Teoria amplificatoarelor

[hpavictor]

Despre curentul de repaus :

https://electronics.stackexchange.com/q ... ncellation

[hpavictor]

Preluat de pe net cu Google , fără corecția traducerii :

© Evgeny A. Petrov, 1999

Este necesar un preamplificator de microfon cu putere fantomă pentru a conecta un microfon cu condensator de studio la o placă de sunet. Costul preamplificatoarelor profesionale este foarte mare - până la câteva mii de dolari - și nu orice proprietar al unui studio bugetar își poate permite un astfel de monstru. Prin urmare, cel mai simplu amplificator pentru microcircuite ieftine, și chiar asamblat manual, se poate dovedi a fi o cale bună de ieșire pentru mulți cineasti începători pe cont propriu. O schemă a unui astfel de preamplificator este sugerată mai jos ...

Dar, înainte de a lua în considerare circuitele reale ale unui amplificator de microfon, este necesar să vorbim despre modul în care apare interferența și în ce moduri electronica modernă le depășește. Problema principală este interferența electromagnetică de la o varietate de dispozitive electrice disponibile în camera în care este înregistrat sunetul. După tipul de acțiune, se obișnuiește să se facă distincția între interferența multiplicativă și cea aditivă . MultiplicativInterferența este, de regulă, o interferență de tip modulație și apare în interiorul circuitelor electronice sau pe elemente neliniare ale liniilor de comunicație. Interferența aditivă este pur și simplu suprapunerea (suma) semnalului dorit și a semnalului de interferență. Acest tip de interferență apare cel mai adesea în liniile de comunicație dintre microfon și dispozitivul de înregistrare a sunetului. În același timp, interferența aditivă într-un circuit electronic se poate transforma într-unul multiplicativ, care nu poate fi filtrat prin mijloace simple. Prin urmare, protecția împotriva interferențelor aditive este foarte importantă.

Să luăm în considerare în ce mod interferența poate afecta linia de comunicație. Prima cale de interferență este electrostatică. Există întotdeauna capacitate electrică între orice obiecte conductoare electric și linia microfonului este conectată printr-un condensator parazit similar firelor de alimentare, pe care există o tensiune alternativă de frecvență industrială (50 Hz). Printr-o astfel de conexiune, numită capacitivă, interferența poate pătrunde în calea de amplificare a sunetului.

Cuplarea capacitivă este ușor de înțeles și, de obicei, nespecialiștii cred că aceasta este principala problemă și încearcă să o combată și numai cu ea. În același timp, există un alt mod de penetrare a interferenței - inductiv. Aici, sursa de interferență este un câmp magnetic alternativ care pătrunde în spațiul din camera de înregistrare. Pentru a înțelege principiul apariției interferenței de acest fel, ar trebui să vă strângeți și să vă amintiți manualul de fizică școlară - regula unui fel de mână (scuze - nu-mi amintesc de mine, stânga sau dreapta; încă din copilărie le-a confundat:)Pe scurt, un anumit emf este indus pe o buclă închisă plasată într-un câmp magnetic alternativ. Sursele câmpurilor magnetice pot fi atât alimentatoare de energie, cât și (cel mai important) transformatoare și nu numai cele de putere, ci și cele sonore (de exemplu, în amplificatoarele cu tuburi !!!). O parte din câmpurile magnetice, datorită designului imperfect al transformatoarelor, este radiată în spațiul înconjurător. Chitaristii știu asta bine când merg cu o chitară la un amplificator inclus )))

În plus față de interferențele de frecvență industriale, spațiul studio este pătruns cu câmpuri de frecvență mai ridicate. În primul rând, acestea sunt armonice de 50 Hz, care pot pătrunde suficient de adânc în domeniul sunetului ... În al doilea rând, aceasta este radiația de la convertoarele de impulsuri în sursa de alimentare a unui computer, afișaj, precum și de la scanarea liniei de afișare și de la impuls semnalele de pe computerul autobuzelor. În al treilea rând, este interferența radio de la numeroase emițătoare radio (atât emisiuni radio și de televiziune, cât și radiotelefoane proliferate). În ciuda faptului că aceste interferențe sunt mult mai mari decât frecvențele gamei audio, pericolul cauzat de acestea nu este mai mic, deoarece puterea acestor interferențe este mult mai mare decât în ​​gama de frecvențe joase datorită legilor propagării undelor electromagnetice. . După cum sa menționat deja, aceste interferențe pot pur și simplu să intre în domeniul audio, unde va fi aproape imposibil să scapi de ele. Situația este agravată de faptul că secțiunile de cablu, conductorii plăcii de circuite imprimate, elementele de protecție a carcasei pot acționa ca antene de recepție destul de eficiente reglate pe unul sau alt canal radio.

