מסננים פעילים על טרנזיסטורי אפקט שדה. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל / שֶׁמַע

 הערות למאמר

המאמר מציע מסננים פעילים פשוטים המבוססים על עוקבים במקור. רמת העיוות הנמוכה והסדר הנמוך שלו, האופייניים לפילטרים כאלה, תורמים להשגת טוהר הסאונד של אותות מוזיקליים עשירים בספקטרליה. זה מאפשר להם להתחרות בהצלחה עם מסננים פעילים המבוססים על מגברי הפעלה.

היתרונות של רכיבי ציוד שמע המבוססים על טרנזיסטורי אפקט שדה כוללים את הרמה הנמוכה של עיוותים הרמוניים ואינטרמודולציה שהם מכניסים לאותות המוגברים. הודות לנסיבות אלה, מעצבים משתמשים יותר ויותר בטרנזיסטורים אלה בשלבי הפלט של UMZCH. עם זאת, מכשירים כאלה משמשים לעתים רחוקות בשלבים מקדימים, בעיקר בפיתוחים חובבים. ולשווא! השימוש בהם מאפשר ליצור מכשירים פשוטים בעיצובם ללא משוב כללי, ויוצרים צליל "צינור" חם. המקדם ההרמוני של מגברים, אפילו עם OOS מקומי, אינו עולה על 0,1...0,3%, הרמוניות מסדר גבוה נעדרות כמעט.

היתרונות של טרנזיסטורי אפקט שדה בולטים במיוחד בעיצובים פשוטים. נכון, במקרה זה החיסרון העיקרי שלהם הופך בולט - פריסה טכנולוגית גדולה למדי של הפרמטרים שלהם. כתוצאה מכך, בדרך כלל נדרשת התאמה אישית של כל מוצר. זה לא מכשול עבור חובבי רדיו, אבל מכשירים עם המעגלים הפשוטים ביותר אינם מועילים לייצור המוני. עם זאת, ניתן לקחת בחשבון גם נסיבות אלה: בייצור בקנה מידה קטן של עיצוב מתפקד היטב, די להשתמש בטרנזיסטורים מאותה אצווה; בתוך חבילה אחת, התפשטות הפרמטרים אינה כה גדולה.

התנאי העיקרי שנקבע בעת פיתוח המסננים המוצעים היה ליניאריות גבוהה לאותות ברמות של עד מאות מילי-וולט בפס תדרים רחב עם פשטות קיצונית של המכשיר. אם אתה משתמש בטרנזיסטורים n-ערוציים עם מתח חיתוך מתחת ל-3 V (KPZ0ZG, KPZ0ZE), מצב הפעולה הנדרש עם אספקה ​​חד-קוטבית מושג ללא הטיה על השער. קבל ניתוק בכניסה של המפל אינו הכרחי במקרה זה. וזה משפר עוד יותר את איכות הצליל.

ניתן לחשב את מצבי המפל (איור 1) עבור זרם ישר ומקדם השידור באמצעות שיטת הקירוב הליניארי [1]. שיטה זו היא הרבה יותר פשוטה ויזואלית מזו המופיעה ב-[2], ומספקת כמעט את אותן תוצאות.

לצורך החישוב, יש צורך לדעת את השיפוע של מאפיין הטרנזיסטור S, ורצוי להשתמש לא בערך ייחוס, אלא בערך אמיתי. עם זאת, מדידה ישירה של שיפוע בתנאים חובבים קשה. קירוב ליניארי מאפשר להשתמש בפרמטרים הנוחים יותר למדידה לקביעת המבנה: זרם הניקוז הראשוני Iin ומתח החיתוך Uots. שיפוע המאפיין במקרה זה נקבע על ידי הנוסחה:

S= האם התחל/נו.

ניתן לבחור בערך את ההתנגדות של הנגד במעגל המקור Ri מתוך היחס Ri = (3...6)/S. את מתח המוצא של המפל מהניקוז VT1 ניתן לקבוע בערך מהיחס Uout = UBXSRC/(1+SRi), ומתח האות במקור - באמצעות הנוסחה Uout = UBXSRi/(1+SRi), כאשר S הוא הטרנסמוליכות של הטרנזיסטור; Ri, RC - התנגדויות במעגלי המקור והניקוז (באיור 1 - R3 ו-R2, בהתאמה).

