teza

2.1 Odabir LNA kola

U skladu sa gore navedenim razmatranjima, neophodno je da niskošumno pojačalo ispunjava sledeće specifikacije:

faktor pojačanja ne manji od 20 dB;

broj buke ne veći od 3 dB;

dinamički raspon ne manji od 90 dB,

središnja frekvencija 808 MHz.

osim toga, imao je visoku stabilnost karakteristika, visoku pouzdanost rada, male dimenzije i težinu.

Uzimajući u obzir zahtjeve za niskošumno pojačalo, razmotrit ćemo moguće opcije za rješavanje problema. Prilikom razmatranja mogućih opcija, uzećemo u obzir uslove pod kojima će prijemno-predajni modul raditi (smeštaj u avion i uticaj spoljašnjih faktora kao što su temperaturne razlike, vibracije, pritisak itd.). Hajde da analiziramo niskošumna pojačala napravljena koristeći različite baze elemenata.

Najtiši od mikrotalasnih pojačivača su trenutno kvantni paramagnetski pojačivači (mazeri), koji se odlikuju izuzetno niskim temperaturama šuma (manje od 20 o K) i, kao rezultat toga, veoma visokom osetljivošću. Međutim, kvantni pojačavač uključuje kriogeni sistem hlađenja (do temperature tečnog helijuma od 4,2 o K), koji ima velike dimenzije i težinu, visoku cenu, kao i glomazan magnetni sistem za stvaranje jakog konstantnog magnetnog polja. Sve ovo ograničava opseg kvantnih pojačala na jedinstvene radio sisteme - svemirske komunikacije, radare velikog dometa itd.

Potreba za minijaturizacijom mikrotalasnih radio prijemnika, povećanjem njihove efikasnosti i smanjenjem troškova dovela je do intenzivne upotrebe niskošumnih pojačala zasnovanih na poluprovodničkim uređajima, koji uključuju poluvodička parametarska, tunelska dioda i mikrotalasna tranzistorska pojačala.

Poluvodička parametarska pojačala (SPA) rade u širokom frekvencijskom rasponu (0,3 ... 35 GHz), imaju propusni opseg od frakcija do nekoliko posto središnje frekvencije (tipične vrijednosti od 0,5 ... 7%, ali širine pojasa može se dobiti do 40%); koeficijent prenosa jednog stepena dostiže 17…30dB, dinamički opseg ulaznih signala je 70…80dB. Kao generatori pumpi koriste se generatori na bazi lavinskih dioda i Gunn dioda, kao i na mikrovalnim tranzistorima (sa i bez množenja frekvencije). Poluprovodnička parametarska pojačala su najniže buke među poluvodičkim i, općenito, od svih nehlađenih mikrovalnih pojačala. Njihova temperatura buke kreće se od desetina (na decimetarskim talasnim dužinama) do stotina (na centimetarskim talasnim dužinama) stepeni Kelvina. Sa dubokim hlađenjem (do 20 o K i niže), oni su uporedivi po svojstvima buke sa kvantnim pojačavačima. Međutim, sistem hlađenja povećava dimenzije, težinu, potrošnju energije i cijenu PPU-a. Stoga se hlađeni PPU koriste uglavnom u zemaljskim radio sistemima, gdje su potrebni visoko osjetljivi radio prijemnici, a dimenzije, težina i potrošnja energije nisu toliko značajni.

Prednosti PPU-a u odnosu na pojačala na bazi tunelskih dioda i mikrotalasnih tranzistori, pored boljih svojstava buke, uključuju i mogućnost rada u višem frekventnom opsegu, veće pojačanje jednog stepena, mogućnost brzog i jednostavnog elektronskog podešavanja frekvencije ( unutar 2 ... 30%). Nedostaci PPU-a su prisustvo generatora mikrovalne pumpe, manji propusni opseg, velike dimenzije i težina, te znatno veća cijena, za razliku od tranzistorskih mikrovalnih pojačala.

U poređenju sa drugim poluprovodničkim pojačavačima, pojačala sa tunelskom diodom imaju manje dimenzije i težinu, što je određeno uglavnom dimenzijama i masom feritnih cirkulatora i ventila, manjom potrošnjom energije i širokim propusnim opsegom. Rade u frekvencijskom opsegu 1 ... 20 GHz, imaju relativnu širinu pojasa od 1,7 ... 65% (tipične vrijednosti ​​​​​​​​3,5 ... 18%), koeficijent prijenosa jednog stupnja je 6 ... 20 dB, cifra šuma je 3,5 ... 4,5 dB na decimetarskim talasima i 4 ... 7 dB na centimetru, dinamički opseg ulaznih signala je 50 ... 90 dB. Tunelska diodna pojačala se uglavnom koriste u uređajima gdje je potrebno postaviti veliki broj svjetlosnih i malih pojačala na malom prostoru, na primjer, u aktivnim faznim antenskim nizovima. Međutim, zbog svojih inherentnih nedostataka (relativno visok broj šuma, nedovoljan dinamički raspon, niska dielektrična čvrstoća tunelske diode, poteškoće u obezbjeđivanju stabilnosti, potreba za uređajima za razdvajanje), pojačala na bazi tunelskih dioda u posljednje vrijeme intenzivno zamjenjuju mikrovalni tranzistor. pojačala zbog njihovih inherentnih nedostataka.

Glavne prednosti poluvodičkih niskošumnih pojačala - mala veličina i težina, niska potrošnja energije, dug radni vijek, mogućnost izgradnje mikrovalnih integriranih kola - omogućavaju im upotrebu u aktivnim faznim antenskim nizovima i u opremi na vozilu. Štoviše, mikrovalna tranzistorska pojačala imaju najveće izglede.

Napredak u razvoju fizike i tehnologije poluprovodnika omogućio je stvaranje tranzistora sa dobrim svojstvima šuma i pojačanja i sposobnim za rad u mikrotalasnom opsegu. Na osnovu ovih tranzistora razvijena su mikrotalasna niskošumna pojačala.

Tranzistorska pojačala, za razliku od pojačala na bazi poluvodičkih parametarskih i tunelskih dioda, nisu regenerativna, pa je mnogo lakše osigurati njihov stabilan rad nego, na primjer, pojačala na bazi tunelskih dioda.

Mikrovalna LNA koristi tranzistore niske buke, kako bipolarne (germanijum i silicijum) tako i tranzistore sa efektom polja sa Schottky barijerom (na bazi silicijuma i galij arsenida). Germanijumski bipolarni tranzistori vam omogućavaju da dobijete nižu cifru šuma od silicijumskih, ali su potonji visokofrekventniji. FET-ovi sa Schottky barijerom su superiorniji od bipolarnih tranzistora u svojstvima pojačanja i mogu raditi na višim frekvencijama, posebno tranzistori od galij-arsenida. Karakteristike buke na relativno niskim frekvencijama su bolje kod bipolarnih tranzistori, a na višim frekvencijama kod polja. Nedostatak tranzistora sa efektom polja je njihova visoka ulazna i izlazna impedansa, što otežava širokopojasno usklađivanje.