Dacă interferența de la radiodifuziune, stațiile radio de comunicații sau radiotelefoane se manifestă sub forma unor „voci de altă lume” și poate fi ușor clasificată prin aceasta, atunci interferența de la o transmisie de televiziune este de obicei clasificată ca fundal cu o frecvență de 50 Hz! Acest lucru se datorează faptului că semnalul televizorului este modulat cu frecvențe de scanare orizontale și verticale. Scanarea verticală are o frecvență care coincide cu frecvența rețelei (50 Hz). În același timp, puterea acestei componente în spectrul de transmisie a televiziunii este cea mai mare. Ca urmare a detectării semnalului TV, un amplificator clasic de „rețea” va fi auzit în amplificatorul de joasă frecvență. Cu toate acestea, se poate distinge chiar și după ureche de o adevărată interferență de rețea - timbrul acestui zumzet se schimbă în timp, iar această schimbare este asociată cu o schimbare a complotului imaginii de televiziune - dacă porniți televizorul, acesta va fi posibil de stabilit,

Potrivit observațiilor mele, un procent foarte mare de echipament, nu numai amator, ci și destul de profesionist, suferă de această nenorocire - recepția televiziunii. Așadar, aveți grijă suplimentară atunci când vă proiectați dispozitivele și luați măsuri speciale pentru a preveni interferențele radio.

Să analizăm acum principalele măsuri de combatere a interferențelor. Pentru interferențe statice (capacitive), principalul mijloc din gama audio este un ecran electrostatic - pentru aceasta, orice cablu audio este îmbrăcat într-un ciorap de protecție. Un mijloc suplimentar (circuit) de luptă este reducerea impedanțelor de intrare. Capacitatea de comunicare este mică - fracțiuni de picofarade. Împreună cu capacitatea de intrare a dispozitivului și capacitatea cablului (sute sau mii de picofarade), se formează un divizor de tensiune, ca urmare a căruia o mică parte a zgomotului intră în intrarea dispozitivului. Este caracteristic faptul că, în acest caz, zgomotul este foarte eficient suprimat de impedanța scăzută de ieșire a sursei. Pentru un microfon cu transformatorul său de potrivire, acesta poate avea zeci sau sute de ohmi. Valoarea standard este considerată a fi de 600 ohmi, sub care sunt optimizate caracteristicile de zgomot ale amplificatorului.

Situația cu suprimarea componentei magnetice a câmpului de interferență este oarecum mai complicată. Permiteți-mi să vă reamintesc că interferența în acest caz este surprinsă de o buclă de antenă magnetică - o buclă de sârmă. În acest caz, impedanța redusă a sursei nu are efect asupra procesului de suprimare a zgomotului. Pentru a reduce interferențele de acest tip, se utilizează răsucirea firelor de comunicație într-o pereche răsucită. În acest caz, cadrul de recepție de dimensiuni mari și, în consecință, primind efectiv componenta magnetică a interferenței, este înlocuit de o multitudine de cadre mici, care sunt pornite opus și se sting reciproc cu un câmp uniform unidirecțional. Cu toate acestea, câmpul este uniform numai dacă sursa este undeva departe, iar dacă este în apropiere, atunci câmpul are o neomogenitate accentuată. În acest caz, dacă pasul de răsucire este mare, atunci eficiența suprimării zgomotului scade brusc. Prin urmare,

