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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Corretor de resposta de frequência Linkwitz em UMZCH de baixa potência. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Amplificadores de potência a transistor O design acústico dos alto-falantes pode ser pensado como um filtro de alta frequência, para que não haja apenas uma queda na característica amplitude-frequência (AFC) na região de baixa frequência (de 12 a 24 dB por oitava), mas também uma mudança correspondente na característica de frequência de fase (PFC). Dependendo do fator de qualidade do cabeçote de baixa frequência no projeto acústico, pode haver um pico na resposta de frequência (até 6 ... 8 dB na frequência de ressonância do cabeçote no projeto acústico fc), o que leva para um som de "murmúrio". O uso de um corretor especial com característica de "espelho" em relação à resposta de frequência do alto-falante permite não apenas expandir a faixa de frequência na região dos graves e remover o "murmúrio", mas também corrigir a resposta de fase, o que afeta favoravelmente o fidelidade de reprodução de som. O fator de qualidade equivalente do sistema acústico (AS) fica próximo do ótimo, igual a 0,71. O corretor de resposta de frequência Linkwitz (Fig. 1) é um amplificador inversor coberto por um OOS dependente de frequência usando duas pontes T duplas incompletas - na entrada e no circuito OS. A ponte T de entrada é sintonizada na frequência fc, no circuito OS - na frequência (0,25 ... 0,5) fc.
Os elementos das pontes T são escolhidos de modo que as constantes de tempo dos circuitos RC de correção τ1 = R1*C2 = R5*C3;
eram iguais. O ganho na região LF é determinado pela razão Kbaixo = R4/R2. Dependendo do fator de qualidade do woofer em design acústico, o valor de Kbaixo varia dentro de 4,5 ... 15. Obviamente, ao usar um corretor, o UMZCH deve ter uma margem de sobrecarga adequada. O fator de qualidade das pontes T depende dos resistores R1 e R5. Os parâmetros dos elementos corretores para alguns valores do fator de qualidade do cabeçote em um sistema acústico com inversor de fase (FI) são dados na Tabela 1.
As classificações dos elementos RC devem ser selecionadas com uma precisão de ±1%. A última coluna fornece a frequência mais baixa do alto-falante equalizado (em relação à frequência de ressonância da cabeça fs). Para outros valores de frequência fc, as capacitâncias dos capacitores C1 ... C4 são recalculadas. Por exemplo, a capacitância C1 é: C1' = C1*80/fc Os demais contêineres são calculados da mesma forma. Você pode, pelo contrário, deixar as capacitâncias iguais e recalcular os valores dos resistores R1 ... R6. Com um fator de qualidade da cabeça de 1,6 e superior, a característica do corretor tem um aumento significativo nas frequências de 20 ... 30 Hz. Para evitar sobrecarregar o UMZCH em frequências infra-baixas, é aconselhável colocar um filtro RC adicional de primeira ordem em sua entrada com uma frequência de corte de 30 Hz. Para entender o funcionamento do corretor, considere as propriedades de uma ponte em T dupla (Fig. 2a).
É um filtro notch com uma frequência de sintonia de f0: f0=1 / 2πRC . A profundidade de rejeição (supressão de frequência f0) de tal filtro atinge 50 dB ao operar em uma carga de alta resistência. Uma ponte T dupla incompleta (Fig. 2b) tem a mesma frequência de sintonia, mas o fator de qualidade do filtro é muito menor e a profundidade do entalhe é de apenas 10 dB.
A vantagem de uma ponte incompleta é que ela permite ajustar a frequência de sintonia do filtro alterando apenas uma capacitância Cx. A frequência de sintonia de uma ponte T dupla incompleta é determinada pela fórmula: f = f0 * n1/2, n = 2 * Cx/C. A profundidade de rejeição de uma ponte T dupla incompleta para alguns valores de n é dada na Tabela 2.
