thesis

2.1 Pagpili ng LNA Circuit

Alinsunod sa mga pagsasaalang-alang sa itaas, kinakailangan na matugunan ng low noise amplifier ang mga sumusunod na pagtutukoy:

makakuha ng kadahilanan na hindi bababa sa 20 dB;

ingay figure na hindi hihigit sa 3 dB;

dynamic na saklaw na hindi bababa sa 90 dB,

center frequency 808 MHz.

bilang karagdagan, mayroon itong mataas na katatagan ng mga katangian, mataas na pagiging maaasahan ng operasyon, maliit na sukat at timbang.

Isinasaalang-alang ang mga kinakailangan para sa isang low-noise amplifier, isasaalang-alang namin ang mga posibleng opsyon para sa paglutas ng problema. Kapag isinasaalang-alang ang mga posibleng opsyon, isasaalang-alang namin ang mga kondisyon kung saan gagana ang module ng pagtanggap-pagpapadala (paglalagay sa sasakyang panghimpapawid at ang epekto ng mga panlabas na kadahilanan tulad ng mga pagkakaiba sa temperatura, vibrations, presyon, atbp.). Suriin natin ang mga low-noise amplifier na ginawa gamit ang iba't ibang base ng elemento.

Ang pinakatahimik sa mga microwave amplifier ay kasalukuyang quantum paramagnetic amplifiers (masers), na nailalarawan sa pamamagitan ng napakababang temperatura ng ingay (mas mababa sa 20 o K) at, bilang resulta, napakataas na sensitivity. Gayunpaman, ang quantum amplifier ay may kasamang cryogenic cooling system (hanggang sa isang likidong temperatura ng helium na 4.2 o K), na may malalaking sukat at timbang, mataas na gastos, pati na rin ang isang napakalaking magnetic system para sa paglikha ng isang malakas na pare-pareho ang magnetic field. Nililimitahan ng lahat ng ito ang saklaw ng mga quantum amplifier sa mga natatanging sistema ng radyo - mga komunikasyon sa espasyo, long-range na radar, atbp.

Ang pangangailangang gawing maliit ang mga microwave radio receiver, pataasin ang kanilang kahusayan, at bawasan ang mga gastos ay humantong sa masinsinang paggamit ng mga low-noise amplifier batay sa mga semiconductor device, na kinabibilangan ng semiconductor parametric, tunnel diode, at microwave transistor amplifier.

Ang mga semiconductor parametric amplifier (SPA) ay nagpapatakbo sa isang malawak na saklaw ng dalas (0.3 ... 35 GHz), may mga bandwidth mula sa mga fraction hanggang sa ilang porsyento ng gitnang dalas (karaniwang mga halaga ng 0.5 ... 7%, ngunit ang mga bandwidth hanggang 40% ay maaaring makuha); ang transmission coefficient ng isang yugto ay umabot sa 17…30dB, ang dynamic na hanay ng mga input signal ay 70…80dB. Bilang mga pump generator, ginagamit ang mga generator batay sa avalanche-span diodes at Gunn diodes, pati na rin sa microwave transistors (may dala at walang frequency multiplication) ang ginagamit. Ang mga semiconductor parametric amplifier ay ang pinakamababang ingay ng semiconductor at, sa pangkalahatan, sa lahat ng uncooled na microwave amplifier. Ang kanilang temperatura ng ingay ay mula sa sampu (sa decimeter wavelength) hanggang daan-daang (sa centimeter wavelength) ng degrees Kelvin. Sa malalim na paglamig (hanggang sa 20 o K at mas mababa), maihahambing sila sa mga katangian ng ingay sa mga quantum amplifier. Gayunpaman, pinapataas ng sistema ng paglamig ang mga sukat, timbang, pagkonsumo ng kuryente at gastos ng PPU. Samakatuwid, ang mga pinalamig na PPU ay pangunahing ginagamit sa mga terrestrial radio system, kung saan kinakailangan ang mga napakasensitibong radio receiver, at ang mga sukat, timbang, at paggamit ng kuryente ay hindi gaanong kapansin-pansin.

Ang mga bentahe ng PPU kumpara sa mga amplifier batay sa tunnel diodes at microwave transistors, bilang karagdagan sa mas mahusay na mga katangian ng ingay, kasama ang kakayahang gumana sa mas mataas na hanay ng dalas, higit na pagpapalakas ng isang yugto, ang posibilidad ng mabilis at simpleng electronic frequency tuning ( sa loob ng 2 ... 30%). Ang mga disadvantages ng PPU ay ang pagkakaroon ng microwave pump generator, isang mas maliit na bandwidth, malalaking sukat at timbang, at isang makabuluhang mas mataas na gastos, sa kaibahan sa transistor microwave amplifier.

Kung ikukumpara sa iba pang mga amplifier ng semiconductor, ang mga amplifier ng tunnel diode ay may mas maliit na sukat at timbang, na pangunahing tinutukoy ng mga sukat at masa ng mga ferrite circulators at valves, mas mababang paggamit ng kuryente at isang malawak na bandwidth. Gumagana sila sa saklaw ng dalas na 1 ... 20 GHz, may kamag-anak na bandwidth na 1.7 ... 65% (mga tipikal na halaga​​​3.5 ... 18%), ang koepisyent ng paghahatid ng isang yugto ay 6 ... 20 dB, ang ingay na pigura ay 3.5 ... 4.5 dB sa decimeter waves at 4 ... 7 dB sa sentimetro, ang dynamic na hanay ng mga input signal ay 50 ... 90 dB. Pangunahing ginagamit ang mga tunnel diode amplifiers sa mga device kung saan kinakailangang maglagay ng malaking bilang ng light at small-sized na amplifier sa isang maliit na lugar, halimbawa, sa mga aktibong phased antenna arrays. Gayunpaman, dahil sa kanilang mga likas na disadvantages (medyo mataas na pigura ng ingay, hindi sapat na dynamic na hanay, mababang dielectric na lakas ng tunnel diode, kahirapan sa pagtiyak ng katatagan, ang pangangailangan para sa mga decoupling device), ang mga amplifier batay sa mga tunnel diode ay masinsinang pinalitan ng microwave transistor kamakailan. amplifier dahil sa kanilang mga likas na disadvantages.

Ang mga pangunahing bentahe ng mga semiconductor low-noise amplifier - maliit na sukat at timbang, mababang paggamit ng kuryente, mahabang buhay ng serbisyo, ang kakayahang bumuo ng mga integrated circuit ng microwave - pinapayagan silang magamit sa mga aktibong phased antenna arrays at sa on-board na kagamitan. Bukod dito, ang mga amplifier ng microwave transistor ay may pinakamalaking mga prospect.

Ang mga pag-unlad sa pag-unlad ng physics at teknolohiya ng semiconductor ay naging posible upang lumikha ng mga transistor na may mahusay na ingay at mga katangian ng pagpapalakas at may kakayahang gumana sa saklaw ng microwave. Batay sa mga transistor na ito, binuo ang mga low-noise amplifier ng microwave.

Ang mga transistor amplifiers, hindi tulad ng mga amplifiers batay sa semiconductor parametric at tunnel diodes, ay hindi regenerative, kaya mas madaling matiyak ang kanilang matatag na operasyon kaysa, halimbawa, mga amplifier batay sa tunnel diodes.

Gumagamit ang Microwave LNA ng mga transistor na mababa ang ingay, parehong bipolar (germanium at silicon) at mga field-effect transistor na may Schottky barrier (batay sa silicon at gallium arsenide). Pinapayagan ka ng Germanium bipolar transistors na makakuha ng mas mababang ingay kaysa sa silikon, ngunit ang huli ay mas mataas ang dalas. Ang mga FET na may Schottky barrier ay mas mataas kaysa sa mga bipolar transistor sa pagpapalakas ng mga katangian at maaaring gumana sa mas mataas na mga frequency, lalo na ang gallium arsenide transistors. Ang mga katangian ng ingay sa medyo mababang frequency ay mas mahusay sa mga bipolar transistor, at sa mas mataas na frequency sa mga field. Ang kawalan ng field-effect transistors ay ang kanilang mataas na input at output impedance, na nagpapahirap sa pagtutugma ng broadband.

