התקני אפקט עיוות FET. תכנית, תיאור

אינציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל
ספרייה חינם / ערכות של מכשירים רדיו-אלקטרוניים וחשמליים

התקני אפקט עיוות באמצעות טרנזיסטורי אפקט שדה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

ספריה טכנית בחינם

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / מוּסִיקָאִי

המאמר דן במכשירי הגברה המיישמים את אפקט הדיסטורשן עבור גיטרה חשמלית. זהו האפקט האלקטרו-אקוסטי הנפוץ ביותר בו משתמשים גיטריסטים כבר שנים רבות, והסאונד שלו מוכר אפילו לנגן מתחיל. נכון לעכשיו, ישנם סוגים רבים של מכשירים המיישמים את האפקט הזה, אך כולם שונים בעיצוב המעגלים ונותנים לצליל גוון שונה.

המכשירים המתוארים, מבחינת הצליל שלהם, דומים לאפקט Distortion שהושג בעיצובים דומים על צינורות ואקום, אך הם עשויים על טרנזיסטורי אפקט שדה.

בהשוואה לטרנזיסטורים דו-קוטביים וצינורות ואקום, לטרנזיסטורי אפקט שדה (FET) עם צומת pn יש מספר איכויות חיוביות: התנגדות כניסה גבוהה, אספקת חשמל במתח נמוך (לנוחות השימוש, רוב המכשירים הללו מופעלים על ידי 9 קומפקטי. סוללת V), רעש נמוך, מאפייני מעבר לא ליניאריות נמוכה.

אולי החיסרון העיקרי של קבוצת טרנזיסטורים זו הוא פיזור משמעותי של פרמטרים אפילו בתוך אצווה אחת, וזה יוצר קשיים מסוימים בעת איתור באגים במכשיר.

צמתים של מכשיר

מגבר הכניסה מגביר מראש את אות הגיטרה, מבצע במקביל (אך לא תמיד) עיבוד אותות תדר: ירידה בתגובת התדרים בתדרים מתחת ל-100 ... 700 הרץ או בחירה של פס תדרים באזור של 0,6 ...). כאשר משתמשים ב-PTs, סביר יותר להשתמש בגישת "צינור" לנושאים של עיבוד אותות גוון, כלומר להשתמש רק במסנני RC פשוטים כדי ליצור את הגוון.

התקני עיוות FET
איור. מספר

לאחר מגבר הקלט, האות מעובד על ידי מגביל. כדי לבנות מגביל "פסאודו-צינור" (ללא קשר לסגנון המוזיקה המושמע), מעגל מגביל-מגבר קקוד המוצג באיור. 1. מכיוון ששלב כזה מסוגל לספק רווח גבוה, מספיק אפילו אחד ממנו כדי לקבל אוברדרייב עם חיתוך יפה ונעים ורגישות גבוהה.

בעמדות VT2 ו-VT4 רצוי להשתמש ב-FET עם מתח ניתוק UOTC = 2...3 V (ניתוק צריך להיות בטווח של 202 ... 2 V). תוצאות ההגברה הטובות ביותר במפל מתקבלות כאשר מתח החיתוך של הטרנזיסטורים VT5458, VT1 גבוה בערך פי שלושה מזה של VT3, VT201.

הדיודה במעגל המקור VT1 משמשת להגדלת הערך המרבי של אות הכניסה לטווח של כ-2 V.

תגובת התדר של המפל על פי הסכימה של איור. ל-1 בהגבר של כ-3000 יש גלגול של 6 dB לאוקטבה בתדרים מעל 10 קילו-הרץ. במצב L * 5, אין להשתמש ב-FET עם קיבול כניסה גדול, למשל, 2SK117 וכדומה, מכיוון שתדר החיתוך יכול לרדת ל-3 kHz.

השימוש בטרנזיסטורים בעלי רעש נמוך תורם להפחתת רמת הרעש הפנימי. בעמדות VT1 ו-VT3, KPZOZA, KPZOZB הם המתאימים ביותר; טרנזיסטורים KPZOZZH עם מאפייני מתח זרם דומים בפס 80 ... 5000 הרץ, רמת הרעש גבוהה פי 2 ... 3 בערך.

