Zastosowanie elektroakustycznego sprzężenia zwrotnego w głośnikach aktywnych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Głośniki

 Komentarze do artykułu

W artykule autor rozważa rodzaje sprzężeń zwrotnych obejmujących wzmacniacz mocy, uwzględniając także pewne właściwości emiterów układu akustycznego, korygując w pewnym stopniu mankamenty głośników. Sprzężenie elektroakustyczne (EAOS) najskuteczniej redukuje różne zniekształcenia w paśmie niskich częstotliwości, jednak zastosowanie tej technologii jest ograniczone tylko w głośnikach z wbudowanym UMZCH. Autor proponuje krótką metodologię obliczania takiej jednostki AU oraz schemat dodatkowych elementów elektronicznych.

Należy pamiętać, że autor wielokrotnie prezentował swoje aktywne głośniki na wystawach (z wbudowanym UMZCH i EAOS). Różnią się realizmem brzmienia i szczególną czystością w rejestrze basowym, w którym operuje EAOS.

Wśród głównych problemów wysokiej jakości reprodukcji dźwięku (SV) w paśmie LF poprzez systemy akustyczne (AS) z głowicami elektrodynamicznymi (EDG) można wyróżnić dwa główne: zniekształcenie pasma przenoszenia i charakterystyki fazowej oraz duża ilość zniekształceń nieliniowych (NI), szczególnie przy niskich częstotliwościach. Powodem pierwszego z nich są kompromisy w doborze głośników, ich konstrukcji akustycznej (AO), a także właściwościach akustycznych pomieszczenia odsłuchowego (KdP) i rozmieszczeniu w nim głośników. Wynikiem tego typu zniekształceń są zniekształcenia odpowiedzi przejściowej (TR), które powodują zniekształcenia obwiedni sygnału audio, szczególnie przy nagłych zmianach poziomu, powszechnie określane jako efekty „rozmycia”, „przydźwięku” i „opóźnienia basów”.

Główną przyczyną drugiego problemu jest konieczność znacznego zwiększenia przemieszczenia (skoku) stożka EDG, co szczególnie podkreśla się, gdy nie jest on wystarczająco sztywny i prowadzi do pojawienia się dodatkowych podtekstów.

Metody redukcji zniekształceń w głośnikach

Poniżej pokrótce rozważamy możliwości zastosowania różnych metod przezwyciężenia lub ograniczenia tych problemów w najpopularniejszych typach głośników z AO w postaci inwertera fazy (FI) i zamkniętej skrzynki (CL), ale bez uwzględnienia wpływ akustyki KdP i umiejscowienia w nim głośnika.

AS z AO w postaci FI, jeśli zostanie prawidłowo zaimplementowany, może znacznie rozszerzyć pasmo przenoszenia w obszarze dolnej częstotliwości odcięcia w paśmie SV, a także zmniejszyć NI i, co szczególnie ważne, przy stosunkowo małych wolumenach AS w porównaniu z AS w postaci CL. Jednak wszystkim tym zaletom towarzyszą znaczne zniekształcenia RP, które często są głównymi kryteriami oceny jakości zanieczyszczeń, oczywiście biorąc pod uwagę dany cel funkcjonalny UA.

AS z AO w postaci WA ma znacznie lepszy RP, wymaga to jednak znacznego zwiększenia wolumenów AS przy zmniejszeniu dolnej częstotliwości odcięcia w paśmie SV.

Aby poprawić jakość zanieczyszczeń przez głośniki z tymi dwoma typami AO, najczęściej stosuje się łączną korekcję pasma przenoszenia i odpowiedzi fazowej [1], a także ich łączne wykorzystanie ze wzmacniaczami mocy (PA) posiadającymi ujemną impedancję wyjściową [2] XNUMX], co znacznie poprawia charakterystykę częstotliwościową dzięki lepszemu tłumieniu EDH.

Inna metoda, mniej popularna, ale bardzo skuteczna, opiera się na wykorzystaniu elektromechanicznego sprzężenia zwrotnego (EMOS). Ważne jest w tym przypadku, aby obwód OS zasłonił EDG – główne źródło wszelkiego rodzaju zniekształceń, które przy tej metodzie zmniejszają się proporcjonalnie do głębokości EMOS. Wśród licznych możliwości realizacji idei EMOS, najpowszechniej stosowaną jest możliwość wykorzystania akcelerometru w postaci czujnika piezoelektrycznego mocowanego na powierzchni dyfuzora EDG [3–5]. Sygnał elektryczny czujnika, który pojawia się podczas oscylacji dyfuzora EDG i jest proporcjonalny do ciśnienia akustycznego, jest stale porównywany w obwodzie EMOS z oryginalnym sygnałem ze źródła. W takim przypadku, ze względu na sygnał różnicowy, przeprowadzana jest niezbędna korekcja, aby uzyskać zgodność ciśnienia akustycznego z sygnałem dźwiękowym ze źródła. Możliwe jest także zastosowanie innych metod wprowadzenia ujemnego sprzężenia zwrotnego (NFB), na przykład wykorzystując jako czujnik oddzielną dodatkową cewkę drgającą („czujnik”), z której sygnał służy do izolowania sygnału korekcyjnego w obwodzie CNF. Ten typ OOS nazywany jest sprzężeniem zwrotnym elektrodynamicznym (EDOS), jednak jego zastosowanie ogranicza się tylko do głośników, w których EDG posiadają dodatkową cewkę.

