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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Corrector de respuesta de frecuencia Linkwitz en UMZCH de baja potencia. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores El diseño acústico de los altavoces se puede considerar como un filtro de alta frecuencia, por lo que no solo hay una caída en la característica de frecuencia de amplitud (AFC) en la región de baja frecuencia (de 12 a 24 dB por octava), pero también un cambio correspondiente en la característica de frecuencia de fase (PFC). Dependiendo del factor de calidad del woofer en el diseño acústico, puede haber un pico en la respuesta de frecuencia (hasta 6 ... 8 dB en la frecuencia de resonancia de la cabeza en el diseño acústico fc), lo que conduce a un " sonido de murmullo. El uso de un corrector especial con una característica de "espejo" en relación con la respuesta de frecuencia del altavoz permite no solo expandir el rango de frecuencia en la región de graves y eliminar el "murmullo", sino también corregir la respuesta de fase, que afecta favorablemente el fidelidad de la reproducción del sonido. El factor de calidad equivalente del sistema acústico (AS) se acerca al óptimo, igual a 0,71. El corrector de respuesta de frecuencia Linkwitz (Fig. 1) es un amplificador inversor cubierto por un OOS dependiente de la frecuencia que utiliza dos puentes en T incompletos dobles, en la entrada y en el circuito OS. El puente T de entrada está sintonizado a la frecuencia fc, en el circuito OS, a la frecuencia (0,25 ... 0,5) fc.
Los elementos de los puentes en T se eligen de tal manera que las constantes de tiempo de los circuitos RC correctores τ1 = R1*C2 = R5*C3;
eran iguales. La ganancia en la región LF está determinada por la relación Kbajo = R4/R2. Dependiendo del factor de calidad del woofer en el diseño acústico, el valor de Kbajo varía entre 4,5 ... 15. Obviamente, al utilizar un corrector, el UMZCH debe tener un margen de sobrecarga adecuado. El factor de calidad de los puentes en T depende de las resistencias R1 y R5. Los parámetros de los elementos correctores para algunos valores del factor de calidad de la cabeza en un sistema acústico con inversor de fase (FI) se dan en la Tabla 1.
Las clasificaciones de los elementos RC deben seleccionarse con una precisión de ±1%. La última columna da la frecuencia más baja del altavoz ecualizado (en relación con la frecuencia de resonancia del cabezal fs). Para otros valores de frecuencia fc, se recalculan las capacidades de los condensadores C1 ... C4. Por ejemplo, la capacitancia C1 es: C1' = C1*80 / fc El resto de los contenedores se calculan de la misma forma. Por el contrario, puede dejar las capacitancias iguales y volver a calcular los valores de las resistencias R1 ... R6. Con un factor de calidad de la cabeza de 1,6 y superior, la característica del corrector tiene un aumento significativo en las frecuencias de 20 ... 30 Hz. Para evitar sobrecargar el UMZCH en frecuencias infra-bajas, es recomendable colocar en su entrada un filtro RC de primer orden adicional con una frecuencia de corte de 30 Hz. Para comprender el funcionamiento del corrector, considere las propiedades de un puente en T doble (Fig. 2a).
Es un filtro de muesca con una frecuencia de f0: f0=1/2πRC. La profundidad de rechazo (supresión de frecuencia f0) de dicho filtro alcanza los 50 dB cuando funciona con una carga de alta resistencia. Un puente en T doble incompleto (Fig. 2b) tiene la misma frecuencia de sintonización, pero el factor de calidad del filtro es mucho más bajo y la profundidad de muesca es de solo 10 dB.
La ventaja de un puente incompleto es que le permite sintonizar la frecuencia de sintonización del filtro cambiando solo una capacitancia Cx. La frecuencia de sintonización de un puente en T doble incompleto está determinada por la fórmula: f = f0 * norte1/2, n = 2 * Cx/C. La profundidad de rechazo de un puente en doble T incompleto para algunos valores de n se da en la Tabla 2.
