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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Control de volumen con etapa de amortiguación. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Tono, controles de volumen En la actualidad, entre muchos conocedores de la reproducción de sonido de alta calidad, la llamada "ideología de un camino corto" encuentra sus partidarios. En tales equipos, el preamplificador no contiene los controles de tono habituales, elementos de conmutación adicionales, circuitos de sonoridad y control de balance, y lo más importante, contiene un mínimo de componentes activos. Debido al hecho de que el voltaje de salida de las fuentes de señal modernas se ha vuelto estándar: 2 V, es posible abandonar el preamplificador. Sin embargo, la capacidad de carga de tales fuentes de señal no siempre es suficiente para la conexión directa de un control de volumen o amplificador de potencia de impedancia relativamente baja. Por lo tanto, en algunos casos resulta útil utilizar un control de volumen de alta resistencia con un seguidor de voltaje posterior, que actúa como interfaz entre el regulador y el filtro de entrada UMZCH. A menudo, una cascada de este tipo se construye utilizando un amplificador operacional ORA627 costoso y de alta calidad en el modo seguidor de voltaje. En un amplificador operacional con XNUMX% OOS, se crean requisitos previos para la aparición de distorsiones dinámicas. Realicé una escucha comparativa de tres repetidores de búfer: el primero, en el amplificador operacional ORA627, el segundo, en el amplificador operacional ORA637, el tercero, en transistores de efecto de campo, descritos en el artículo. En la variante de la etapa de búfer que usa el amplificador operacional OPA637 (este es el mismo OPA627, solo ajustado para una ganancia de al menos cinco), su ganancia es KU=5. Esta opción mostró, en opinión del autor, un sonido más transparente que con el OPA627, debido a la limitación de la profundidad de retroalimentación y la expansión del ancho de banda de ganancia en bucle en un amplificador menos corregido que en el OPA627. La tercera opción es un búfer basado en un transistor de efecto de campo de bajo ruido, que se caracteriza por una alta linealidad. Este dispositivo se obtuvo como resultado de una simplificación del amplificador de auriculares, propuesta por el autor en uno de los foros hace varios años y ha demostrado su eficacia. Subjetivamente, dicho búfer resulta ser el más "transparente", sin turbidez perceptible o colores específicos en el sonido. Se seleccionó cuidadosamente el tipo de transistor repetidor y su modo de funcionamiento, lo que permitió obtener distorsiones no lineales muy pequeñas. Debido al hecho de que el transistor utilizado es un transistor de efecto de campo de microondas con una característica de transferencia lineal y tiene pequeñas capacitancias entre electrodos, las distorsiones no lineales de dicho seguidor en todas las frecuencias de audio audibles siguen siendo muy pequeñas. La etapa intermedia utilizada aquí está diseñada principalmente para UMZCH con una resistencia de entrada de al menos 10 kOhm, mientras que el THD a frecuencias de 1 y 10 kHz a una tensión de 2 V es de aproximadamente 0,002 %. El nivel de ruido intrínseco de la cascada no fue medido de forma fiable por el autor debido a la falta de un voltímetro de verdaderos valores de raíz cuadrada media. Pero cuando el repetidor se conectó a un analizador de espectro (basado en el programa SpectraLab y la tarjeta de sonido ESI Juli@), prácticamente no hubo cambio en la parte inferior del espectro y el nivel de ruido se mantuvo muy bajo. El ruido de parpadeo, que es característico de los transistores de efecto de campo de puerta aislada, resultó ser imperceptible. El diagrama de la unidad de control de volumen se muestra en la fig. 1.