Najtrudniejsza do wdrożenia, ale i najskuteczniejsza, jest metoda, w której mikrofon instaluje się w bezpośrednim sąsiedztwie powierzchni dyfuzora EDG jako czujnik ciśnienia. W tym przypadku ma miejsce sprzężenie elektroakustyczne (EAOS), które najpełniej uwzględnia wszelkiego rodzaju zniekształcenia wykrywane przez mikrofon, bez względu na przyczynę. EAOS pozwala na najdokładniejszą korekcję, ponieważ sygnał elektryczny z mikrofonu nie wymaga dodatkowej konwersji. Niska powszechność stosowania EAOS wynika z trudności w realizacji projektu, ale robi wrażenie efektem uzyskanym na przykład w monitorach studyjnych X-10 firmy Meyer Sound (USA) [6].

Wadą wszystkich wymienionych powyżej metod w zakresie możliwości poprawy jakości zanieczyszczeń przy niskich częstotliwościach jest konieczność stosowania różnych uzupełnień konstrukcyjnych. Dlatego dużym zainteresowaniem cieszy się technologia „sprzężenia” LF EDG i PA, zaproponowana w 1978 roku przez szwedzką firmę Audio Pro. Technologia zwana ACE Bass (Amplifier Controlled Euphonic Bass) [7] nie wymaga żadnych dodatków strukturalnych i pozwala na zmniejszenie dolnej częstotliwości odcięcia substancji zanieczyszczającej bez zwiększania wymiarów obudowy głośnika za pomocą EDH, którego naturalna częstotliwość rezonansowa wynosi może być znacznie wyższa niż dolna częstotliwość odcięcia substancji zanieczyszczającej w głośniku.

Zasada działania układu polega na tym, że EDG jest wzbudzany z PA, którego impedancja wyjściowa ma złożony, złożony charakter: przy pewnych częstotliwościach jest ujemna lub dodatnia i złożona.

System ACE Bass można wdrożyć na kilka różnych sposobów, w szczególności ujemną impedancję wyjściową można zastosować albo z dodatnim sprzężeniem zwrotnym prądowym, albo z konwerterem ujemnej rezystancji. Realizacja układu jest możliwa dla PA o różnej początkowej impedancji wyjściowej.

Efekt znacznego spadku NI tłumaczy się przewagą liniowych parametrów elektrycznych EDG w stosunku do nieliniowych parametrów mechanicznych przetworzonych na obwód elektryczny. Powszechne stosowanie technologii ACE Bass utrudnia konieczność uwzględnienia dość dużej liczby parametrów EDD, których znaczna część zwykle nie jest uwzględniona w specyfikacjach.

Aby ocenić możliwość zastosowania EAOS w modernizacji elektrowni jądrowych z OA w formie EP lub w ich projektowaniu, należy zastosować trzy główne kryteria.

Pierwsze kryterium ma charakter ekonomiczny i ocenia wzrost kosztów całego sprzętu audio, istniejącego lub będącego w fazie projektowania, uczestniczącego w procesie zanieczyszczania. Jednocześnie koszty dodatkowe kalkulowane są w oparciu o koszt zakupu lub wytworzenia wszystkich niezbędnych elementów mechanicznych i elektronicznych, a także koszt ich montażu i regulacji.

Drugie kryterium ma charakter konstrukcyjny i technologiczny, oceniający realne możliwości zainstalowania czujnika-mikrofonu z elementami mocującymi w bliskiej odległości od powierzchni dyfuzora EDH.

Trzecie, techniczne kryterium ocenia realne możliwości poprawy jakości zanieczyszczeń. Podczas modernizacji, a jest to jedynie dodanie EAOS, należy wziąć pod uwagę, że rozszerzeniu pasma przenoszenia do zakresu niskich częstotliwości towarzyszyć będzie proporcjonalne zmniejszenie maksymalnego ciśnienia akustycznego o wartość zwykle nie większą niż 6 dB, co odpowiada niezbędnej korekcie odpowiedzi częstotliwościowej.

