Добавил:
Опубликованный материал нарушает ваши авторские права? Сообщите нам.
Вуз: Предмет: Файл:

КР1 / Лекции

.pdf
Скачиваний:
45
Добавлен:
08.04.2022
Размер:
3.56 Mб
Скачать

2)Использовать резисторы минимального номинала

3)Использовать малошумящие резисторы

4)Уменьшить количество резистивных источников шума

Усилители низкой частоты Усилитель низкой частоты (усилители звуковой частоты) (УНЧ,

УЗЧ) – в диапазоне частот 20 Гц…20 кГц Но ОУ – усилитель постоянного тока (УПТ) с бесконечно широкой

полосой пропускания (ПП)

Для применения ОУ в диапазоне НЧ необходимо использовать цепи коррекции и компенсации (цепи, которые не вносят существенных искажений или шума в исходный сигнал)

Характеристики ОУ для УНЧ

Максимальная скорость нарастания выходного сигнала – vmax ВЫХ

Коэффициенты усиления o К0

o KU = K0 / F (F – глубина ООС)

Площадь усиления – ПУ

Уровень шума

Некоторые влияют на другие параметры (KU, K0 влияют RВХ и RВЫХ)

Особенности реализации УНЧ

На выходе ОУ – конденсатор для разрядки предыдущего и последующего каскадов по постоянному току.

Каскады:

Инвертирующий

Неинвертирующий

Буферный

Дифференциальный Использование ОУ в диапазоне НЧ для реализации:

1.Усилителей с низким KU (инверторы, буферы, повторители, диф. и сумм. каскады)

71

2. Усилителей с большим KU (предварительные усилители и усилители мощности)

УНЧ на основе инвертирующего усилителя

С1 и С2 – разделительные конденсаторы для развязки каскадов по постоянному току.

НО! При включении С1 схема работает на частотах выше частоты среза усилителя:

f1 = (2πR1C1)-1

и имеет коэффициент усиления:

KU = R2 / R1

Благодаря С1 усилитель не пропускает постоянное напряжение и низкочастотный шум

С2 вместе с RН определяет частоту среза

f2 = (2πRНC2)-1

Обычно элементы выбирают так, чтобы

f1 = f2

72

УНЧ на основе неивертирующего усилителя

Включение С1, С2 и С3 поэтому имеется 3

частоты среза:

f1 = f(C1) = (2πR1C1)-1 f2 = f(C2) = (2πR3C2)-1 f2 = f(C3) = (2πRНC3)-1

Для уменьшения уровня низкочастотного шума:

f1 >> (f2 = f3) f1 ≈ (5…10) f2

Входное сопротивление схемы:

RВХ ≈ R3 (R4 ≈ 100R3)

Дифференциальный усилитель низкой частоты

Для увеличения КООС определяемые входными

RC-цепями:

f1 = (2πR1C1)-1 = f2 = (2πR1C2)-1

Выходная RC-цепь определяет f3 = (2πRНC3)-1 , обычно берется f3 = f1

На частотах выше частоты среза:

КU = R2 / R1

73

Сравнение инвертирующего и неинвертирующего усилителей

Параметр

НЕивертирующий

Инвертирующий

 

 

усилитель

усилитель

1

Входное сопротивление

(1+К0)RВХ

ROC / K0

2

Выходное сопротивление

R0 / (1+К0)

R0 / (1+К0)

3

Коэффициент нелинейных

Kr / (1+К0)

Kr / (1+К0)

 

искажений

 

 

4

Коэффициент усиления шума

К

1 + К

5

Частота единичного

f1 / K

f1 / (K+1)

 

усиления

 

 

Предусилители Предусилитель – для усиления слабых сигналов < 10 мВ

Так как является первым каскадом усилительной системы, то его характеристики влияют на характеристики системы в целом

Проблемы – уровень собственных шумов (Джонсона, дробовой, тепловой и проч.)

Типы звукоснимателей

Усилители для записи и воспроизведения звука отличаются от микрофонных усилителей – их частотная характеристика должна быть скомпенсирована или выровнена с учетом характеристик процесса звукозаписи.

Типы звукоснимателей:

1)Магнитный – на выходе низкий уровень сигнала и постоянная частотная характеристика в диапазоне +6дБ/окт

2)Керамический звукосниматель – на выходе высокий уровень сигнала (100 мВ…2В), неизменный по уровню при изменении частоты, и не требует выравнивания (регулировки) АЧХ.

74

Стандартная АЧХ для звукоснимателей

ГОСТ 7893-72 – стандартная АЧХ для звукоснимателей

< 50 Гц – максимум коэффициента передачи сигнала

50…500 Гц – спад АЧХ от - 6дБ/окт (до -20 дБ/дек)

> 2,1 кГц – спад АЧХ - 6дБ/окт

АЧХ ОУ без ООС

Предусилитель на основе ОУ с f1 = 1 МГц должен иметь на f > 2,1 кГц глубину ООС < 20 дБ

(К = К0 / F)

Предусилитель на основе ОУ с f1 = 10 МГц должен иметь FдБ минимум 34 дБ

При добавлении в схему RCцепи с частотой среза > 21 кГц стандартная кривая будет соответствовать 20 дБ

75

Пример схемы предусилителя

R7, R8, C4, C5 – внешние элементы компенсации ()

Кu до 20 дБ

Это позволяет использовать ОУ с f1 = 10 МГц

На низких частотах Ku = 1000

(60 дБ) т.к. Ku = R2 / R1,

нижняя граничная частота fн.гр. = (2πR2C2)-1 50 Гц

o > 50 Гц – спад АЧХ со скоростью -6дБ/окт до 500 Гц

(определяется R3 и C2)

o 500 Гц…2,1 кГц

(определяется R3 и C3) Ku = 100 (40 дБ), т.к. Ku = R3 / R1

o > 2,1 кГц () Кu со скоростью -6дБ/окт до f1 = 21 кГц (определяемой R4 и С3), где Кu = R4 / R1

76

Соседние файлы в папке КР1