מכיוון שרווח המתח של הטרנזיסטור VT1 קטן, לבחירה הנכונה של טרנזיסטורים VT2, VT4, למשל, KPZOZG רעש נמוך, יש חשיבות רבה למזעור הרעש של המפל כולו; הרעש שלו EMF אינו עולה על 0,3 μV (בפס 80 ... 5000 הרץ). ל-KPZODZD, KPZOZE, ככלל, יש תדירות ממשק גבוהה של רעש עודף ולכן השימוש בהם אינו רצוי (רעש EMF עד 1,5 μV). מאותה סיבה, השימוש ב-PTs מסדרת KP302 אינו רצוי. יתרון נוסף של PTs מקומיים מסדרת KPZOZ הוא מארז מתכת עם מסוף נפרד, המסייע גם במאבק נגד הפרעות.

מפל זה אינו רגיש לאדוות מתח, אך רגיש להפרעות מרשת ה-AC, ולכן יש למקם אותו במסך מתכת, והיציאה של בית הטרנזיסטור VT1 מחוברת לחוט משותף. ניתן לחבר את המקרים של הטרנזיסטורים הנותרים מסדרת KPZOZ גם לחוט משותף.

התקני עיוות FET
איור. מספר

רצוי לחבר בלוק טון ליציאה של המגביל. ניתן להרכיב אותו על פי תוכניות קלאסיות. בשימוש במכשירים של חברות ידועות Marshal, Fender (איור 2, a, b מציג ווסת שלושה פסים) או להשתמש באפשרויות פשוטות יותר שמשנות את הספקטרום בשני פסי תדר (דיאגרמות באיור 2, c, d).

התקני עיוות FET
איור. מספר

לאחר פקדי הטון, בעלי עכבת יציאה גדולה, תמיד שימושי להתקין משחזר גם על ה-FET, שגרסה שלו מוצגת באיור. 3, כפשוטה ביותר, עם חיבור ישיר לנגדים של בלוק הטון. על איור. 4 מציג משחזר עם מחולל זרם ומעגל נוסף לתיקון תגובת תדר RC. כאן, הקיבול של הקבל נבחר על פי ספקטרום הצליל של הגיטרה והצורך להגביל אותו מלמטה.

התקני עיוות FET
איור. מספר

אם אתה מתכוון להשתמש בכלי עם מערכת אקוסטית גיטרה (AC), הנגנים מכנים "ארון", אז ביציאה של רפיטר זה עליך להגדיר את בקרת הרמה (האפשרויות שלה מוצגות בתרשימים הבאים) ולהירגע על זה. אם הרמקולים הם רגילים (פס רחב), אז כדאי להעביר את האות מהפלט של החזר דרך מסנן נמוך, אשר מחליש תדרים מעל 5 קילו-הרץ. התוצאות הטובות ביותר מתקבלות כאשר משתמשים במסנני Bessel או Butterworth מהסדרה השלישית ומעלה עם רול-אוף של 18 dB לאוקטבה או יותר. המעגלים, כמו גם הנוסחאות לחישוב תדרי החיתוך, של מסננים כאלה על עוקבי מתח שנעשו במערכת ההפעלה ידועים [1, 2], ולכן הם לא ניתנים כאן. במקום מגבר הפעלה, ניתן להכניס רפידים על ה-PT במסננים כאלה. יש לזכור רק שעכבת המוצא של המשחזרים ב-FET היא 0,2 ... 1 קילו אוהם, ועדיף לבחור את ערכי הנגדים במסננים בטווח של 47 ... 470 קילו אוהם.

התקני עיוות FET
איור. מספר

אם אתה צריך לשחק "בתור" בכל בלוק של אפקט Distortion, כדאי להוסיף "אמולטור ארון" שיוצר את תגובת התדר מסוג מסוים. ניתן להרכיב אותו כולו על טרנזיסטורי אפקט שדה, למשל, לפי המעגל באיור. 5. במקורות ה-FET המתח צריך להיות +4,5 V. כדי להפחית את הרגישות להפרעות יש לחבר כאן גם את מארז הטרנזיסטור לחוט משותף.

