SU1490702A1 - Микрофонный усилитель - Google Patents

Abstract

Изобретение относитс  к радиотехнике. Цель изобретени  - уменьшение искажений и шумов при регулировании усилени . Микрофонный усилитель содержит трансформаторы 1 и 14, дифференциальный каскад 2, конденсаторы 3-5, операционные усилители (ОУ) 6 и 7, резисторы 8-12 и переменный резистор 13. При регулировании усилени  одновременно и одинаково измен ютс  параметры параллельной и последовательной отрицательных обратных св зей. Сигнал с выхода ОУ 6 подаетс  одновременно на оба входа ОУ 7 (методом вычитани ). Максимальному усилению микрофонного усилител  соответствует минимальный коэффициент передачи по напр жению с выхода ОУ 6 на выход ОУ 7. При максимальном усилении устран етс  вли ние шумов ОУ 7 на выходной уровень шума микрофонного усилител . 1 ил.

Description

нике и может быть использовано в эву котехнической аппаратуре.

Цель изобретени  - уменьшение искажений и шумов при регулировании , усилени , в том числе за счет увеличени  перегрузочной способности по входу.

На чертеже представлена принципиальна  схема микрофонного усилител .

Микрофонный усилитель содержит входной трансформатор 1, дифференциальный каскад (ДК) 2, первый, второй и третий конденсаторы 3-5, первый и второй операционные усилители 6 и 7, с первого по п тый резисторы 8-12, переменный резистор 13 и дополнительный трансформатор 14.

Микрофонньш усилитель работает следующим образом.

При по влении сигнала от микрофона между входными клеммами напр жение переменного тока распредел етс  между псшуобмотками входного трансформатора 1 и дополнительного трансформатора 14, включенными последовательно . При заданном напр жении на выходе напр жение на первичной обмот входного трансформатора определ етс  его коэффициентом трансформации п,, а также коэффициентом усилени  ДК 2 и первого операционного усилител  6

К,

в зависимости от положени  движка переменного резистора 13. Минимальное значение К (в верхнем положении движка переменного резистора 13 определ етс  отношением сопротивлени  первого резистора 8 и эмиттер- ных переходов транзисторов ДК 2 и оказываетс  достаточно велико. При этом входное сопротивление со стороны ДК 2 за счет действи  параллельной отрицательной обратной св зи (ООС) через п тый резистор 12 определ етс  отношением сопротивлени  этого резистора и коэффициента Ку и оказьшаетс  достаточно малым. Входное сопротивление со стороны первичной обмотки входного трансформатора

1 оказьтаетс  еще меньщим в п раз

и может составл ть единицы ом (не счита  сопротивлени  меди обмоток). Входное напр жение (как и входное Сопротивление) микрофонного усилител практически определ етс  при этом суммарным напр жением на полуобмотках дополнительного трансформатора 14, а коэффициент трансформации его

ни  микрофонного усилител , причем входное сопротивление не зависит от , усилени .Это обусловлено тем,что при регулировании усилени  одновременно и одинаково измен ютс  параметры параллельной и последовательной ООС.

Сигнал с выхода первого операционного усилител  6 подаетс  одновременно на инвертирующий и неинвертирующий входы второго операционного усилител  7, т.е. методом вычитани . Максимальному усилению микрофонного усилител  соответствует минимальный коэффициент передачи по напр жению с выхода первого операционного усилител  6 на выход второго операционного усилител  7.

Преимуществом такого регулировани   вл етс  то, что даже при достаточно небольшом затухании сигнала на входе второго операционного усилител  7 (при увеличении сопротивлени  переменного резистора 13) возникает ток через относительно низкоомный х второй резистор 9, поэтому коэффициент передачи второго операционного усилител  7 может быть значительно меньше единицы. Это позвол ет регулировать усиление в больших пределах (например, до 40 дБ), что увеличива-. ет максимальную перегрузочную способность по входу (при минимальном усилении ), а при максимальном усилении практически устран ет вли ние шумов второго операционного усилител  7 на уровень шума на выходе микрофонного усилител .

Подключение первого резистора 8 к движку переменного резистора 13 обеспечивает изменение усилени  первого операционного усилител  6 пропорционально изменению усилени  микрофонного усилител , что способствует наименьшему возможному изменению глубины ООС и наибольшей устойчивос

ти, например, на высоких частотах.

