Детектор аудио сигнала для включения по звуку

Представленная схема является простым детектором сигнала, который надёжно позволяет обнаруживать присутствие (появление) звукового сигнала. Его можно применять к примеру в любом усилителе НЧ, для автоматического включения его питания, как только появляется входной сигнал. В случае исчезновения сигнала детектор после определенного времени отключает усилитель, продлевая срок его службы и экономя электроэнергию. Такие автоматические выключатели часто можно встретить в серьёзных фирменных усилителях, в то время как в любительских конструкциях появляются довольно редко — поэтому идея точно пригодится для любых самодельных УНЧ. Этот детектор найдет свое применение в активных колонках и мощных сабвуферах, управляясь входными сигналами с линейного входа. Чувствительность системы естественно можно регулировать в широких пределах.

Электрическая схема

Схема электрическая детектор аудио сигнала

Детектор звукового сигнала представлен на рисунке выше. Он построен на основе двойного операционного усилителя U1 (LM358), чья первая половина работает как предусилитель, а вторая в качестве компаратора. Входной сигнал стерео подается на вход GP1 и в случае, если сигнал моно, один из входов остается не подключенным.

Рисунки и фото печатной платы

Готовые печатные платы

Принцип работы устройства

Резисторы R1 (10к), R2 (10k) и R3 (18k) представляют собой входной делитель напряжения и сумматор стерео сигнала, а также R3 устанавливает на входе потенциал массы в случае, если вход не подключен или источник сигнала выключен. Светодиоды D1 (1N4148) и D2 (1N4148) защищают усилитель U1 от повышенного напряжения на его входе, которое может появиться в момент, когда система обнаруживает присутствие сигнала на выходе.

Детектор звукового сигнала — плата с деталями

Так как операционный усилитель U1A питается несимметричным напряжением, необходимо создание нужного напряжения — половина питания. Эта задача возлагается на делитель R7 (10k), R8 (10k) и R6 (100k), а конденсатор C3 (100uF/35V) фильтрует это напряжение. Резисторы R4 (1к) и R5 (100k) определяют усиление U1A для полезного сигнала на уровне 100, в то время как C2 (100uF/35V) делает для постоянных сигналов усиление равным 1.

Детектор звука самодельный

Половина напряжения питания доступна благодаря R7 и R8 — это нужно для создания опорного напряжения для компаратора, построенного на другой половине усилителя U1. Регулировка опорного напряжения производится с помощью делителя, собранного с PR1 (22k) и R9 (100k), а его фильтрация обеспечивается конденсатором C5 (100nF). В результате потенциометром PR1 выполняется регулировка чувствительности всей системы. Резистор R11 (100 Ом) ограничивает ток зарядки С8 (100uF/35V), а диод D3 препятствует разрядке этого конденсатора, когда выход компаратора U1A в состоянии низкого потенциала (неактивный). С помощью резистора R10 (470k) установлено время разрядки конденсатора C8, то есть время задержки выключения выхода, так что пропадание сигнала влечёт за собой задержку примерно 20 секунд.

Подключение детектора

Когда на вход системы GP1 попадает сигнал с амплитудой, которая обеспечивает срабатывание компаратора U1B, напряжение на С8 увеличивается. Когда напряжение на этом конденсаторе превысит значение порога включения транзистора T1 (2N7000), он будет включен — загорится светодиод D4 и сработает реле подсоединенное к разъему GP3 (NS25-W2). Резистор R12 (330 Ом) ограничивает максимальный ток диода D4, в то время как D5 (1N4148) защищает систему от бросков тока индукции при отключении катушки реле. Питание схемы обеспечивает стабилизатор U2 (78L05) вместе с фильтрующими конденсаторами C4 (100uF/35V), C6 (47uF/25V) и C7 (100nF), а в GP2 — это разъем питания.

Включение усилителя по сигналу на входе

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Представленная схема является простым детектором сигнала, который надёжно позволяет обнаруживать присутствие (появление) звукового сигнала. Его можно применять к примеру в любом усилителе НЧ, для автоматического включения его питания, как только появляется входной сигнал. В случае исчезновения сигнала детектор после определенного времени отключает усилитель, продлевая срок его службы и экономя электроэнергию. Такие автоматические выключатели часто можно встретить в серьёзных фирменных усилителях, в то время как в любительских конструкциях появляются довольно редко — поэтому идея точно пригодится для любых самодельных УНЧ. Этот детектор найдет свое применение в активных колонках и мощных сабвуферах, управляясь входными сигналами с линейного входа. Чувствительность системы естественно можно регулировать в широких пределах.