Gornja razmatranja nam omogućavaju da ocrtamo strategiju za sintezu niskošumnog tranzistorskog pojačala sa efektom polja u monolitnom integrisanom dizajnu.

Kao što je ranije odabrano, LNA će se graditi na bazi modula MGA - 86563. Šema električnog kola prikazana je na slici 2.1. Tipično sklopno kolo prikazano je na slici 2.2: Slika 2.1 Šema električnog kola MGA-86563. Slika 2...

Putanja prijema visoke frekvencije

Kao rezultat obavljenog rada, ispitano je niskošumno pojačalo MGA86563. Proučavanje frekvencijskog odziva LNA obavljeno je pomoću stalka SNPU-135, uređaja za proučavanje frekvencijskog odziva X1-42. Dijagram povezivanja za mjerenje frekvencijskog odziva prikazan je na slici 4...

AC u DC mjerni pretvarač napona

Za implementaciju ispravljačkog kruga koristimo dvostruko op-pojačalo velike brzine s tranzistorima s efektom polja na ulazu tipa KR140UD282. Njegovi parametri su dati u tabeli 5, a sklopno kolo je prikazano na slici 8...

Niskošumno integrisano pojačalo

Modeliranje u MICRO-CAP sistemu mjernih pretvarača na bazi temperaturnih senzora

Na osnovu objekta potrebno je izgraditi trožilno kolo (2 opcije) za mjerenje temperature pomoću RTD-a pomoću izvora struje (vidi sliku 6.2.1). Br. Šema Napon na ulazu DUT-a na 2 Slika 6.2.1...

Projektovanje pojačnog dijela uređaja

Koristimo šemu prikazanu na sl. 5 za izračunavanje pojačala snage. Prilikom izračunavanja MA, date vrijednosti su: a). Nazivna snaga u opterećenju Rn = 0,4 W; b). Otpor opterećenja Rn = 100 Ohm...

Proces modeliranja rada komutacionog čvora

Budući da šum uobičajenog moda ne prelazi 10V i pojačanje nije veliko, bit će dovoljno uzeti najjednostavnije diferencijalno pojačalo. Krug najjednostavnijeg diferencijalnog pojačala prikazan je na slici 5 ...

Razvoj pretvarača

Slika 2 Pretpojačalo (PA) je operaciono pojačalo (op amp) sa negativnom povratnom spregom. Preklopni krug (PU) prikazan je na slici 2...

Proračun impulsnog pojačivača

Pojačalo impulsnog napona je pretpojačalo signala koje osigurava normalan rad PA...

Sinteza invertnog pojačala

Dijagram invertnog pojačala sa negativnom povratnom spregom: Slika 1 - Osnovno kolo invertujućeg operacionog pojačala sa OOS...

Za praktičnost razvoja i izvođenja proračuna, blokovi PU, ULF i UHF2 kombinirani su u zajedničku shemu. Konstrukcija je zasnovana na mikrokolu 140-UD20A i bipolarnim tranzistorima KT817A...

Uporedne karakteristike tehničkih podataka radio stanica

Slika 7.5 prikazuje električnu shemu UHF2 pretpojačala, pojačivača niske frekvencije i pojačala visoke frekvencije. Krug je baziran na mikrokrugu 140-UD20A, koji se sastoji od operativnih pojačala (Da1 ...

Krug mikrofonskog pojačala

Odredimo ukupno pojačanje, na osnovu kojeg se bira broj stupnjeva pojačanja gdje je ukupni pojačanje; efektivni nazivni izlazni napon; efektivni nazivni ulazni napon...

Širokopojasno pojačalo

Počevši od razvoja pojačala, potrebno je voditi se općim razmatranjima ekonomske izvodljivosti njegove proizvodnje (minimiziranje aktivnih uređaja, elemenata i komponenti po njihovom broju ...

Postoji mnogo pojačala za koje je jedan od glavnih potrebnih parametara zahtjev da se osigura minimalan izlazni šum. Obično se takvi sklopovi koriste za pojačavanje signala iz različitih senzora, kao i u prijemnicima s direktnom konverzijom, gdje se glavno pojačanje provodi na niskim frekvencijama. Povećanje buke onemogućava razlikovanje slabih signala u pozadini buke.

Unutrašnji šum pojačala nastaje kada struja prolazi kroz pasivne i aktivne elemente kola.
Karakteristike buke također u velikoj mjeri zavise od konstrukcije kola (kola). Prilikom razvoja pojačala s visokim omjerom signal/šum, osim optimalnog izbora tipa kola, važno je odabrati pravu bazu elemenata i optimizirati rad kaskada.

Odabir komponenti sheme

U pravom pojačalu izvor unutrašnje buke je:
1) toplotni i strujni šum otpornika;
2) šum treperenja kondenzatora, dioda i zener dioda;
3) fluktuacioni šum aktivnih elemenata (tranzistori);
4) vibracije i kontaktne buke.

Otpornici

Inherentni šum otpornika je zbir termičkog i strujnog šuma.

Toplotni šum je uzrokovan kretanjem elektrona u provodljivom materijalu od kojeg je otpornik napravljen (ovaj šum se povećava s povećanjem temperature). Ako na otpornik ne djeluje napon, tada se EMF šuma na njemu (u μV) određuje iz relacije:

Esh=0,0125 x f x R,
gdje je f frekvencijski pojas u kHz; R je otpor u kOhmima.

Strujni šum nastaje kada struja teče kroz otpornik. U ovom slučaju napon buke nastaje zbog efekta fluktuacija u kontaktnim otporima između provodljivih čestica materijala. Njegova vrijednost linearno ovisi o primijenjenom naponu. Dakle, svojstva buke otpornika karakteriše nivo šuma, koji je odnos efektivne vrednosti promenljive komponente napona šuma Em (μV) i primenjenog napona U (V): Em / U.

Frekvencijski spektar oba tipa šuma je kontinuiran („bijeli šum“). A ako je za termalni šum ravnomjerno raspoređen do vrlo visokih frekvencija, onda za strujni šum počinje padati već od oko 10 MHz.

Ukupna količina šuma je proporcionalna kvadratnom korijenu otpora, tako da se mora smanjiti i vrijednost otpora u kolu.
Ponekad, kako bi smanjili šum uzrokovanu otpornicima, pribjegavaju paralelnoj (ili serijskoj) vezi, a također postavljaju više snage nego što je potrebno za rad. Osim toga, moguće je koristiti one vrste u kojima je, zbog tehnologije proizvodnje, ovaj parametar manji.

Nežičani otpornici imaju mnogo veći strujni šum od termičkog šuma. Ukupni nivo buke za različite tipove otpornika može se kretati od 0,1 do 100 µV/V.

Za upoređivanje različitih otpornika (fiksnih i trimera iz SP grupe), maksimalne vrijednosti buke prikazane su u tabeli 1.

Tip otpornika Tehnološka verzija Nivo buke, µV/V BLT braon-ugljenik 0,5 S2-13 S2-29V metal-dielektrik 1,0 S2-50 metal-dielektrik 1,5 MLT OMLT S2-23S2-33 metal-dielektrik 1...5 S2- 26 metalni oksid 0 .5 SP3-4
SP3-19
SP3-23 film kompozit 47...100
25...47
25...47
Tabela 1 - Svojstva buke otpornika

Kao što se može vidjeti iz tabele, podešeni otpornici su mnogo bučniji. Iz tog razloga, bolje ih je koristiti s malim apoenima ili ih u potpunosti isključiti iz kruga.
Svojstva šuma otpornika mogu se koristiti za implementaciju širokopojasnog generatora šuma.