היתרון בשימוש ב-FET במקום ב-Op-amp כאן הוא הרכות של מגבלת עומס היתר, שהיא סימטרית בעת שימוש ב-FET משלימים. כדי להעמיס על המכשיר, מתח הכניסה חייב להיות לפחות 4...5 Vp-p. בטרנזיסטורים VT1, VT2, מורכב מסנן פס-פס עם מראית עין של "תהודה" באזור 100 הרץ. אתה יכול להעביר את התדר המרכזי של מסנן זה, למשל, למטה, על ידי הגדלת הקיבול של הקבלים C1, C2 באופן פרופורציונלי. ניתן להפחית את גובה ה"תהודה" בתדר נמוך על ידי הגדלת ההתנגדות של הנגד R3, ותדר החיתוך של המסנן יקטן אף הוא.

בטרנזיסטורים VT3-VT6, מורכב מסנן מעבר נמוך מסדר רביעי עם עלייה באזור של 3 ... 4 קילו-הרץ ושיפוע של 24 דציבל לאוקטבה בתדרים מעל 5 קילו-הרץ. תגובת התדר של צומת זה דומה למאפיינים של אמולטורים במכשירי סימולטור הרמקול הידועים של Sunsamp GT2 ו-Marshall.

באזור "האמצע העליון", ניתן לרכך את הגוון על ידי הפחתת הקיבול של הקבלים C3 ו-C5 פי 1 5 והגדלת הקיבול של C4 ו-C6 באותה כמות.

אפשרויות מכשיר מעשיות

המעגלים שלהלן הם שילובים שונים של המפלים שהוצגו בעבר בשימוש ביחידות עיבוד קונבנציונליות.

התקני עיוות FET
איור. מספר

נתחיל במעגל מכשיר פשוט יחסית (איור 6), שיוצר אות מוצא הדומה לאות המוצא של מגביל צינור דו-שלבי, שבו הצינור הראשון מגביר את האות והשני מגביל.

הפונקציות של מגבר הקלט והמגביל מבוצעות על ידי שלב אחד עם טרנזיסטורים VT1, VT2 ו-VT3, VT4 במעגל מיתוג קקוד (כמו באיור 1). הקיבול של הקבל C2 נבחר "לפי טעם" עבור מכשיר ספציפי. מידת העומס נשלטת באמצעות נגד משתנה R2 - מצליל כמעט לא מעוות ועד אוברדרייב טוב ועסיסי. משחזר פשוט מתווסף ביציאה של המפל, ואז גוון האות מוסדר על ידי בלוק הגוון הרגיל "מרשל". מחלק R12R13 מפחית את רמת אות המוצא בסדר גודל ובו זמנית מקטין את השפעת התנגדות הכניסה של המכשיר העוקב על פעולת בלוק הטון.

מכשיר כזה יהיה שימושי מאוד עבור חובבי סגנונות לא כבדים המשתמשים ברמקולי הגיטרה ה"נכונים". הוא משחזר היטב את הסאונד "הקשה" של שנות השבעים.

התקני עיוות FET
איור. מספר

הגרסה הבאה של המכשיר, שהתרשים שלה מוצג באיור. 7 יוצר צליל הרבה יותר "כבד" מבלי לאבד מהמוזיקליות שלו.

כדי לקבל צליל צפוף יותר בכניסה, נוסף קדם מגבר ל-VT1, VT2. אות הכניסה המקסימלי של הבמה הוא עד 1 Vp-p. בתור VT1,5, רצוי לבחור FET עם מתח ניתוק של 2 ... 4 V. שלב חיץ פשוט לשני FET מתווסף במוצא. זרם הניקוז הראשוני של VT3 חייב להיות קטן מזה של VT0,5. בעת שימוש בסוגי ה-FET המצוינים בתרשים, דרישה זו מתקיימת כמעט תמיד (עבור KPZOZZH, בדרך כלל זרם הניקוז הראשוני הוא 0,8 ... 0,8 mA, ועבור KPZOZA - 2 ,XNUMX...XNUMX mA).