Электрическая схема

Детектор звукового сигнала представлен на рисунке выше. Он построен на основе двойного операционного усилителя U1 (LM358), чья первая половина работает как предусилитель, а вторая в качестве компаратора. Входной сигнал стерео подается на вход GP1 и в случае, если сигнал моно, один из входов остается не подключенным.

Рисунки и фото печатной платы

Готовые печатные платы

Принцип работы устройства

Резисторы R1 (10к), R2 (10k) и R3 (18k) представляют собой входной делитель напряжения и сумматор стерео сигнала, а также R3 устанавливает на входе потенциал массы в случае, если вход не подключен или источник сигнала выключен. Светодиоды D1 (1N4148) и D2 (1N4148) защищают усилитель U1 от повышенного напряжения на его входе, которое может появиться в момент, когда система обнаруживает присутствие сигнала на выходе.

Детектор звукового сигнала — плата с деталями

Так как операционный усилитель U1A питается несимметричным напряжением, необходимо создание нужного напряжения — половина питания. Эта задача возлагается на делитель R7 (10k), R8 (10k) и R6 (100k), а конденсатор C3 (100uF/35V) фильтрует это напряжение. Резисторы R4 (1к) и R5 (100k) определяют усиление U1A для полезного сигнала на уровне 100, в то время как C2 (100uF/35V) делает для постоянных сигналов усиление равным 1.

Половина напряжения питания доступна благодаря R7 и R8 — это нужно для создания опорного напряжения для компаратора, построенного на другой половине усилителя U1. Регулировка опорного напряжения производится с помощью делителя, собранного с PR1 (22k) и R9 (100k), а его фильтрация обеспечивается конденсатором C5 (100nF). В результате потенциометром PR1 выполняется регулировка чувствительности всей системы. Резистор R11 (100 Ом) ограничивает ток зарядки С8 (100uF/35V), а диод D3 препятствует разрядке этого конденсатора, когда выход компаратора U1A в состоянии низкого потенциала (неактивный). С помощью резистора R10 (470k) установлено время разрядки конденсатора C8, то есть время задержки выключения выхода, так что пропадание сигнала влечёт за собой задержку примерно 20 секунд.

Подключение детектора

Когда на вход системы GP1 попадает сигнал с амплитудой, которая обеспечивает срабатывание компаратора U1B, напряжение на С8 увеличивается. Когда напряжение на этом конденсаторе превысит значение порога включения транзистора T1 (2N7000), он будет включен — загорится светодиод D4 и сработает реле подсоединенное к разъему GP3 (NS25-W2). Резистор R12 (330 Ом) ограничивает максимальный ток диода D4, в то время как D5 (1N4148) защищает систему от бросков тока индукции при отключении катушки реле. Питание схемы обеспечивает стабилизатор U2 (78L05) вместе с фильтрующими конденсаторами C4 (100uF/35V), C6 (47uF/25V) и C7 (100nF), а в GP2 — это разъем питания.

Принципиальные электросхемы, подключение устройств и распиновка разъёмов

Представленная схема является простым детектором сигнала, который надёжно позволяет обнаруживать присутствие (появление) звукового сигнала. Его можно применять к примеру в любом усилителе НЧ, для автоматического включения его питания, как только появляется входной сигнал. В случае исчезновения сигнала детектор после определенного времени отключает усилитель, продлевая срок его службы и экономя электроэнергию. Такие автоматические выключатели часто можно встретить в серьёзных фирменных усилителях, в то время как в любительских конструкциях появляются довольно редко — поэтому идея точно пригодится для любых самодельных УНЧ. Этот детектор найдет свое применение в активных колонках и мощных сабвуферах, управляясь входными сигналами с линейного входа. Чувствительность системы естественно можно регулировать в широких пределах.

Электрическая схема

Детектор звукового сигнала представлен на рисунке выше. Он построен на основе двойного операционного усилителя U1 (LM358), чья первая половина работает как предусилитель, а вторая в качестве компаратора. Входной сигнал стерео подается на вход GP1 и в случае, если сигнал моно, один из входов остается не подключенным.

