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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA AF com filtro telegráfico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Radioamador iniciante [um erro ocorreu no processamento desta diretiva] Amplificador de áudio, cujo diagrama é mostrado na Fig. 1, destina-se a dispositivos de comunicação simples - super-heteródinos e receptores de conversão direta. O ganho desta sonda ultrassônica é de cerca de 1000 (60 dB). Largura de banda de 250 a 2700 Hz (nível - 6 dB). Para recepção de sinais telegráficos, pode ser reduzido para 300 Hz com uma frequência média de aproximadamente 900 Hz.
O amplificador ultrassônico é feito em um amplificador operacional DA1, cujo modo de operação DC é definido por um divisor nos resistores R1, R2. O sinal de frequência de áudio é fornecido à entrada não inversora do amplificador operacional e um sinal de feedback é fornecido à sua entrada inversora a partir da saída do amplificador operacional. Ele passa por circuitos RC, que determinam o ganho do dispositivo e suas características de amplitude-frequência (AFC). Quando os contatos da chave SA1 estão abertos, a resposta em frequência do amplificador é formada pelos resistores R3, R4 e pelos capacitores C2, C6. Em frequências médias (1...2 kHz), o ganho K é determinado apenas pelos resistores R3 e R4. Como o sinal é fornecido a uma entrada não inversora, então K=1+R3/R4. Com aqueles mostrados na Fig. Nos valores nominais desses resistores, o ganho será de cerca de 1. Observe que 1000 é o ganho ultrassônico máximo permitido ao usar o amplificador operacional K1000UD140 e alguns outros amplificadores operacionais com correção interna. Isso está ilustrado na figura. 8, que mostra a resposta de frequência do próprio amplificador operacional. Percebe-se que em grandes valores de ganho, mesmo sem levar em conta a influência de elementos externos, a largura de banda já será menor que os 2 kHz necessários. A resposta de frequência do amplificador em baixas frequências é formada principalmente pela cadeia R4C2. Na frequência F=1/2pR4C2 o ganho diminuirá 3 dB em relação às frequências médias. É fácil verificar que com as classificações indicadas no diagrama isso acontecerá a uma frequência de aproximadamente 280 Hz. Em altas frequências, a resposta de frequência do amplificador determinará principalmente a resposta de frequência do amplificador operacional DA1 (Fig. 2).
Você pode atenuar ainda mais as altas frequências conectando um capacitor (C3) em paralelo com R6, cuja capacitância é selecionada experimentalmente. Se o próprio amplificador operacional não “sobrecarregar” efetivamente as frequências acima de 3 kHz, então a capacitância deste capacitor, com o valor do resistor R3 indicado no diagrama, deve ser de cerca de 1000 pF (é calculado usando a mesma fórmula que em o caso anterior). Levando em consideração a resposta de frequência real de uma instância específica do amplificador operacional, na prática a capacitância deste capacitor será menor. Em particular, pode faltar completamente uma “ponte T dupla”, que é formada por duas cadeias em forma de T (R6R7C8 e R8C7C9) conectadas em paralelo. A dependência do coeficiente de transmissão de sinal de uma ponte T dupla em relação à frequência é mostrada na Fig. 3.
Em uma certa frequência (geralmente chamada de frequência de quase ressonância), o coeficiente de transmissão de tal circuito diminui significativamente - cem vezes ou mais - diminui. Se uma ponte T dupla for conectada ao circuito de feedback do nosso amplificador em paralelo com o resistor R3, então na frequência de quase ressonância a ponte praticamente não terá efeito no coeficiente de transmissão da frequência ultrassônica como um todo. Nas frequências acima e abaixo desta frequência, o feedback negativo aumentará (a ponte T dupla parece ignorar o resistor R3), reduzindo o coeficiente de transmissão do amplificador. Como resultado, uma resposta de frequência “ressonante” é formada (curva 1 na Fig. 4). A mesma figura também mostra a resposta de frequência do amplificador com a ponte T dupla desabilitada (curva 2). O nível de 0 dB nesta figura é considerado o ganho ultrassônico a uma frequência de 1 kHz.