Ang mga pagsasaalang-alang sa itaas ay nagbibigay-daan sa amin na magbalangkas ng isang diskarte para sa synthesis ng isang low-noise field-effect transistor amplifier sa isang monolitikong pinagsama-samang disenyo.

Gaya ng napili kanina, ang LNA ay itatayo sa batayan ng MGA - 86563 module. Ang electrical circuit diagram ay ipinapakita sa Figure 2.1. Ang isang tipikal na switching circuit ay ipinapakita sa Figure 2.2: Figure 2.1 Electrical circuit diagram MGA-86563. Figure 2...

High frequency receiving path

Bilang resulta ng gawaing isinagawa, ang MGA86563 low-noise amplifier ay inimbestigahan. Ang pag-aaral ng frequency response ng LNA ay isinagawa gamit ang stand SNPU-135, isang device para sa pag-aaral ng frequency response X1-42. Ang connection diagram para sa pagsukat ng frequency response ay ipinapakita sa Figure 4...

AC to DC boltahe pagsukat converter

Para ipatupad ang rectifier circuit, gumagamit kami ng dual high-speed op-amp na may field-effect transistors sa input ng KR140UD282 type. Ang mga parameter nito ay ibinibigay sa Talahanayan 5, at ang switching circuit ay ipinapakita sa Fig. 8...

Pinagsamang amplifier ng mababang ingay

Pagmomodelo sa sistema ng MICRO-CAP ng pagsukat ng mga transduser batay sa mga sensor ng temperatura

Batay sa gusali, kinakailangang bumuo ng three-wire circuit (2 opsyon) para sa pagsukat ng temperatura gamit ang RTD gamit ang kasalukuyang pinagmulan (tingnan ang Figure 6.2.1). Hindi. Scheme Voltage sa input ng DUT sa 2 Fig.6.2.1...

Pagdidisenyo ng nagpapalakas na bahagi ng device

Gamitin natin ang scheme na ipinapakita sa fig. 5 upang kalkulahin ang power amplifier. Kapag kinakalkula ang MA, ang mga ibinigay na halaga ay: a). Na-rate na kapangyarihan sa load Рн = 0.4 W; b). Paglaban sa pagkarga Rн = 100 Ohm...

Ang proseso ng pagmomodelo ng pagpapatakbo ng switching node

Dahil ang ingay ng karaniwang mode ay hindi lalampas sa 10V at ang nakuha ay hindi malaki, sapat na upang kunin ang pinakasimpleng differential amplifier. Ang circuit ng pinakasimpleng differential amplifier ay ipinapakita sa Figure 5 ...

Pag-unlad ng Transduser

Figure 2 Ang preamplifier (PA) ay isang operational amplifier (op amp) na may negatibong feedback. Ang switching circuit (PU) ay ipinapakita sa Figure 2 ...

Pagkalkula ng isang pulse amplifier

Ang pulse voltage amplifier ay isang signal pre-amplifier na nagsisiguro sa normal na operasyon ng PA...

Synthesis ng isang inverting amplifier

Diagram ng isang inverting amplifier na may negatibong feedback: Figure 1 - Basic circuit ng isang inverting op amp na may OOS ...

Para sa kaginhawaan ng pagbuo at pagsasagawa ng mga kalkulasyon, ang mga bloke ng PU, ULF at UHF2 ay pinagsama sa isang karaniwang pamamaraan. Ang konstruksiyon ay batay sa 140-UD20A microcircuit at KT817A bipolar transistors ...

Mga paghahambing na katangian ng teknikal na data ng mga istasyon ng radyo

Ipinapakita ng Figure 7.5 ang electrical circuit diagram ng UHF2 preamplifier, low frequency amplifier at high frequency amplifier. Ang circuit ay batay sa 140-UD20A microcircuit, na binubuo ng mga operational amplifier (Da1 ...

Sirkit ng amplifier ng mikropono

Tukuyin natin ang kabuuang pakinabang, batay sa kung saan napili ang bilang ng mga yugto ng pagpapalakas kung saan ang kabuuang pakinabang; epektibong rate ng output boltahe; epektibong rated input boltahe...

Broadband amplifier

Simula sa pagbuo ng isang amplifier, kinakailangan na magabayan ng mga pangkalahatang pagsasaalang-alang ng pagiging posible ng ekonomiya ng paggawa nito (pag-minimize ng mga aktibong aparato, elemento at sangkap sa kanilang numero ...

Mayroong maraming mga amplifier kung saan ang isa sa mga pangunahing kinakailangang parameter ay ang kinakailangan upang matiyak ang minimal na ingay ng output. Karaniwan, ang mga naturang circuit ay ginagamit upang palakasin ang mga signal mula sa iba't ibang mga sensor, pati na rin sa mga direktang conversion na receiver, kung saan ang pangunahing amplification ay isinasagawa sa mababang frequency. Dahil sa pagtaas ng ingay, imposibleng makilala ang mahihinang signal laban sa background ng ingay.

Ang panloob na ingay ng amplifier ay nangyayari kapag ang kasalukuyang pumasa sa mga passive at aktibong elemento ng circuit.
Ang mga katangian ng ingay ay nakasalalay din sa isang malaking lawak sa pagtatayo ng circuit (circuitry). Kapag bumubuo ng isang amplifier na may mataas na ratio ng signal-to-noise, bilang karagdagan sa pinakamainam na pagpili ng uri ng circuit, mahalagang piliin ang tamang base ng elemento at i-optimize ang pagpapatakbo ng mga cascades.

Pagpili ng Mga Bahagi ng Schematic

Sa isang tunay na amplifier, ang pinagmulan ng panloob na ingay ay:
1) thermal at kasalukuyang ingay ng mga resistors;
2) flicker ingay ng capacitors, diodes at zener diodes;
3) ingay ng pagbabagu-bago ng mga aktibong elemento (transistors);
4) panginginig ng boses at ingay ng contact.

Mga risistor

Ang likas na ingay ng mga resistors ay ang kabuuan ng thermal at kasalukuyang ingay.

Ang thermal noise ay sanhi ng paggalaw ng mga electron sa conductive material kung saan ginawa ang risistor (ang ingay na ito ay tumataas sa pagtaas ng temperatura). Kung walang boltahe na kumikilos sa risistor, kung gayon ang ingay na EMF dito (sa μV) ay tinutukoy mula sa kaugnayan:

Esh=0.0125 x f x R,
kung saan ang f ay ang frequency band sa kHz; R ay ang paglaban sa kOhm.

Ang kasalukuyang ingay ay nangyayari kapag ang kasalukuyang dumadaloy sa isang risistor. Sa kasong ito, lumilitaw ang boltahe ng ingay dahil sa epekto ng pagbabagu-bago sa mga resistensya ng contact sa pagitan ng mga conductive particle ng materyal. Ang halaga nito ay linearly depende sa inilapat na boltahe. Samakatuwid, ang mga katangian ng ingay ng mga resistor ay nailalarawan sa antas ng ingay, na kung saan ay ang ratio ng epektibong halaga ng variable na bahagi ng boltahe ng ingay Em (μV) sa inilapat na boltahe U (V): Em / U.

Ang frequency spectrum ng parehong uri ng ingay ay tuloy-tuloy ("white noise"). At kung para sa thermal ingay ito ay pantay na ibinahagi hanggang sa napakataas na mga frequency, kung gayon para sa kasalukuyang ingay ay nagsisimula itong mahulog mula sa halos 10 MHz.

Ang kabuuang dami ng ingay ay proporsyonal sa square root ng paglaban, kaya upang mabawasan ito, ang halaga ng paglaban sa circuit ay dapat ding bawasan.
Minsan, upang mabawasan ang ingay na dulot ng mga resistor, gumagamit sila ng parallel (o serye) na koneksyon, at nagtatakda din ng mas maraming kapangyarihan kaysa sa kinakailangan para sa operasyon. Bilang karagdagan, posible na gamitin ang mga uri kung saan, dahil sa teknolohiya ng pagmamanupaktura, ang parameter na ito ay mas mababa.

Ang non-wire resistors ay may mas kasalukuyang ingay kaysa sa thermal noise. Ang kabuuang antas ng ingay para sa iba't ibang uri ng resistors ay maaaring mula 0.1 hanggang 100 µV/V.