Рисунки и фото печатной платы

Готовые печатные платы

Принцип работы устройства

Резисторы R1 (10к), R2 (10k) и R3 (18k) представляют собой входной делитель напряжения и сумматор стерео сигнала, а также R3 устанавливает на входе потенциал массы в случае, если вход не подключен или источник сигнала выключен. Светодиоды D1 (1N4148) и D2 (1N4148) защищают усилитель U1 от повышенного напряжения на его входе, которое может появиться в момент, когда система обнаруживает присутствие сигнала на выходе.

Детектор звукового сигнала — плата с деталями

Так как операционный усилитель U1A питается несимметричным напряжением, необходимо создание нужного напряжения — половина питания. Эта задача возлагается на делитель R7 (10k), R8 (10k) и R6 (100k), а конденсатор C3 (100uF/35V) фильтрует это напряжение. Резисторы R4 (1к) и R5 (100k) определяют усиление U1A для полезного сигнала на уровне 100, в то время как C2 (100uF/35V) делает для постоянных сигналов усиление равным 1.

Половина напряжения питания доступна благодаря R7 и R8 — это нужно для создания опорного напряжения для компаратора, построенного на другой половине усилителя U1. Регулировка опорного напряжения производится с помощью делителя, собранного с PR1 (22k) и R9 (100k), а его фильтрация обеспечивается конденсатором C5 (100nF). В результате потенциометром PR1 выполняется регулировка чувствительности всей системы. Резистор R11 (100 Ом) ограничивает ток зарядки С8 (100uF/35V), а диод D3 препятствует разрядке этого конденсатора, когда выход компаратора U1A в состоянии низкого потенциала (неактивный). С помощью резистора R10 (470k) установлено время разрядки конденсатора C8, то есть время задержки выключения выхода, так что пропадание сигнала влечёт за собой задержку примерно 20 секунд.

Подключение детектора

Когда на вход системы GP1 попадает сигнал с амплитудой, которая обеспечивает срабатывание компаратора U1B, напряжение на С8 увеличивается. Когда напряжение на этом конденсаторе превысит значение порога включения транзистора T1 (2N7000), он будет включен — загорится светодиод D4 и сработает реле подсоединенное к разъему GP3 (NS25-W2). Резистор R12 (330 Ом) ограничивает максимальный ток диода D4, в то время как D5 (1N4148) защищает систему от бросков тока индукции при отключении катушки реле. Питание схемы обеспечивает стабилизатор U2 (78L05) вместе с фильтрующими конденсаторами C4 (100uF/35V), C6 (47uF/25V) и C7 (100nF), а в GP2 — это разъем питания.

Собственно говоря, не только усилителя. Схема, приведенная ниже позволяет автоматически отключать от сети любое звуковоспроизводящее устройство при отсутствии на выходе оного звука в течении некоторого времени.

Схема питается от внутреннего блока питания устройства. Кнопкой S1 производится включение. Заряжаются оба конденсатора, транзисторы открываются и реле своими контактами блокирует кнопку, оставляя, таким образом, девайс во включенном состоянии. Далее, звуковой сигнал сигнал с выхода усилителя или чего там у вас есть подается на вход транзистора VT1 и не позволяет ему закрыться. При отсутствии сигнала на выходе, конденсаторы разряжаются, транзисторы закрываются и реле обесточивает нагрузку.

Временная задержка выключения зависит от емкости конденсаторов С1 и С2, а также резистора R3. Чем все это больше, тем дольше будет оставаться включенным устройство при отсутствии каких либо признаков жизни на выходе.

Скачать печатную плату в формате Corel Draw (Прислал: DEn1008)

Детектор сигнала ЗЧ для включения усилителя мощности (NE5534N, К561ЛЕ5)

Принципиальная схема датчика наличия сигнала звуковой частоты для включения различных аудио-устройств, например для усилителя мощности звуковой частоты. Усилители мощности ЗЧ сейчас обычно делают на интегральных микросхемахУМЗЧ.

Это очень удобно, потому что позволяет относительно недорого и без существенных трудовых затрат получить достаточно качественный HI-FI усилитель. К тому же микросхема — УМЗЧ кроме функции усиления сигнала имеет и другие полезные функции, например, вывод, переводящий её в энергосберегающий режим.

