Шумовые свойства ИМС К548УН1

May 12, 2010 by admin Комментировать »

Сдвоенные малошумящие усилители К548УН1А, К548УН1Б специально предназначены для применения в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре [1]. Едва ли не наибольший интерес представляет их использование в усилителях воспроизве­дения (УВ) магнитофонов.

Для правильного выбора принципиальной схемы УВ желатель­но знать шумовые параметры микросхемы — эквивалентные шумо­вые ЭДС еш и ток 1Ш (рис. 1), действие которых эквивалентно действию некоторой шумовой ЭДС

clip_image002

К сожалению, в паспортных данных на микросхему К548УН1 эти параметры не даются. Указанно только, что приведенное ко входу напряжение шумов в диапазоне частот 20…20 000 Гц при сопротивлении генератора Rг = 500 Ом не превышает 0,7 мкВ для К548УН1А (типовое значение 0,6 мкВ) и 1,2 мкВ для К548УН1Б (типовое значение 0,8 мкВ). В случае не очень жестких требова­ний по шумам рекомендуется симметричное включение входного каскада (рис. 2, а), а для получения минимального уровня шума — несимметричное (рис 2, б).

clip_image004

Рис. 1. Эквивалентная схема

Однако чтобы разработать малошумящий УВ, этих данных недостаточно. Дело в том, что источником сигнала в таких устрой­ствах является магнитная головка, сопротивление которой имеет комплексный характер и в рабочем диапазоне частот изменяется в широких пределах. АЧХ УВ корректируется таким образом, что­бы скомпенсировать потери в магнитной ленте и воспроизводящей головке. В результате спектр шума микросхемы в реальном устрой­стве существенно отличается от измеренного при заводских испы­таниях, и напряжение шумов УВ, пересчитанное к ее входу, может значительно отличаться от паспортного значения.

clip_image006

Рис. 2. Включение входного каскада: а — симметричное; б — несимметричное

Необходимые данные были получены экспериментально путем испытания 18 экземпляров ИМС К548УН1А (36 усилителей) при симметричном и несимметричном включениях в трех режимах (см. таблицу). Для того чтобы результаты измерений максимально учитывали субъективный характер восприятия шумов УВ, оценива­лось их взвешенное напряжение. Шум измерялся милливольтмет­ром ВЗ-38 с взвешивающим фильтром, АЧХ которого соответствует стандарту СЭВ 1359 — 78 (кривая А). Во всех экспериментах коэф­фициент передачи испытуемого усилителя на частоте 1 кГц уста­навливался равным 500 и, кроме того, подстраивался режим работы по постоянному току. Ко входу ИМС напряжение шумов приводилось путем деления выходного напряжения шумов на коэффициент передачи усилителя на частоте 1 кГц.

Режим испытаний

Усредненное напряжение шумов, мкВ, при включении входного каскада

Выигрыш по шумам при несимметричном включении. ДБ

несимметрич­ном

Симметричном

RT = 600 Ом, линейная (горизонтальная) АЧХ

0,45

0,724

4

На входе — параллельный колебательный контур из головки 6Д24Н.1.О и конден­сатора емкостью 1500 пФ; линейная (го­ризонтальная) АЧХ

1,78

2,13

1,5

То же; АЧХ усилителя воспроизведения (тх = 120, т2 = 3180 икс)

0,575

0,66

1.2

Из таблицы видно, что во всех режимах напряжение шумов при несимметричном включении ИМС меньше, но если в стандарт­ном режиме (Яг = 600 Ом) разница составляет примерно 4 дБ, то включение на входе У В резонансного контура (из головки и конденсатора) уменьшает ее до 1,5 дБ, а коррекция АЧХ с по­стоянной времени ti = 120 мкс — до 1,2 дБ. Иными словами, в реальных УВ при переходе от симметричного включения ИМС К548УН1А к несимметричному выигрыш по шумам составляет в среднем 1,2 дБ. Следует, однако, отметить, что среди испытанных микросхем встретилось около 10 % экземпляров с аномальным поведением: уровень шума при симметричном включении у них оказался меньше, чем при несимметричном. Удовлетворительного объяснения этому явлению нет, однако при отборе микросхем для УВ его необходимо учитывать.

Полученные результаты показывают, что уровень шума ИМС К548УН1А существенно зависит от внутреннего сопротивления источника сигнала. Иными словами, вклад эквивалентного гене­ратора шумового тока в общий уровень шумов больше, чем экви­валентного генератора шумовой ЭДС (во всяком случае в интере­сующем нас диапазоне частот). Так, переход от Rг-=600 Ом к резонансному контуру с ЯОе~75 кОм ведет к увеличению шума на 12 дБ при несимметричном включении и более чем на 9 дБ при симметричном. Коррекция АЧХ с постоянной времени ti — = 120 мкс снижает шум примерно на 10 дБ, и в результате его уровень при симметричном включении оказывается больше, чем у усилителя с линейной АЧХ и Rг = 600 Ом всего на 2 дБ, а при симметричном — даже меньше на 0,8 дБ.

Значительные колебания взвешенного напряжения шумов объясняются изменениями их спектра при переходе от одной схемы включения к другой. При Rг = 600 Ом и линейной АЧХ на резуль­таты измерений большое влияние оказывает шум, сосредоточенный в области средних и высоких звуковых частот. Кроме того, шумовой ток, протекая через небольшое сопротивление генератора, созда­ет на нем падение напряжения меньшее, чем шумовая ЭДС, и уро­вень шумов определяется параметрами ее эквивалентного источ­ника. Если же на входе интегрального усилителя включен резонан­сный контур, то сопротивление источника сигнала изменяется от нескольких сотен ом на нцзких частотах (сопротивление обмотки головки постоянному току) до нескольких десятков килоом на частоте резонанса. Очевидно, в этом случае уровень шума усили­теля в основном определяется падением напряжения, создаваемым шумовым током на комплексном сопротивлении колебательного контура. И, наконец, можно предположить, что при введении ча- стотной коррекции спектр шумов на низких звуковых частотах зависит от эквивалентной шумовой ЭДС, а на высоких — от со­противления контура на входе УВ и от величины протекающего через него шумового тока. Эти особенности формирования спектра шумов необходимо учитывать при проектировании УВ.

Стереофоническая магнитная головка ЗД24Н.21.О «Маяк» обеспечивает ЭДС воспроизведения не менее 0,23 мВ на частоте 400 Гц [2], что соответствует ЭДС примерно 0,575 мВ на частоте 1 кГц. При несимметричном включении ИМС К548УН1А это позволяет получить отношение сигнал/шум (взвешенное значение) в среднем около 60 дБ, а при симметричном — 58,8 дБ, чего в боль­шинстве случаев вполне достаточно.

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