דיודות VD3, VD4 מגבילות את האות בכניסה של המגבר השני ל-1 V peak-to-peak. ביטול הדיודות הללו גורם לעומס יתר על הכניסה של המגבר השני ולסאונד הרבה פחות מוזיקלי במוצא. בנוסף, מעגל C4R6VD3VD4 יוצר התקפה של הצליל, שכן עבור אותות קטנים תדר החיתוך של מסנן המעבר הגבוה C4R3R6 קרוב ל-70 הרץ, ועבור אותות גדולים, הדיודות VD3, VD4 מנחות את נגדי המסנן ומגבירות את תדירות חיתוך, ובכך יוצרים התקפה ברורה. אל תיבהל מנוכחותן של דיודות גב אל גב במעגל; לעתים קרובות כל כך הם נכללים במגברי קדם שפופרת וביצרנים בולטים: קח, למשל, את הקדם מגבר של שפופרת Marshall 900 (רק שם דיודות נכללות בקבוצה של חמש, אבל הן מגבילות את האות באותו אופן).

יתר על כן, האות ממנוע בקרת העיוות מוזן למגבר קקוד עם עומס דינמי, המורכב על טרנזיסטורים VT5-VT10. הרווח המרבי של המפל מצטמצם ל-700 על ידי התקנת נגד R7 עם התנגדות נמוכה יותר (בהשוואה לנגד R3 באיור 6), אך האיכות העיקרית של המפל - הגבלה חלקה - נשמרת. הגבר המפל מותאם באמצעות נגד משתנה R8 בטווח של 20...700.

ניתן לשפר משמעותית את הצליל משני המכשירים אם מוסיפים אמולטור לפלט שלהם, המורכב לפי הסכימה של איור. 5.

ספרות

1. Johnson D., Moore J., Moore G. Handbook of Active Filters. - M Energoatomizdat, 1983.
2. מגברים ומשווים תפעוליים. מַדרִיך. - M.: Dodeka-XXI, 2001, p. 53-58.

מחבר: D. Pustovoi, מוסקבה; פרסום: radioradar.net

ראה מאמרים אחרים סעיף מוּסִיקָאִי.

תקרא ותכתוב שימושי הערות על מאמר זה.

<< חזרה

חדשות אחרונות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה:

מכונה לדילול פרחים בגנים 02.05.2024

בחקלאות המודרנית מתפתחת התקדמות טכנולוגית שמטרתה להגביר את היעילות של תהליכי טיפול בצמחים. מכונת דילול הפרחים החדשנית Florix הוצגה באיטליה, שנועדה לייעל את שלב הקטיף. כלי זה מצויד בזרועות ניידות, המאפשרות התאמתו בקלות לצרכי הגינה. המפעיל יכול להתאים את מהירות החוטים הדקים על ידי שליטה בהם מתא הטרקטור באמצעות ג'ויסטיק. גישה זו מגדילה משמעותית את יעילות תהליך דילול הפרחים, ומעניקה אפשרות להתאמה אישית לתנאים הספציפיים של הגינה, כמו גם למגוון וסוג הפרי הגדלים בה. לאחר שנתיים של בדיקת מכונת פלוריקס על סוגי פירות שונים, התוצאות היו מאוד מעודדות. חקלאים כמו Filiberto Montanari, שהשתמש במכונת פלוריקס כבר כמה שנים, דיווחו על הפחתה משמעותית בזמן ובעבודה הנדרשים לדלל פרחים. ... >>

מיקרוסקופ אינפרא אדום מתקדם 02.05.2024

למיקרוסקופים תפקיד חשוב במחקר המדעי, המאפשר למדענים להתעמק במבנים ותהליכים בלתי נראים לעין. עם זאת, לשיטות מיקרוסקופיה שונות יש מגבלות, וביניהן הייתה הגבלת הרזולוציה בעת שימוש בטווח האינפרא אדום. אבל ההישגים האחרונים של חוקרים יפנים מאוניברסיטת טוקיו פותחים סיכויים חדשים לחקר עולם המיקרו. מדענים מאוניברסיטת טוקיו חשפו מיקרוסקופ חדש שיחולל מהפכה ביכולות של מיקרוסקופיה אינפרא אדום. מכשיר מתקדם זה מאפשר לך לראות את המבנים הפנימיים של חיידקים חיים בבהירות מדהימה בקנה מידה ננומטרי. בדרך כלל, מיקרוסקופים אינפרא אדום בינוני מוגבלים ברזולוציה נמוכה, אך הפיתוח האחרון של חוקרים יפנים מתגבר על מגבלות אלו. לדברי מדענים, המיקרוסקופ שפותח מאפשר ליצור תמונות ברזולוציה של עד 120 ננומטר, שהיא פי 30 מהרזולוציה של מיקרוסקופים מסורתיים. ... >>