Upang ihambing ang iba't ibang mga resistors (naayos at mga trimmer mula sa pangkat ng SP), ang maximum na mga halaga ng ingay ay ipinapakita sa talahanayan 1

Uri ng resistors Teknolohikal na bersyon Antas ng ingay, µV/V BLT brown-carbon 0.5 S2-13 S2-29V metal-dielectric 1.0 S2-50 metal-dielectric 1.5 MLT OMLT S2-23S2-33 metal-dielectric 1...5 S2- 26 metal oxide 0 .5 SP3-4
SP3-19
SP3-23 film composite 47...100
25...47
25...47
Talahanayan 1 - Mga katangian ng ingay ng mga resistor

Tulad ng makikita mula sa talahanayan, ang mga nakatutok na resistor ay mas maingay. Para sa kadahilanang ito, mas mahusay na gamitin ang mga ito sa maliliit na denominasyon o upang ibukod ang mga ito mula sa circuit nang buo.
Ang mga katangian ng ingay ng mga resistors ay maaaring gamitin upang ipatupad ang isang broadband noise generator.

Bilang mga rekomendasyon para sa pagpili ng mga resistors para sa pag-assemble ng isang mababang-ingay na amplifier, mapapansin na ito ay pinaka-maginhawang gamitin ang mga uri: C2-26, C2-29V, C2-33 at C1-4 (unpackaged chip design). Kamakailan, ang low-noise imported metal-dielectric resistors ay lumitaw sa pagbebenta, katulad ng disenyo sa C2-23, ngunit may mas mababang ingay na figure (0.2 μV / V).

Posible na makabuluhang bawasan ang ingay ng mga resistors sa pamamagitan ng malakas na paglamig sa kanila, ngunit ang pamamaraang ito ay masyadong mahal at bihirang ginagamit.

Mga kapasitor

Sa mga capacitor, ang pinagmumulan ng ingay ng flicker ay ang kasalukuyang pagtagas. Ang mga malalaking kapasidad na oxide capacitor ay may pinakamataas na daloy ng pagtagas. Bukod dito, ang pagtagas ay tumataas na may pagtaas sa kapasidad at bumababa sa isang pagtaas sa pinapayagan na rate ng operating boltahe.

Ang data ng sanggunian para sa mga pinakakaraniwang oxide capacitor ay ibinibigay sa talahanayan 29.
Ang pinakamaliit na daloy ng pagtagas sa mga polar capacitor ay: K53-1A, K53-18, K53-16, K52-18, K53-4 at iba pa.
Ang mga oxide capacitor na naka-install sa input bilang mga isolation capacitor ay maaaring makabuluhang tumaas ang ingay ng amplifier. Samakatuwid, ito ay kanais-nais na iwasan ang kanilang paggamit, palitan ang mga ito ng mga pelikula (K10-17, K73-9, K73-17, KM-6, atbp.), Bagama't ito ay hahantong sa isang makabuluhang pagtaas sa laki ng istraktura .

Uri ng kapasitor Teknolohiya sa pagmamanupaktura Temperatura sa pagpapatakbo, C Agos ng pagtagas, µA K50-6
K50-16
K50-24
aluminum oxide-electrolytic -10...+85
-20...+70
-25...+70 4...5000
4...5000
18...3200 K52-1
K52-2
K52-18 tantalum oxide dami-buhaghag -60...+85
-50...+155
-60...+155 1,2...8,5
2...30
1...30 K53-1
K53-1A
K53-18 tantalum oxide-semiconductor -80...+85
-60...+125
-60...+125 2...5
1...8
1...63
Talahanayan 2 - Mga parameter ng sanggunian ng mga capacitor

Diodes at zener diodes

Sa direktang daloy ng kasalukuyang, ang ingay ng mga diode ay minimal. Ang pinakamalaking ingay ay ibinibigay ng kasalukuyang pagtagas (sa ilalim ng pagkilos ng reverse boltahe), at mas maliit ito, mas mabuti. Napakaraming ingay mula sa zener diodes. Ang ari-arian na ito ay kahit minsan ay ginagamit upang isagawa ang pinakasimpleng ingay generator para sa mga laruan ng mga bata (simulator ng surf ingay, mga tunog ng apoy, atbp. -L16, L17). Upang makakuha ng maximum na ingay sa naturang mga circuit, ang zener diodes ay nagpapatakbo sa mababang alon (na may isang malaking karagdagang risistor).

mga transistor

Sa transistor mismo, ang mga pangunahing uri ng ingay ay thermal at generation-recombination na ingay, ang power spectral density na hindi nakasalalay sa dalas.

Upang bawasan ang antas ng ingay, ang mga low-noise na bipolar transistor na may normalized noise figure (Ksh) ay kadalasang ginagamit sa ating bansa para magtrabaho sa mga input stage. Ito ay: (ppp) KT3102D (E), KT342V at (pn-p) KT3107E (W, L) at marami pang iba. Dapat pansinin dito na ang paggamit ng low-noise high-frequency bipolar transistors sa mababang frequency range, bilang panuntunan, ay nangyayari na hindi naaangkop. Para sa naturang mga transistor, ang numero ng ingay ay na-normalize lamang sa rehiyon ng mataas na dalas, at sa hanay na mas mababa sa 100 kHz, maaari silang maging maingay gaya ng iba. Bilang karagdagan, ang mga naturang transistor ay maaaring magpakita ng isang ugali sa paggulo (self-generation).

Kung kinakailangan upang makakuha ng malaking input impedance sa input stage ng amplifier, kadalasang ginagamit ang KP303V(A) field effect transistor. Ito ay ginawa gamit ang p-n junction gate (n-type na channel) at may rating na noise figure.

contact ingay

mangyari kapag mahinang kalidad na paghihinang (na may paglabag sa temperatura ng rehimen) o sa kantong ng mga konektor. Para sa kadahilanang ito, hindi inirerekomenda na ikonekta ang mga input circuit ng isang low-noise amplifier sa pamamagitan ng mga plug-in na koneksyon. Nakarating din ako sa isang sitwasyon kung saan ang mga transistor pagkatapos ng muling paghihinang ay gumawa ng mas maraming ingay sa parehong circuit.

Mga ingay ng vibration

maaaring mangyari kapag ang aparato ay pinapatakbo sa mga gumagalaw na bagay o sa mga lugar na may tumaas na panginginig ng boses mula sa operating equipment. Bumangon sila dahil sa paghahatid ng mga mekanikal na panginginig ng boses sa mga capacitor plate, sa pagitan ng kung saan mayroong isang potensyal na pagkakaiba (ang tinatawag na "piezo-microphone effect"). Ito ay sinusunod kahit na sa maliit na laki ng mga ceramic capacitor (K10, K15, atbp.) Ng tumaas na kapasidad (higit sa 0.01 μF). Ang ganitong interference ay maaaring maging malakas lalo na sa mga coupling capacitor na naka-install sa input ng amplifier. Ang interference signal sa panahon ng mechanical vibrations ay may anyo ng maikling pointed pulses, ang spectrum nito ay nasa mababang frequency range. Upang labanan ang ganitong uri ng panghihimasok, maaari mong ilapat ang pamumura ng buong istraktura. Sa oxide capacitors, ang mga interference na ito ay hindi nangyayari.

Kapag pumipili ng mga bahagi para sa pag-assemble ng isang mababang-ingay na circuit, kinakailangang isaalang-alang ang kanilang oras ng produksyon. Ginagarantiyahan lamang ng tagagawa ang mga parameter para sa isang tiyak na panahon ng imbakan. Ito ay karaniwang hindi hihigit sa 8 ... 15 taon. Sa paglipas ng panahon, nangyayari ang mga proseso ng pagtanda, na ipinakita sa isang pagbawas sa paglaban sa pagkakabukod, ang kapasidad ng mga capacitor ay bumababa at ang mga daloy ng pagtagas ay tumaas. Ang mga oxide capacitor ay nagbabago ng kanilang mga katangian lalo na nang malakas sa paglipas ng panahon. Para sa kadahilanang ito, pinakamahusay na iwasan ang kanilang paggamit sa mga chain ng signal hangga't maaari.