Cechy obliczania AS z EAOS

Projektując AP z AO w postaci otworu dźwiękowego przy użyciu EAOS, główną podaną wartością jest zwykle maksymalne ciśnienie akustyczne (p_max) przy danej niższej częstotliwości (f_н) w paśmie SV z liniową charakterystyką częstotliwościową.

Podczas projektowania uwzględniany jest rodzaj głośnika, optymalna częstotliwość rezonansowa głowicy niskotonowej (np._c), zainstalowanego w głośniku, wymagane napięcie wyjściowe z PA przy częstotliwości y, a także schemat konstrukcyjny i schemat połączeń całego układu zanieczyszczeń z wyborem wszystkich typów elementów.

Jako przykład rozważ opcję projektową: p_max = 2 Pa (100 dB), f_н = 30 Hz bez uwzględnienia wpływu KdP i umiejscowienia w nim AS.

Wstępne obliczenia przeprowadza się bez uwzględnienia działań EEA. Jak wiadomo [8], ciśnienie akustyczne określa się ze wzoru

p = (х' S f ρ) / r, (1)

gdzie x' = 2π f x - prędkość dyfuzora; x jest amplitudą przemieszczenia dyfuzora EDH w jednym kierunku; S - powierzchnia dyfuzora; f jest częstotliwością pomiaru; ρ = 1,225 kg/m³ - gęstość powietrza; r jest odległością do odbiornika pomiarowego.

Podstawiając wartość x', przekształcamy wzór (1)

p = (2π f²·x·S·ρ) / r, (2)

ale S x \u2d V to objętość przemieszczonego powietrza. Następnie formuła (XNUMX) zostaje przekształcona do postaci

p = (2π f²V ρ) / r, (3)

dla r = 1 m mamy

V = p / (2π f²ρ), (4)

и

x = V / S = p / (2π f²·ρ·S). (5)

Rozważmy na przykład możliwość zastosowania EDH LAB12 firmy Eminence (USA) o powierzchni dyfuzora S = 506,7 cm² = 5,067 10^-2 м², natomiast dla p = p_max = 2 Pa i f = 30 Hz:

x = 2 / (2 3,14 30²1 5,067 10^-2) = 0,57 10^-2 m = 5,7 mm,

co jest znacznie mniejsze niż wartość paszportowa przemieszczenia liniowego x = ±13 mm wybranego EDG. Do dalszych obliczeń wykorzystujemy dane paszportowe: f_wyciąć \u22d XNUMX Hz - częstotliwość rezonansowa w powietrzu bez AO, s_о = 89,2 dB - czułość odpowiadająca napięciu U_o = 2,83 V (11,2 dB) przy wyjściu PA przy f = 100 Hz, Q_ts = 0,39 - współczynnik jakości.

Wartość optymalnej częstotliwości rezonansowej EDG, zainstalowanego w obudowie AU z AO w postaci CL i zapewniającej małą nierówność odpowiedzi częstotliwościowej, zaleca się obliczyć zgodnie z zaleceniami z [9] korzystając ze wzoru

f_с = (f_wyciąć·Q_tc) / Q_ts , (6)

gdzie q_tc = 0,707 – całkowity współczynnik jakości EDG w przypadku UA. Zatem

f_с = (22 0,707) / 0,39 = 40 Hz.

Obliczanie wymaganej wartości napięcia wyjściowego z PA (U_O) przy częstotliwości f_н = 30 Hz przy p_max = 100 dB jest zwykle wytwarzane przy użyciu pasma przenoszenia EDG zainstalowanego w obudowie głośnika z danym AO. Taka charakterystyka częstotliwościowa może być modelowana z wystarczającą dokładnością do celów praktycznych przy wdrażaniu filtra górnoprzepustowego drugiego rzędu z f_c = 40 Hz i Q = 0,707 zgodnie ze schematem Sallena-Kaya [10], co pokazano na rys. 1.

Ryż. 1. Schemat Salena-Kaya 

Wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej takiego filtra górnoprzepustowego przedstawiono w postaci wykresów na rys. 2. 2. Pomiary te, jak i wszystkie kolejne, zostały wykonane na specjalnym sprzęcie nagłaśniającym „AXNUMX – Audio Measurement System” firmy Neutrik.

Ryż. 2. Wykres wyników pomiarów charakterystyki częstotliwościowej i fazowej dla HPF

Wartości U_O z UM, biorąc pod uwagę bezpośrednią proporcjonalność pomiędzy U_O i ciśnienie akustyczne wyrażone w decybelach można znaleźć ze wzoru

U_O =U₁ +ΔU₁ , 

gdzie jesteś₁ =U_o + (s_max - P_o) = 11,2 + (100 - 89,2) = 23 dB (11 V) - wartość U_O, odpowiadający str_max = 100 dB przy f = 100 Hz, ΔU₁ \u6d 2 dB - wielkość spadku odpowiedzi częstotliwościowej (ryc. XNUMX) przy częstotliwości f_н = 30 Hz.

