RU1771082C - Устройство управлени электромеханическим преобразователем - Google Patents

Abstract

Использование: изобретение относитс  к электронике, в частности к устройствам управлени  преобразовател ми тока. Сущность изобретени : в устройство, содержащее усилитель мощности, введен датчик тока, включенный последовательно в выходную цепь между второй клеммой двухполосного соединител  и общим проводом или между выходом усилител  мощности и элементом коммутации, а цепь отрицательной обратной св зи включена между датчиком тока и входом усилител  мощности. 1 ил.

Description

Изобретение относитс  к области электроники , в частности к устройствам управлени  преобразовател ми тока (например, электродинамическими, электромагнитными и их разновидност ми) в механические колебани  (например, звуковые) с помощью электронных усилителей мощности (например , полупроводниковых УМЗЧ) и к низкочастотным усилител м мощности (в частности, к формам выполнени  обратных св зей в УМ). Могут быть использованы в звуковоспроизвод щих системах (УМЗЧ- громкоговоритель), в том числе в стационар- ной, переносной, бытовой, студийной, киноконцертной, стереофонической, высококачественной и т.д. (и их возможных сочетани х ) РЭА. Путем минимальных затрат и доработок могут быть применены в большинстве серийно выпускаемых или перспективных моделей соответствующей РЭА. Может найти применение в любых системах: УМ (соответствующего диапазона частот ) - электромеханический преобразователь , например электродинамических вибростендах , в устройствах механической звукозаписи дл  управлени  резцом рекордера и т.д.

В качестве прототипа устройства выбран один из наиболее типичных - УМЗЧ усилител  полного высшей группы сложности Барк-У-001 стерео Н1-1 (Бриг-У-001 стерео H: -R). УМЗЧ снабжен цепью ООС по напр жению, охватывающей все каскады усилени . Низкие выходное сопротивление (не болеее 0,5 Ом) и уровень искажений (коэффициент гармоник в диапазоне частот при номинальной выходной мощности 50 Вт на нагрузке 4 Ом составл ет не более 0,1 %), широкий частотный диапазон (не уже 20 Гц - 25 кГц при неравномерности не более 0,7 дБ) обеспечиваютс  действием глубокой общей ООС по напр жению. Усилитель имеет ключевую схему ограничени  выходного тока УМЗЧ, устройство (реле) защиты и задерсл

с

VJ VI

о

00

ю

жки подключени  громкоговорителей, коммутацию нагрузок УМЗЧ, выходные соединителидл подключени  громкоговорителей и предназначен дл  применени  в звуковоспроизвод щей системе с высококачественными АС.

Как любой источник напр жени , УМЗЧ чувствителен к токовым перегрузкам (режиму уменьшени  /Z/ громкоговорител  и особенно - к режиму короткого замыкани  выхода). Это обсто тельство снижает эксплуатационную надежность и требует введени  в УМЗЧ устройств ограничени  выходного тока, которые в свою очередь повышают нелинейные искажени  сигнала как в пиках выходной мощности при /Z/, близких к номиналу, так и при меньших мощност х, но в возможных режимах кратковременного уменьшени  /Z/ в 4-8 раз.

В прототипе, а также в традиционных системах звуковоспроизведени , громкоговоритель , элементы его коммутации и подключени  к УМЗЧ, соединительные провода  вл ютс  единственными элементами, не охваченными цепью (действием) ООС с целью снижени  искажений, в частности интерфейсных.

Частотна  зависимость модул  полного сопротивлени  громкоговорител  дл  разных акустических оформлений (закрытый  щик, фазоинвертор и др.) неравномерна. При питании громкоговорител  от источника напр жени  на частотах, где /Z/ возрастает , происходит снижение отдачи (уменьшение звукового давлени ), вызванное снижением тока через громкоговоритель . Это наблюдаетс  на нижних частотах в области резонанса и на верхних частотах звукового диапазона, Дл  акустического оформлени  громкоговорител  в виде фазо- инвертора характерна также неравномерность отдачи на нижних частотах, вызываема  двугорбой характеристикой, что про вл етс  на слух как характерное бубнение фазоинвертора. Дл  слуховой компенсации снижени  отдачи приходитс  осуществл ть подьем выходного напр жени  усилител  регул торами тембра на низких и высоких частотах, что в свою очередь вызывает повышение нелинейности (в частности , и интерфейсных) искажений.

Кроме того, при подходе к проектированию звуковоспроизвод щей системы действует стереотип, что чем ниже выходное сопротивление УМЗЧ, тем лучше. Однако, строго говор , отклонение подвижной системы электродинамического и их разновидностей ) преобразовател  (диффузора головки громкоговорител ) вызываетс  током и пропорционально току (в пределах

линейного участка). Следовательно, более логично питать громкоговоритель от источника тока (с высоким выходным сопротивле- нием), позаботившись о способе

5 демпфировани  и линейности тока (пропор- циональности входному напр жению УМЗЧ).