При этом нет необходимости в мощном выключателе питания, отключающем УМЗЧ полностью, а достаточно только изменить напряжение на соответствующем выводе микросхемы.

Таким образом, можно организовать управление включением и выключением УМЗЧ автоматически, за счет источника сигнала. В этом случае нужно сделать датчик наличия входного сигнала и дополнительно присоединить к нему таймер.

Таймер нужен чтобы УМЗЧ не отключался в перерывах между программами, паузах в музыкальном произведении. При этом нужно чтобы усилитель включался сразу же после поступления на вход сигнала, -без задержек.

Принципиальная схема

Принципиальная схема датчика показана на рисунке. Входное сопротивление датчика составляет 100 кОм, обычно входное сопротивление интегрального УМЗЧ значительно ниже. Но, если нужно, входное сопротивление датчика можно повысить увеличив сопротивления резисторов R1 и R2.

Эти резисторы должны быть одинакового сопротивления, так как они создают напряжение смещения на входе ОУ, равное половине напряжения питания. Это необходимо для работы ОУ от однополярного источника питания. Вход датчика подключается параллельно входу одного из стереоканалов УМЗЧ.

Во время отсутствия сигнала переменное напряжение на выходе А1 отсутствует, транзистор VТ1 закрыт и на его коллекторе напряжение равно логическому нулю. При этом напряжение на выходе логического элемента D1.3 — логическая единица. Это должно соответствовать выключенному состоянию УМЗЧ.

Рис. 1. Принципиальная схема датчика наличия сигнала звуковой частоты на микросхемах NE5534N, К561ЛЕ5.

Как только на вход УМЗЧ поступает сигнал, он также поступает и на вход ОУ А1. ОУ этот сигнал усиливает и даже может быть до ограничения (значения не имеет), главное, что до такого уровня, при котором транзистор VТ1 станет открываться в ключевом режиме.

При этом на его коллекторе будут импульсы произвольной формы и частоты, первый же их которых запустит одновибратор на логических элементах D1.1 и D1.2. На выходе D1.4 появится логическая единица на время не менее постоянной времени цепи R7-C5. Этим напряжением через резистор R8 и диод VD1 относительно быстро зарядится конденсатор С7 до напряжения логической единицы.

На выходе элемента D1.3 — ноль, который включает УМЗЧ в рабочий режим. В перерывах между программами, паузах в музыкальном произведении переменное напряжение на выходе А1 отсутствует, транзистор VT1 закрыт и на его коллекторе напряжение равно логическому нулю. Соответственно, на выходе D1.1 будет логическая единица, а на выходе D1.4 -ноль.

Но это не приводит к выключению УМЗЧ сразу же, потому что в таком режиме, когда на выходе D1.4 ноль, конденсатор С7 разряжается преимущественно через резистор R9 и собственную утечку, на что уходит около минуты. Поэтому, выключается УМЗЧ только через минуту после того, как был выключен источник сигнала.

Детали

Цифровую микросхему К561ЛЕ5 можно заменить импортными аналогами типа 4001. Операционный усилитель типа NE5534N можно заменить практически на любым ОУ общего применения, например, на TL071, К140УД6 или другой.

Налаживание

Подстройкой сопротивления R3 нужно установить такой коэффициент усиления А1, при котором чувствительность датчика достаточна для уверенного включения УМЗЧ даже при очень небольшом сигнале, но схема не реагирует на шумы или наводки в предусилителе.

Лыжин Р. РК-07-17.

Автоматическое включение колонок для компьютера

Как известно, при включении компьютера аудиоколонки нужно включать отдельным включателем на их корпусе. Если колонки установлены поодаль от места оператора, такое положение вряд ли можно назвать удобным. Как сделать так, чтобы звуковые колонки включались автоматически вместе с активацией компьютера? Самое простое решение напрашивается само собой — подключить компьютер и колонки в один электрический контур-фильтр, например SVEN OPTIMA, и включать всю аппаратуру одним включателем на корпусе тройника. Но есть другой путь.

Авторами были проведены исследования и разработана простая схема, позволяющая автоматизировать включение колонок для персонального компьютера (ПК) электронным способом.