Kao preporuke za odabir otpornika za sastavljanje niskošumnog pojačala, može se napomenuti da je najprikladnije koristiti tipove: C2-26, C2-29V, C2-33 i C1-4 (neupakirani dizajn čipa). Nedavno su se u prodaji pojavili niskošumni uvozni metal-dielektrični otpornici, slični dizajnu kao C2-23, ali s nižom šumom (0,2 μV / V).

Moguće je značajno smanjiti buku otpornika snažnim hlađenjem, ali je ova metoda preskupa i vrlo se rijetko koristi.

Kondenzatori

U kondenzatorima, izvor šuma treperenja je struja curenja. Oksidni kondenzatori velikog kapaciteta imaju najveće struje curenja. Štaviše, curenje se povećava s povećanjem kapacitivnosti i smanjuje s povećanjem dozvoljenog nazivnog radnog napona.

Referentni podaci za najčešće oksidne kondenzatore dati su u tabeli 29.
Najmanje struje curenja među polarnim kondenzatorima su: K53-1A, K53-18, K53-16, K52-18, K53-4 i drugi.
Oksidni kondenzatori instalirani na ulazu kao izolacijski kondenzatori mogu značajno povećati šum pojačala. Stoga je poželjno izbjegavati njihovu upotrebu, zamjenjujući ih filmskim (K10-17, K73-9, K73-17, KM-6, itd.), iako će to dovesti do značajnog povećanja veličine strukture .

Tip kondenzatora Tehnologija proizvodnje Radna temperatura, C Struja curenja, µA K50-6
K50-16
K50-24
aluminijum oksid-elektrolitski -10...+85
-20...+70
-25...+70 4...5000
4...5000
18...3200 K52-1
K52-2
K52-18 tantal oksid volumen-porozan -60...+85
-50...+155
-60...+155 1,2...8,5
2...30
1...30 K53-1
K53-1A
K53-18 tantal oksid-poluprovodnik -80...+85
-60...+125
-60...+125 2...5
1...8
1...63
Tabela 2 - Referentni parametri kondenzatora

Diode i zener diode

Kod istosmjernog toka struje, šum dioda je minimalan. Najveći šum daje struja curenja (pod dejstvom obrnutog napona), a što je manja, to je bolja. Prilično puno šuma od zener dioda. Ovo svojstvo se čak ponekad koristi za izvođenje najjednostavnijih generatora buke za dječje igračke (simulatori buke surfanja, zvukova vatre itd. - L16, L17). Da bi se postigla maksimalna buka u takvim krugovima, zener diode rade na malim strujama (sa velikim dodatnim otpornikom).

tranzistori

U samom tranzistoru, glavni tipovi šuma su termalni i generaciona rekombinacija, čija spektralna gustina snage ne zavisi od frekvencije.

Da bi se smanjio nivo buke, kod nas se za rad u ulaznim fazama obično koriste niskošumni bipolarni tranzistori sa normalizovanom figurom šuma (Ksh). To su: (ppp) KT3102D (E), KT342V i (pn-p) KT3107E (W, L) i niz drugih.Ovdje treba napomenuti da je upotreba niskošumnih visokofrekventnih bipolarnih tranzistora u niskim frekvencijski opseg se po pravilu dešava neprikladnim. Za takve tranzistore, broj buke je normaliziran samo u visokofrekventnom području, au rasponu ispod 100 kHz, oni mogu biti bučni kao i svi drugi. Osim toga, takvi tranzistori mogu pokazivati ​​sklonost pobuđivanju (samogeneraciji).

Ako je potrebno postići veliku ulaznu impedanciju u ulaznom stepenu pojačala, često se koristi tranzistor sa efektom polja KP303V(A). Napravljen je sa p-n spojnim gejtom (kanal n-tipa) i ima nominalnu cifru šuma.

kontaktna buka

nastaju kod nekvalitetnog lemljenja (s kršenjem temperaturnog režima) ili na spoju konektora. Iz tog razloga, ne preporučuje se povezivanje ulaznih kola pojačala niske buke preko utičnica. Također sam naišao na situaciju da tranzistori nakon ponovnog lemljenja stvaraju više buke u istom kolu.

Vibracioni šumovi

može se pojaviti kada se uređaj koristi na pokretnim objektima ili na mjestima sa povećanom vibracijom opreme koja radi. Oni nastaju zbog prijenosa mehaničkih vibracija na ploče kondenzatora, između kojih postoji razlika potencijala (tzv. "piezo-mikrofonski efekat"). To se opaža čak i kod malih keramičkih kondenzatora (K10, K15, itd.) Povećanog kapaciteta (više od 0,01 μF). Takve smetnje mogu biti posebno jake kod spojnih kondenzatora instaliranih na ulazu pojačala. Signal interferencije pri mehaničkim vibracijama ima oblik kratkih šiljastih impulsa čiji je spektar u niskom frekventnom opsegu. Za borbu protiv ove vrste smetnji, možete primijeniti amortizaciju cijele strukture. U oksidnim kondenzatorima, ove smetnje ne nastaju.

Prilikom odabira dijelova za sklapanje niskošumnog kruga potrebno je uzeti u obzir vrijeme njihove proizvodnje. Proizvođač garantuje parametre samo za određeni period skladištenja. To obično nije više od 8 ... 15 godina. Vremenom se javljaju procesi starenja, koji se manifestuju u smanjenju otpora izolacije, smanjuje se kapacitet kondenzatora i povećavaju struje curenja. Oksidni kondenzatori s vremenom posebno jako mijenjaju svoje karakteristike. Iz tog razloga, najbolje je izbjegavati njihovu upotrebu u signalnim lancima kad god je to moguće.

V. P. Matjuškin, Drogobič

Upoređene su karakteristike spektra nelinearnih izobličenja u pojačavačima sa različitim graničnim frekvencijama. Pokazano je da uređaji na bazi operacionih pojačala obogaćuju audio signal višim harmonicima, pa je njihova upotreba u audio kompleksima posebno visokog kvaliteta nepoželjna. Prikazan je dizajn niskošumnog, visoko linearnog pretpojačala sa visokom graničnom frekvencijom i kontrolama jačine i tona.

Kada se koriste pasivne kontrole tona (RT) i dovoljna osjetljivost UMZCH-a, svrha predpojačala ZCH (PUZCH) ostaje da kompenzira slabljenje pojačanog signala koji uvodi RT i da uskladi ulaznu i izlaznu impedanciju razne veze staze jedna s drugom. Ova funkcija pripada linearnim stepenicama pojačanja sa niskim nivoom šuma sa visokom (desetine do stotine kΩ) ulaznom i niskom (ne više od 600 Ω) izlaznom impedancijom. Takve vrijednosti su neophodne kako se greške ne bi unosile u karakteristike regulacije RT-a i kontrole glasnoće (RG) i ne bi utjecale na karakteristike izvora signala.