מלכודת אוויר לחרקים 01.05.2024

חקלאות היא אחד מענפי המפתח במשק, והדברה היא חלק בלתי נפרד מתהליך זה. צוות של מדענים מהמועצה ההודית למחקר חקלאי-המכון המרכזי לחקר תפוחי אדמה (ICAR-CPRI), שימלה, העלה פתרון חדשני לבעיה זו - מלכודת אוויר של חרקים המופעלת על ידי רוח. מכשיר זה מטפל בחסרונות של שיטות הדברה מסורתיות על ידי מתן נתוני אוכלוסיית חרקים בזמן אמת. המלכודת מופעלת כולה על ידי אנרגיית רוח, מה שהופך אותה לפתרון ידידותי לסביבה שאינו דורש חשמל. העיצוב הייחודי שלו מאפשר ניטור של חרקים מזיקים ומועילים כאחד, ומספק סקירה מלאה של האוכלוסייה בכל אזור חקלאי. "על ידי הערכת מזיקים מטרה בזמן הנכון, נוכל לנקוט באמצעים הדרושים כדי לשלוט הן במזיקים והן במחלות", אומר קפיל ... >>

חדשות אקראיות מהארכיון

Cooler Master G ספקי כוח 500, 600 ו-700 W 26.07.2013

סדרת ה-G החדשה של ספקי הכוח Cooler Master כוללת את דגמי G500, G600 ו-G700 עם 500W, 600W ו-700W בהתאמה. כולם בעלי אישור ברונזה 80 פלוס.

בספקי הכוח של סדרת G, נעשה שימוש בתיקון גורם הספק אקטיבי, ונוצר מתח של 12 וולט באוטובוס אחד (במקרה של הדגם הישן יותר, כושר העומס של האוטובוס מגיע ל-55 A, כלומר, זה מהווה 660 W מתוך 700). היחידות תומכות במצבי חיסכון בחשמל של מעבדי הדור הרביעי של Intel Core (Haswell).

כדי לקרר את ספקי הכוח, נעשה שימוש במאווררים של 120 מ"מ, שמהירות הסיבוב שלהם תלויה בעומס (כל עוד עומס ה-PSU אינו עולה על 70%, המאוורר פועל במצב שקט).

לדגם הישן יותר יש תשעה מחברי כוח SATA, לשניים האחרים שישה. בכל מקרה, שלושה מחברי Molex ומחברי חשמל נוספים של PCI Express זמינים, וספק הכוח G700 מיועד אפילו למערכות עם מספר כרטיסי תלת מימד. כמובן שלבלוקים יש הגנה מפני מצבי פעולה חריגים, כולל עומס יתר והתחממות יתר.

ספקי כוח מסדרת G יוצעו למכירה באוגוסט. המחירים ישתנו לפי אזור. אנו יכולים לצפות שבאירופה דגם ה-G500 יעלה 60 יורו, G600 - 70, G700 - 80.

עוד חדשות מעניינות:

▪ צלילי הטבע טובים לבריאות

▪ מין האפרוח עדיין נראה בביצה

▪ עדיף לצפירה לצייר מאשר ליילל

▪ הגנה על המחשב מפני גניבה

▪ נמדדה טמפרטורת פוטוספירה של ענקים אדומים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק באתר חשמל למתחילים. בחירת מאמרים

▪ מאמר אי אפשר לרתום סוס ואיילה רועדת לעגלה אחת... ביטוי פופולרי

▪ מאמר מה מסביר את ההבדל בגדות הנהרות הזורמים לכיוון המרידיאן? תשובה מפורטת

▪ מאמר מכונת קידוח אנכית. סדנה ביתית