Исследованием ПК с разными звуковыми платами от допотопных SB-1868 до современных (Creative Labs SB 0092) установлено, что выход звуковой платы (разъем для колонок) имеет особенности. При включении ПК осциллограф, подключенный к этому разъему, регистрирует всплески импульсов. Их длительность и размах приведены на рис. 3.5,а. Соответственно на рис. 3.5,6 для наглядности показаны импульсы при нажатии клавиш в режиме редактора WinWord. На рис. 3.5,в показано состояние выхода звуковой платы при выключении ПК. Выход звуковой платы ПК на колонки имеет два канала (стерео). Особенность его в том, что импульсы на рис. 3.5,а  соответствуют условно левому каналу, а на рис. 3.5,в — правому каналу.

Рис. 3.5

Эта особенность послужила толчком к разработке схемы на рис. 3.6.    В основе ее D-триггер на популярной микросхеме К561ТМ2. При подаче питания на схему конденсатор С2, зарядившись от напряжения 11В (напряжение стабилизации VD2), обеспечивает на входе сброса R триггера DD1.2 низкий уровень напряжения. На выходе Q (выв. 1 DD1.2) также низкий уровень.

Рис. 3.6

Транзисторы ѴТЗ, ѴТ4, включенные по схеме эмитерного повторителя, закрыты. Напряжение питания на схему усилителя колонок не поступает. Узел коммутации напряжения на транзисторах ѴТЗ, ѴТ4 включен в разрыв цепи от выпрямителя БП колонок к схеме усилителя звука.

При включении ПК на входе левого канала (ЛК) колонок появляется импульс длительностью 0,8 с размахом около 1 В (см. рис. 3.5,а). Через выпрямительный диод VD1 он поступает на транзисторный усилитель ѴТ1, ѴТ2. Германиевые транзисторы серии МП обеспечивают высокую чувствительность узла, так как напряжение открывания такого транзистора всего 0,3…0,4 В. Эти транзисторы сегодня редко используются, но наверняка завалялись в запасах радиолюбителей. В случае их отсутствия входной усилитель напряжения можно реализовать на кремниевых приборах с большим коэффициентом усиления, например КТ342В, КТ3102А (п-р-п проводимость) и соответственно КТ3107А (р-п-р проводимость). Усиленный сигнал с размахом 7,8 В (высокий МОП-уровень) поступает на вход S элемента DD1.1, включенного по схеме одновибратора. Одно-вибраторы (генераторы одиночного импульса) применяются в цифровой технике для устранения эффекта «дребезга контакта» входного сигнала и тем самым сводят возможные ложные срабатывания последующего триггера на нет. В исходном состоянии на выходе Q элемента DD1.1 имеется лог. 0. При поступлении на вход S DD1.1 сигнала высокого уровня выход Q на время действия этого сигнала переходит в состояние лог. 1. Этот элемент — классический RS-триггер. Он управляется лог. 1 по входам R и S.

Элемент DD1.2 работает иначе. Инверсный выход (выв. 2 DD1.2) соединен с входом D. При подаче импульса на вход С (выв. 3 DD1.2) состояние выхода триггера изменится. Если снова на вход С подать высокий логический уровень, то выход триггера вернется в прежнее состояние (например, на выходе Q станет лог. 0 вместо лог. 1). Так как лог. 1 на выходе Q появляется в два раза реже, чем высокий уровень на входе С, такой триггер выполняет деление частоты на два. Его еще называют счетным триггером, или Т-триггером.

Таким образом, высокий логический уровень в момент включения ПК дублируется на тактовом входе С триггера DD1.2 и перебрасывает триггер в другое устойчивое состояние — на выходе Q (выв. 1 DD1.2) устанавливается высокий уровень. Через ограничительный резистор R7 он поступает на вход эмиттерного повторителя на транзисторах ѴТЗ, ѴТ4 и открывает их. Через открытый переход эмиттер-коллектор транзистора VT4 напряжение питания поступает на схему усилителя аудиосигналов колонок. Для выключения усилителя колонок в схему добавлен кнопочный переключатель S1. Подачей высокого уровня на вход R DD1.2 на его выходе снова устанавливается низкий логический уровень и транзисто-рыѴТЗ, ѴТ4 закрываются. Напряжение питания на схему усилителя не поступает до нового сигнала на входе узла (вход ЛК колонок).

