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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Filtros LC cruzados en UMZCH multibanda. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Amplificadores de potencia de transistores Se sabe que los amplificadores multibanda mejoran significativamente la calidad del sonido de los equipos de reproducción de sonido. Para separar frecuencias en amplificadores AF, se utilizan con mayor frecuencia filtros RC o filtros activos complejos. Según el autor, en términos de circuitos, especialmente cuando se forman varias bandas de frecuencia, es mucho más fácil usar filtros LC. En el artículo publicado a continuación se describe una variante del amplificador AF, en la que solo se aplica dicho filtro. El esquema para incluir un filtro LC en la ruta de amplificación se muestra en la fig. 1. La composición del filtro incluye la inductancia de la bobina Lf, la capacitancia del capacitor Cf, la impedancia de salida de la cascada en el transistor VT1 y la impedancia de entrada de la cascada en los transistores VT2, VT3. La frecuencia de cruce proporcionada por dicho filtro coincide con la frecuencia de resonancia del circuito.
Para una separación de frecuencia efectiva, es importante que el factor de calidad del circuito tenga un valor bastante notable, por ejemplo, sería al menos 5. Para cumplir con esta condición, las cascadas en los transistores VT2, VT3 se realizan de acuerdo con un común circuito base que proporciona baja resistencia de entrada Rin. Naturalmente, el filtro en sí no debería tener una resonancia pronunciada. La atenuación requerida para esto se introduce desde el lado de la cascada en el transistor VT1, cuya resistencia de salida Rout es aproximadamente igual a la resistencia de la resistencia R3. El valor de la impedancia de salida se selecciona en función del diseño acústico de los cabezales de los altavoces. Supongamos que durante la reproducción de una señal de audio, se proporciona la suma de la potencia de sonido de varios canales de frecuencia. Esto puede suceder si las cabezas de los altavoces que reproducen diferentes frecuencias están separadas en el espacio y sus ejes de radiación están girados entre sí en un ángulo cercano a los 90°. Entonces, como se desprende de la teoría de cálculo de filtros cruzados, para igualar la dependencia de la potencia total de la frecuencia, la impedancia de salida Rout debe ser igual a: También es posible asegurar la suma de las amplitudes de las vibraciones del sonido, por ejemplo, colocando cabezales de sonido que reproducen diferentes frecuencias uno al lado del otro en el mismo tablero reflectante. Además, los cabezales deben encenderse en antifase, ya que a la frecuencia de separación fo las corrientes que fluyen a través de la bobina con inductancia Lf y el capacitor con capacitancia Cf están desfasadas 180 °. La ecualización de la respuesta de frecuencia total se proporciona en este caso con la resistencia de salida Rout=0,5p. En la fig. 2 muestra la respuesta de frecuencia logarítmica de los canales de filtro. Como se puede ver en la figura, la pendiente de la respuesta de frecuencia decae fuera de las bandas de paso alcanza -40 dB / dec, es decir, tiene el mismo valor que la pendiente de la caída del filtro RC de dos secciones. La influencia de la resistencia de entrada de las cascadas en los transistores VT2, VT3, Rin, así como la resistencia activa (rL) del inductor Lf provoca una disminución en la inclinación de las caídas a cierta distancia de la frecuencia de cruce fо a -20 dB/dec.