Tak więc U_O = 6 + 23 = 29 dB (22 V). 

Autor używa PA ze wzmocnieniem K_у = 13,5 dB, wówczas czułość systemu wynosi U_vh =U₁ - DO_у = 23 - 13,5 = 9,5 dB (2,3 V).

Uproszczony schemat blokowy układu substancji zanieczyszczających wykorzystujący EAOS przedstawiono na rys. 3, gdzie PA jest wzmacniaczem mocy; AC - głośnik (Gr) z EDG i mikrofon (M) ze wzmacniaczem (MU); PUNC - wzmacniacz napięcia środkowoprzepustowego niskiej częstotliwości; Σ - sumator sygnałów z głównego i z EOG.

Ryż. 3. Uproszczony schemat blokowy systemu zanieczyszczeń z wykorzystaniem EAOS

Jak widać z diagramu na ryc. 3, EAOS powstaje w wyniku włączenia Gy do pętli OOS przez czujnik mikrofonu. Jak wynika z rys. 3, pod warunkiem, że wzmocnienie sygnału napięciowego od końca do końca dla PA zostanie utrzymane Ku = 13,5 dB = const, głębokość i zasięg EAOS są całkowicie określone przez charakterystykę PULF. W tym przypadku maksymalna głębokość EAOS jest ograniczona przez granicę stabilności przy ELF (częstotliwości infralow). Górna częstotliwość pasma EAOS dobierana jest pod warunkiem wprowadzenia minimalnego opóźnienia czasowego (fazowego) w obwodzie EAOS i wyznaczana z uwzględnieniem rzeczywistej odległości czujnika mikrofonu od powierzchni dyfuzora EDG. Oczywiście odległość ta nie może być mniejsza niż konieczna, odpowiadająca maksymalnemu przemieszczeniu x_maks = ±5,7 mm. Autor stosuje dystans 12 mm. Jednocześnie autor uważa za wystarczającą nierówność

λ ≥ 100 x, ale λ = v/f, wtedy f < v/λ,

gdzie λ jest długością fali dźwiękowej; v to prędkość rozchodzenia się dźwięku w powietrzu (340 m/s); f jest częstotliwością sygnału audio.

Zatem f ≤ 340/ /(100 12 10^-3) ≤ 283 Hz.

Elektroniczne elementy systemu z EAOS

Rzeczywisty, praktyczny schemat blokowy układu substancji zanieczyszczających wykorzystujący EAOS, pokazany na ryc. 4 różni się od uproszczonego schematu z ryc. 3 poprzez wprowadzenie dodatkowych jednostek funkcjonalnych: PU - przedwzmacniacz sygnału, zapewniający niezbędną koordynację z MU przy minimalnym pogorszeniu stosunku sygnału do szumu i niezbędnym wzmocnieniu napięcia; CL - korektor Linkwitza, który zapewnia niezbędną korektę odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej sygnałów w pętli EAOS przy dużej głębokości i stworzeniu wystarczającego marginesu stabilności dla FIN; LPF – filtr dolnoprzepustowy ograniczający sygnały o częstotliwościach przekraczających górną częstotliwość pasma roboczego EAOS; Filtr górnoprzepustowy - filtr górnoprzepustowy ograniczający przeciążenie systemu sygnałami górnoprzepustowymi.

Ryż. 4. Schemat strukturalny systemu zanieczyszczeń z wykorzystaniem EAOS

Kompletny schemat połączeń systemu PV wykorzystujący EAOS, odpowiadający schematowi blokowemu na rys. 4. 5 pokazano na ryc. 3.1, gdzie dla wygody rozważenia interakcji wszystkich elementów systemu PA jest on przedstawiony w postaci wzmacniacza odwracającego na wzmacniaczu operacyjnym DA3.2 oraz Gr, M i MU - w postaci filtr górnoprzepustowy na DA14, na wyjściu którego włączony jest regulator RXNUMX, co pozwala na zmianę głębokości EAOS.

Ryż. 5. Schemat ideowy układu zanieczyszczeń z wykorzystaniem EAOS (kliknij, aby powiększyć)

Rozważ ścieżkę głównego sygnału ze źródła, która zaczyna się od filtra górnoprzepustowego drugiego rzędu zaimplementowanego zgodnie ze schematem Sallen-Kaya na DA1.1 i C1, C2, R1, R2. Wybór częstotliwości odcięcia f_c = 21,4 Hz obliczono po analizie wyników pomiarów charakterystyki częstotliwościowej ciśnienia akustycznego za pomocą wprowadzonego EAOS. Z wyjścia HPF sygnał podawany jest na rezystor R3, który jest jednym z elementów sumatora, a następnie przez kondensator C3 na wejście PUNCH. Kondensator ten zapewnia izolację DC wzmacniacza nieodwracającego na DA2.1 od HPF i elementów obwodu EAOS. Wyboru wartości nominalnych elementów obwodu R5С3 dokonuje się na podstawie ich minimalnego wpływu na charakterystykę częstotliwościową i charakterystykę fazową przy f<10 Hz.