Цель изобретени  состоит в повышении точности преобразовани  электрических ко0 лебаний в механические и повышении эксплуатационной надежности систем УМ-преобразователь, в частности в повышении качества, естественности звуковоспроизведени  и повышении эксплуатационной

5 надежности звуковоспроизвод щей аппаратуры (УМЗЧ-громкоговоритель) за счет улучшени  переходных (динамических) характеристик преобразователей, снижени  нелинейных (в частности интерфейсных) и

0 частотных искажений преобразовани , снижени  импульсов тока в цепи УМ-преобразователь , устранени  недостатков, присущих прототипу, и принципиальное нового подхода к системе УМ-преобразова5 тель, существенно отличающегос  от прин того.

Поставленна  цель достигаетс  тем, что за вл емое устройство, представл ющее собой усилительный тракт УМ (УМЗЧ), неин0 вертирующий либо инвертирующий усиливаемый сигнал, со входными и выходными цеп ми, с цепью общей ООС по напр жению либо без нее, снабжено датчиком тока, включенным в выходную цепь (цепь преоб5 разовател ), а также устройствами, элементами и цеп ми, реализующими передачу падени  напр жени  на датчике тока в усилительный тракт УМ в противофазе с усиливаемым напр жением.

0 Сопоставительный анализ с прототипом показывает, что устройство отличаетс  наличием датчика тока преобразовател  и наличием устройств, элементов, цепей ООС по току и их св зей.

5 На фиг. 1 приведена схема устройства с незаземленной нагрузкой, выполненного на базе неинвертирующего УМ без цепи общей ООС по напр жению; на фиг. 2 показана схема упрощенного устройства.

0 Устройство дл  электрического демпфировани  электромеханических преобразователей , компенсации искажений преобразовани , защиты от токовых перегрузок (фиг. 2) содержит усилительный тракт

5 1 УМ с неинвертирующим входом дл  подачи входного напр жени , инвертирующим входом (либо эквивалентной ему точкой в схеме) дл  подачи сигнала общей ООС, выходом и общим проводом дл  входов и вы- хода. Устройство содержит также входную

цепь из резистора 2 между неинвертирующим входом и общим проводом, выходную цепь между выходом и общим проводом, состо щую из последовательно соединенных элемента 3 коммутации, двухполюсного соединител  4(с подключенным преобразователем 5) и датчика 6 тока преобразовател , и цепь общей ООС по току из ограничительного резистора 7, включенного между незаземленным выводом датчика 6 и инвертирующим входом. При необходимости (при ухудшении балансировки УМ из- за отсутстви  общей 100% ООС по напр жению дл  посто нного тока) устройство может иметь общеизвестную схему балансировки по посто нному току. Наличие элемента 3 коммутации и соединител  4 не  вл етс  об зательным и в р де конкретных применений эти элементы могут отсутствовать .

Устройство работает следующим образом .

Входной сигнал UBX подаетс  на неинвертирующий вход усилительного тракта 1 УМ. Усиленный по мощности сигнал вызывает в выходной цепи ток Пр, который, протека  через последовательно соединенные преобразователь 5 и датчик 6 тока, выдел етс  на датчике 6 в виде падени  напр же- ни , пропорционального току Пр. Снимаемый с датчика 6 сигнал через ограничительный разистор7 подаетс  на инвертирующий вход усилительного тракта 1 УМ, где вычитаетс  со входного сигнала. Падение напр жени  на датчике 6 несет информации об отклонении формы тока Пр от

формы UBX, наличии частотных и нелинейных (в частности интерфейсных) искажений , возникающих не только в усилительном тракте 1 УМ, но и во всей

выходной цепи (коммутирующем элементе 3, соединителе 4, преобразователе 5, соединительных проводах), следовательно, вычитание его с входного сигнала способствует снижению указанных искажений.

Благодар  наличию общей ООС по току устройство обладает высоким выходным сопротивлением (источник тока).

Claims (1)

1. Формула изобретени 

   Устройство управлени  электромеханическим преобразователем, содержащее усилитель мощности, охваченный отрицательной обратной св зью, с инвертирующим и неинвертирующим входами,

   выходом, общим проводом, выходную цепь между выходом и общим проводом из последовательно соединенных элемента коммутации и двухполюсного соединител  с первой и второй клеммами, выполненного с

   возможностью подключени  к нему электромеханического преобразовател , отличающеес  тем, что, с целью повышени  эксплуатационной надежности и точности преобразовани , в него введен датчик тока,

   включенный последовательно в выходную цепь между второй клеммой двухполюсного соединител  и общим проводом или между выходом усилител  мощности и элементом коммутации, а цепь отрицательной обратной св зи включена между датчиком тока и входом усилител  мощности.

   J- W - -CD- r-LHH

   /

   пр

   Я

   #И2,2