העיצוב הפשוט ביותר הוא מסנן גבוה מסדר שני המבוסס על עוקב מקור (איור 2). החסרונות של מסנן זה קשורים למקדם ההולכה הנמוך שלו. פרמטר זה תלוי בשיפוע המאפיין ועבור טרנזיסטורי אפקט שדה נפוצים בעלי הספק נמוך עם S = 3...7 mA/V הוא יהיה 0,8...0,85. לכן, יש להתאים את הערכים המחושבים (עבור מקדם שידור יחידה) של רכיבי הגדרת התדר או להשתמש בנוסחאות שלוקחות בחשבון את מקדם השידור האמיתי לחישוב [3].

אז, עם דירוגי החלקים המצוינים בתרשים, תדר החיתוך המחושב הוא 72 הרץ, והממשי הוא 85...90 הרץ. למרות שהיחס בין הערכים R2/R1 - 2 מתאים למסנן Butterworth, תדירות החיתוך גבוהה מעט מזו המחושבת, והטיית תגובת התדר חלקה יותר. כדי להגביר את תלילות תגובת התדר באזור ההטיה, יש להפחית את ההתנגדות R1 כך שהיחס R2/R1 יהיה 3...10. ניתן לשנות את תדר החיתוך על ידי שינוי פרופורציונלי של ההתנגדות של הנגדים R1, R2 או הקיבול של הקבלים C1, C2.

האות במוצא של מסנן כזה נחלש ב-2...2,5 dB, בעוד יכולת עומס יתר של המפל נמוכה. בתנאים כאלה, מתח המוצא המרבי הבלתי מעוות לא יעלה על 500 mV. כדי להתגבר על חסרונות אלה, אתה יכול להשתמש במפל משולב של מבנה "מקור משותף - אספן משותף" (איור 3), אך האות במוצא של מסנן כזה יתהפך.

השימוש בעוקב פולט במוצא המסנן הפחית את עכבת המוצא לכ-50 אוהם ושיפר משמעותית את יכולת העומס. עם דירוגי האלמנטים המצוינים בתרשים, תדר החיתוך הוא בערך 80 הרץ. הרווח (2...3 dB) תלוי במאפיינים של טרנזיסטור אפקט השדה בשימוש ובהתנגדות של הנגד R3. הגדרתו מסתכמת בבחירת ערכו כך שהמתח בפולט של הטרנזיסטור VT2 שווה בערך למחצית מתח האספקה. אם יש לך אוסילוסקופ, עדיף לבחור את ערך ההתנגדות המדויק על סמך הסימטריה של מגבלת אות המוצא. השיקולים הקודמים חלים על חישוב תדירות החיתוך וסוג המסנן. כדי לדמות מסננים, נוח להשתמש בתוכנית Microcap.

כדי להגדיל עוד יותר את השיפוע של תגובת התדר, ניתן להשתמש במעגל משוב דו-קישורי. באיור. איור 4 מציג תרשים של מסנן חוסם עבור תדרים אינפרא-נמוכים עם Fcp = 25 הרץ, ובאיור. 5 - תגובת התדר שלו.

בהתבסס על המבנה הנחשב, ניתן ליצור מסנן פס-פס, הכרחי בעת יצירת מערכות עם הגברה רב-פסית. התרשים של מסנן כזה מוצג באיור. 6.

מסנן נמוך פסיבי מסדר ראשון R5C3 מתכוונן בין השלבים. הפישוט הזה של עיצוב המסנן הפך לאפשרי מכיוון שתגובת התדרים של ראשים דינמיים בתדר נמוך באזור התדר הגבוה כבר יורדת, וברוב המקרים נותר רק להתאים את פס המעבר של המגבר אליו. תגובת התדר של המסנן במצבים הקיצוניים של הרגולטור מוצגת באיור. 7.

הגדרת מסנן דומה לאפשרויות הסינון שכבר דנו במאמר. יש לזכור כי הגבול העליון של התאמת רוחב הפס נקבע על ידי התנגדות הפלט של השלב בטרנזיסטור אפקט השדה, וזה, בתורו, נקבע על ידי ההתנגדות של הנגד R4.