PUZCH dizajni poznati autoru ne zadovoljavaju povećane zahtjeve za njih. Ako je ranije, prilikom puštanja gramofona ili kasete, bilo sasvim dovoljno da je relativni nivo buke BUZCH-a oko -80 ... -85 dB, što nije ništa gore od izvora signala, onda kada se slušaju CD-ovi, kada je "mrtva tišina" u pauzama ispunjena dosadnim šištanjem, takva buka već postaje dosadna smetnja. Ostali parametri takođe ostavljaju mnogo da se požele, posebno za PUZCH napravljen pomoću operacionih pojačala (op-amp).

Niska (desetine stotina herca) vlastita granična frekvencija op-amp fc uzrokuje ne najbolji prijelazni odziv, što određuje vjernost prijenosa prednjih impulsnih signala. Takav fc primorava da se uzme u obzir mogućnost dinamičkih izobličenja, a takođe dovodi do smanjenja dubine FOS sa povećanjem frekvencije, tj. do rasta nelinearnih izobličenja (NI). Pogoršanje potiskivanja izobličenja signala počinje u op-pojačalu pokrivenom OOS-om, od njegove granične frekvencije do i događa se približno u direktnoj proporciji s frekvencijom. Na primjer, ako fc<500 Гц и при усилении сигнала с частотой fA=1 кГц получен уровень второй гармоники (на частоте 2 кГц) 0, 001%, то при усилении равного по амплитуде сигнала с частотой fB=8 кГц уровень второй гармоники (на частоте 16 кГц) будет примерно в fB/fA=8 раз больше, что дает уже не такие благополучные искажения (0, 008%). Однако это еще только полбеды.

Još gore je što se u isto vrijeme omjer između harmonika istog signala mijenja u korist harmonika višeg reda. Ovo se odnosi na NI generisane onim kaskadama operativnih pojačala (pre svega, izlaznih, zbog značaja njihovog doprinosa ukupnom nivou NI), koje prate kaskadu koja formira prekid frekvencijskog odziva na frekvenciji fc. Izobličenja ovih kaskada će se dalje imati na umu (u prvim kaskadama op-pojačala, procesi imaju svoje karakteristike).

Na slici 1 prikazane su frekventne zavisnosti odnosa NI koeficijenta za harmonik n>2 Qn prema NI koeficijentu za drugi harmonik Q2, svedenog na isti odnos za OA bez FOS Qn/Q2. Linija 1 odgovara OS bez OOS, linija 2 - OS sa zatvorenom petljom OOS. Linija 1 takođe odgovara pojačalu koje ima visoku graničnu frekvenciju fc ">> 20 kHz, i nije bitno da li je povratna sprega uključena ili ne. Kao što vidite, pojačalo ultrazvučne frekvencije na operativnom pojačalu obogaćuje NI spektra sa harmonicima višeg reda.Uočena slika je uglađena jedino činjenicom da se originalne (bez povratne sprege) amplitude samih harmonika obično smanjuju sa povećanjem njihovog broja n, tako da proizvodi izobličenja zabilježeni tokom mjerenja ne zavise tako mnogo o frekvenciji. Jasno je da se slika slična slici 1 javlja i za komponente intermodulacione distorzije različitog reda.

Kao što znate, kvaliteta zvuka ovisi ne samo o amplitudama harmonika različitih redova, već i o omjeru između njih: poželjno je da s povećanjem harmonijskog broja, njegova amplituda opada prilično brzo, inače zvuk postaje tvrd. , poprima neugodnu metalnu nijansu. Sa slike 1 se može vidjeti da UZCH na op-amp djeluje u suprotnom smjeru, i to u gotovo cijelom zvučnom opsegu, isključujući samo najniže frekvencije (a to se, naravno, odnosi ne samo na PUZCH, već takođe na pojačala snage). A ako kontrola tona basa, podižući frekvencijski odziv staze na frekvencijama ispod 1 kHz, u određenoj mjeri vraća omjer između harmonika u rasponu nagiba njegovog dijela frekvencijskog odziva, onda podizanje visokih frekvencija pomoću kontrole tona visoke frekvencije dodatno pogoršava kršenje omjera između njih na frekvencijama većim od 1 kHz.

Tako, ozloglašeni "tranzistorski zvuk" počinje da se pojavljuje čak i u PUZCH-u, napravljenom na op-amp. Stoga je entuzijazam za takve sheme, unatoč svim pogodnostima i pojednostavljenosti pri korištenju op-pojačala, na štetu kvalitete reprodukcije zvuka. I nema ništa iznenađujuće u činjenici da zvuče lošije od cijevnih pojačala, koja u pravilu imaju prilično visok fc (što je moguće zbog relativno plitke povratne sprege) i, štoviše, povoljan spektar harmonika koje generiraju cijevi ( ne više od petog reda).

Da bi se dobio povoljan NI spektar, tranzistorsko pojačalo mora imati graničnu frekvenciju fc "\u003e 20 kHz (slika 2, kriva 1) prije nego što pokrije OOS (slika 2, kriva 1). Ovaj zahtjev je također dobro u skladu sa uslov odsustva dinamičkih izobličenja.Istovremeno, mogućnost dodatnog poboljšanja spektra harmonika i približavanja njegovog karaktera lampi specifičnom korekcijom, koja se sastoji u podizanju izvornog (bez OOS) frekvencijskog odziva sa povećanjem frekvencije u audio opsegu ili barem u nekom njegovom dijelu (slika 2, isprekidana linija 3). Kriva 2 odgovara slučaju 2 na slici 1. Zbog smanjenja relativnog udjela visokofrekventnih komponenti u NI, ovo bi omogućilo dobijanje spektra izobličenja na slici 1, krivulja 3, što bi, po svemu sudeći, trebalo da učini zvuk mekšim. Međutim, ovo pitanje još treba proučiti.

Nedostaci poznatog PUZCH-a postaju posebno uočljivi kada, na primjer, rade zajedno sa modernim visokokvalitetnim UMZCH-om.

Prilikom razvoja predloženog PUZCH-a uzeta su u obzir gore navedena razmatranja, a istovremeno je poželjno postići maksimalnu jednostavnost sklopa.

Parametri pojačala (slika 3):
Granična frekvencija fc 300 kHz
Intermodulacijski NI koeficijent na 11out< 5 В и Rh >1 kΩ u opsegu od 0,02-20 kHz< 0, 001 %
Nazivno Iin 0,25 V
Maksimalno I out 9V
Nivo buke (R^0) -103 dB
Ponderisana vrijednost -109 dBA
izlazna impedancija< 0, 1Ом
Fazni ugao pri f=0, 1 ...200 kHz< 0, 1°
Minimalni otpor opterećenja R 300 Ohm

Pojačalo je napravljeno prema simetričnom kolu na komplementarnim parovima tranzistora, takva struktura značajno povećava njegovu početnu linearnost i prije OOS pokrivenosti. Svi tranzistori, uključujući i izlazne, rade u režimu klase "A", a kolektorska struja mirovanja VT7, VT8 je oko 10 mA i omogućava im održavanje ovog režima sa otporom opterećenja Rh od najmanje 300 oma.

