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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Controlador de nível eletrônico. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Áudio Este controle de nível de sinal relativamente simples é feito usando elementos discretos. Pode ser recomendado a rádios amadores que desejam introduzir reguladores eletrônicos em seus equipamentos, mas não podem adquirir os microcircuitos adequados. Este regulador, sujeito à seleção de elementos, permite obter os parâmetros necessários à utilização em equipamentos de reprodução sonora de elevada qualidade. O controle de nível eletrônico proposto, ao contrário do controle de volume, que também pode ser compensado por tom, é feito de acordo com um circuito em cascata diferencial duplo, no qual um sinal de áudio é fornecido ao circuito emissor, e o coeficiente de transmissão é variado ao longo uma ampla gama controlando o circuito base do transistor. Em microcircuitos reguladores eletrônicos com transistores da mesma estrutura (por exemplo, K525PS1), os coletores dos estágios diferenciais são carregados em resistores conectados ao barramento de potência +Upit (Fig. 1). A resistência dos resistores R3 e R4 é muito menor que a resistência dinâmica dos transistores VT1 - VT4, portanto, o ruído e a ondulação do barramento de potência são fornecidos à saída sem atenuação. Como resultado, são necessárias fontes de alimentação com baixa ondulação.
Além disso, esta estrutura não permite obter diretamente a oscilação máxima do sinal de saída de ±12 V em uma tensão de alimentação de ±15 V, e o fator de distorção não linear é significativo. Esses fatores dificultam o uso de tais dispositivos para controle de volume em equipamentos de alta qualidade. Se a cascata for realizada de acordo com um circuito simétrico (Fig. 2), o ruído no circuito da fonte de alimentação pode ser reduzido significativamente. Além disso, aqui o sinal permanece sempre simétrico, ou seja, mesmo os harmônicos são mais baixos do que na versão original. Mas o nível máximo de saída do regulador em tal conexão de transistores é ainda mais limitado: é de apenas cerca de 300 mV. Para aumentá-lo, é possível, claro, “diluir” a tensão nas bases dos transistores até um valor de ±( |Upit| -1 V), mas isso exigirá uma complicação perceptível do dispositivo.
O problema pode ser resolvido de forma mais simples - conectando a saída do regulador à entrada inversa de um amplificador operacional coberto por feedback em uma conexão inversora (atuando como um conversor de corrente-tensão). Sua tensão de saída depende da relação entre a resistência do resistor do circuito de feedback e a resistência da fonte de sinal (para um amplificador operacional). A amplitude máxima do sinal será padrão para um tipo específico de amplificador operacional e será de pelo menos 9 V, praticamente sem aumento no nível harmônico. Nesta versão do regulador, a banda de frequência operacional será reduzida àquela que este amplificador operacional é capaz de fornecer, mas para uso em dispositivos de engenharia de áudio existem amplificadores operacionais bastante modernos com excelentes parâmetros. O circuito completo do regulador eletrônico (Fig. 3) é um pouco mais complexo que o funcional. Este regulador é usado para controlar o nível de volume como parte de um amplificador complexo de áudio. Os transistores VT1 - VT4 representam o regulador eletrônico real. O sinal de áudio de entrada através dos resistores R4 e R5, que convertem a tensão de entrada em corrente, é fornecido aos pontos de conexão dos emissores VT1, VT2 e VT3, VT4, respectivamente. As bases dos transistores VT2 e VT3 são conectadas ao fio comum através do resistor R1, e uma tensão de controle na faixa de -1...+4 mV é aplicada em VT50 e VT50, o que leva à redistribuição da corrente do coletores VT1 - VT4 ao fio comum ou à entrada inversa do amplificador operacional DA1. Este último amplifica-o na relação R10/[(R4 · R5)/(R4 + R5)] para máxima transmissão do sinal.
Para o circuito acima, o coeficiente de ganho máximo é Kmax = 4,4. Ao alterar os resistores R4, R5 e R10, pode-se chegar a quase qualquer valor permitido para o amplificador operacional usado. Com este projeto, todos os transistores do regulador operam com tensão praticamente constante nos coletores e, portanto, não ocorre distorção harmônica. A principal fonte de distorção continua sendo o amplificador operacional, que determina a qualidade do regulador como um todo. O amplificador operacional aplicado pode ser substituído por outro com baixa distorção harmônica nas frequências de áudio e ajustado para ganho unitário. Em um regulador eletrônico, é aconselhável complementar alguns amplificadores operacionais com dois transistores adicionais VT5, VT6 para reduzir as distorções de comutação do estágio de saída (transferência para o modo de operação na classe A quando a corrente de saída diminui). Mas isso não é de todo necessário. Também é permitida a utilização de outros transistores no regulador: por exemplo, pares complementares das séries KT3107 e KT3102, KT315 e KT361 com quaisquer índices de letras, desde que seu coeficiente de transferência de corrente base seja superior a 100 na faixa de correntes de controle. Se cair visivelmente à medida que a corrente do coletor diminui, isso cria distorção adicional. O transistor de efeito de campo pode ser da série KP307. Todos os resistores MLT são 0,125, os capacitores eletrolíticos são K50-6 ou similares, o capacitor de entrada é com um dielétrico de filme (por exemplo, a série K73). Neste regulador, a tensão nos transistores é quase constante, mas as correntes mudam significativamente e, para reduzir essas alterações, a corrente de polarização dos estágios diferenciais é selecionada várias vezes maior que a de entrada. Você também deve prestar atenção à necessidade de instalar resistores adicionais R1 e R3; sem eles, o amplificador fica excitado. É possível que um R1 seja suficiente, também é permitido reduzir sua resistência, mas não inferior a 200 Ohms. A fonte de alimentação pode ser usada com uma tensão não estabilizada, mas com uma supressão de ondulação bastante boa (até cerca de 0,01...0,1%). As configurações do regulador são as seguintes. Primeiro, no coeficiente de transferência máximo (Uypr = +50 mV), uma polarização zero é definida na saída do amplificador operacional selecionando o resistor R6 (ou R7). Na cópia original do regulador, tal seleção não era necessária (é aceitável um desvio das resistências do resistor de até 5 - 10%). Este parâmetro é um pouco mais influenciado pela diferença de tensão UBE para os transistores reguladores (na mesma corrente). Após verificar e, se necessário, definir zero na saída do amplificador operacional com ganho máximo, o componente DC é verificado quando o ganho é reduzido em 6 dB (Uyпp = 0), quando o desvio atinge seu máximo. Na versão do autor, em cada um dos canais reguladores o desvio de zero atingiu 1...3 V. Isso pode ser corrigido selecionando um dos transistores reguladores (qualquer) ou introduzindo um circuito de polarização no intervalo entre o bases de um par de transistores (também qualquer). Você pode, no entanto, como o autor, deixar isso sem balanceamento ou seleção adicional, pois mesmo no pior caso, para um sinal não distorcido, a oscilação do sinal permanece até uma tensão de ±5 V. O regulador difere de seus análogos pelo coeficiente harmônico inferior (menos de 0,2%) e dos digitais pela capacidade de processar sinais de entrada com tensão muito superior à tensão de alimentação e pela ausência de modulação do controle sinal. Além disso, o ajuste do nível é suave (se a tensão de controle mudar sem saltos). Se a tensão de controle for criada digitalmente, aparecerá discrição, mas sem modulação. Autor: L.Levitsky, Mytishchi, região de Moscou.
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