דוגמה לשימוש המשולב במסננים המתוארים מוצגת באיור. 8. זהו בלוק ליצירת רצועות LF ו-MF-HF של ערוצי הסטריאו השמאלי והימני, כמו גם האות הכולל (מונופוני) לסאב-וופר. ההפרדה בין פסי התדר הבינוני והגבוה מתבצעת על ידי מסננים פסיביים ביציאת המגבר. מעגלי סינון הערוצים זהים לאלה שנדונו קודם לכן, ולכן נתמקד רק בפילטר שבוחר את האות בתדר נמוך עבור הסאב.

השלב הראשון - מוסיף על שני טרנזיסטורי אפקט שדה עם עומס משותף R18 דומה לזה המתואר ב-[4]. הסינון העיקרי מתבצע על ידי מסנן פעיל במעבר נמוך מסדר שני, המיושם על עוקב פולט VT7. ניתן לכוונן את תדר החיתוך מ-40 עד 160 הרץ באמצעות נגד משתנה כפול (R20.1, R20.2). קבל C8, יחד עם התנגדות המוצא של השלב הראשון, יוצר מסנן נמוך מסדר ראשון עם תדר חיתוך של כ-180 הרץ. זה כמעט לא משפיע על תגובת התדר בפס המעבר, אלא משפר את הדיכוי של רכיבים מחוץ לפס.

בהתאם למיקום הסאבוופר ביחס לרמקולים השמאלי והימני ולמאזין, הסטת הפאזה של האותות בעמדת ההאזנה עלולה לעוות את תמונת הקול (השפעת "טשטוש" או "פיגור" של הבס). כדי לתקן את הסטת הפאזה בערוץ הסאב-וופר, מוצג וסת עם OP-amp DA1. מסנן דיודה-קבלים VD1C11 מותקן במעגל החשמל.

העיצוב הבא תוכנן במיוחד עבור מערכת שמע לרכב. העובדה היא שתהודה בולטת למדי של הפנים, המתבטאת ב"באז" אופייני בצלילי בס, מרגיז אודיופילים בררנים על הגלגלים. מדידות תגובת תדרים מראות "גבנון" הנעים בין 120 ל-160 dB בתדרים 3...8 הרץ! כדי לתקן את תגובת התדר במקרה זה, נוח להשתמש במסנן חריץ במקום באקולייזר. התרשים של מסנן פעיל כזה עבור ערוץ אחד מוצג באיור. 9 [5].

השלב הראשון הוא מגבר לחלוקת עומסים. המשימה שלו היא ליצור מתחים אנטי-פאזיים כדי להפעיל את קישור המסנן C2C3R4R5. במיקום הימני של מתג המפתח SA1 בתרשים, נוצר גשר Wien הפוך עם הנחתה של כ-3 dB. במצב השמאלי של המתג מסופקים לפילטר מתחים אנטי-פאזיים וההנחתה בתדר הכוונון עולה ל-5...6dB. ערך ההנחתה המדויק תלוי בהמוליכות של הטרנזיסטור וביחס ההתנגדויות של הנגדים R2 ו-R3. אם תהפוך אותם לשווים, ההנחתה תהיה מקסימלית (עד 8 dB), אך אות המוצא יוחלש ביחס לכניסה ב-3...4 dB. התרשים מציג את הגרסה האופטימלית של ערכים.

מכיוון שעכבת הכניסה של המכשיר גבוהה מאוד, עדיף להתקין את המסנן ליד מקור האות כדי למנוע הפרעות בכניסה. עכבת המוצא של המסנן היא כ-50 אוהם, וזה הרבה פחות מזה של רוב יחידות הראש. זה יבטל את השפעת הקיבול של כבל החיבור, כך שהמסנן מבצע בו זמנית את הפונקציות של מכשיר תואם. המארז חייב להיות מתכת, אחרת תצטרך לצייד אותו במסך נייר נחושת בתוכו ולחבר אותו לחוט משותף.

תגובת התדר של המסנן (ראה איור 9) מוצגת באיור. עשר.

כפי שאתה יכול לראות, זה כבר לא רק פילטר, אלא "אקוולייזר אווירה" אמיתי. מכשיר עם אותו שם ותגובת תדרים דומה מאוד משמש בדגמים "המובילים" של מגברי מקינטוש, אבל המעגל מסובך יותר...