V. P. Matyushkin, Drogobych

Ang mga tampok ng spectrum ng mga nonlinear distortion sa mga amplifier na may iba't ibang cutoff frequency ay inihambing. Ipinapakita na ang mga device na nakabatay sa mga operational amplifier ay nagpapayaman sa audio signal na may mas mataas na harmonics, kaya hindi kanais-nais ang kanilang paggamit sa mga audio complex na lalo na ang mataas na kalidad. Ang disenyo ng isang mababang-ingay, mataas ang linear na preamplifier na may mataas na cutoff frequency at mga kontrol ng volume at tono.

Kapag gumagamit ng mga passive tone controls (RT) at sapat na sensitivity ng UMZCH, ang layunin ng pre-amplifier ZCH (PUZCH) ay nananatili upang mabayaran ang attenuation ng amplified signal na ipinakilala ng RT at upang tumugma sa input at output impedances ng iba't ibang mga link ng landas sa bawat isa. Ang function na ito ay kabilang sa linear low-noise amplification stages na may mataas (sampu hanggang daan-daang kΩ) na input at mababa (hindi hihigit sa 600 Ω) na output impedance. Ang mga naturang halaga ay kinakailangan upang ang mga error ay hindi maipasok sa mga katangian ng regulasyon ng RT at ang volume control (RG) at hindi makakaapekto sa mga katangian ng mga pinagmumulan ng signal.

Ang mga disenyo ng PUZCH na kilala ng may-akda ay hindi nakakatugon sa tumaas na mga kinakailangan para sa kanila. Kung mas maaga, kapag naglalaro ng isang gramophone o tape recording, sapat na ang kamag-anak na antas ng ingay ng BUZCH ay halos -80 ... -85 dB, na hindi mas masahol kaysa sa mga mapagkukunan ng signal, pagkatapos ay kapag nakikinig sa mga CD, kapag ang "dead silence" sa mga pause ay napuno ng nakakainis na sitsit, nagiging nakakainis na sagabal ang ganyang ingay. Ang iba pang mga parameter ay nag-iiwan din ng maraming nais, lalo na para sa PUZCH na ginawa gamit ang mga operational amplifier (op-amps).

Ang mababang (sampu hanggang daan-daang hertz) op-amp cutoff frequency fc ay hindi nagiging sanhi ng pinakamahusay na pansamantalang tugon, na tumutukoy sa katapatan ng pagpapadala sa gilid ng signal ng pulso. Pinipilit ng naturang fc ang isa na isaalang-alang ang posibilidad ng mga dynamic na pagbaluktot, at humahantong din sa isang pagbawas sa lalim ng FOS na may pagtaas ng dalas, i.e. sa paglago ng mga non-linear distortion (NI). Ang pagkasira ng pagsugpo sa mga pagbaluktot ng signal ay nagsisimula sa op-amp na sakop ng OOS, mula sa cutoff frequency nito hanggang sa at nangyayari nang humigit-kumulang sa direktang proporsyon sa frequency. Halimbawa, kung ang 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.

Ang mas masahol pa ay sa parehong oras ang ratio sa pagitan ng mga harmonika ng parehong signal ay nagbabago sa pabor ng mga harmonika ng isang mas mataas na pagkakasunud-sunod. Nalalapat ito sa mga NI na nabuo ng mga cascade ng op amp na iyon (una sa lahat, mga output, dahil sa kahalagahan ng kanilang kontribusyon sa pangkalahatang antas ng NI), na sumusunod sa cascade na bumubuo ng break sa frequency response sa frequency fc. Ang mga pagbaluktot ng mga kaskad na ito ay higit pang isasaisip (sa mga unang kaskad ng op-amp, ang mga proseso ay may sariling katangian).

Ipinapakita ng Figure 1 ang frequency dependences ng ratio ng coefficient ng NI para sa harmonic n>2 Qn sa coefficient ng NI para sa pangalawang harmonic Q2, na nabawasan sa parehong ratio para sa OS na walang FOS Qn/Q2. Ang linya 1 ay tumutugma sa OS na walang OOS, linya 2 - OS na may closed loop na OOS. Ang linya 1 ay tumutugma din sa isang amplifier na may mataas na cutoff frequency fc ">> 20 kHz, at hindi mahalaga kung ang feedback ay naka-on o hindi. Gaya ng nakikita mo, ang ultrasonic frequency amplifier sa op amp ay nagpapayaman sa NI spectrum na may mas mataas na pagkakasunud-sunod na mga harmonika. Ang naobserbahang larawan ay pinapakinis lamang sa pamamagitan ng katotohanan na ang orihinal (nang walang feedback ) ang mga amplitude ng mga harmonika mismo ay kadalasang bumababa sa pagtaas ng kanilang bilang n, kaya ang mga produkto ng distortion na naitala sa panahon ng mga pagsukat ay hindi nakasalalay sa gayon marami sa dalas. Ito ay malinaw na ang isang larawan na katulad ng Fig. 1 ay nangyayari din para sa intermodulation distortion na mga bahagi ng iba't ibang mga order.

Tulad ng alam mo, ang kalidad ng tunog ay nakasalalay hindi lamang sa mga amplitude ng mga harmonika ng iba't ibang mga order, kundi pati na rin sa ratio sa pagitan ng mga ito: ito ay kanais-nais na sa isang pagtaas sa maharmonya na numero, ang amplitude nito ay bumababa nang mabilis, kung hindi man ang tunog ay nagiging mahirap. , nakakakuha ng hindi kanais-nais na tint ng metal. Makikita mula sa Fig. 1 na ang UZCH sa op-amp ay kumikilos sa kabaligtaran na direksyon, at sa halos buong saklaw ng tunog, hindi kasama lamang ang pinakamababang frequency (at nalalapat ito, siyempre, hindi lamang sa PUZCH, ngunit gayundin sa mga power amplifier). At kung ang kontrol ng tono ng bass, na pinapataas ang dalas ng pagtugon ng landas sa mga frequency sa ibaba 1 kHz, sa ilang lawak ay ibinabalik ang ratio sa pagitan ng mga harmonika sa hanay ng slope ng seksyon ng pagtugon sa dalas nito, pagkatapos ay itataas ang mataas na frequency ng kontrol ng tono ng mataas na dalas. lalo pang nagpapalala sa paglabag sa ratio sa pagitan nila sa mga frequency na higit sa 1 kHz.

Kaya, ang kilalang "transistor sound" ay nagsisimulang lumabas kahit na sa PUZCH, na ginawa sa op-amp. Samakatuwid, ang sigasig para sa gayong mga scheme, sa kabila ng lahat ng kaginhawahan at pagpapasimple kapag gumagamit ng op-amp, ay nasa gastos ng kalidad ng pagpaparami ng tunog. At walang nakakagulat sa katotohanan na sila ay mas masahol pa kaysa sa mga amplifier ng tubo, na, bilang isang panuntunan, ay may medyo mataas na fc (na posible dahil sa medyo mababaw na feedback) at, bukod dito, isang kanais-nais na spectrum ng mga harmonika na nabuo ng mga tubo ( hindi mas mataas kaysa sa ikalimang order).

Upang makakuha ng kanais-nais na spectrum ng NI, ang transistor amplifier ay dapat magkaroon ng cutoff frequency fc "\u003e 20 kHz (Fig. 2, curve 1) bago takpan ang OOS (Fig. 2, curve 1). Ang pangangailangang ito ay naaayon din sa kondisyon ng kawalan ng mga dynamic na pagbaluktot. Kasabay nito, ang posibilidad ng karagdagang pagpapabuti ng spectrum ng mga harmonika at pagtatantya ng karakter nito sa lampara ng isa sa pamamagitan ng tiyak na pagwawasto, na binubuo sa pagtaas ng orihinal (nang walang OOS) na dalas na tugon sa pagtaas dalas sa hanay ng audio o hindi bababa sa ilan sa seksyon nito (Larawan 2, sirang linya 3). Ang curve 2 ay tumutugma sa kaso 2 ng Fig. 1. Dahil sa isang pagbaba sa kaugnay na proporsyon ng mga high-frequency na bahagi sa NI, gagawin nitong posible na makakuha ng distortion spectrum sa Fig. 1, curve 3, na dapat, tila, gawing mas malambot ang tunog. Gayunpaman, ang isyung ito ay kailangan pa ring pag-aralan.

Ang mga disadvantages ng kilalang PUZCH ay nagiging lalong kapansin-pansin kapag nagtatrabaho kasama ng modernong mataas na kalidad na UMZCH, halimbawa.

Kapag binuo ang iminungkahing PUZCH, ang mga pagsasaalang-alang sa itaas ay isinasaalang-alang; sa parehong oras, ito ay kanais-nais na makamit ang maximum na pagiging simple ng circuit.

Mga parameter ng amplifier (Larawan 3):
Cutoff frequency fc 300 kHz
Intermodulation NI coefficient sa 11out< 5 В и Rh >1 kΩ sa hanay na 0.02-20 kHz< 0, 001 %
Na-rate na Iin 0.25 V
Maximum I out 9V
Antas ng ingay (R^0) -103 dB
Natimbang na halaga -109 dBA
impedance ng output< 0, 1Ом
Anggulo ng phase sa f=0, 1 ...200 kHz< 0, 1°
Pinakamababang paglaban sa pagkarga R 300 Ohm

Ang amplifier ay ginawa ayon sa isang simetriko circuit sa mga pantulong na pares ng mga transistor, tulad ng isang istraktura ay makabuluhang pinatataas ang paunang linearity nito kahit na bago ang saklaw ng OOS. Ang lahat ng mga transistors, kabilang ang mga output, ay nagpapatakbo sa klase na "A" na mode, at ang collector quiescent kasalukuyang VT7, VT8 ay tungkol sa 10 mA at nagbibigay-daan sa kanila upang mapanatili ang mode na ito sa load resistances Rh ng hindi bababa sa 300 ohms.

Sa kabila ng katotohanan na ang VT5 at VT6 ay konektado ayon sa isang karaniwang emitter circuit, ang kanilang mga katangian ng paglilipat ay medyo linearized sa pamamagitan ng makabuluhang mga pagtutol sa mga emitter circuit (R15, R16).

Ang antas ng NI ay naging napakababa kaya napagpasyahan na huwag gamitin ang inaasahang EPOS loops, na makabuluhang magpapalubha sa scheme.

Ang yugto ng pag-input, upang makakuha ng mababang antas ng ingay, ay ginawa sa mga field-effect transistors na may pn junction. Ang input impedance ng amplifier, katumbas ng halos 350 kOhm, ay tinutukoy lamang ng mga resistensya ng resistors R3, R6 (sa kasong ito, hindi dapat kalimutan ng isa ang tungkol sa kaukulang pagbabago sa mga capacitance C1, C2, upang ang oras ay patuloy ng HPF R3C1 at R6C2 ay nananatiling pareho). Ang mga divider ng boltahe na R1R2 at R4R5R7 ay nagtatakda ng mga operating point na VT1 at VT2, ang risistor R4 ay nagsisilbi sa simulang magtakda ng zero boltahe sa output ng amplifier at pagkatapos ng pag-tune maaari itong mapalitan ng isang pare-pareho na risistor ng nais na pagtutol, at ang halaga ng pare-parehong bahagi sa output ng amplifier ay hindi masyadong kritikal at maaaring nasa loob ng ± 200 mV.

Upang makakuha ng isang malaking pakinabang ng yugto ng pag-input at mababang ingay, isang dynamic na pagkarga ang inilapat sa mga transistor na may field-effect na VT3, VT4. Dahil ang parehong mga braso ng yugto ng pag-input (VT1-VT3 at VT2-VT4) ay humahantong sa isang karaniwang pagkarga, nagreresulta ito sa pagtaas ng ingay na 3 dB. Bilang resulta, ang ingay ng amplifier ay naging humigit-kumulang tatlong beses (10 dB) na mas mababa kaysa sa mga amplifier na ang yugto ng pag-input ay batay sa K157UD2 op-amp.

Ang signal ng OOS mula sa output ay ipinapadala sa punto ng koneksyon na R13R14. Ang pakinabang ng CFO circuit ay tinutukoy ng mga chain R10R13C3 at R11R1404 kasama ang gain control R12, na nagtatakda ng gain ng device sa hanay na 2-5. Kung ninanais, ang hanay ng kontrol ng gain ay maaaring palawakin sa pamamagitan ng pagbabawas ng R10 at R11.

Ang mga Capacitor C5-C7 ay nagwawasto sa dalas ng tugon ng amplifier upang makuha ang pinakamahusay na lumilipas na tugon, ngunit ang pagganap nito ay pinananatili nang wala ang mga ito, gayunpaman, ang harap ng isang hugis-parihaba na pulso sa kanilang kawalan ay nakakakuha ng isang bahagyang overshoot, at ang mga ripples ay lilitaw sa " istante".

Ang mga resistors R19, R20 ay nagpoprotekta sa VT7, VT8 mula sa labis na karga sa kaso ng isang maikling circuit sa output.

Ang mga mode ng DC amplifier ay parehong lokal (R13, R14, R8, R9, R15, R16) at malalim (mga 66 dB) pangkalahatang OOS, dahil sa kung saan ang mga pagbabago sa temperatura at pag-anod ng mga parameter ng elemento ay may kaunting epekto sa operasyon nito.

Ang mga field-effect transistor ay dapat piliin nang magkapares ayon sa paunang drain current. Para sa mga transistors VT1, VT2, dapat itong mga 0.8-1.8 mA, para sa VT3, VT4 - hindi bababa sa 5-6 mA. Maaaring kunin ang VT1 gamit ang mga indeks B, A, VT2 - na may mga indeks na I, E, F, K, VT3, VT4 - na may mga indeks na D, G, E, KT3107 - na may mga indeks B o I, KT3102 - ayon sa pagkakabanggit A o B, C , D, VT5-VT8 ay hindi mapili

Mga Capacitor C5, C7 - mga uri ng KT, KD, C1-C4 - K73-16, K73-17, K71-4, K76-5, atbp. Bilang C3, C4, maaari kang gumamit ng mga electrolytic capacitor, halimbawa, K50-16, K50-6 o na-import.

Power supply ng amplifier - mula sa anumang pinagmumulan ng pinagkukunan ng boltahe ng bipolar na ±15 V.

Ang pag-set up ng isang amplifier na naka-assemble mula sa mga nagagamit na bahagi ay madali. Sa pamamagitan ng pagpili ng R8 at R9, ang mga boltahe na ipinahiwatig sa diagram sa mga drains VT1 at VT2 (12 ± 0.5 V) ay nakatakda, at sa pamamagitan ng pagpili ng R17, R18 - ang mga boltahe sa mga nagpapalabas ng VT7, VT8 (0.8-1.2 V). Kaayon nito, sa pamamagitan ng pagsasaayos ng R4, ang output boltahe ay nakatakda malapit sa zero.

Kung ang nais na mga mode ng mga transistor ay hindi agad maitakda, dapat mo munang i-set up ang yugto ng pag-input nang hiwalay. Upang gawin ito, ang output ng amplifier ay konektado sa isang karaniwang wire (upang i-off ang karaniwang OOS) at ang mga base ng VT5 at VT6 ay nakadiskonekta mula sa mga drains ng VT1 at VT2, pagkatapos ay i-short ang mga base na ito sa kanilang mga emitter. Pagkatapos nito, ang mga mode ay nakamit sa yugto ng pag-input, tulad ng ipinahiwatig sa itaas. Kung magtagumpay ito, ibabalik ang mga koneksyon sa circuit at sa wakas ay napili ang R17, R18 at R4.

Ang scheme ng volume at tone control gamit ang amplifier na ipinapakita sa Fig. 3 ay ipinapakita sa Fig. 4, kung saan ang A1, A2 ay dalawang naturang amplifier; PRT - physiological tone control; Ang TKRG ay isang thinly compensated volume control, ang output nito ay konektado sa UMZCH. Ang mga infrasonic frequency ay pinutol sa bawat isa sa mga amplifier A1 at A2 pareho sa input (HPF R1-R3C1 at R4-R5-R6-C2, Fig. 3) at sa OOS circuit (R10-R13-C3 at R11-R14 -C4), na nagreresulta sa isang ika-4 na order na HPF (at kasama ang UMZCH input HPF - isang ika-5 na order), ito ay sapat na upang epektibong sugpuin ang mababang dalas ng ingay na may dalas na mas mababa sa 20 Hz, tulad ng, halimbawa, mula sa mga bingkong talaan.