O corretor de resposta de frequência Linkwitz destina-se principalmente a sistemas acústicos fechados, mas também pode ser usado em conjunto com um inversor de fase. Para determinar o fator de qualidade AC Qtf E a frequência de ressonância fc exigirá qualquer microfone de eletreto (por exemplo, IEC-3) e um pré-amplificador com uma resposta de frequência suave na faixa de 10 a 10000 Hz. A frequência de ressonância fc pode ser determinada com uma precisão de 10...15% como segue. O gabinete do alto-falante é selado fechando firmemente o orifício do inversor de fase. O microfone é colocado próximo (a uma distância de 2 ... 2 mm) do difusor da cabeça de baixa frequência com um deslocamento de 3/0,1 do raio do difusor em relação ao seu eixo central. Um sinal com uma potência de 0,5 ... 20 W é fornecido aos alto-falantes. O sinal da saída do amplificador é controlado por um voltímetro e um osciloscópio. Ao alterar a frequência do gerador, a resposta de frequência do alto-falante é construída de 500 a XNUMX Hz. Eles estão convencidos da presença de uma protuberância na resposta de frequência na região fc e um decaimento característico com uma inclinação de 12 dB / oct. abaixo desta frequência. Remova a cabeça de baixa frequência e determine sua frequência de ressonância principal no espaço livre fs e o fator de qualidade total Qts, por exemplo, de acordo com os métodos descritos em [2]. Depois disso, o fator de qualidade do alto-falante é determinado pela fórmula: Qtf = Qts * fc/fs. Tipo de resposta de frequência e resposta de fase do corretor para Qtf = 1,0 são mostrados na Fig. 3, resposta de frequência para Qtf = 1,4; 1,8; 2,5 - respectivamente na Fig. 4 ... 6.
Um desenho de uma placa de circuito impresso com dimensões de 45x49 mm para um corretor de dois canais é mostrado na Fig. 7, um desenho de montagem - na Fig. 8. A placa fornece locais para a instalação de capacitores de desacoplamento de energia não polares (eles não são mostrados no diagrama). Chips do tipo K544UD1 ou KR140UD608 podem ser usados como amplificadores operacionais.
Considerando que o corretor pode ter um ganho nas frequências de 30...40 Hz de 10 a 15 dB (3...5 vezes), o que, quando utilizado em um amplificador de baixa potência, levará a sua sobrecarga e severo sinal limitação, é necessário tomar medidas para reduzir a distorção da visibilidade. Para este propósito, os limitadores de sinal (limiters) têm sido cada vez mais utilizados recentemente [3,4, XNUMX]. Uma versão possível do limitador adaptativo é mostrada na Fig. 9. Com a ajuda dos resistores R4 e R5, é alcançado um corte simétrico suave do sinal, que não atinge um limite rígido com uma sobrecarga de entrada de 2 ... 3 vezes. Devido à conexão do divisor de entrada à fonte de alimentação UMZCH, a limitação suave será mantida mesmo quando a tensão de alimentação mudar.
A suavidade da resposta do limitador depende do número de diodos e, até certo ponto, dos resistores de entrada (quanto maior o valor do resistor e menos diodos, mais apertada a característica de corte). É desejável selecionar diodos com características semelhantes. Um desenho da placa de circuito impresso do limitador com dimensões de 52x34 mm é mostrado na Fig. 10, um desenho de montagem - na Fig. 11. Como VT1 e VT2, você pode usar transistores como KT502E, KT503E, VT3 e VT4 - quaisquer complementares de baixa potência, por exemplo, KT3102, KT3107. Diodos - qualquer baixa potência, silício e germânio.
Comparado com a limitação "hard", ao usar um limitador, o espectro do sinal é enriquecido com harmônicos de ordem inferior. No entanto, mesmo neste caso, nos picos do sinal, há uma diminuição significativa nas componentes de médios e agudos e a adição de harmônicos ímpares. Para reduzir esse efeito, foi desenvolvido um corretor combinado com um limitador (Fig. 12).
Para aumentar a suavidade da limitação, em vez de aumentar o número de diodos, são introduzidos resistores R22 e R23 e para reduzir a limitação dos componentes de médio e alta frequência, circuitos RC seriais são incluídos nos divisores R13-R15 (R14- R16). Oscilogramas de sinais com frequência de 30 Hz (700 mV) e 1 kHz (175 mV) com limitador convencional (sem divisores) e com o proposto são mostrados nas Fig. 13 e 14, respectivamente.
No oscilograma da Fig. 14, em comparação com a Fig. 13, há visivelmente menos supressão do sinal com uma frequência de 1 kHz, mas já aparecem distorções de fase. Portanto, um compromisso deve ser encontrado entre o grau de preservação dos componentes MF e HF do sinal e distorções de fase adicionais. A placa de circuito impresso do dispositivo com dimensões de 55x75 mm é mostrada na Fig.15, e o desenho de montagem está na Fig.16.
Literatura
Autor: A. Petrov, Mogilev; Publicação: radioradar.net
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