PUNCH jest zaimplementowany we wzmacniaczach operacyjnych DA2.1 i DA2.2, a wzmacniacz w DA2.1 zapewnia niezbędną głębokość EAOS i HPF drugiego rzędu z f_c = 290 Hz, zawarte w obwodzie OOS dla DA2.1, wyznacza górną częstotliwość pasma EEA. Zmierzoną charakterystykę częstotliwościową i charakterystykę fazową PLF pokazano na ryc. 6.

Ryż. 6. Zmierzona odpowiedź częstotliwościowa i odpowiedź fazowa dla PUNCH

Dobór stosunku rezystancji rezystorów R7/R6 i częstotliwości odcięcia f_c = 290 Hz dla HPF na DA2.2 jest dokonywane z uwzględnieniem zapewnienia maksymalnego wzmocnienia przy częstotliwości f = 40 Hz. Ograniczenia w stromości filtra górnoprzepustowego są spowodowane problemami ze stabilnością. Z wyjścia PUNCH (punkt A) sygnał jest podawany na wejście PA do wzmacniacza operacyjnego DA3.1, a następnie do odpowiednika Gr na DA3.2 (patrz rys. 1) z wyjściem (punkt B) do wzmacniacza operacyjnego Kontroler głębokości EAOS (R14).

Ścieżka sygnału EAOS rozpoczyna się od symetrycznego wejścia panelu sterowania (punkty C i D), zaimplementowanego na wzmacniaczu operacyjnym DA5.1 ze wzmocnieniem napięcia K_у = 1. Kolejne (główne) wzmocnienie następuje na wzmacniaczu nieodwracającym zamontowanym na wzmacniaczu operacyjnym DA5.2 z K_у=1+R22/R20. Kondensator C16 eliminuje przenikanie sygnałów o stałej składowej z poprzednich stopni na wejście DA5.2, a jego pojemność dobierana jest z uwzględnieniem małego wpływu na charakterystykę częstotliwościową i charakterystykę fazową w obszarze dolnej częstotliwości EAOS. Elementy C17 i R21 służą do korekcji odpowiedzi częstotliwościowej i charakterystyki fazowej przy górnej częstotliwości pasma EAOS na jego dużej głębokości.

Korektor Linkwitza (CL) podążający za PU zapewnia niezbędną korektę odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej, co przedstawiono na wykresach na ryc. 7. Obliczenia elementów CL dokonano na podstawie analizy odpowiedzi częstotliwościowej (ryc. 8, a) i odpowiedzi fazowej (ryc. 8, b) systemu przed wprowadzeniem EAOS, a także biorąc pod uwagę zapewnienie małej niejednorodności odpowiedzi częstotliwościowej, przy maksymalnej awarii odpowiedzi częstotliwościowej przy częstotliwości f_н = 30 Hz o nie więcej niż 0,9 dB. Ostatnim ogniwem w łańcuchu sygnałowym EAOS jest filtr górnoprzepustowy drugiego rzędu zaimplementowany zgodnie ze schematem Sallen-Kay na DA1.2 i C22, C23, R29, R30 z możliwością wyboru częstotliwości odcięcia f_c2 = 1,05 f_c1= 1,05 · 290 = 305 Hz, gdzie f_c1 - częstotliwość odcięcia filtra górnoprzepustowego w PUNC na DA2.2, równa 290 Hz.

Ryż. 7. Korekta odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej

Ryż. Rys. 8. Obliczanie elementów CL na podstawie analizy odpowiedzi częstotliwościowej (a) i odpowiedzi fazowej (8, b)

Wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej toru sygnału EAOS od wejścia (punkt C) do wyjścia (punkt E) przedstawiono na wykresach przedstawionych na rys. 9. Sygnał wyjściowy EAOS (w punkcie E) jest mieszany przez rezystor R4 z sygnałem głównym na wejściu PUNCH. Dobrany stosunek rezystancji rezystorów R4/R3 ≈ 2 jednocześnie zapewnia zarówno wystarczającą odporność na zakłócenia, jak i wystarczający margines dla wymaganego maksymalnego napięcia z wyjścia DA1.2, biorąc pod uwagę czułość układu (U_vh = 2,3 V) i dużą głębokość EAOS.

Ryż. Rys. 9. Wyniki pomiarów odpowiedzi częstotliwościowej i odpowiedzi fazowej toru sygnału EAOS od wejścia (punkt C) do wyjścia (punkt E)

Wymagania dotyczące czujnika EAOS (mikrofon)

1. Maksymalny dopuszczalny, mierzony poziom ciśnienia akustycznego, ograniczony wartością THD nie większą niż 0,2% w paśmie częstotliwości 1…300 Hz, nie mniej niż 40 dB większy niż określony poziom ciśnienia akustycznego w odległości 1 M.