Unatoč činjenici da su VT5 i VT6 povezani prema zajedničkom emiterskom krugu, njihove prijenosne karakteristike su prilično linearizirane značajnim otporima u krugovima emitera (R15, R16).

Pokazalo se da je nivo NI toliko nizak da je odlučeno da se ne koriste predviđene EPOS petlje, što bi značajno zakomplikovalo šemu.

Ulazni stepen, radi postizanja niskog nivoa šuma, napravljen je na tranzistorima sa efektom polja sa pn spojem. Ulazna impedancija pojačala, jednaka oko 350 kOhm, određena je samo otporima otpornika R3, R6 (u ovom slučaju ne treba zaboraviti na odgovarajuću promjenu kapacitivnosti C1, C2, tako da vremenske konstante HPF R3C1 i R6C2 ostaju isti). Delitelji napona R1R2 i R4R5R7 postavljaju radne tačke VT1 i VT2, otpornik R4 služi za početno postavljanje nulte napona na izlazu pojačala i nakon podešavanja može se zamijeniti stalnim otpornikom željenog otpora, a vrijednost konstantne komponente na izlazu pojačala nije toliko kritičan i može biti unutar ± 200 mV.

Da bi se postiglo veliko pojačanje ulaznog stepena i nizak šum, primijenjeno je dinamičko opterećenje na tranzistorima s efektom polja VT3, VT4. Pošto oba kraka ulaznog stepena (VT1-VT3 i VT2-VT4) na kraju pokreću zajedničko opterećenje, ovo rezultira povećanjem buke od 3 dB. Kao rezultat toga, pokazalo se da je šum pojačala otprilike tri puta (10 dB) manji od onog kod pojačala čiji je ulazni stepen baziran na op-pojačalu K157UD2.

OOS signal sa izlaza se dovodi do priključne točke R13R14. Pojačanje CFO kola je određeno lancima R10R13C3 i R11R1404 zajedno sa kontrolom pojačanja R12, koja postavlja pojačanje uređaja u rasponu od 2-5. Po želji, opseg kontrole pojačanja se može proširiti smanjenjem R10 i R11.

Kondenzatori C5-C7 ispravljaju frekvencijski odziv pojačala kako bi se dobio najbolji prolazni odziv, ali njegove performanse se održavaju i bez njih, međutim, prednji dio pravokutnog impulsa u njihovom odsustvu postaje blago prekoračenje, a na " polica".

Otpornici R19, R20 štite VT7, VT8 od preopterećenja u slučaju kratkog spoja na izlazu.

Modovi DC pojačala su stabilizirani kako lokalno (R13, R14, R8, R9, R15, R16) tako i duboko (oko 66 dB) općenito OOS, zbog čega temperaturne fluktuacije i drift parametara elementa imaju malo utjecaja na njegov rad.

Tranzistore sa efektom polja treba birati u parovima prema početnoj struji odvoda. Za tranzistore VT1, VT2, trebao bi biti oko 0,8-1,8 mA, za VT3, VT4 - najmanje 5-6 mA. VT1 se može uzeti sa indeksima B, A, VT2 - sa indeksima I, E, F, K, VT3, VT4 - sa indeksima D, G, E, KT3107 - sa indeksima B ili I, KT3102 - odnosno A ili B, C , D, VT5-VT8 se ne mogu odabrati

Kondenzatori C5, C7 - tipovi KT, KD, C1-C4 - K73-16, K73-17, K71-4, K76-5 itd. Kao C3, C4, možete koristiti elektrolitičke kondenzatore, na primjer, K50-16, K50-6 ili uvezene.

Napajanje pojačala - iz bilo kojeg stabiliziranog bipolarnog izvora napona ±15 V.

Postavljanje pojačala sastavljeno od dijelova koji se mogu servisirati je jednostavno. Odabirom R8 i R9 postavljaju se naponi prikazani na dijagramu na drenovima VT1 i VT2 (12 ± 0,5 V), a izborom R17, R18 - naponi na emiterima VT7, VT8 (0,8-1,2 V). Paralelno s tim, podešavanjem R4, izlazni napon se postavlja blizu nule.

Ako se željeni načini rada tranzistora ne mogu odmah podesiti, prvo treba zasebno podesiti ulazni stepen. Da bi se to postiglo, izlaz pojačala je spojen na zajedničku žicu (da bi se isključio zajednički OOS), a baze VT5 i VT6 se odvoje od odvoda VT1 i VT2, a zatim kratko spoje ove baze sa njihovim emiterima. Nakon toga, načini se postižu u ulaznoj fazi, kao što je gore navedeno. Ako to uspije, tada se veze kruga vraćaju i R17, R18 i R4 su konačno odabrani.

Šema kontrole jačine i tona pomoću pojačala prikazanog na slici 3 prikazana je na slici 4, gde su A1, A2 dva takva pojačala; PRT - fiziološka kontrola tonusa; TKRG je tanko kompenzovana kontrola jačine zvuka, čiji je izlaz spojen na UMZCH. Infrazvučne frekvencije se prekidaju u svakom od pojačala A1 i A2 kako na ulazu (HPF R1-R3C1 i R4-R5-R6-C2, slika 3) tako i u OOS kolu (R10-R13-C3 i R11-R14 -C4) , što rezultira HPF 4. reda (i zajedno sa UMZCH ulazom HPF - 5. reda), to je dovoljno za efikasno suzbijanje niskofrekventne buke frekvencije manjom od 20 Hz, kao što je npr. iz iskrivljenih zapisa.

Nema hitne potrebe za zaobilaženjem PSF-a, jer je lako postići strogo horizontalni frekvencijski odziv pomoću njegovih elemenata za podešavanje. Međutim, ovu funkciju je lako implementirati, kao što je prikazano na slici 4, koristeći prekidač S1 i razdjelnik R1R2.

Kao R12 (slika 3), koristi se dvostruki varijabilni otpornik, čije su "polovice" uključene u različite kanale stereo putanje. U kaskadama A1 oni su povezani "u fazi" (otpor reostata R12 u oba kanala se mijenja u jednom smjeru kada se klizač regulatora pomjeri) i djeluju kao dodatni regulator nivoa, čime se povećava kapacitet preopterećenja BUZCH-a prema gore. do 26 dB i osigurava usklađivanje frekvencijskog odziva TKRG-a sa nivoom signala. U kaskadama A2 uključeni su "van faze" (otpor R12 u jednom kanalu se povećava, u drugom se smanjuje) i igraju ulogu regulatora stereo balansa.

Na slici 5 prikazan je šematski dijagram TKRG-a napravljenog na dvostrukom varijabilnom otporniku sa dva odvoda tipa SP3-30V. Često se u TKRG krugovima koristi povezivanje krugova za korekciju frekvencije na motor potenciometra. Pokretni klinovi motora ne mogu biti savršeni, a kada se prilagodi glasnoća, njihov otpor se mijenja od gotovo nule do prilično primjetnog, posebno nakon duže upotrebe. U jednostavnom (ne tanko kompenzovanom) regulatoru to se gotovo i ne osjeća, posebno ako kasniji stepen ima dovoljno veliku ulaznu impedanciju, a može se manifestirati kao lagano šuštanje tokom regulacije.