Sunt necesare două fire pentru a transmite semnalul audio. De obicei, în aparatele de uz casnic, un fir este utilizat ca fir de semnal, celălalt ca fir „de masă”. (Termenul „pământ” a apărut din primele sisteme de telefonie, când pământul era într-adevăr folosit ca fir de întoarcere - pentru a salva firele rare de atunci). Ca cablu de comunicație conform acestui principiu, se folosește un cablu monocornic ecranat, numit neechilibrat. Componenta capacitivă a interferenței este stinsă de ecran, în timp ce componenta magnetică este mică, deoarece ecranul acoperă miezul din toate părțile. Cu toate acestea, proprietățile de suprimare a interferențelor unei astfel de linii de comunicație sunt suficiente doar la un nivel ridicat al semnalului corespunzător „liniarului” și la o distanță mică. În cazul unui microfon, semnalul este de o sută de ori mai slab, iar linia de comunicație este mult mai lungă. Acest lucru a dus la utilizarea așa-numitelor linii de comunicații simetrice în tehnologia profesională. Esența ideii este că, dacă separați ambele fire (directe și retur), prin care semnalul util curge de la „sol”, atunci interferența indusă pe fiecare dintre fire va fi aceeași, iar acest lucru poate fi utilizat pentru compensarea reciprocă a interferenței.

Acordați atenție, de asemenea, faptului că în liniile de comunicații asimetrice, orice curent care curge prin firul de pământ creează rezistența acestui fir (deși mică - o fracțiune de Ohm - dar destul de reală), interferență care se adaugă semnalului principal. Pentru a estima amploarea unei astfel de interferențe, să stabilim parametrii inițiali, care nu sunt prea departe de realitate: curentul de interferență este de 1 mA, rezistența este de 1 Ohm. În acest caz, tensiunea de interferență va fi de 1 mV. Comparați cu un semnal util de microfon ~ 10mV !!!! Desigur, în multe cazuri aceste valori pot fi vizibil mai mici, dar cu toate acestea, exemplul arată că într-un scenariu nefericit, contribuția acestei interferențe va fi foarte mare. O întrebare importantă - de unde pot proveni toți acești curenți paraziți pe firul de masă? Faptul este că aproape toate echipamentele sunt alimentate de un 220 V. În același timp, pentru a reduce interferențele în domeniul radio, firele de rețea sunt conectate la carcasa dispozitivului prin condensatori de suprimare a interferențelor (în special, în dispozitivele cu alimentare cu impulsuri - computere, afișaje). Și dacă un astfel de condensator nu este prevăzut în dispozitiv, atunci capacitatea dintre rețea și înfășurările secundare ale transformatorului de alimentare este suficient de mare pentru a crea un curent vizibil prin firul de masă al cablului de interconectare. Apropo, din acest motiv, transformarea prizei de alimentare în priză afectează nivelul de interferență. Este posibil ca filtrele de zgomot (cum ar fi „Pilot” sau altele similare) să nu îmbunătățească situația cu fundaluri și zgomote, dar o înrăutățesc semnificativ! atunci capacitatea dintre rețea și înfășurările secundare ale transformatorului de alimentare este suficient de mare pentru a crea un curent vizibil prin firul de masă al cablului de interconectare. Apropo, din acest motiv, transformarea prizei de alimentare în priză afectează nivelul de interferență. Este posibil ca filtrele de zgomot (cum ar fi „Pilot” sau altele similare) să nu îmbunătățească situația cu fundaluri și zgomote, dar o înrăutățesc semnificativ! atunci capacitatea dintre rețea și înfășurările secundare ale transformatorului de alimentare este suficient de mare pentru a crea un curent vizibil prin firul de masă al cablului de interconectare. Apropo, tocmai din acest motiv, transformarea prizei de alimentare în priză afectează nivelul de interferență. Este posibil ca filtrele de zgomot (cum ar fi „Pilot” sau altele similare) să nu îmbunătățească situația cu fundaluri și zgomote, dar o agravează semnificativ!

Toate acestea arată că sarcina principală în crearea oricărui studio, saturat cu o varietate de dispozitive, este de a alege schema corectă de „sol”, adică conectarea dispozitivelor între ele. În general, acest subiect este destul de voluminos și depășește problema unui amplificator de microfon, așa că deocamdată va trebui să fim mulțumiți de cele de mai sus.