2. Nierówne pasmo przenoszenia w paśmie częstotliwości 1 ... 300 Hz - nie więcej niż ± 0,2 dB.

3. Wzór kierunkowy - kołowy.

4. Stabilność parametrów przez długi czas pracy przy zmianach temperatury, wilgotności i ciśnienia otoczenia w rzeczywistych warunkach pracy.

Jako czujnik można zastosować gotowy mikrofon pomiarowy spełniający powyższe wymagania lub mikrofon własnej roboty. W tym drugim przypadku wystarczy dokupić kapsułę od klasycznego mikrofonu pojemnościowego (np. MK-265 lub AKG CK62-ULS) lub mikrofonu elektretowego. Kapsułę należy uzupełnić o wzmacniacz mikrofonowy (MU), który zazwyczaj w celu ograniczenia przenikania różnych zakłóceń umieszcza się w tej samej obudowie co kapsuła.

Biorąc pod uwagę bliskie położenie mikrofonu w stosunku do powierzchni dyfuzora EDG, a co za tym idzie otrzymanie odpowiednio dużego sygnału z wyjścia MU, możliwe jest znaczne uproszczenie obwodu MU poprzez zastosowanie wtórnika napięciowego. Dwa możliwe schematy takich MU pokazano na ryc. 10, gdzie stosowane są oddzielne tranzystory lub układy scalone. Cechą tych MU jest wysoka impedancja wejściowa pozwalająca na osiągnięcie niskiej częstotliwości odcięcia pasma SV przy współpracy ze źródłem sygnału w postaci mikrofonu, którym w naszym przypadku jest czujnik pojemnościowy o małej pojemności. Pojemność ta wraz z rezystorem R1 określa dolną częstotliwość pasma pomiarowego f ≈ 0,5 ... 1 Hz przy spadku odpowiedzi częstotliwościowej nie więcej niż 0,2 dB.

W MU na rys. 10a, stosuje się głęboki wspólny OOS dla prądu stałego i przemiennego, łącząc kolektor tranzystora VT2 ze źródłem VT1, co zapewnia stabilizację trybów. Dodatkowo MU posiada również POS dla napięcia z wyjścia 1 poprzez rezystor R1, co zwiększa rezystancję wejściową MU do R_vh = R1/(1 - K_у), gdzie K_у - współczynnik przenoszenia napięcia z wejścia (bramka VT1) do wyjścia 1. Spadek napięcia na R3 ustala napięcie polaryzacji (U_Zee) dla VT1, zapewniając zerowy potencjał na wyjściu 1.

Ryż. 10. Warianty schematów MU 

Rezystancję rezystora R4 dobiera się na podstawie maksymalnego tłumienia zakłóceń zewnętrznych (w trybie wspólnym) działających na linię przesyłową sygnału do symetrycznego wejścia urządzenia w celu dalszego wzmocnienia sygnału (wejście PU na schemacie na rys. 5). Minimalne zakłócenia będą odpowiadać równej rezystancji AC dla wyjść 1 i 2 (w stosunku do przewodu wspólnego). Takie połączenie wyjścia MU z kolejnym urządzeniem nazywa się quasi-symetrycznym. Stabilizator na DA1 służy do zmniejszenia wymagań dotyczących amplitudy tętnienia z zasilacza -U. W schemacie MU na ryc. 10, a tranzystor VT1 można zastąpić innym o podobnych parametrach (napięcie odcięcia i prąd drenu na U_Zee =

Tranzystor VT2 można również zastąpić dowolną inną odpowiednią konstrukcją o niskim poziomie hałasu przy h_21e ≥ 200. W schemacie MU wg ryc. 10, b, rezystancja wyjściowa na wyjściu 1 jest wystarczająco bliska zeru, dlatego przy quasi-symetrycznym połączeniu z dalszym urządzeniem wzmacniającym można zastosować wspólny („zero”) przewód. W tej wersji możliwe jest również zastosowanie innych typów mikroukładów spełniających wymagania dotyczące szumów i rezystancji wejściowej R_vh ≥ 10¹⁰ Om.