La señal de sonido de entrada va a una resistencia variable de alta calidad del control de volumen R1.1 (R1.2 - para otro canal). Aquí, el uso de una resistencia de resistencia relativamente alta estuvo dictado por el hecho de que es una carga para la fuente de señal conectada al bloque descrito. La etapa de salida de los reproductores de CD-DVD modernos, reproductores de cintas, tarjetas de sonido, por regla general, es un amplificador operacional integrado, cuya distorsión es menor cuanto mayor es la resistencia de carga. Otro factor importante: incluso en modelos relativamente caros de reproductores de CD-DVD, sintonizadores, tarjetas de sonido de computadora, hay condensadores de óxido de separación en las salidas y, por regla general, no tienen voltaje de polarización. Por lo general, para tales fines, los condensadores de óxido se eligen para un voltaje de 63-100 V y una capacitancia relativamente baja (valor típico: 4,7 microfaradios). En este caso, la no linealidad del condensador de aislamiento se manifestará más fuerte cuanto menor sea la resistencia de entrada de la siguiente etapa. La necesidad de coordinar el nodo regulador, tanto con la fuente de señal como con el UMZCH posterior con OOS paralelo, se puede mostrar en el ejemplo de la tarjeta de sonido ESI Juli@. Tan pronto como esta tarjeta estuvo disponible en el mercado ruso, leí reseñas en foros de radioaficionados, donde escribieron que cuando el UMZCH estaba conectado a las salidas no balanceadas de la tarjeta, el bajo era "líquido" y antinatural. Cuando la carga se conectó a salidas balanceadas "acopladas a CC", no se observó este efecto. Resulta que los condensadores de tantalio de baja capacidad están instalados en las salidas no balanceadas de la tarjeta. Por lo tanto, con una impedancia de entrada de UMZCH de 10 kOhm, que es común para un amplificador de banda ancha con retroalimentación en paralelo, hubo una falta de graves y un sonido poco natural en la región de graves. Cuando UMZCH se conecta a través de la unidad de control de volumen descrita con una impedancia de entrada de 100 kOhm, el efecto anterior ya no se nota. Volvamos a la descripción del conjunto del regulador. Desde el motor de la resistencia variable R1.1, la señal va a la puerta del repetidor de transmisión VT1, cargada con una fuente de corriente, que se realiza en un transistor VT2 del mismo tipo. Aquí no se debe usar un transistor bipolar tradicional debido al hecho de que su capacitancia de colector no lineal es mayor que la de 2P902; la linealidad de la resistencia de salida también es inferior a ella. Desde la salida del repetidor de flujo, la señal a través de un grupo de condensadores de acoplamiento C3-C7 ingresa a la carga. Para obtener un bajo profundo y natural, la frecuencia de corte del HPF formado por condensadores de acoplamiento con una impedancia de entrada UMZCH (10 kOhm) se eligió muy baja: 0,95 Hz. Como ha demostrado la práctica, las frecuencias de corte más altas provocan una sensación de bajo "líquido", sin "base", a pesar de que, lógicamente, una frecuencia de corte de 10 Hz debería ser más que suficiente. La fuente de alimentación del dispositivo se realiza de acuerdo con el esquema tradicional y no tiene características especiales; es recomendable utilizar estabilizadores integrados propietarios (µA7815UC, µA7915UC), ya que el nivel de ruido de otros microcircuitos puede resultar no normalizado. La energía se suministra desde un transformador de red reductor con devanados para un voltaje de 2x18 V y una corriente de carga de al menos 150 mA. Estructuralmente, el control de volumen está hecho en una placa de circuito impreso hecha de fibra de vidrio laminada en ambos lados, su dibujo con la disposición de los elementos se muestra en la fig. 2.
