого отношения сигнал/шум стоит наиболее остро

Прежде всего необходимо отметить, что уровень шума УВ определяется не только собственными шумами усилителя и вос­производящей головки, но и шумами пассивных элементов — ре­зисторов и конденсаторов. Опыт показывает, что именно недооцен­ка вклада пассивных элементов в общий уровень шумов УВ не позволяет получить оптимальных результатов.

Шумы резисторов зависят от типа и номинального сопротив­ления, поэтому (при прочих равных условиях) нужно стремиться использовать малошумящие резисторы с минимально возможными (с точки зрения обеспечения режима и необходимой АЧХ) сопро­тивлениями. Хороших результатов можно достичь при использо­вании резисторов С2-29в, С1-4, С2-33, МЛТ.

Оксидные конденсаторы, особенно те из них, у которых зна­чительны токи утечки, также способны существенно увеличить шумы УВ. Следует по возможности избегать применения оксид­ных конденсаторов в качестве разделительных на входе УВ, используя для этой цели керамические или пленочные конденса­торы с возможно большей удельной емкостью (КМ-6Б, К10-17, К10-47, К73-9, К73-17 и т. п.). В крайнем случае можно использовать оксидные конденсаторы с малыми токами утечки (К52-16, К53-18, К53-16, К52-16 и т. п.)

В типовых УВ необходимые для формирования АЧХ постоян­ные времени обычно задают цепью, состоящей из двух резисторов и конденсатора. Требования, предъявляемые к сопротивлениям этих резисторов, несколько противоречивы. С одной стороны, для снижения общего уровня шума их желательно выбирать относи­тельно небольшими (не более 100.. 200 кОм), с другой — они определяют не только форму АЧХ, но и коэффициент передачи УВ, и может оказаться, что для получения заданного коэффи­циента усиления сопротивление резисторов необходимо увеличить

clip_image002

Рис. 3. Схема усилителя с видоизме­ненным частотно-зависимым делите­лем в цепи ООС

В усилителе, схема которого показана на рис. 3, частотно-зависимый делитель в цепи ООС несколько видоизменен, что позволило заметно снизить шумовой вклад этих резисторов Рассмотрим, как в этом усилителе формируются необходимые посто­янные времени. В области высших частот реактивное сопротив­ление конденсатора С4 значительно меньше эквивалентного сопро­тивления цепи R5 R7, и постоянная времени определяется в основном номиналами резистора R3 и конденсатора С4: т1 = R3C4 (для ti=120 мкс расчетное значение сопротивления резистора R3 должно быть примерно 26 кОм, при экспериментальной проверке для получения стандартной АЧХ его пришлось увеличить до 30 кОм). На низших частотах сопротивлением конденсатора С4 можно пренебречь, так как оно существенно больше эквивалентного сопротивления цепи R5 R7. Коэффициент передачи цепи ООС на этих частотах определяется двумя делителями — R6R7 и R3R5R2. Низкочастотная постоянная времени в этом случае зависит от сопротивлений резисторов R3, R5, R6, R7, емкости конденсатора С4 и приближенно может быть вычислена по формуле тг= (R6 + + R7)(R3 + R5)C4/R7. Такое построение цепи ООС позволяет использовать резисторы с относительно небольшими сопротивле­ниями.

Дополнительная коррекция АЧХ на высших частотах осу­ществляется за счет резонанса во входной цепи УВ. Добротность контура, образованного индуктивностью воспроизводящей голов­ки и конденсатором С1, можно регулировать изменением сопротив­ления резистора R1,

Разделительный конденсатор С2 (1 2,2 мкФ) — керамический, что позволило практически полностью исключить шумовую компо­ненту, вызванную протеканием во входной цепи УВ тока утечки этого конденсатора. Для уменьшения низкочастотных фликкер-шумов УВ его емкость желательно увеличить примерно на поря­док, но оксидные конденсаторы по причинам, изложенным выше, применять нецелесообразно, а малогабаритные конденсаторы тре­буемой емкости других типов пока не выпускаются. Впрочем, в силу особенностей человеческого слуха низкочастотный шум раздражает слушателя значительно меньше, чем высокочастотный В некоторых случаях (при использовании оксидных конденсаторов невысокого качества) для уменьшения уровня шумов конденсатор СЗ полезно шунтировать керамическим, емкостью 0,1 .1 мкФ.

clip_image004

Рис. 4. Схема усилителя воспроизве­дения с несимметричным включением ИМС

clip_image006

Рис. 5. Схема усилителя воспроизведения с пассивным формированием АЧХ

Рассмотренный УВ наиболее подходит для использования ИМС К548УН1А с «аномальным» поведением, шумы которых в сим­метричном (дифференциальном) включении меньше, чем в несимметричном. Для большинства же микросхем предпочтительным является несимметричное включение, позволяющее достичь мини–мального уровня шумов. Вариант схемы УВ с таким включением ИМС изображен на рис. 4. Резисторы цепи ООС имеют мини­мально возможное сопротивление. Резистором R3 устанавливают режим ИМС по постоянному току. В остальном схема УВ тради-ционна и особенностей не имеет.