Jak widać z diagramów MU na ryc. 10, jeden z przewodów kapsuły jest podłączony do obwodu ujemnego źródła zasilania. W tym przypadku najlepszy efekt ograniczenia przenikania zakłóceń uzyskuje się, gdy korpus kapsuły jest podłączony do źródła zasilania, którego polaryzację można zmienić na dodatnią, odpowiednio zmieniając rodzaj stabilizatora i jego podłączenie.

literatura

1. Filtry aktywne. - URL: linkwitzlab.com/filters.htm#9.
2. Saltykov O., Syritso A. Kompleks odtwarzający dźwięk. - Radio, 1979, nr 7, s. 28-31. 8-34; nr 38, s. XNUMX. XNUMX-XNUMX.
3. Mitrofanov Yu., Pickersgil A. Elektromechaniczne sprzężenie zwrotne w systemach akustycznych. - Radio, 1970, nr 5, s. 25-26. XNUMX, XNUMX.
4. Hansa Klarskowa Mortensona. System sprzężenia zwrotnego przyspieszenia. - Konstruktor Głośników, 1990, nr 1, s. 10-20. XNUMX-XNUMX.
5. Mukhamedzyanov N. W dół po schodach prowadzących na górę… lub EMOS w części niskotonowej głośnika. - URL: reanimator-h. narod.ru/emos.html.
6. MeyerSoundX-10. - URL: studio-equipment.ru/icemagproducts/meyer-sound-x-10/.
7. Stahl K. Synteza parametrów mechanicznych głośników za pomocą środków elektrycznych. Nowa metoda kontrolowania zachowania głośników o niskiej częstotliwości. - JAES, 1981, t. 29, nr 9, s. 587. 596-XNUMX.
8. Kutsenko A., Raskita M. Przewodnik metodyczny do kursu „Elektroakustyka i nadawanie dźwięku”, część 1. Głośniki. - Wyd. Instytut Technologiczny Południowego Uniwersytetu Federalnego, 2006.
9. Aldoshina I., Voishvillo A. Wysokiej jakości systemy akustyczne i emitery. - M.: Radio i komunikacja, 1985.
10. Schematy filtrów aktywnych. - URL: digteh.ru/Sxemoteh/filtr/RC/.

Autor: A. Syritso

Zobacz inne artykuły Sekcja Głośniki.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Nowy sposób kontrolowania i manipulowania sygnałami optycznymi 05.05.2024

Współczesny świat nauki i technologii rozwija się dynamicznie i każdego dnia pojawiają się nowe metody i technologie, które otwierają przed nami nowe perspektywy w różnych dziedzinach. Jedną z takich innowacji jest opracowanie przez niemieckich naukowców nowego sposobu sterowania sygnałami optycznymi, co może doprowadzić do znacznego postępu w dziedzinie fotoniki. Niedawne badania pozwoliły niemieckim naukowcom stworzyć przestrajalną płytkę falową wewnątrz falowodu ze stopionej krzemionki. Metoda ta, bazująca na zastosowaniu warstwy ciekłokrystalicznej, pozwala na efektywną zmianę polaryzacji światła przechodzącego przez falowód. Ten przełom technologiczny otwiera nowe perspektywy rozwoju kompaktowych i wydajnych urządzeń fotonicznych zdolnych do przetwarzania dużych ilości danych. Elektrooptyczna kontrola polaryzacji zapewniona dzięki nowej metodzie może stanowić podstawę dla nowej klasy zintegrowanych urządzeń fotonicznych. Otwiera to ogromne możliwości dla ... >>

Klawiatura Primium Seneca 05.05.2024

Klawiatury są integralną częścią naszej codziennej pracy przy komputerze. Jednak jednym z głównych problemów, z jakimi borykają się użytkownicy, jest hałas, szczególnie w przypadku modeli premium. Ale dzięki nowej klawiaturze Seneca firmy Norbauer & Co może się to zmienić. Seneca to nie tylko klawiatura, to wynik pięciu lat prac rozwojowych nad stworzeniem idealnego urządzenia. Każdy aspekt tej klawiatury, od właściwości akustycznych po właściwości mechaniczne, został starannie przemyślany i wyważony. Jedną z kluczowych cech Seneki są ciche stabilizatory, które rozwiązują problem hałasu typowy dla wielu klawiatur. Ponadto klawiatura obsługuje różne szerokości klawiszy, dzięki czemu jest wygodna dla każdego użytkownika. Chociaż Seneca nie jest jeszcze dostępna w sprzedaży, jej premiera zaplanowana jest na późne lato. Seneca firmy Norbauer & Co reprezentuje nowe standardy w projektowaniu klawiatur. Jej ... >>

