Расчет интегратора
Здесь приведена выдержка из статьи В. Костина "Психоакустические критерии качества звучания и выбор параметров УМЗЧ", здесь есть вся статья, с моими дополнениями для начинающих. Это устройство призвано улучшить звучание усилителя и поэтому я его рекомендую как один из, если не первых, то последующих, шагов улучшения звучания вашей системы.
Обоснование необходимости: При использовании не стабилизированных источников питания низкочастотные составляющие с частотами вблизи 50, 100 и 200 Гц оказываются промодулированными пульсациями напряжения выпрямителя. На слух это воспринимается, как биения. Особенно сильно этот эффект проявляется при максимальной мощности УМЗЧ. По видимому,наличием этих искажении можно объяснить, что при больших амплитудах, пульсаций «басы» приобретают «жесткость». Глубина амплитудной модуляции определяется выходным сопротивлением выпрямителя и коэффициентом пульсаций питающего напряжения. Устранить этот эффект можно двумя методами. 1) Самый очевидный - применение стабилизатора. Однако создание стабилизатора на ток порядка 10..15 А (в импульсе) дело довольно сложное и дорогостоящее. Хотя если в усилителе у вас есть много место, лишние радиаторы, то и флаг вам в руки. 2) Увеличение глубины ООС, что требует и соответствующего увеличения коэффициента усиления УМЗЧ (Ку). Но по ряду причин и это - далеко не оптимальный вариант. Эта проблема решается введением дополнительной (помимо основной R2, R1, определяющей коэффициент усиления УМЗЧ по переменному напряжению Ку) цепи частотно-зависимой ООС. Схема подключения ООС, для разных вариантов включения УМЗЧ, показана на рисунках 1 и 2. На ОУ DA1 собран интегратор с частотой среда fи=1/2*п*R5*C1 (для каждого типа усилителя ОУ DA1 включается соответствующим образом: если инвертирующий, то и сигнал поступает на его неинвертирующий вход). Через резистор R3 сигнал дополнительной ООС поступает в цепь основной ООС. Общая частота среза обеих цепей ООС равна. fи=R2/2*п*R5*C1*R3. На частоте сигнала f>fи работает только цепь основной ООС. При f=fи интегратор начинает вести себя как фильтр нижних частот (ФНЧ) первого порядка, что влечет за собой увеличение глубины ООС на 6 дБ на октаву. При дальнейшем снижении частоты глубина ООС - увеличивается, и достигает своего предельного значения, определяемого коэффициентом усилений ОУ DA2 + Ку самого усилителя, т. е. позволяет увеличить Ку на несколько порядков только в области низших частот. Необходимое значение частоты fи должно лежать в диапазоне 2...5 Гц, поскольку он соответствует наименьшей чувствительности слуха к восприятию амплитудной модуляции. Для не инвертирующего включения, отличие заключается в добавлении еще одной такой же RC цепочки, с номиналами резистора R5 и конденсатора С1, при чем разброс должен быть как можно меньше. Пример расчет: Предположим, что у вас есть усилитель, у которого R2 = 20k, а R1 = 2k, коэффициент усиления = 20k/2k = 10. Зачем нам коэффициент усиления? От него будет зависить выбор R5. R5 = Ку/10 *Мом = 1Мом. R4 надо взять равным R1, т.е. 2k, а R3 примерно в 10 раз больше R2 - 200k (в 10 раз больше - это не из-за Ку равного 10, как можно было бы подумать :) ). Осталось определиться только с С1. Выбираем частоту фильтра между 2 и 5 герц. Возмем 3,5 Гц. Исходя из формулы, по которой определяется fи, С1 = 2,2 мкФ. Кстати, если у вас УМЗЧ включен по не инвертирующей схеме, и есть конденсатор между землей и резистором R1, призванный Ку на постоянном напряжении =1, (т.е. если есть постоянное напряжение на входе, то на выходе будет не усиленный сигнал, а такой же), то его, после такой доработки, с успехом можно исключить из схемы за ненадобностью, что улучшит качество звука.
Что можно использовать из деталей: Операционные усилители: LM833, TL072, LM6172, OPA2134. Диоды и конденсаторы должны быть с малыми утечками. Тип диодов: 1N456A (критерий в выборе диодов- малые токи утечки); типы конденсаторов: полипропиленовые, полистереновые(лавсан)- K72,К73-17; типы резисторов - МЛТ на 0,125 Вт.(Серии точных резисторов: С2-13, С2-26, С2-29)
Варианты подключения интегратора:
Рис. 1 Способ подключения к инвертирующему УМЗЧ
Рис. 2 Способ подключения к не инвертирующему УМЗЧ
В инете можно найти еще вот такую ссылку
|