Входной трансформатор 1, работающий при очень малых сигналах и при низкоомной входной цепи ДК 2, может быть с низкоиндуктивными обмотками при простом Конструктивном выполнении и малых габаритах. Это дает возможность достаточно легко повысить при необходимости коэффициент трансформации п (например, до 10 и более), чтобы снизить вли ние вход

51

ного каскада на уровень шума на вьгч де микрофонного усилител .

При максимальном входном напр жении нелинейные искажени , особенно ;а

низких частотах, определ ютс , в основном , дополнительным трансформатс - ром 14. Однако подключение этого . трансформатора к низкоомному выходу второго операционного усилител  7 делает мало заметным вли ние изменений индуктивного сопротивлени  обмоток на нелинейные и частотные искажени  микрофонного усилител , т.е. выходной ток второго операционного усилител  7 (который может быть нелинейным) компенсирует нелинейность дополнительного трансформатора 14. Поэтому последний может быть выполнен достаточно низкоиндуктивным простым и малогабаритным.

В общем случае входной трансформатор 1 и дополнительный трансформатор 14 могут быть одинаковыми в цел  унификации. Их малые размеры и прос- тота конструкции, а также наличие общей ООС последовательного типа (пор дка 20-30 дБ) упрощают экранирован от помех и исключают необходимость амортизации при креплении.

Первый, второй и третий конденсаторы 3-5 служат дл  фильтрации посто нной составл ющей, что способствует стабилизации режима микрофонного усилител  .

При реализации предлагаемого мик- рофонного усилител  перегрузочна  способность по входу обеспечиваетс  до 1 В и более при практически линейной частотной характеристике и малых нелинейных искажени х (дЪ 0,1% в диапазоне частот 16-20000 Гц, достигаетс  необходимое или оптимальное согласование микрофона с входным каскадом дл  получени  наименьшего значени  коэффициента шума микрофонного усилител  при регулировании усилени  в больших пределах и посто нном нормированном значении входного сопротивлени  микрофонного усилител  (1 кОм). Кроме того, отсутствие или малое значение частотно-фазовых искажений способствует предотвращению переходных интермодул ционных искажений при работе с реальны и сигналами, особенно при перегрузках по входу, а отс.утствие или резкое снижение вли ни  паразитных параметров трансформаторов при их конструк

15

5

Q у,,

25

0 5

0

тигиои 1;р .ч тоте мз;-,-,. с iy;i;ioHno;i загцитой от помох и Ilкp( I - HHOIЧ: :1ф- фекта обусловливает с})1 Ж1,,| г- т /ебо- ваний к проиа ВОДС1 ,:у, т... .I SFn/ у. технологичности усилител .

Claims (1)

1. Формула изобретени  Микрофонньп усилитоль, содержащий входной трансформатор с первой первичной обмоткой, к вторичной оГ мотке . которого подключены входы первого операционного усилител , а между его выходом и инвертирующим входом включен первьш резистор, а неиноерти- рующий вход соединен с общей шиной , допатнительньв трансформатор с первой вторичной обмоткой, второй опе- рациониьп усилитель, выход которого соединен с первичной обмоткой дополнительного трансформатора, а через в горой резистор - с его инвертирующим входом, третий резистор, первьйЧ  ывод которого соединен с ин ертиру- ющим входом второго операционного усилител , четвертый резистор, пер- вьй вывод которого соединен с нсин- всфтируюш 1м входом rn opoi o операционного усилител , о т л и ч а ю - - щ и и с   тем, что, с цепью y :eиLL le - ни  искажений и шумов при регулировании , последовательно с первым резистором включен переменньш резистор , а их обща  точка соединена через введенный первый ко;1деисатор с неинвертируюпшм входом второго операционного усилител , между выходом первого операционного усилител  и вторым выводом третьего резистора введен второй ко}1денсатор, при этом точка соединени  третьего резистора и второго конденсатора  вл етс  вы-( ходом микрофонного усилителг, второй вывод четвертого резистора соединен с общей шиной, между вторичной обмоткой входного трансформатора и axo-- дом первого операционного усилител  введен дифференциальный каскад, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного усилител  через введенный третий конденсатор , входной трансформатор выполнен с второй первичной обмоткой, дополнительный трансформатор - с второй вторичной обмоткой, причем кажда  из первичных обмоток входного трансформатора подключена к средней точке через соответствующую вторичную обмотку дополнительного трансформатора,

   71А907028

   а ме сду выходом второго операционно-входного трансформатора включен п го усилител  и вторичной обмоткойтый резистор.