Еще несколько улучшить характеристики УВ можно, выполнив его двухкаскадным. Наибольший интерес представляет вариант такого УВ с пассивным формированием АЧХ (рис. 5), при кото­ром частотно-зависимый делитель вынесен из контура ООС (это благоприятно сказывается ка.к на общем уровне шумов УВ, так и на уменьшении различного рода искажений). Оба каскада этого усилителя идентичны и выполнены по схеме с несимметричным включением ИМС К548УН1А, коэффициент передачи каждого из них — около 100. Необходимая АЧХ формируется цепью R4R5C6, дополнительная коррекция в области высших частот создается ре­зонансной входной цепью. Постоянная времени т1 = R5C6. Ход АЧХ в области низших частот (тг) определяется в основном входным сопротивлением второго каскада (RВх2), сопротивлением резистора R4 и емкостью конденсатора С6: X2=C6(RBX2||R4) ~ =R4C6. Конденсаторы С4 и С10 корректируют АЧХ ИМС К548УН1А, резистор R10 уменьшает коммутационные помехи, связанные с перезарядкой конденсатора СП.

clip_image008

Рис. 6. Печатная плата:

a — чертеж; б — расположение деталей

При экспериментальной проверке описанных вариантов УВ получены следующие значения взвешенного (по кривой МЭК-А) отношения сигнал/шум (в порядке их рассмотрения) — 58, — 60 и — 61 дБ. Печатные платы УВ изготовлены из фольгированного стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Чертежи плат и расположение деталей на них (также в порядке рассмотрения УВ) приведены на рис. 6 — 8. Платы рассчитаны на установку резисторов С2-33 или МЛТ мощностью 0,25 Вт, конденсаторов КМ-6Б (С6 в У В по схеме на рис. 3 — К.10-17), оксидных конденсаторов К53-18. Допустимо применение радиодеталей и других типов, но рисунок печатных плат возможно придется изменить. Для уменьшения наводок УВ желательно экранировать.

Налаживание описанных устройств несложно. В первую оче­редь необходимо установить режим ИМС по постоянному току подбором резисторов R7 (см. рис. 3), R3 (см. рис. 4) и R2, R7 (см. рис. 5). Затем подбором конденсатора С1 (см. рис. 3, 4) или С2 (см. рис. 5) настраивают входную цепь на частоту при­мерно 14 кГц (на схемах указана емкость конденсаторов для воспроизводящей головки индуктивностью 140 мГн). В заключе­ние проверяют форму АЧХ. При использовании элементов, форми­рующих АЧХ, с допускаемым отклонением от номиналов не более ±5 % дополнительной регулировки не требуется. Коэффи­циенты усиления УВ при необходимости корректируют подбором резисторов R2 (см. рис. 3 и 4), R1 и R6 (см. рис. 5).

clip_image010

Рис. 7. Печатная плата

а — чертеж; б — расположение деталей

clip_image012

Рис. 8. Печатная плата.

а — чертеж; б — расположение детален

clip_image014

Рис. 9. Схема вольтодобавки

В заключение следует отметить, что для нормальной работы ИМС напряжение питания не должно опускаться ниже 9 В.

В ряде носимых магнитофонов 9 В — это номинальное напряже­ние, но УВ на ИМС К548УН1А можно установить и в них, если использовать для их питания «вольтодобавку» (рис. 9). Для этого последовательно с основной батареей питания GB1 включают дополнительную GB2 напряжением cL.4,5 В. Выключатель пита­ния Q1, связанный с клавишей «Рабочий ход», в этом случае включают в общий провод. Дополнительную батарею шунтируют диодом VD1, благодаря чему при «свежей» основной батарее или при питании от сетевого источника (когда напряжение превышает 9 В) дополнительную батарею GB2 можно не устанавливать. Диод VD1 следует выбирать из условия возможно меньшего прямого падения напряжения при токе 10 мА. Этому требованию вполне отвечают германиевые диоды Д310, Д7А — Д7Ж.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты