Делаем хороший усилитель. Часть 7. Тонкомпенсированный регулятор громкости

4,6k full reads
7,4k story viewsUnique page visitors
4,6k read the story to the endThat's 63% of the total page views
1,5 minute — average reading time

В продолжение темы:

В предыдущей публикации познакомились с особенностями регуляторов тембра на основе работы В.П. Матюшкина.

Продолжаем заниматься этой темой и познакомимся с интересной публикацией: "Малошумящий High-End предусилитель", того же автора. После прочтения публикации, разберёмся с регулятором громкости. Он, тоже, не так прост, как кажется.

Публикация хороша и профессиональна. Читаем:

Стр.1 (для увеличения - кликните)
Стр.1 (для увеличения - кликните)
Стр.1 (для увеличения - кликните)
Стр.2 (для увеличения - кликните)
Стр.2 (для увеличения - кликните)
Стр.2 (для увеличения - кликните)
Стр.3 (для увеличения - кликните)
Стр.3 (для увеличения - кликните)
Стр.3 (для увеличения - кликните)
Стр.4 (для увеличения - кликните)
Стр.4 (для увеличения - кликните)
Стр.4 (для увеличения - кликните)

Усилитель мы "пропустим", а на рис.4...6 обратим внимание.

Рис.4. подсказывает структуру входных цепей нашего усилителя. Рис.5 - схема тонкомпенсированного регулятора громкости для него, а Рис.6 - ожидаемые АЧХ регулятора.

Схема подготовлена для анализа в MULTISIM-14:

Рис.7.Регулятор громкости Матюшкина
Рис.7.Регулятор громкости Матюшкина
Рис.7.Регулятор громкости Матюшкина

Модельную схему можно взять и провести собственные эксперименты здесь: сайт www.radio-a.ru, в описании "УМ-60" усилители мощностью 60 Вт, класса "AB" , файл "gromk_matushkin.zip".

На схеме тонкомпенсированный потенциометр СП3-30В пришлось заменить на группу дискретных резисторов: R9...R14 по причине отсутствия модели в симуляторе, а также отсутствия их в продаже. Резисторы переключаются переключателем S1.

Параметры регулятора:

Рис.8.Положение переключателя "1" (для увеличения кликните)
Рис.8.Положение переключателя "1" (для увеличения кликните)
Рис.8.Положение переключателя "1" (для увеличения кликните)
Рис.9.Положение переключателя "2" (для увеличения кликните)
Рис.9.Положение переключателя "2" (для увеличения кликните)
Рис.9.Положение переключателя "2" (для увеличения кликните)
Рис.10.Положение переключателя "4" (для увеличения кликните)
Рис.10.Положение переключателя "4" (для увеличения кликните)
Рис.10.Положение переключателя "4" (для увеличения кликните)
Рис.11.Положение переключателя "5" (для увеличения кликните)
Рис.11.Положение переключателя "5" (для увеличения кликните)
Рис.11.Положение переключателя "5" (для увеличения кликните)
Рис.12.Положение переключателя "6" (для увеличения кликните)
Рис.12.Положение переключателя "6" (для увеличения кликните)
Рис.12.Положение переключателя "6" (для увеличения кликните)
Рис.13.Семейство характеристик регулятора громкости Матюшкина
Рис.13.Семейство характеристик регулятора громкости Матюшкина
Рис.13.Семейство характеристик регулятора громкости Матюшкина

Как видим, параметры полученных АЧХ в области частот от ~20 Гц и выше соответствуют тем, что привёл автор. В области низких частот имеет место существенное увеличение коэффициента передачи, что необходимо учесть при проектировании усилителя, чтобы избежать усиления ненужных шумов, искажений, самовозбуждения и прочих неприятностей. То же касается и ФЧХ.

Из характеристик видно, что регулятор громкости не вносит собственное затухание в сигнал (кривая "1" семейства).

Однако, с целью обеспечения характеристик регулятора, необходимо ввести дополнительный, буферный усилитель имеющий высокое входное сопротивление и низкое выходное. Приводим полученную схему, подготовленную для анализа в MULTISIM-14 и её характеристики:

Рис.14.Регулятор громкости Матюшкина с дополнительным усилителем
Рис.14.Регулятор громкости Матюшкина с дополнительным усилителем
Рис.14.Регулятор громкости Матюшкина с дополнительным усилителем

Модельную схему можно взять и провести собственные эксперименты здесь: сайт www.radio-a.ru, в описании "УМ-60" усилители мощностью 60 Вт, класса "AB" , файл "gromk_usil_matushkin.zip".

Усилитель выполнен на ОУ NE5532, имеет коэфф передачи ~2, разделительный конденсатор на входе, конденсатор в цепи ООС и питается от двух источников +_15В.

С помощью разделительного конденсатора производится гальваническая развязка с предыдущим каскадом, а также отсечение в АЧХ области нижних частот (ниже ~20 Гц).

C помощью конденсатора в цепи ООС производится отсечение в АЧХ области верхних частот (выше 250 кГц)

В модельной схеме значения конденсаторов можно изменять и проверить их влияние на АЧХ.

Рис.15. АЧХ регулятора громкости Матюшкина с дополнительным усилителем, в положении переключателя "3"
Рис.15. АЧХ регулятора громкости Матюшкина с дополнительным усилителем, в положении переключателя "3"
Рис.15. АЧХ регулятора громкости Матюшкина с дополнительным усилителем, в положении переключателя "3"

Как видим, характеристики регулятора громкости соответствуют концепции Матюшкина В.П.

Уровень нелинейных искажений узла маленький, меньше 0.001%.

На этом, пока, закончим. Ждём следующую часть.

Приглашаю посетить наш сайт: "Практическая электроника".

Приглашаем и на сайт наших партнёров: "Информационные технологии, связь, управление" . Многие из наших разработок нашли применение в их проектах.

ПРИГЛАШАЕМ К СОТРУДНИЧЕСТВУ!

Есть вопросы - задавайте.

Всем - привет!