U TKRG-u s povezivanjem korektivnih krugova na motor, stvari su puno gore, frekvencijski odziv kada se kontakt pogorša može biti jako izobličen i postati potpuno neprihvatljiv, ponekad zapanjujući slušatelja oštrim zvukom neprirodne boje. TKRG također pati od izobličenja frekvencijskog odziva, čiji su krugovi korekcije spojeni i na slavine i na motor. U takvom TKRG-u, čak i uz idealan konstantan kontakt motora, dosadne promjene frekvencijskog odziva su jasno vidljive na uho kada motor prođe pored slavine.

Predloženi TKRG je lišen ovih nedostataka, jer u njemu krugovi za korekciju frekvencije nisu povezani s motorom potenciometra. Njegov frekventni odziv je prikazan na Sl.6. Oni su dobra aproksimacija potrebnim, zahvaljujući detaljnom proučavanju veza zavisnih od frekvencije.

Elektrolitički kondenzatori se ne mogu koristiti u TKRG kolu (i u PRT), jer je konstantna komponenta napona na njihovim pločama tokom rada ovih kola nula. Treba koristiti iste tipove neelektrolitskih kondenzatora kao što je naznačeno u krugu pojačala. Opisani pretpojačalo i jedinica za kontrolu jačine i tona, kada rade zajedno sa UMZCH, opremljeni dobrim akustičnim sistemima, daju odličan zvuk.

Književnost

1. Matjuškin V.P. Superlinearni UMZCH klasa Hgh-End na tranzistorima // Radiumator.-1998.-br.8.-S.10-11; br. 9.-S. 10-11.

2. Matjuškin V.P. Paralelne povratne petlje i njihova primjena u ultrazvuku // Radioamator.-2000.-br.12.-2001.; №1-3.®

Razmatraju se sheme i dizajn visokoosjetljivih mikrofona u kombinaciji sa samoproizvedenim niskofrekventnim pojačalima (ULF).

Dizajn osjetljivog i niskošumnog pojačala (ULF) ima svoje karakteristike. Najveći utjecaj na kvalitetu reprodukcije zvuka i razumljivost govora imaju amplitudno-frekvencijska karakteristika (AFC) pojačala, njegov nivo šuma, parametri mikrofona (frekventni odziv, dijagram usmjerenosti, osjetljivost itd.) ili senzora njegovu zamjenu, kao i njihovu međusobnu konzistentnost sa pojačalom. Pojačalo mora imati dovoljno pojačanja.

Kada koristite mikrofon, to je 60db-80db, tj. 1000-10000 puta. Uzimajući u obzir posebnosti prijema korisnog signala i njegovu nisku vrijednost u uslovima relativno značajnog nivoa smetnji koje uvijek postoje, preporučljivo je u dizajnu pojačala predvidjeti mogućnost korekcije frekvencijskog odziva, tj. odabir frekvencije obrađenog signala.

Treba uzeti u obzir da je najinformativniji dio audio opsega koncentrisan u opsegu od 300 Hz do 3-3,5 kHz. Istina, ponekad kako bi se smanjile smetnje, ovaj opseg se još više smanjuje. Upotreba propusnog filtera kao dijela pojačala omogućava vam da značajno povećate opseg slušanja (za 2 ili više puta).

Još veći domet se može postići korištenjem selektivnih filtera sa visokim faktorom kvalitete kao dijela ULF-a, koji omogućavaju izolaciju ili potiskivanje signala na određenim frekvencijama. Ovo omogućava značajno poboljšanje odnosa signal-šum.

elementarna baza

Moderna baza elemenata vam omogućava da kreirate visokokvalitetni ULF baziran na niskošumnim operativnim pojačalima(OU), na primjer, K548UN1, K548UN2, K548UNZ, KR140UD12, KR140UD20, itd.

Međutim, uprkos širokom spektru specijalizovanih mikro krugova i op-pojačala, i njihovim visokim parametrima, ULF na tranzistorima nisu izgubile na značaju. Korištenje modernih tranzistora niske razine buke, posebno u prvoj fazi, omogućava vam da kreirate pojačala koja su optimalna u smislu parametara i složenosti: niskošumna, kompaktna, ekonomična, dizajnirana za niskonaponsko napajanje. Stoga se tranzistorizirani ULF-ovi često ispostavljaju kao dobra alternativa pojačavačima baziranim na integriranim kolima.

Da bi se smanjio nivo buke u pojačalima, posebno u prvim fazama, preporučljivo je koristiti visokokvalitetne elemente. Ovi elementi uključuju niskošumne bipolarne tranzistore s visokim pojačanjem, na primjer, KT3102, KT3107. Međutim, ovisno o namjeni ULF-a, koriste se i tranzistori sa efektom polja.

Parametri ostalih elemenata su takođe od velike važnosti. U niskošumnim kaskadama elektronskih kola koriste se oksidni kondenzatori K53-1, K53-14, K50-35, itd., Nepolarni - KM6, MBM, itd., Otpornici - ništa lošiji od tradicionalnih 5% MLT- 0,25 i ML T- 0,125, najbolja opcija otpornika su žičani, neinduktivni otpornici.

Ulazna impedancija ULF-a mora odgovarati otporu izvora signala - mikrofona ili senzora koji ga zamjenjuje. Obično pokušavaju da ULF ulaznu impedanciju učine jednakom (ili malo višom) otporu pretvarača izvor-signala na glavnim frekvencijama.

Da biste smanjili električne smetnje, preporučljivo je koristiti oklopljene žice minimalne dužine za povezivanje mikrofona na ULF. Preporučljivo je montirati IEC-3 elektretni mikrofon direktno na ploču prvog stepena mikrofonskog pojačala.

Ako je potrebno značajno ukloniti mikrofon sa ULF-a, treba koristiti pojačalo sa diferencijalnim ulazom, a vezu treba izvršiti upredenim parom žica u ekranu. Ekran je spojen na kolo u jednoj tački zajedničke žice što je bliže prvom op-pojačalu. Ovo minimizira nivo električne buke inducirane u žicama.

Niskošumni ULF za mikrofon na K548UN1A

Na slici 1 prikazan je primjer ULF baziranog na specijalizovanom mikrokolu - IS K548UN1A, koji sadrži 2 op-pojačala niske buke. Operativno pojačalo i ULF, kreirani na bazi ovih operativnih pojačala (IS K548UN1A), dizajnirani su za unipolarni napon napajanja od 9V - ZOV. U gornjoj ULF šemi, prvo op-pojačalo je uključeno u verziju koja pruža minimalni nivo buke op-pojačala.

Rice. Slika 1. ULF kolo na op-amp K548UN1A i opcije za povezivanje mikrofona: a - ULF na op-amp K548UN1A, b - priključak dinamičkog mikrofona, c - priključak elektretnog mikrofona, d - priključak udaljenog mikrofona.