בנוסף להתקנים המצוינים בתרשימים, אתה יכול להשתמש בטרנזיסטורים KPZ0ZV-KPZ0ZZH, KT3102 (עם כל אינדקס אותיות) או מבני npn אחרים עם h21e > 50. בווסת הפאזה, אתה יכול להשתמש בכל מגבר מותאם. למען רווח אחדות. קבלי תחמוצת חייבים להיות בעלי מתח הפעלה של לפחות 16 V. הבחירה של חלקים אחרים אינה קריטית.

ספרות

1. Mezhlumyan A. על חישוב שלבים על טרנזיסטור אפקט שדה. - רדיו, 2000, מס' 6, עמ'. 46-48.
2. Shkritek P. מדריך עזר בנושא מעגלי שמע - מ.: מיר, 1991, עמ'. 74-79.
3. Titze U., Shenk K. אומנות המעגלים. - מ.: מיר, 1982.
4. Vasiliev V. A. עיצובי רדיו חובבים זרים. - מ.: רדיו ותקשורת, 1982.
5. קברו של Shikhatov A. Hunchback יתוקן... - "מאסטר 12 וולט", מס' 35 (אוגוסט 2001).

מחבר: א' שיחטוב, מוסקבה

ראה מאמרים אחרים סעיף שֶׁמַע.

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 ייצור משי באמצעות בלוטת עכביש מלאכותית 02.02.2024 מדענים יפנים הצליחו לפתח מכשיר ליצירת משי עכביש מלאכותי הקרוב לייצור טבעי של עכבישים. ההישג של מומחים יפנים ביצירת זהורית פותח אפשרויות חדשות לתעשיות הטקסטיל והרפואה, ושופך אור על העתיד של ייצור חומרים בר-קיימא מבחינה סביבתית. המשי מוערך בזכות החוזק והקלילות שלו, אבל המיצוי הטבעי שלו קשה, מה שגרם למדענים לחפש שיטות ייצור חלופיות. צוות חוקרים ממרכז RIKEN למדעי משאבים בר-קיימא ומאשכול המחקר החלוצי של RIKEN ביפן פיתח גישה חדשה, שיצרה מכשיר שיכול לשחזר את המבנה המולקולרי המורכב של משי. המכשיר, שהוא קופסה עם חריצים, מאפשר להעביר את התמיסה מקצה לקצה באמצעות לחץ שלילי, המדמה את התהליכים בבלוטות המשי של עכבישים. מוביל המחקר Keiji Numata מסביר: "שאפנו לחקות את הייצור הטבעי של משי על ידי עכבישים באמצעות מיקרו-נוזלים, הכוללים זרימה ומניפולציה של נוזל דרך תעלות צרות. בלוטת המשי של העכביש מתפקדת בעצם כמכשיר מיקרו-נוזל טבעי". טכנולוגיה זו עשויה להפוך לבסיס לייצור ידידותי לסביבה של משי לתעשיית הטקסטיל והרפואה. נומטה מוסיפה: "אנחנו מחפשים להשפיע אמיתית. לשם כך, אנחנו צריכים להרחיב את שיטות ייצור הסיבים שלנו ולהפוך אותן לרציפות יותר. נעריך את איכות הקרון באמצעות מדדים שונים ונשפר אותה".

עוד חדשות מעניינות:

▪ סורק טביעות אצבע תת עורי

▪ מעטה הקרח של גרינלנד נמס בצורה קטסטרופלית

▪ צפוי שקט

▪ הזכוכית המגדלת הקטנה ביותר רואה קשרים בין אטומים

▪ דרך קלה להאריך חיים

עדכון חדשות של מדע וטכנולוגיה, אלקטרוניקה חדשה

חומרים מעניינים של הספרייה הטכנית החופשית:

▪ חלק של האתר שיחות וסימולטורים אודיו. מבחר מאמרים

▪ מאמר טרקטור נגרר משאית מזבלה. ציור, תיאור

▪ מאמר מה נחקר בניסוי המעבדה הרציף הארוך ביותר בהיסטוריה? תשובה מפורטת

▪ מאמר דלקת שלפוחית ​​השתן. בריאות

▪ מאמר תחנת כוח רוח תוצרת בית. רֹאשׁ. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

▪ מאמר DC-to-DC Boost Charger. אנציקלופדיה של רדיו אלקטרוניקה והנדסת חשמל

השאר את תגובתך למאמר זה:

כל השפות של דף זה

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

בית | הספרייה | מאמרים | <font><font>מפת אתר</font></font> | ביקורות על האתר

www.diagram.com.ua
2000-2024