Детали. Стабилитрон VD2 введен в схему для устранения помех по цепи питания в случае значительных колебаний сетевого напряжения, например, ночью. Он может быть заменен на приборы Д809, Д811, Д815, Д814 с любым буквенным индексом. Ток, потребляемый микросхемой К561ТМ2 — в пределах 5 мА, поэтому стабилитрон функционирует в рабочем режиме. Для той же цели -стабилизации напряжении питания — применены конденсаторы С1, C3, С4 типа К50-12, К50-20, «Tesla» или аналогичные, на рабочее напряжение не ниже 16 В. Микросхему К561ТМ2 можно заменить на К176ТМ2 или К561ТМ1 (К176ТМ1). Во втором варианте следует учесть, что цоколевка выводов у приборов ТМ1 другая. Транзистор ѴТЗ можно заменить приборами КТ315, КТ503 с любым буквенным индексом. Транзистор ѴТ4 заменяется на КТ603, КТ608, КТ601, КТ605,КТ817, КТ819, КТ972 с любым буквенным индексом. Резистор R5 типа МЛТ-1. Все остальные постоянные резисторы типа МЛТ 0,125, МЛТ 0,25. Диод VD1 может быть любой из серий Д2, Д9, Д220, КД503, КД522.

Узел не требует настройки и при исправных деталях сразу начинает надежно работать. Печатная плата не разрабатывалась, так как все немногочисленные элементы монтируются на штатной печатной плате звуковых колонок методом навесного монтажа.

Включение на выход звуковой платы ПК триггерного узла управления включением колонок не оказывает отрицательного влияния на качество звука и мощность усилителя звуковой платы ПК и колонок. Максимально мощный аналоговый сигнал с выхода звуковой платы ПК, регистрируемый милливольтметром, — не более 100 мВ, поэтому ложные срабатывания триггерного узла исключены.

Вместо входного чувствительного усилителя на транзисторах ѴТ1, ѴТ2 можно применить простой узел на диодной оптопаре АОДЮ1. Прибор имеет низкую стоимость и полностью развязывает схемы звуковой платы ПК и триггера. Принципиальная схема узла показана на рис. 3.7. Здесь оптопара включена как электронный импульсный трансформатор. Входной положительный импульсвоздействует на светодиод оптопары — диодная оптопара включается.

Рис. 3.7

Темновое сопротивление фотоприемника достаточно велико -порядка 1 МОм, поэтому транзистор VT1 в режиме ожидания закрыт, а транзистор VT2, наоборот, открыт под воздействием смещения на его базу через резистор R1. С коллектора транзистора VT2 можно снимать напряжение низкого уровня. При воздействии входного сигнала сопротивление приемного фотодиода уменьшается и ток через него усиливается. Сигнал с выхода оптопары усиливается двумя транзисторами, вследствие чего коэффициент усиления по току транзисторного узла более 10 транзистор VT1 открывается, a VT2 соответственно закрывается и с его коллектора можно снимать сигнал высокого логического уровня.

Следует помнить, что в соответствии с паспортными данными напряжение более 1,8 В, поданное на вход оптопары АОДЮ1, может вывести прибор из строя. В нашем случае прибор находится в рабочем режиме, что подтверждено длительной практикой его применения в данном узле.

На рис. 3.8 показана альтернативная схема усилителя слабых сигналов на пяти транзисторах. Она не обладает триггерным эффектом и обеспечивает включение реле К1 только при воздействии на вход узла положительного сигнала размахом от 50 мВ.

Рис. 3.8

Задержка выключения реле, реализованная на элементах VD2, R11, С5, составляет 25 с при напряжении питания схемы 12 В. Схема испытана многолетней работой в круглосуточном режиме и применяется автором для включения видеомонитора при изменении звукового фона контролируемого помещения. Представлена здесь читателям- конструкторам для общего сведения.

Рекомендации по улучшению работы звуковых колонок для ПК. Параллельно каждому диоду в выпрямителе сетевого блока питания, находящегося в корпусе одной из колонок, подключите конденсатор типа КМ емкостью 0,01 мкФ. Кроме того, параллельно выходу БП для фильтрации фона установите компактный оксидный конденсатор фирмы HITANO емкостью 3300 мкФ на рабочее напряжение 16В вместо малоэффективного конденсатора 1000 мкФ. Эти простые доработки снижают фоновый шум с частотой 50 Гц, присутствующий в дешевых вариантах колонок китайского производства.