Elementi za kolo na slici 1:

• R1=240-510, R2=2,4k, R3=24k-51k (ograničenje pojačanja),
• R4=3k-10k, R5=1k-3k, R6=240k, R7=20k-100k (ograničenje pojačanja), R8=10; R9=820-1.6k (za 9V);
• C1=0,2-0,47, C2=10uF-50uF, C3=0,1, C4=4,7uF-50uF,
• C5=4.7uF-50uF, C6=10uF-50uF, C7=10uF-50uF, C8=0.1-0.47, C9=100uF-500uF;
• Op-pojačala 1 i 2 - op-pojačala IS K548UN1A (B), dva op-pojačala u jednom IS paketu;
• T1, T2 - KT315, KT361 ili KT3102, KT3107 ili slično;
• T - TM-2A.

Izlazni tranzistori ovog ULF kola rade bez početnog pristrasnosti (od Irest = 0). Stepasto izobličenja praktički izostaju zbog duboke negativne povratne sprege koja pokriva drugo op-pojačalo mikrokola i izlazne tranzistore.dva otpornika od 3-5k svaki od baza tranzistora do zajedničke žice i strujne žice.

Usput, u ULF-u u push-pull izlaznim stupnjevima bez inicijalne pristranosti, zastarjeli germanijumski tranzistori dobro rade. Ovo omogućava upotrebu op-pojačala sa relativno niskom stopom napona sa ovom strukturom izlaznog stepena bez rizika od izobličenja povezanog sa nultom strujom mirovanja. Da bi se uklonila opasnost od pobuđivanja pojačala na visokim frekvencijama, koristi se kondenzator C3, spojen uz op-amp, i krug R8C8 na ULF izlazu (često se RC na izlazu pojačala može isključiti).

Niskošumni mikrofon ULF na tranzistorima

Na slici 2 prikazan je primjer ULF kola na tranzistorima. U prvim fazama, tranzistori rade u mikrostrujnom režimu, što minimizira interni šum ULF-a. Ovdje je preporučljivo koristiti tranzistore s velikim pojačanjem, ali malom obrnutom strujom.

Može biti, na primjer, 159HT1B (Ik0=20nA) ili KT3102 (Ik0=50nA), ili slično.

Rice. 2. ULF kolo na tranzistorima i opcije za povezivanje mikrofona: a ULF na tranzistorima, b - priključak dinamičkog mikrofona, c - priključak elektretnog mikrofona, d - priključak daljinskog mikrofona.

Elementi za kolo na slici 2:

• R3=5,6k-6,8k (kontrola jačine zvuka), R4=3k, R5=750,
• R6=150k, R7=150k, R8=33k; R9=820-1,2k, R10=200-330,
• R11=100k (podešavanje, Uet5=Uet6=1,5V),
• R12 \u003d 1 k (podešavanje struje mirovanja T5 i T6, 1-2 mA);
• C1=10uF-50uF, C2=0,15uF-1uF, C3=1800,
• C4=10uF-20uF, C5=1uF, C6=10uF-50uF, C7=100uF-500uF;
• T1, T2, T3 -159NT1 V, KT3102E ili slično,
• T4, T5 - KT315 ili slično, ali je moguć i MP38A,
• T6 - KT361 ili slično, ali je moguć i MP42B;
• M - MD64, MD200 (b), IEC-3 ili slično (c),
• T - TM-2A.

Upotreba takvih tranzistora omogućava ne samo stabilan rad tranzistora pri niskim strujama kolektora, već i postizanje dobrih karakteristika pojačanja pri niskom nivou buke.

Izlazni tranzistori se mogu koristiti i silicijumski (KT315 i KT361, KT3102 i KT3107 itd.) i germanijumski (MP38A i MP42B itd.). Postavljanje kruga se svodi na postavljanje otpornika R2 i otpornika R3 odgovarajućih napona na tranzistorima: 1,5V - na kolektoru T2 i 1,5V - na emiterima T5 i T6.

Op-amp mikrofonsko pojačalo sa diferencijalnim ulazom

Slika 3 prikazuje primjer uključenog ULF-a Op-amp sa diferencijalnim ulazom. Pravilno sastavljen i podešen ULF omogućava značajno suzbijanje uobičajenog šuma (60 dB ili više). Ovo osigurava odabir korisnog signala sa značajnim nivoom buke zajedničkog moda.

Treba podsjetiti da su smetnje zajedničkog moda smetnje koje dolaze u jednakim fazama na oba ulaza ULF op-amp, na primjer, smetnje inducirane na obje signalne žice od mikrofona. Da bi se osigurao ispravan rad diferencijalnog stepena, potrebno je tačno ispuniti uslov: R1 = R2, R3 = R4.

Fig.3. ULF krug na op-amp sa diferencijalnim ulazom i opcijama za povezivanje mikrofona: a - ULF sa diferencijalnim ulazom, b - povezivanje dinamičkog mikrofona, c - povezivanje elektretnog mikrofona, d - povezivanje udaljenog mikrofona.

Elementi za kolo na slici 3:

• R7=47k-300k (podešavanje pojačanja, K=1+R7/R6), R8=10, R9=1,2k-2,4k;
• C1=0,1-0,22, C2=0,1-0,22, SZ=4,7uF-20uF, C4=0,1;
• OU - KR1407UD2, KR140UD20, KR1401UD2B, K140UD8 ili drugi OU u tipičnom uključivanju, po mogućnosti sa unutrašnjom korekcijom;
• D1 - zener dioda, na primjer, KS133, možete koristiti LED u normalnom uključivanju, na primjer, AL307;
• M - MD64, MD200 (b), IEC-3 ili slično (c),
• T - TM-2A.

Preporučljivo je odabrati otpornike pomoću ohmmetra među otpornicima od 1% sa dobrom temperaturnom stabilnošću. Da bi se osigurala potrebna ravnoteža, preporučuje se da jedan od četiri otpornika (na primjer, R2 ili R4) bude promjenjiv. To može biti visokoprecizni trimer s promjenjivim otpornikom s unutarnjim zupčanikom.

Da bi se smanjio šum, ulazna impedancija VLF-a (otpornici R1 i R2) mora odgovarati otporu mikrofona ili senzora koji ga zamjenjuje. ULF izlazni tranzistori rade bez početne pristranosti (od 1 mirovanja = 0). Stepasto izobličenje je praktički odsutno zbog duboke negativne povratne sprege koja pokriva drugo op-pojačalo i izlazne tranzistore.Ako je potrebno, sklopni krug tranzistora se može promijeniti.

Postavljanje diferencijalnog stupnja: primijeniti sinusoidalni signal od 50 Hz na oba ulaza diferencijalnog kanala istovremeno, odabirom vrijednosti R3 ili R4, osigurati nulti nivo signala od 50 Hz na izlazu op-amp 1 . Za podešavanje se koristi signal od 50 Hz, pošto Mreža od 50 Hz daje maksimalan doprinos ukupnom naponu interferencije. Dobri otpornici i pažljivo podešavanje mogu postići odbijanje zajedničkog moda od 60dB-80dB ili više.

Da bi se povećala stabilnost ULF-a, preporučljivo je šantirati terminale napajanja op-amp kondenzatorima i uključiti RC-element na izlazu pojačala (kao u krugu pojačala na slici 1). U tu svrhu možete koristiti kondenzatore KM6.