A frequência de quase ressonância de uma ponte T dupla é determinada pelas classificações de seus elementos. Se as condições C = C7 = C8 = C9 e R = R6 = R7 = 4R8 forem atendidas, pode ser calculado usando a fórmula F = 0,45/RC. Dentro de pequenos limites, a frequência de quase ressonância pode ser alterada selecionando apenas um resistor R8. O resistor R5 está desacoplado. Ele reduz a carga da ponte com um resistor R4 de resistência relativamente baixa. Se não estiver instalado, o estreitamento da largura de banda da frequência ultrassônica ao conectar uma ponte T dupla será significativamente menor, ou seja, o filtro será ineficaz. Ao selecionar este resistor e monitorar a resposta de frequência do amplificador, você pode definir a largura de banda de frequência ultrassônica ao receber sinais telegráficos de acordo com os gostos individuais do operador. O uso de um amplificador operacional em frequência ultrassônica oferece uma vantagem - o design, montado a partir de peças reparáveis, não requer ajustes. Se o amplificador não funcionou na primeira vez que foi ligado, será necessário verificar o modo DC do amplificador operacional. A tensão em sua saída (pino 7) deve ser próxima da metade da tensão da fonte de alimentação (é definida pelo divisor nos resistores R1 e R2). Se não for esse o caso, ou você cometeu erros durante a instalação ou seleção de elementos para a estrutura, ou o amplificador operacional está simplesmente com defeito. Se você repetir o design, poderá usar amplificadores operacionais mais modernos e não tão modernos. Se for usado um amplificador operacional sem transistores de efeito de campo na entrada (por exemplo, K140UD7), então a resistência dos resistores R1 e R2 deve ser reduzida para aproximadamente 100 kOhm, mantendo a condição R1 = R2. Os capacitores de óxido podem ser de qualquer tipo. O amplificador foi projetado para uso com fones de ouvido com resistência de 50 a 100 Ohms. Se um radioamador tiver fones de ouvido com menor resistência à sua disposição, ele terá que adicionar um pequeno estágio de saída a este amplificador. A tensão de alimentação deste dispositivo ultrassônico é de 9...12 V. Um ganho de 1000 é mais que suficiente para um receptor super-heteródino ultrassônico. Para um receptor de conversão direta, o ganho total ao longo do caminho da frequência de áudio deve ser cem vezes maior, portanto o dispositivo ultrassônico, cujo diagrama é mostrado na Fig. 1, neste caso a aplicação deverá ser complementada com uma fase de pré-amplificação. Seu diagrama é mostrado na Fig. 5. É feito em um transistor que opera para reduzir o nível de ruído intrínseco no modo com baixa corrente de coletor (cerca de 0,2 mA). O ganho de tal cascata é determinado pela razão entre a resistência de carga no circuito coletor do transistor VT1 (principalmente R3 e R7 conectados em paralelo) e a soma da resistência do resistor no circuito emissor, não atrás do capacitor desviado (R4) e a resistência da junção do emissor. Este último pode ser estimado usando a fórmula simples Re = 25/I. Se você substituir a corrente em miliamperes nesta fórmula, a resistência estará em ohms. Com uma corrente de emissor de 0,2 mA, a resistência Re será de 125 Ohms. Agora é fácil estimar o ganho deste estágio – cerca de 80. Ao calcular o ganho de tal estágio, não se deve esquecer a resistência de entrada do próximo estágio ultrassônico. Mas no nosso caso, pode ser ignorado com segurança - é cerca de 200 kOhm (a resistência dos resistores R1 e R2 conectados em paralelo está na Fig. 1). Levando em conta esta impedância de entrada do estágio subsequente, o ganho do pré-amplificador diminuirá ligeiramente - para 75. O capacitor C4 limita a banda passante superior do estágio preliminar a 4...5 kHz.
Para orientação na Fig. A Figura 5 mostra os modos DC em uma tensão de fonte de alimentação de 12 V. Se for menor, então é necessário levar um resistor de filtro no circuito de potência deste estágio (R6) com resistência menor.
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