El corrector de respuesta de frecuencia Linkwitz está destinado principalmente a sistemas acústicos cerrados, pero también se puede utilizar junto con un inversor de fase. Para determinar el factor de calidad AC Qmc Y la frecuencia de resonancia fc requerirá cualquier micrófono electret (por ejemplo, IEC-3) y un preamplificador con una respuesta de frecuencia uniforme en el rango de 10 a 10000 XNUMX Hz. La frecuencia de resonancia fc se puede determinar con una precisión de 10...15% de la siguiente manera. La caja del altavoz se sella cerrando herméticamente el orificio del inversor de fase. El micrófono se coloca muy cerca (a una distancia de 2 ... 2 mm) del difusor de la cabeza de baja frecuencia con un desplazamiento de 3/0,1 del radio del difusor desde su eje central. Se suministra una señal con una potencia de 0,5 ... 20 W a los altavoces. La señal de la salida del amplificador es controlada por un voltímetro y un osciloscopio. Al cambiar la frecuencia del generador, la respuesta de frecuencia del altavoz se construye de 500 a XNUMX Hz. Están convencidos de la presencia de una joroba en la respuesta de frecuencia en la región fc y un decaimiento característico con una pendiente de 12 dB/oct. por debajo de esta frecuencia. Retire la cabeza de baja frecuencia y determine su frecuencia de resonancia principal en el espacio libre fs y el factor de calidad total Qt, por ejemplo, según los métodos descritos en [2]. Después de eso, el factor de calidad del altavoz está determinado por la fórmula: Qmc = Qt * fc/fs. Tipo de respuesta de frecuencia y respuesta de fase del corrector para Qmc = 1,0 se muestran en la Fig. 3, respuesta de frecuencia para Qmc = 1,4; 1,8; 2,5 - respectivamente en la Fig. 4 ... 6.
En la Fig. 45 se muestra un dibujo de una placa de circuito impreso con dimensiones de 49x7 mm para un corrector de dos canales, en la Fig. 8 un dibujo de ensamblaje. La placa proporciona lugares para instalar condensadores de desacoplamiento de potencia no polar (no se muestran en el diagrama). Los chips del tipo K544UD1 o KR140UD608 se pueden utilizar como amplificadores operacionales.
Teniendo en cuenta que el corrector puede tener una ganancia en frecuencias de 30...40 Hz de 10 a 15 dB (3...5 veces), que, cuando se utiliza en un amplificador de baja potencia, conducirá a su sobrecarga y señal severa limitación, es necesario tomar medidas para reducir la distorsión de la visibilidad. Para este propósito, los limitadores de señal (limiters) se han utilizado cada vez más [3,4, XNUMX]. En la Fig. 9 se muestra una posible versión del limitador adaptativo. Con la ayuda de las resistencias R4 y R5, se logra un recorte simétrico suave de la señal, que no alcanza un límite estricto con una sobrecarga de entrada de 2 ... 3 veces. Debido a la conexión del divisor de entrada a la fuente de alimentación UMZCH, la limitación uniforme se mantendrá incluso cuando cambie la tensión de alimentación.
La suavidad de la respuesta del limitador depende del número de diodos y, hasta cierto punto, de las resistencias de entrada (cuanto mayor sea el valor de la resistencia y menos diodos, más estricta será la característica de recorte). Es deseable elegir diodos con características similares. En la Fig. 52 se muestra un dibujo de la placa de circuito impreso del limitador con dimensiones de 34x10 mm, en la Fig. 11 un dibujo de ensamblaje. Como VT1 y VT2, puede usar transistores como KT502E, KT503E, VT3 y VT4, cualquiera complementario de baja potencia, por ejemplo, KT3102, KT3107. Diodos: cualquier de baja potencia, tanto de silicio como de germanio.
En comparación con la limitación "dura", cuando se utiliza un limitador, el espectro de la señal se enriquece con armónicos de orden inferior. Sin embargo, en este caso, en los picos de la señal, hay una disminución significativa en los componentes de frecuencia media y alta y la adición de armónicos impares. Para reducir este efecto, se desarrolló un corrector combinado con un limitador (Fig. 12).
Para aumentar la suavidad de la limitación, en lugar de aumentar el número de diodos, se introducen las resistencias R22 y R23, y para reducir la limitación de los componentes de frecuencia media y alta, se incluyen circuitos RC en serie en los divisores R13-R15 (R14- R16). Oscilogramas de señales con una frecuencia de 30 Hz (700 mV) y 1 kHz (175 mV) con un limitador convencional (sin divisores) y con el propuesto se muestran en las Fig. 13 y 14, respectivamente.
En el oscilograma de la Fig. 14, en comparación con la Fig. 13, hay una supresión notablemente menor de la señal con una frecuencia de 1 kHz, pero ya aparecen distorsiones de fase. Por lo tanto, se debe encontrar un compromiso entre el grado de conservación de los componentes MF y HF de la señal y las distorsiones de fase adicionales. La placa de circuito impreso del dispositivo con dimensiones de 55x75 mm se muestra en la Fig.15, y el dibujo de montaje se encuentra en la Fig.16.
Literatura
Autor: A. Petrov, Mogilev; Publicación: radioradar.net
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