undefined
Простой и надежный активный блок обработки сигналов (БОС) для сабвуферного канала легко соберет каждый радиолюбитель из предлагаемого набора. Блок обладает малым уровнем собственного шума, максимальной функциональностью и широким диапазоном питающих напряжений. Это устройство специально разработано для использования дома в составе домашнего кинотеатра и в автомобиле. Блок устанавливается между линейным или мощным выходом источника сигнала и входом усилителя мощности сабвуфера. Его использование позволит воспроизводить музыку с минимально возможными искажениями и получить качество звучания на уровне HI-END.

Технические характеристики

Напряжение питания Un (однополярное) [В]...........................3—30

Ток потребления [мА]...............................................................................50

Максимальный размах входного напряжения [В].........................Un

Максимальный размах выходного напряжения [В]...................Un*

Число входов (левый и правый).............................................................2

Коэффициент передачи смесителя [дБ]...............................................0

Коэффициент усиления предусилителя [дБ]....................-20...+20*

П])еделы изменения фазы [град]...................................................0—360

Характеристики фильтра инфранизких частот (ФИНЧ)

Фильтр 3-го порядка на ИС DA2.3:

Усиление в полосе пропускания [дБ]..................................................0

Затухание вне полосы пропускания [дБ/Окт]................................18

Частоты среза (дискретные значения) [Гц].........................20, 25,30

Характеристики фильтра низких частот (ФНЧ)

Фильтр 2-го порядка на ИС DA2.4:

Усиление в полосе пропускания [дБ]...................................................О

Затухание вне полосы пропускания [дБ/Окт]................................12

Частота среза [Гц]..........................................................................30—250*
* Регулируется.

 

Описание работы БОС

На Рис. 1 и Рис. 2 показаны плата блока обработки сигналов в сборе и его электрическая схема.Входная цепь построена на микросхеме DA1 и состоит из двух балансных входных каскадов (четырех линеек операционных усилителей), представляющих собой повторители напряжения. Такое включение О У служит для развязки высокоомного источника сигнала с низкоомной нагрузкой. Подобные каскады называют также буферными.

Каскад на ОУ DA2.1 — дифференциальный сумматор. Уровень его выходного сигнала будет пропорционален разности суммарных сигналов с выходов элементов DA1.1 и DA1.2 (неинвертирующий вход) и DA1.3 и DA1.4 (инвертирующий вход).

Для правильной работы каскада необходимо выполнение условия, чтобы сумма коэффициентов усиления инвертирующей части схемы (DA1.3 и DA1.4) была равна сумме коэффициентов усиления неинвертирующей части (DAI. 1 и DA1.2). Из-за большого разброса номиналов резисторов (5%) сбалансировать коэффициенты усиления бывает затруднительно. Поэтому желательно резисторы R9...R14 взять с допуском не хуже 1% или с помощью тестера точнее подобрать их номиналы из резисторов, имеющихся в наличии.

Каскад, собранный на ОУ DA2.3 — фильтр инфранизких частот третьего порядка (ФИНЧ, фильтр Баттерворта), позволяющий максимально эффективно использовать мощности усилителя и звукоизлучающей головки. Электрическая схема фильтра, смоделированная программой «Multisim 2001», позволяет проанализировать частотную характеристику фильтра. Так, нижняя частота полосы пропускания по уровню -3 дБ соответствует 22.2 Гц, максимальный коэффициент усиления 17.6 дБ достигается при частоте фильтра 33.4 Гц, а частоте 98 Гц соответствует уровень+1 дБ. Минимальный уровень сигнала на правом склоне характеристики около +0.2...+0.5 дБ. Используя перемычку ХР1, возможен выбор необходимой частоты среза ФИНЧ, а именно 20, 25 и 30 Гц.

На ОУ DA2.4 выполнен фильтр низких частот второго порядка (ФНЧ, фильтр Баттерворта) с регулируемой частотой среза в пределах 30...250 Гц. Частота среза ФНЧ изменяется в зависимости от положения движка сдвоенного потенциометра R19.

На ОУ DA2.2 выполнен дифференциальный усилитель с переменным коэффициентом усиления в диапазоне ±20 дБ с функцией фазо-инвертора. Усиление -20 дБ достигается при среднем положении движка переменного резистора. При повороте движка потенциометра R16 влево/вправо фаза меняется от 0 до 180° и происходит изменение коэффициента усиления до +20 дБ.

Последний каскад — регулируемый фазовращатель на ОУ DA3.1. Конденсатор СЮ и потенциометр R27 являются частотно-избира-тельной цепью. Конденсатором СЮ неинвертирующий вход О У DA3.1 по переменной составляющей закорачивается на общую шину. Из-за этого входной сигнал будет приходить с задержкой относительно сигнала на инвертирующем входе. Величину задержки можно регулировать резистором R27. Таким образом, сдвиг фазы будет зависеть не только от частоты сигнала, но и от постоянной времени цепи 

C10-R27. Вращением движка потенциометра R27 можно изменять фазу выходного сигнала в пределах от 0 до 180°. Кроме того, резистором R16 не только регулируется уровень сигнала, но и его фаза (дискретно, 0 и 180°). Таким образом, фазу выходного сигнала можно регулировать от 0 до 360°, что позволяет обеспечить гармоничность звучания сабвуфера с остальными звуковыми колонками.

На ОУ DA3.2 собран генератор прямоугольных импульсов, индицирующий включение устройства при помощи светодиода HL1 (частота мигания порядка 5 Гц). На резистивном делителе R33-R34 и конденсаторе С17 выполнена искусственная средняя точка.

Источники входного сигнала с дифференциальными выходами подключаются к контактам XI...Х8. Причем к контактам, имеющим нечетные номера, присоединяется маломощный источник сигнала (XI, Х5 — левый канал, ХЗ, Х7 — правый канал). Мощный источник входного сигнала подключается соответственно к контактам Х2, Х6 (левый канал) и Х4, Х8 (правый канал).

При использовании маломощного источника (линейный выход и т. д.) с обычными потенциальными выходами входной сигнал на блок обработки подается относительно контактов XI (левый) и Х5 (правый), причем контакты ХЗ и Х7 необходимо заземлить. При использовании мощного источника (выход УМ и т. д.) с обычными потенциальными выходами входной сигнал на блок обработки подается относительно контактов Х2 (левый) и Х6 (правый), причем ХЗ и Х7 также необходимо заземлить.

С контактов XII и Х12 снимается отфильтрованный выходной сигнал для сабвуферного усилительного тракта.

Сборка блока

Перечень элементов, входящих в набор, представлен в Табл. 1. Расположение элементов на плате показано на Рис. 3.

undefined

undefined

Перед сборкой блока ознакомьтесь с рекомендациями, которые даются в начале этой книги. Чтобы избежать выхода из строя радиоэлементов, соблюдайте правила монтажа. При монтаже сначала установите проволочные перемычки J1...J7, затем все остальные детали.

Для настройки модуля сначала выберите необходимую частоту среза ФИНЧ путем установки перемычки в разъеме ХР1. Далее, последовательно вращая движки потенциометров R19, R16 и R27, настройте наилучшее звучание сабвуферного канала.