Walang kagyat na pangangailangan na i-bypass ang PSF, dahil madaling makakuha ng mahigpit na pahalang na tugon sa dalas ng mga elemento ng pagsasaayos nito. Gayunpaman, ang function na ito ay madaling ipatupad, tulad ng ipinapakita sa Fig. 4, gamit ang switch S1 at divider R1R2.

Bilang R12 (Larawan 3), ang isang double variable na risistor ay ginagamit, ang "kalahati" na kung saan ay kasama sa iba't ibang mga channel ng stereo path. Sa mga cascades ng A1, ang mga ito ay konektado "sa yugto" (ang paglaban ng rheostat R12 sa parehong mga channel ay nagbabago sa isang direksyon kapag ang slider ng regulator ay inilipat) at kumikilos bilang isang karagdagang regulator ng antas, sa gayon ay nadaragdagan ang labis na kapasidad ng BUZCH up hanggang 26 dB at tinitiyak ang pagtutugma ng frequency response ng TKRG sa antas ng signal. Sa A2 cascades, sila ay kasama "out of phase" (ang paglaban ng R12 sa isang channel ay tumataas, sa kabilang banda ay bumababa) at gumaganap ng papel ng isang stereo balance regulator.

Ang Figure 5 ay nagpapakita ng isang schematic diagram ng isang TKRG na ginawa sa isang dual variable resistor na may dalawang taps ng SP3-30V type. Kadalasan sa TKRG circuits, ang koneksyon ng frequency correction circuits sa potentiometer engine ay ginagamit. Ang mga gumagalaw na pin ng isang motor ay hindi maaaring maging perpekto, at kapag ang volume ay naayos, ang kanilang resistensya ay nagbabago mula sa halos zero hanggang sa medyo kapansin-pansin, lalo na pagkatapos ng pinalawig na paggamit. Sa isang simpleng (hindi thinly compensated) regulator, ito ay halos hindi nararamdaman, lalo na kung ang kasunod na yugto ay may sapat na malaking input impedance, at maaaring magpakita mismo bilang bahagyang kaluskos sa panahon ng regulasyon.

Sa TKRG na may koneksyon ng mga circuit ng pagwawasto sa makina, ang mga bagay ay mas masahol pa, ang dalas ng pagtugon kapag lumala ang contact ay maaaring masira nang napakalakas at maging ganap na hindi katanggap-tanggap, kung minsan ay nakamamanghang ang nakikinig na may matalim na tunog ng hindi likas na kulay. Ang TKRG ay naghihirap din sa mga pagbaluktot sa pagtugon sa dalas, ang mga circuit ng pagwawasto kung saan ay konektado kapwa sa mga gripo at sa makina. Sa ganitong TKRG, kahit na may perpektong patuloy na pakikipag-ugnay sa makina, ang nakakainis na mga pagbabago sa frequency response ay malinaw na nakikita ng tainga kapag ang makina ay dumaan sa gripo.

Ang iminungkahing TKRG ay wala sa mga pagkukulang na ito, dahil dito ang frequency correction circuits ay hindi konektado sa potentiometer engine. Ang frequency response nito ay ipinapakita sa Fig.6. Ang mga ito ay isang mahusay na pagtatantya sa mga kinakailangan, salamat sa detalyadong pag-aaral ng mga link na umaasa sa dalas.

Ang mga electrolytic capacitor ay hindi maaaring gamitin sa TKRG circuit (at sa PRT), dahil ang pare-parehong bahagi ng boltahe sa kanilang mga plato sa panahon ng pagpapatakbo ng mga circuit na ito ay zero. Ang parehong mga uri ng non-electrolytic capacitors tulad ng ipinahiwatig sa amplifier circuit ay dapat gamitin. Ang inilarawan na preamplifier at volume at tone control unit, kapag nagtatrabaho kasama ng UMZCH, na nilagyan ng magagandang acoustic system, ay nagbibigay ng mahusay na tunog.

Panitikan

1. Matyushkin V.P. Superlinear UMZCH class na Hgh-End sa mga transistor // Radiumator.-1998.-No. 8.-S.10-11; No. 9.-S. 10-11.

2. Matyushkin V.P. Parallel feedback loops at ang kanilang aplikasyon sa ultrasound // Radioamator.-2000.-No. 12.-2001; №1-3.®

Isinasaalang-alang ang mga scheme at disenyo ng mga napakasensitibong mikropono kasama ng self-made low-noise low-frequency amplifier (ULF).

Ang disenyo ng isang sensitive at low-noise amplifier (ULF) ay may sariling mga katangian. Ang pinakamalaking impluwensya sa kalidad ng pagpaparami ng tunog at pagiging malinaw sa pagsasalita ay ibinibigay ng katangian ng amplitude-frequency (AFC) ng amplifier, antas ng ingay nito, ang mga parameter ng mikropono (tugon sa dalas, pattern ng direktang aktibidad, sensitivity, atbp.) o mga sensor. pinapalitan ito, pati na rin ang kanilang pare-parehong pagkakapare-pareho sa amplifier . Ang amplifier ay dapat magkaroon ng sapat na pakinabang.

Kapag gumagamit ng mikropono, ito ay 60db-80db, i.e. 1000-10000 beses. Isinasaalang-alang ang mga kakaibang katangian ng pagtanggap ng isang kapaki-pakinabang na signal at ang mababang halaga nito sa ilalim ng mga kondisyon ng isang medyo makabuluhang antas ng panghihimasok na palaging umiiral, ito ay ipinapayong sa disenyo ng amplifier upang magbigay para sa posibilidad ng pagwawasto sa dalas ng tugon, iyon. pagpili ng dalas ng naprosesong signal.

Dapat itong isaalang-alang na ang pinaka-kaalaman na seksyon ng hanay ng audio ay puro sa banda mula 300 Hz hanggang 3-3.5 kHz. Totoo, minsan para mabawasan ang interference, mas nababawasan ang banda na ito. Ang paggamit ng isang band-pass filter bilang bahagi ng isang amplifier ay nagbibigay-daan sa iyong makabuluhang taasan ang saklaw ng pakikinig (sa pamamagitan ng 2 o higit pang beses).

Kahit na mas malawak na hanay ay maaaring makamit sa pamamagitan ng paggamit ng mga piling filter na may mataas na kalidad na kadahilanan bilang bahagi ng ULF, na ginagawang posible na ihiwalay o sugpuin ang signal sa ilang partikular na frequency. Ginagawa nitong posible na makabuluhang mapabuti ang ratio ng signal-to-noise.

elementong base

Pinapayagan ka ng modernong base ng elemento na lumikha mataas na kalidad na ULF batay sa mga low-noise operational amplifier(OU), halimbawa, K548UN1, K548UN2, K548UNZ, KR140UD12, KR140UD20, atbp.

Gayunpaman, sa kabila ng malawak na hanay ng mga dalubhasang microcircuits at op-amp, at ang kanilang mataas na mga parameter, ULF sa mga transistor hindi nawala ang kanilang kahalagahan. Ang paggamit ng mga moderno, mababang ingay na transistor, lalo na sa unang yugto, ay nagbibigay-daan sa iyo upang lumikha ng mga amplifier na pinakamainam sa mga tuntunin ng mga parameter at pagiging kumplikado: mababang ingay, compact, matipid, na idinisenyo para sa mababang boltahe na supply ng kuryente. Samakatuwid, ang mga transistorized na ULF ay madalas na nagiging isang mahusay na alternatibo sa mga amplifier batay sa mga integrated circuit.

Upang mabawasan ang antas ng ingay sa mga amplifier, lalo na sa mga unang yugto, ipinapayong gumamit ng mga de-kalidad na elemento. Kasama sa mga elementong ito ang mababang ingay na bipolar transistors na may mataas na pakinabang, halimbawa, KT3102, KT3107. Gayunpaman, depende sa layunin ng ULF, ginagamit din ang mga field-effect transistor.

Ang mga parameter ng iba pang mga elemento ay napakahalaga din. Sa mababang-ingay na mga cascade ng mga electronic circuit, ginagamit ang mga oxide capacitor na K53-1, K53-14, K50-35, atbp., mga non-polar - KM6, MBM, atbp., mga resistor - hindi mas masahol kaysa sa tradisyonal na 5% MLT- 0.25 at ML T- 0.125, ang pinakamahusay na pagpipilian ng risistor ay wirewound, non-inductive resistors.

Ang input impedance ng ULF ay dapat tumutugma sa paglaban ng pinagmulan ng signal - isang mikropono o isang sensor na pinapalitan ito. Karaniwan, sinusubukan nilang gawin ang ULF input impedance na katumbas (o bahagyang mas mataas) sa paglaban ng source-signal converter sa mga pangunahing frequency.

Upang mabawasan ang pagkagambala sa kuryente, ipinapayong gumamit ng mga shielded wire na may pinakamababang haba upang ikonekta ang mikropono sa ULF. Inirerekomenda na direktang i-mount ang IEC-3 electret microphone sa board ng unang yugto ng microphone amplifier.

Kung kinakailangan upang makabuluhang alisin ang mikropono mula sa ULF, isang amplifier na may isang differential input ay dapat gamitin, at ang koneksyon ay dapat gawin gamit ang isang baluktot na pares ng mga wire sa screen. Ang screen ay konektado sa circuit sa isang punto ng karaniwang wire na mas malapit hangga't maaari sa unang op-amp. Pinaliit nito ang antas ng ingay ng kuryente na dulot ng mga wire.

Mababang ingay na ULF para sa isang mikropono sa K548UN1A

Ipinapakita ng Figure 1 ang isang halimbawa ng isang ULF batay sa isang espesyal na microcircuit - IS K548UN1A, na naglalaman ng 2 low-noise na op-amp. Ang op amp at ULF, na nilikha batay sa mga op amp na ito (IS K548UN1A), ay idinisenyo para sa isang unipolar na boltahe ng supply na 9V - ZOV. Sa ULF scheme sa itaas, ang unang op-amp ay kasama sa bersyon na nagbibigay ng pinakamababang antas ng ingay ng op-amp.

kanin. Fig. 1. ULF circuit sa op-amp K548UN1A at mga opsyon para sa pagkonekta ng mga mikropono: a - ULF sa op-amp K548UN1A, b - koneksyon ng isang dynamic na mikropono, c - koneksyon ng isang electret microphone, d - koneksyon ng isang remote na mikropono.

Mga elemento para sa circuit sa Figure 1:

• R1=240-510, R2=2.4k, R3=24k-51k (gain trim),
• R4=3k-10k, R5=1k-3k, R6=240k, R7=20k-100k (gain trim), R8=10; R9=820-1.6k (para sa 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-amps 1 at 2 - op-amps IS K548UN1A (B), dalawang op-amp sa isang IS package;
• T1, T2 - KT315, KT361 o KT3102, KT3107 o katulad;
• T - TM-2A.

Ang mga output transistors ng ULF circuit na ito ay gumagana nang walang paunang bias (mula sa Irest = 0). Ang mga step-type na distortion ay halos wala dahil sa malalim na negatibong feedback na sumasaklaw sa pangalawang op-amp ng microcircuit at output transistors. dalawang resistor na 3-5k bawat isa mula sa mga base ng transistor patungo sa isang karaniwang wire at isang power wire.

Sa pamamagitan ng paraan, sa ULF sa push-pull na mga yugto ng output na walang paunang bias, ang mga hindi napapanahong germanium transistors ay gumagana nang maayos. Nagbibigay-daan ito sa paggamit ng op-amp na may medyo mababang slew rate na may ganitong istraktura ng yugto ng output nang walang panganib ng distortion na nauugnay sa zero quiescent current. Upang maalis ang panganib ng paggulo ng amplifier sa mataas na mga frequency, isang capacitor C3 ang ginagamit, na konektado sa tabi ng op-amp, at ang R8C8 circuit sa ULF output (medyo madalas na RC sa amplifier output ay maaaring hindi kasama).

Mababang-ingay na mikropono na ULF sa mga transistor

Ang Figure 2 ay nagpapakita ng isang halimbawa ULF circuits sa transistors. Sa mga unang yugto, ang mga transistor ay nagpapatakbo sa microcurrent mode, na nagpapaliit sa panloob na ingay ng ULF. Dito ipinapayong gumamit ng mga transistor na may malaking pakinabang, ngunit isang maliit na reverse kasalukuyang.

Maaari itong maging, halimbawa, 159HT1B (Ik0=20nA) o KT3102 (Ik0=50nA), o katulad nito.

kanin. 2. ULF circuit sa transistors at mga opsyon para sa pagkonekta ng mga mikropono: isang ULF sa transistors, b - koneksyon ng isang dynamic na mikropono, c - koneksyon ng isang electret microphone, d - koneksyon ng isang remote na mikropono.

Mga elemento para sa circuit sa Figure 2:

• R3=5.6k-6.8k (kontrol ng volume), R4=3k, R5=750,
• R6=150k, R7=150k, R8=33k; R9=820-1.2k, R10=200-330,
• R11=100k (pagsasaayos, Uet5=Uet6=1.5V),
• R12 \u003d 1 k (pagsasaayos ng tahimik na kasalukuyang T5 at 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 o katulad,
• T4, T5 - KT315 o katulad, ngunit posible rin ang MP38A,
• T6 - KT361 o katulad, ngunit posible rin ang MP42B;
• M - MD64, MD200 (b), IEC-3 o katulad (c),
• T - TM-2A.

Ang paggamit ng naturang mga transistor ay ginagawang posible upang matiyak hindi lamang ang matatag na operasyon ng mga transistor sa mababang mga alon ng kolektor, kundi pati na rin upang makamit ang mahusay na mga katangian ng pagpapalakas sa isang mababang antas ng ingay.

Ang mga output transistor ay maaaring gamitin sa parehong silikon (KT315 at KT361, KT3102 at KT3107, atbp.) at germanium (MP38A at MP42B, atbp.). Ang pag-set up ng circuit ay nabawasan sa pagtatakda ng risistor R2 at risistor R3 ng kaukulang mga boltahe sa mga transistors: 1.5V - sa kolektor T2 at 1.5V - sa mga emitter T5 at T6.

Op-amp microphone amplifier na may differential input

Ang Figure 3 ay nagpapakita ng isang halimbawa ng ULF sa Op-amp na may differential input. Ang isang maayos na binuo at nakatutok na ULF ay nagbibigay ng makabuluhang pagsugpo sa karaniwang ingay sa mode (60 dB o higit pa). Tinitiyak nito ang pagpili ng isang kapaki-pakinabang na signal na may makabuluhang antas ng karaniwang ingay sa mode.

Dapat alalahanin na ang karaniwang-mode na interference ay interference na dumarating sa magkatulad na yugto sa parehong input ng ULF op-amp, halimbawa, interference na induce sa parehong signal wire mula sa mikropono. Upang matiyak ang tamang operasyon ng yugto ng kaugalian, kinakailangan upang eksaktong matupad ang kondisyon: R1 = R2, R3 = R4.

Fig.3. ULF circuit sa isang op-amp na may differential input at mga opsyon para sa pagkonekta ng mga mikropono: a - ULF na may differential input, b - pagkonekta ng dynamic na mikropono, c - pagkonekta ng electret microphone, d - pagkonekta sa isang remote na mikropono.

Mga elemento para sa circuit sa Figure 3:

• R7=47k-300k (pagsasaayos ng gain, 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 o iba pang OU sa karaniwang pagsasama, mas mabuti na may panloob na pagwawasto;
• D1 - zener diode, halimbawa, KS133, maaari mong gamitin ang LED sa isang normal na pag-on, halimbawa, AL307;
• M - MD64, MD200 (b), IEC-3 o katulad (c),
• T - TM-2A.

Maipapayo na pumili ng mga resistor gamit ang isang ohmmeter sa mga 1% na resistors na may mahusay na katatagan ng temperatura. Upang matiyak ang kinakailangang balanse, inirerekomenda na ang isa sa apat na resistors (halimbawa, R2 o R4) ay gawing variable. Maaari itong maging isang high-precision variable resistor trimmer na may panloob na gear.

Upang mabawasan ang ingay, ang input impedance ng VLF (resistor R1 at R2) ay dapat na tumutugma sa resistensya ng mikropono o ng sensor na pinapalitan ito. Ang mga transistor ng output ng ULF ay gumagana nang walang paunang bias (mula sa 1 pahinga = 0). Ang step-type na distortion ay halos wala dahil sa malalim na negatibong feedback na sumasaklaw sa pangalawang op-amp at output transistors. Kung kinakailangan, ang switching circuit ng mga transistor ay maaaring baguhin.