La numeración de los elementos del segundo canal comienza desde la segunda centena (C101, VT101, etc.), la entrada y salida del segundo canal del bloque se enrutan a los pines 3 de los conectores XS1 y XS2. La abundancia de capacitores de bloqueo, así como la topología de RF específica de la placa (en algunos lugares, se usa una conexión paralela de capas de lámina, por ejemplo, en las fuentes de VT1, VT2 y también entre la fuente de VT1 y el drenaje de VT2) está dictada por el hecho de que los transistores 2P902A son muy propensos a la autoexcitación en frecuencias UHF. Las tuercas deben atornillarse en los pernos del cuerpo VT1, VT2 hasta que se llene la parte roscada, realizarán la función de un disipador de calor (aunque los transistores se calientan ligeramente incluso sin tuercas). La placa se fija al panel frontal del amplificador mediante dos cantoneras metálicas situadas en sus laterales. En la versión del autor, el tablero de control de volumen estaba integrado en la caja de la propia UMZCH, y para minimizar posibles interferencias de sus circuitos de alta corriente, se colocó en una pantalla metálica (caja rectangular) hecha de hojalata, que también se sujeta con dos patas al panel frontal de la UMZCH con pernos. Los cables de señal y el cable de la fuente de alimentación pasan a través de orificios en la pared posterior de la caja de protección. El autor consideró inapropiado hacer un caso separado para tal control de volumen. En el control de volumen, es posible permitir la sustitución de algunas piezas: el transistor 2P902A (VT1, VT2) - para KP902A, VS546 (VT3) - para KT3102AM, diodos 1N4004 (VD1-VD4) - para KD209A. Los chips 7815 (DA1) y 7915 (DA2) pueden reemplazarse por sus contrapartes cercanas. Los chips de estabilizadores de voltaje DA1, DA2 se instalan en disipadores de calor HS-315 que se han vuelto populares entre los radioaficionados (vendidos en Chip iDip). Resistencia variable dual (R1.1 y R1.2) - ALPS-RK27, comprada a pedido de SYMMETRON y DODEKA. C1, C2: condensadores cerámicos domésticos KT-1, KD-2, K10-7V con TKE M47 y MZZ. Todas las resistencias utilizadas en el diseño son de película metálica de precisión importada (MF - Metal Film) con una potencia de 0,25 W. En ausencia de tales, se pueden usar análogos domésticos de C2-29 (a diferencia de ellos, los importados tienen plomo sin óxido), metal-dieléctrico C2-23, MLT (enumerados en orden descendente de preferencia). Condensadores C19, C20 - K50-35 o importados de Jamicon o Samsung; C25, C26 - K50-35 o similares importados; C8, C9, C12, C13 - EPCOS B32529-C105K para 63 V. Se pueden sustituir por condensadores cerámicos de menor capacidad (al menos 0,047 uF), por ejemplo, K10-7, KD-1, KM-5. Condensadores C3-C7 - EPCOS B32529-C5335 para 50 V con una capacidad de 3,3 uF ± 5%; es imposible encontrar un reemplazo doméstico completo aquí, porque los condensadores Epcos Staked MKT usados no solo tienen una mano de obra muy alta, sino también una relación de capacitancia a dimensiones sin precedentes, en otras palabras, estos condensadores son los más compactos. Los condensadores Epcos son vendidos por empresas conocidas por los radioaficionados. Condensadores C10, C11, C14-C16, C21-C24 - K10-7V con una capacidad de 0,068 uF a 40 V. Conectores XS1-XS3 - Bloques de terminales DINKLE-DT126VP. En conclusión, es útil dar algunas recomendaciones sobre la instalación de transistores KP902. Estos dispositivos son extremadamente "suaves", no pueden soportar exceder el voltaje permitido: con un voltaje de fuente de drenaje de más de 50 V, dicho transistor se abre paso; peligroso para él y la electricidad estática. Pero la principal insidiosidad radica en el hecho de que en estos dispositivos es posible "golpear el obturador"; en este caso, el transistor permanece operativo, pero aumentan las fugas en el circuito de puerta y el ruido. Para evitar problemas, la instalación de los dispositivos debe realizarse utilizando una estación de soldadura antiestática o desconectar el soldador de red durante la soldadura y utilizar una muñequera antiestática. De lo contrario, como ha demostrado la práctica, la falla de los transistores está casi garantizada. Por lo tanto, al comprar KP902A, debe prestar atención a las condiciones de almacenamiento de estos dispositivos; en las tiendas generalmente se venden empaquetados en papel de aluminio. Después de ensamblar la placa, es útil verificar el estado del transistor VT1; para hacer esto, debe llevar los controles R1 a la posición de volumen máximo y conectar un milivoltímetro de CC de alta resistencia a la entrada. Si hay un pequeño voltaje constante en la resistencia R1, esto indica que VT1 tiene una "puerta noqueada". Autor: Ya. Tokarev, Moscú; Publicación: cxem.net
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