Za povezivanje mikrofona korišten je upleteni par žica na ekranu. Ekran je spojen na ULF (samo u jednoj tački!!) što je bliže moguće ulazu op-ampa.

Poboljšana pojačala za osjetljive mikrofone

Upotreba operativnih pojačala male brzine u ULF izlaznim stepenicama i rad silicijumskih tranzistora u pojačivačima snage u režimu bez inicijalnog prednapona (struja mirovanja je nula - mod B) može, kao što je gore navedeno, dovesti do prolaznih izobličenja tipa "korak". U ovom slučaju, da bi se eliminisala ova izobličenja, preporučljivo je promijeniti strukturu izlaznog stupnja tako da izlazni tranzistori rade s malom početnom strujom (AB mod).

Na slici 4 prikazan je primjer takve nadogradnje gornjeg kruga diferencijalnog ulaznog pojačala (slika 3).

Fig.4. ULF krug na op-pojačalu s diferencijalnim ulazom i izlaznim stepenom niske distorzije.

Elementi za kolo na slici 4:

• R1=R2=20k (jednako ili malo veće od maksimalne impedanse izvora u opsegu radne frekvencije),
• RZ=R4=1m-2m; R5=2k-10k, R6=1k-Zk,
• R7=47k-300k (podešavanje pojačanja, K=1+R7/R6),
• R8=10, R10=10k-20k, R11=10k-20k;
• C1=0,1-0,22, C2=0,1-0,22, C3=4,7uF-20uF, C4=0,1;
• OU - K140UD8, KR1407UD2, KR140UD12, KR140UD20, KR1401UD2B ili drugi OU u tipičnom uključivanju i poželjno sa internom korekcijom;
• T1, T2 - KT3102, KT3107 ili KT315, KT361 ili slično;
• D2, D3 - KD523 ili slično;
• M - MD64, MD200, IEC-3 ili slično (c),
• T - TM-2A.

Na slici 5 prikazan je primjer ULF na tranzistorima. U prvim fazama, tranzistori rade u mikrostrujnom režimu, što minimizira ULF šum. Kolo je u mnogo čemu slično kolu na slici 2. Da bi se povećao udio korisnog signala niske razine u pozadini neizbježnih smetnji, u ULF kolo je uključen propusni filter koji osigurava odabir frekvencija. u opsegu 300 Hz -3,5 kHz.

Sl.5. ULF kolo na tranzistorima sa propusnim filterom i opcijama za povezivanje mikrofona: a - ULF sa band-pass filterom, b - priključak dinamičkog mikrofona, c - priključak elektretnog mikrofona.

Elementi za kolo na slici 5:

• R1=43k-51k, R2=510k (podešavanje, Ukt2=1,2V-1,8V),
• R3=5,6k-6,8k (kontrola jačine zvuka), R4=3k, R5=8,2k,
• R6=8,2k, R7=180, R8=750; R9=150k, R10=150k, R11=33k,
• R12=620, R13=820-1,2k, R14=200-330,
• R15=100k (podešavanje, Uet5=Uet6=1.5V), R16=1k (podešavanje struje mirovanja T5 i T6, 1-2mA);
• C1=10uF-50uF, C2=0,15-0,33, C3=1800,
• C4=10uF-20uF, C5=0,022, C6=0,022,
• C7=0,022, C8=1uF, C9=10uF-20uF, C10=100uF-500uF;
• T1, T2, T3 -159NT1 V, KT3102E ili slično;
• T4, T5 - KT3102, KT315 ili slični, ali zastarjeli germanijski tranzistori, na primjer, MP38A,
• T6 - KT3107 (ako je T5 - KT3102), KT361 (ako je T5 - KT315) ili slični, ali zastarjeli germanijski tranzistori, na primjer, MP42B (ako je T5 - MP38A);
• M - MD64, MD200 (b), IEC-3 ili slično (c),
• T - TM-2A.

U ovom krugu je također preporučljivo koristiti tranzistore s visokim pojačanjem, ali malom strujom obrnutog kolektora (Ik0), na primjer, 159NT1V (Ik0 = 20nA) ili KT3102 (Ik0 = 50nA) ili slično. Izlazni tranzistori se mogu koristiti i silicijumski (KT315 i KT361, KT3102 i KT3107 itd.) i germanijumski (zastareli tranzistori MP38A i MP42B itd.).

Postavljanje kola, kao u slučaju ULF kola na slici 11.2, svodi se na postavljanje otpornika R2 i otpornika R3 odgovarajućih napona na tranzistorima T2 i T5, T6: 1,5V - na kolektoru T2 i 1,5V - na emiterima T5 i T6.

Dizajn mikrofona

Od velikog lista debelog papira sa hrpom, ispod baršuna, izrađuje se cijev prečnika 10-15 cm i dužine 1,5-2 m. Hrpa, kao što možete pretpostaviti, naravno, ne bi trebala biti vani, ali unutra. U jedan kraj ove cijevi umetnut je osjetljiv mikrofon. Bolje je ako je to dobar dinamički ili kondenzatorski mikrofon.

Međutim, možete koristiti običan, kućni mikrofon. To može biti, na primjer, dinamički mikrofon kao što je MD64, MD200 ili čak minijaturni MKE-3.

Istina, s kućnim mikrofonom rezultat će biti nešto lošiji. Naravno, mikrofon mora biti spojen oklopljenim kablom na osjetljivo pojačalo sa niskim nivoom vlastite buke (sl. 1 i 2). Ako dužina kabla prelazi 0,5 m, onda je bolje koristiti mikrofonsko pojačalo koje ima diferencijalni ulaz, na primjer, ULF na op-pojačalu (Sl.

Ovo će smanjiti uobičajenu komponentu smetnji – razne vrste smetnji od obližnjih elektromagnetnih uređaja, pozadinu od 50 Hz iz mreže od 220 V, itd. Sada o drugom kraju ove papirne cijevi. Ako je ovaj slobodni kraj cijevi usmjeren na izvor zvuka, na primjer, na grupu ljudi koji razgovaraju, tada se može čuti govor. Činilo bi se ništa posebno.

Za to služe mikrofoni. A za to vam ne treba ni cijev. Međutim, iznenađujuće je da udaljenost do zvučnika može biti značajna, na primjer, 100 metara ili više. I pojačalo i mikrofon, opremljeni takvom cijevi, omogućavaju da se sve dobro čuje na tako značajnoj udaljenosti.

Udaljenost se čak može povećati korištenjem posebnih selektivnih filtera koji omogućavaju izolaciju ili potiskivanje signala u uskim frekvencijskim opsezima.

Ovo omogućava povećanje nivoa korisnog signala u slučaju neizbežnih smetnji. U pojednostavljenoj verziji, umjesto posebnih filtera, možete koristiti propusni filter u ULF-u (slika 4) ili koristiti konvencionalni ekvilajzer - višepojasni ton kontrole, u ekstremnim slučajevima - tradicionalni, t.s. konvencionalna, dvosmjerna kontrola tona za bas i visoke tonove.

Literatura: Rudomedov E.A., Rudometov V.E. - Elektronika i špijunske strasti-3.