„Problema pământului” a fost cea care a predeterminat utilizarea liniilor de comunicații simetrice în tehnologia profesională. Într-adevăr, în studioul dvs., este puțin probabil ca numărul dispozitivelor să depășească o duzină și, mai devreme sau mai târziu, puteți face față acestora chiar și cu o schemă asimetrică. Dar ce ar trebui să facă tehnicienii și inginerii într-un studio profesional dacă numărul de dispozitive depășește câteva sute? Doar o linie simetrică poate reduce dramatic toate aceste probleme. Esența sa este că semnalul este separat de firul de masă și nu este transmis de-a lungul acestuia. În consecință, nici interferența din curenții de egalizare nu afectează. Desigur, separarea semnal-sol poate fi utilizată și cu dispozitivele de intrare și ieșire cu un singur capăt. Dar, deoarece un cablu cu un fir suplimentar este încă folosit (adică o pereche răsucită pe ecran), atunci este o prostie să nu profitați de avantajul suplimentar,

Acum câteva cuvinte despre problema interferențelor de înaltă frecvență. Este agravat de faptul că echilibrarea nu ajută prea mult aici - la urma urmei, un fir lung de jumătate de metru are o inductanță vizibilă, ca să nu mai vorbim de o pereche răsucită. Astfel, inductanța firelor întrerupe capătul liniei departe de intrare și toate procesele sunt afectate doar de capătul apropiat al cablului, care se transformă pur și simplu într-o antenă de recepție reglată. Mai mult decât atât, depinde de configurația geometrică - probabil că ați jucat cu antene surogat, adică o bucată de sârmă introdusă în mufa antenei de pe un televizor sau tuner și știți că totul depinde de unghiul la care sârma este îndoită, în ce direcție este întins și așa mai departe ... Puteți regla un canal sau puteți regla altul - dar rareori dintr-o dată:)Și ce este, din acest punct de vedere, o bucată de cablu audio mai bună? Da, nimic! Și ceea ce merge la intrarea amplificatorului dvs. în gama radio este necunoscut de oricine. Deci, totul depinde de cât de protejat este de a converti o interferență aditivă într-una multiplicativă - adică de la detectarea semnalelor radio. În plus, caracteristicile proceselor din domeniul frecvențelor radio sunt de așa natură încât reemisia elementară a semnalului RF recepționat are loc pe antenele pasive. Adică, puteți să vă ecranizați bine structura, să o protejați cu succes la intrare, dar să uitați complet de ieșire. Ca urmare, cablul OUTPUT va prelua interferența și o va radia în spațiul interior de sub ecranul dispozitivului. Tot! Ceea ce se numește - am ajuns ... Efectul este același - fundalul de la scanarea cadrelor canalului TV. Ce este tipic - canalele TV nu funcționează noaptea și nivelul de interferență este mai mic ... Sună familiar?:))))

Folosesc designul PP „unul și jumătate”.
Se ia o fibră de sticlă pe două fețe. O parte (sub piese) este utilizată ca poligon solid - fără decupaje!
Aceasta este împământată - știfturile de putere sunt lipite pe ambele părți. Restul lanțurilor sunt așezate pe partea inferioară, iar găurile din poligon sunt înfundate.
De regulă, în cascadele preliminare, acest lucru este suficient pentru a rezolva problema buclelor de pământ fără meditații inutile.
Deși aceasta nu este o garanție de 100%, totuși trebuie să monitorizați acest lucru.

Acest lucru nu se aplică etapelor cu curent ridicat! Există un aspect separat pentru ei. Unde și cum să vă conectați cu partea cu curent redus - priviți locul.

Un plan solid la sol reduce destul de puternic atât cuplajul capacitiv, cât și cuplarea inductivă de amortizare.

„Camionul” este un stil bun și rezolvă automat o mulțime de probleme, fără a necesita costuri intelectuale suplimentare.
Dar, desigur, nu oferă încredere deplină - în cazuri critice este necesar să se controleze parazitul cu un proces separat al creierului. Căutați puncte slabe cu pasiune și eliminați punctele suspecte.

SUGESTIE: Lucrez cu surse de impulsuri de la sfârșitul anilor '70 ...

[Iomis]

Va invit spre studiu individual :

[hpavictor]

Studiu individual , partea a 2-a

[hpavictor]

Studiu individual , partea a 3-a