Pagse-set up ng differential stage: maglapat ng sinusoidal signal na 50 Hz sa parehong mga input ng differential channel sa parehong oras, sa pamamagitan ng pagpili sa value ng R3 o R4, tiyakin ang zero signal level na 50 Hz sa output ng op-amp 1 . Ang isang 50 Hz signal ay ginagamit para sa pag-tune, dahil ang 50 Hz mains ay nagbibigay ng pinakamataas na kontribusyon sa kabuuang interference voltage. Ang magagandang resistors at maingat na pag-tune ay maaaring makamit ang karaniwang mode na pagtanggi na 60dB-80dB o higit pa.

Upang madagdagan ang katatagan ng ULF, ipinapayong i-shunt ang mga terminal ng power supply ng op-amp na may mga capacitor at i-on ang RC-element sa output ng amplifier (tulad ng sa amplifier circuit sa Figure 1). Para sa layuning ito, maaari mong gamitin ang mga capacitor KM6.

Ang isang pinaikot na pares ng mga wire sa screen ay ginamit upang ikonekta ang mikropono. Ang screen ay konektado sa ULF (lamang sa isang punto !!) nang mas malapit hangga't maaari sa input ng op-amp.

Mga pinahusay na amplifier para sa mga sensitibong mikropono

Ang paggamit ng mga low-speed op amp sa mga yugto ng output ng ULF at ang pagpapatakbo ng mga silicon transistor sa mga power amplifier sa mode na walang paunang bias (ang quiescent current ay zero - mode B) ay maaaring, tulad ng nabanggit sa itaas, ay maaaring humantong sa lumilipas na mga pagbaluktot ng uri ng "hakbang". Sa kasong ito, upang maalis ang mga pagbaluktot na ito, ipinapayong baguhin ang istraktura ng yugto ng output upang ang mga output transistors ay gumana sa isang maliit na paunang kasalukuyang (AB mode).

Ipinapakita ng Figure 4 ang isang halimbawa ng naturang pag-upgrade ng nasa itaas na differential input amplifier circuit (Figure 3).

Fig.4. ULF circuit sa isang op-amp na may differential input at low-distortion na yugto ng output.

Mga elemento para sa circuit sa Figure 4:

• R1=R2=20k (katumbas ng o bahagyang mas mataas kaysa sa maximum na source impedance sa operating frequency range),
• RЗ=R4=1m-2m; R5=2k-10k, R6=1k-Zk,
• R7=47k-300k (pagsasaayos ng gain, 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 o iba pang OU sa isang tipikal na pagsasama at mas mabuti na may panloob na pagwawasto;
• T1, T2 - KT3102, KT3107 o KT315, KT361, o katulad;
• D2, D3 - KD523 o katulad;
• M - MD64, MD200, IEC-3 o katulad (c),
• T - TM-2A.

Ang Figure 5 ay nagpapakita ng isang halimbawa ULF sa mga transistor. Sa mga unang yugto, ang mga transistor ay nagpapatakbo sa microcurrent mode, na pinapaliit ang ingay ng VLF. Ang circuit ay sa maraming aspeto katulad ng circuit sa Figure 2. Upang madagdagan ang bahagi ng isang kapaki-pakinabang na mababang antas ng signal laban sa background ng hindi maiiwasang pagkagambala, isang band-pass filter ay kasama sa ULF circuit, na nagsisiguro sa pagpili ng mga frequency sa 300 Hz -3.5 kHz band.

Fig.5. ULF circuit sa mga transistor na may band-pass filter at mga opsyon para sa pagkonekta ng mga mikropono: a - ULF na may band-pass filter, b - koneksyon ng isang dynamic na mikropono, c - koneksyon ng isang electret microphone.

Mga elemento para sa circuit sa Figure 5:

• R1=43k-51k, R2=510k (pagsasaayos, Ukt2=1.2V-1.8V),
• R3=5.6k-6.8k (kontrol ng volume), 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 (adjustment, Uet5=Uet6=1.5V), R16=1k (adjustment ng quiescent current T5 at 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 o katulad;
• T4, T5 - KT3102, KT315 o katulad, ngunit luma na, germanium transistors, halimbawa, MP38A,
• T6 - KT3107 (kung T5 - KT3102), KT361 (kung T5 - KT315) o katulad, ngunit lipas na, germanium transistors, halimbawa, MP42B (kung T5 - MP38A);
• M - MD64, MD200 (b), IEC-3 o katulad (c),
• T - TM-2A.

Sa circuit na ito, ipinapayong gumamit ng mga transistor na may mataas na pakinabang, ngunit isang maliit na reverse collector current (Ik0), halimbawa, 159NT1V (Ik0 \u003d 20nA) o KT3102 (Ik0 \u003d 50nA), o katulad. Ang mga output transistors ay maaaring gamitin sa parehong silikon (KT315 at KT361, KT3102 at KT3107, atbp.) at germanium (hindi na ginagamit na mga transistors MP38A at MP42B, atbp.).

Ang pag-set up ng circuit, tulad ng sa kaso ng ULF circuit sa Fig. 11.2, ay bumaba sa pagtatakda ng risistor R2 at risistor R3 ng kaukulang mga boltahe sa transistors T2 at T5, T6: 1.5V - sa kolektor T2 at 1.5V - sa mga naglalabas ng T5 at T6.

Disenyo ng mikropono

Mula sa isang malaking sheet ng makapal na papel na may tumpok, sa ilalim ng pelus, ang isang tubo ay ginawa na may diameter na 10-15 cm at haba ng 1.5-2 m. Ang tumpok, tulad ng maaari mong hulaan, siyempre, ay hindi dapat nasa labas, ngunit sa loob. Ang isang sensitibong mikropono ay ipinasok sa isang dulo ng tubo na ito. Mas maganda kung ito ay isang magandang dynamic o condenser microphone.

Gayunpaman, maaari kang gumamit ng isang regular, pambahay, mikropono. Maaari itong maging, halimbawa, isang dynamic na mikropono tulad ng MD64, MD200 o kahit isang maliit na MKE-3.

Totoo, sa mikropono ng sambahayan, ang resulta ay magiging mas masahol pa. Siyempre, ang mikropono ay dapat na konektado sa isang shielded cable sa isang sensitibong amplifier na may mababang antas ng self-noise (Larawan 1 at 2). Kung ang haba ng cable ay lumampas sa 0.5 m, mas mainam na gumamit ng microphone amplifier na may differential input, halimbawa, isang ULF sa isang op amp (Fig.

Babawasan nito ang common-mode na bahagi ng interference - iba't ibang uri ng interference mula sa mga kalapit na electromagnetic device, isang 50 Hz background mula sa isang 220 V network, atbp. Ngayon tungkol sa pangalawang dulo ng paper pipe na ito. Kung ang libreng dulo ng pipe na ito ay nakadirekta sa isang mapagkukunan ng tunog, halimbawa, sa isang grupo ng mga taong nagsasalita, kung gayon ang pagsasalita ay maririnig. Mukhang walang espesyal.

Iyan ang para sa mga mikropono. At hindi mo na kailangan ng tubo para diyan. Gayunpaman, nakakagulat na ang distansya sa mga nagsasalita ay maaaring maging makabuluhan, halimbawa, 100 metro o higit pa. Parehong ang amplifier at ang mikropono, na nilagyan ng gayong tubo, ay nagpapahintulot sa lahat na marinig nang maayos sa ganoong kalayuan.

Ang distansya ay maaari pang tumaas sa pamamagitan ng paggamit ng mga espesyal na selective filter na ginagawang posible na ihiwalay o sugpuin ang signal sa makitid na frequency band.

Ginagawa nitong posible na mapataas ang antas ng kapaki-pakinabang na signal sa harap ng hindi maiiwasang panghihimasok. Sa isang pinasimple na bersyon, sa halip na mga espesyal na filter, maaari mong gamitin ang isang bandpass filter sa ULF (Larawan 4) o gumamit ng isang maginoo equalizer - isang multi-band tone control, sa matinding mga kaso - isang tradisyonal, t.s. conventional, two-way, bass at treble tone control.

Panitikan: Rudomedov E.A., Rudometov V.E. - Mga hilig sa electronics at espionage-3.