Otwarto najwyższe obserwatorium astronomiczne na świecie 04.05.2024

Odkrywanie kosmosu i jego tajemnic to zadanie, które przyciąga uwagę astronomów z całego świata. Na świeżym powietrzu wysokich gór, z dala od miejskiego zanieczyszczenia światłem, gwiazdy i planety z większą wyrazistością odkrywają swoje tajemnice. Nowa karta w historii astronomii otwiera się wraz z otwarciem najwyższego na świecie obserwatorium astronomicznego - Obserwatorium Atacama na Uniwersytecie Tokijskim. Obserwatorium Atacama, położone na wysokości 5640 metrów nad poziomem morza, otwiera przed astronomami nowe możliwości w badaniu kosmosu. Miejsce to stało się najwyżej położonym miejscem dla teleskopu naziemnego, zapewniając badaczom unikalne narzędzie do badania fal podczerwonych we Wszechświecie. Chociaż lokalizacja na dużej wysokości zapewnia czystsze niebo i mniej zakłóceń ze strony atmosfery, budowa obserwatorium na wysokiej górze stwarza ogromne trudności i wyzwania. Jednak pomimo trudności nowe obserwatorium otwiera przed astronomami szerokie perspektywy badawcze. ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Analogowe symulatory kwantowe 13.02.2023 Klasyczne komputery nie nadają się do rozwiązywania nowych fundamentalnych problemów w dziedzinie fizyki i nie tylko. W przyszłości mogą w tym pomóc naukowcom uniwersalne i odporne na błędy komputery kwantowe, ale takie nieprędko się pojawią. Jeśli jednak problemu nie da się obliczyć, to dlaczego nie przeprowadzić eksperymentów? Analogowy symulator kwantowy może stać się konstruktorem kwantowego świata, który pomoże odsłonić najbardziej tajemniczą fizykę poza teorią. Naukowcy z Uniwersytetu Stanforda w Stanach Zjednoczonych i University College Dublin (UCD) w Irlandii opublikowali artykuł w czasopiśmie Nature Physics, w którym mówili o stworzeniu nowego typu wysoce wyspecjalizowanego komputera analogowego (dokładniej symulatora). Naukowcy zaprezentowali jeden element takiego "komputera" - dwa specjalnie połączone nanowymiarowe elementy metalowo-półprzewodnikowe wbudowane w obwód elektroniczny. Zaproponowane rozwiązanie imituje oddziaływanie dwóch cząstek elementarnych, w tym przypadku atomów i elektronów. Symulacja jest tak głęboka, że ​​model zachowuje wszystkie właściwości kwantowe atomów, od interakcji międzyatomowych po właściwości fizyczne cząstek. Skalując platformę - budując materię atom po atomie, jak konstruktor z klocków Lego - można uzyskać modelowanie materii o zadanych właściwościach i przyjrzeć się jej reakcji w interakcji z inną materią oraz zmianie jej właściwości. Nie da się tego dziś obliczyć na modelu wielkoskalowym, a taka symulacja jest na barku. Na przykład fizycy teoretyczni nie widzą jeszcze wzorców ukierunkowanego poszukiwania materiałów do nadprzewodnictwa wysokotemperaturowego. Współczesne komputery nie mogą im pomóc w obliczeniach, zwłaszcza że muszą szukać na ślepo. Modelowanie zachowania materii na analogowych symulatorach kwantowych może otworzyć drogę do tego świętego Graala dla energii i nie tylko. To odłoży teorię na bok i przetestuje wiele pomysłów w praktyce. Właściwie analogowe symulatory kwantowe nowego typu mogą pomóc w przejściu w kierunku uniwersalnych komputerów kwantowych. Na przykład, istnieje pomysł wykorzystania takich kwazicząstek jak parafermiony (grupy elektronów o specjalnym oddziaływaniu) jako kubity. Ładunki elektronów w tym stanie (Z3) są równe 1/3 zwykłego ładunku. W warunkach laboratoryjnych naukowcom nie udało się jeszcze stworzyć takich cząstek, a zaproponowany model symulatora umożliwił ich symulację po odpowiednim dostosowaniu napięcia na elektrodach. W rzeczywistości naukowcy w laboratorium stworzyli materię, która wcześniej nie istniała w naturze. A przecież można to potem studiować! „Mamy nadzieję, że skalując symulator kwantowy z dwóch do wielu komponentów w nanoskali, będziemy w stanie symulować znacznie bardziej złożone systemy, z którymi współczesne komputery nie mogą sobie poradzić” – powiedział jeden z autorów pracy. „To może być pierwszy krok w kierunku ostatecznego odkrywając niektóre z najbardziej tajemniczych tajemnic naszego wszechświata kwantowego”.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ jaskinia podksiężycowa

▪ Nowa metoda diagnozowania zaburzeń lękowych

▪ Sony wstrzymuje produkcję telewizorów CRT w Japonii

▪ Rower aerodynamiczny

▪ Automatyzacja przeciwko piratom

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ sekcja serwisu Radio - dla początkujących. Wybór artykułu

▪ artykuł Co dobrego może wyniknąć z Nazaretu? Popularne wyrażenie

▪ artykuł Czy struś naprawdę chowa głowę w piasek w razie niebezpieczeństwa? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Ankieter. Opis pracy

▪ artykuł Stroboskopowa instalacja świetlno-dynamiczna. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Magiczne jabłko. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024