Según el autor, es deseable que la longitud de las secciones de caída de la respuesta de frecuencia con una inclinación de -40 dB / dec sea de al menos 10 ... 15 dB a lo largo del eje de los coeficientes de transmisión Uout / Uin. En este caso, la potencia de sonido principal se dividirá entre los canales de frecuencia y el curso de la disminución adicional en la respuesta de frecuencia es menos significativo. La forma requerida de la respuesta en frecuencia se logra con el factor de calidad del circuito LfSfQ=p/(2Rin+rL)>5, como se indica al inicio del artículo. Puede ajustar el filtro de cruce usando un generador de sonido y un voltímetro de CA. Antes de colocar la resistencia R3 en su lugar, debe instalar una resistencia cuya resistencia sea mayor que la resistencia característica del circuito p. Durante el proceso de sintonización, es necesario asegurarse de que la tensión de alimentación en el transistor VT1 sea suficiente para su funcionamiento normal. Ahora, habiendo aplicado voltaje del generador de sonido a la entrada del transistor VT1 y midiendo el voltaje en su colector con un voltímetro, se aseguran de que el factor de calidad del circuito oscilatorio sea mayor a 5, luego determinen la frecuencia de resonancia, que es, la frecuencia de separación fo, y, si es necesario, seleccione la capacitancia del capacitor Cf. Después de eso, la impedancia característica p del circuito se calcula a partir de los valores de fo y Сf y se calcula la impedancia de salida requerida Rout de la primera etapa. En conclusión, se suelda una resistencia con una resistencia igual al valor calculado de Rout en lugar de la resistencia R3. A primera vista, puede parecer que en la práctica es posible crear un filtro LC solo con una frecuencia de cruce suficientemente alta, ya que se necesita una bobina con alta inductancia y bajas pérdidas. Esto, sin embargo, no es el caso. Expliquemos esta situación con un ejemplo. El autor ensambló un amplificador de cuatro bandas con filtros similares (Fig. 3).
La banda de frecuencia de audio completa se separa primero a 850 Hz utilizando el filtro L1C4. Luego, las frecuencias por debajo de 850 Hz se dividen por un filtro L3C8 a 220 Hz, y las frecuencias por encima de 850 Hz se dividen por un filtro L2C7 a 3,2 kHz. Los inductores requieren circuitos magnéticos con propiedades magnéticas adecuadas y posiblemente una gran relación entre el área de la sección transversal del circuito magnético y la longitud de la línea de campo. Estos requisitos se cumplen con anillos de ferrita de pequeño diámetro y, si es necesario, el circuito magnético puede estar formado por varios anillos. Todas las bobinas están enrolladas con alambre PEV-2 0,12. Como circuito magnético se utilizaron anillos K12x5x5,5 hechos de ferrita de 1000 NN. La bobina L1 está enrollada en dos anillos pegados entre sí y contiene 520 vueltas, L2, en un anillo y contiene 400 vueltas, y L3, en cuatro anillos y consta de 520 vueltas. El inductor del filtro de paso bajo L3 se hizo de la siguiente manera. El autor pegó los anillos de ferrita para obtener dos cilindros de igual altura, tocándose a lo largo de la generatriz. Aislé la superficie interna de los anillos con papel. El devanado se realizó con un haz de diez hilos, que luego se soldaron en un solo devanado. Todas las juntas de soldadura para el aislamiento y la fijación de la posición relativa se sujetaron entre dos tiras de cinta adhesiva. Los filtros utilizaron condensadores KM, KLS. Para las resistencias y capacitores seleccionados durante la configuración, la placa de circuito impreso proporciona ubicaciones de montaje para dos partes. La bobina L3 se ve ligeramente afectada por las captaciones del lado del transformador de red. Su ubicación de instalación y orientación debían elegirse con un mínimo de interferencia. El dispositivo funcionó normalmente con un voltaje de señal de 0,1 V. No hubo signos de distorsión no lineal debido a la saturación de los circuitos magnéticos de los inductores. En conclusión, unas pocas palabras sobre todo el sistema de reproducción de sonido. El reproductor eléctrico estéreo Vega-206 se utilizó como fuente de banda sonora. En el amplificador de cuatro bandas, se utilizan amplificadores de potencia del electrófono estéreo Accord, y en los altavoces, se utilizan cabezas dinámicas 4GD-28, 10GD-35, 10GD-36 separadas en el espacio en varios diseños acústicos. El sonido de la instalación se distinguió por su alta pureza y "transparencia". Es recomendable instalar capacitores de película metálica en filtros cruzados, por ejemplo, K73-16 o K73-17, ya que los capacitores cerámicos tienen un TKE demasiado grande para los valores de capacitancia requeridos. Autor: N. Boyko, Voronezh
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- resistencia característica del circuito LfSf.
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