Шумность понижающего трансформатора в узле питания усилителя колонок можно снизить простым способом: отпаяйте выводы трансформатора из печатной платы, очистите ацетоном внешнюю поверхность Ш-образных пластин, аккуратно нанесите тонким слоем клей «супермомент-гель» на поверхность пластин и, не дав ему высохнуть, закрепите пластины скотчем. Естественный нагрев трансформатора не превышает +40°С, поэтому применение скотча в этом варианте пожаробезопасно.

Светодиод, сигнализирующий о подаче питания на схему усилителя колонок, горит очень ярко. Если ограничительный постоянный резистор (470 Ом) в цепи светодиода заменить постоянным резистором МЛТ-0,25 сопротивлением 3 кОм, то интенсивность свечения уменьшится и световой поток, исходящий от корпуса колонок, не будет так бросаться в глаза при работе с ПК, особенно в ночное время.

При воспроизведении музыки и речи с большой громкостью колонки марки SP-324A QC продемонстрировали посторонний шум, вызванный колебанием пластмассового корпуса колонок из-за звукового давления внутри. Такой же дефект имеют практически все модели колонок, реализованные в пластмассовом корпусе. Для устранения дефекта корпуса обеих колонок нужно разобрать и проложить места соединения пластмассовых частей корпуса автомобильным герметиком (под цвет корпуса колонок). Затем корпуса собрать и проложить герметиком места винтового соединении шурупов, обеспечивающих крепление пластмассовых стенок корпусов “ одну к другой. После завершения процедуры дать просохнуть автогерметику в течение 1 ч. Тип герметика может быть любой, например, фирмы BBF ТУ 2257-001-56703357-01.

Литература: А. П. Кашкаров, А. Л. Бутов — Радиолюбителям схемы, Москва 2008.

Tool Electric: Автоматическое включение усилителя мощности

Схема автоматики

   Довольно полезное и простое устройство включения аудиоаппаратуры можно вполне собрать своими руками в домашних условиях. Устройство автоматически включит любое аудио (или любое другое) устройство при наличии аудио сигнала на его входе.   Применить можно такое устройство, например, для включения питания усилителя мощности звука. Включение производится при помощи реле, где его контакты подключают в разрыв сетевого питания усилителя. Чувствительность устройства составляет порядка 10 мВ. Собрано устройство автоматического включения на сдвоенном операционном усилителе типа LM358. Питание устройства обеспечивается источником с напряжением 12 Вольт, в схеме применена дополнительная стабилизация питания операционного усилителя на уровне 5,1 Вольт при помощи R8 и D5. Первый ОУ по схеме работает в качестве усилителя сигнала, второй — в режиме компаратора. При наличии сигнала на входах устройства (используются левый и правый канал), сигнал на первом ОУ усиливается в 100 раз и поступает на вход компаратора. Когда напряжение на входе компаратора (вывод 6) становится ниже опорного (вывод 5), компаратор на выходе (вывод 7) выдаёт высокий уровень напряжения. Далее высокий уровень напряжения через R9D6 заряжает конденсатор C4 и поступает на затвор полевого транзистора. Полевой транзистор открывается и срабатывает реле, которое своими контактами коммутирует сетевую нагрузку. После прекращения звукового сигнала, устройство ещё некоторое время остаётся включённым (около 5 минут), это обеспечивает цепочка C4R10. В устройстве можно применить любые аналогичные операционные усилители, со способностью работать от однополярного 5В питания. Вместо указанного полевого транзистора можно применить BS170, BS270, VN2222 и аналогичные. Все конденсаторы рассчитаны на рабочее напряжение 25 Вольт. Реле любое, рассчитанное на рабочее напряжение 12 Вольт и возможностью коммутировать напряжение 220 Вольт. Диод D6 может быть типа 1N4148 или 1N4004, в зависимости от того, что имеется под рукой. Как правило, правильно собранное устройство не нуждается в наладке.

Автоматический выключатель и защита сабвуфера на микроконтроллере PIC12F675

Проект разрабатывался для сабвуфера, предполагалось его автоматическое включение при появлении сигнала и отключение через 3 минуты при его отсутствии.
У МК остались свободные ресурсы, и позднее я дополнил модуль функцией защиты АС от постоянки на выходе неисправного УМЗЧ.

Содержание / Contents

Обнаружилась ошибка на схеме: выводы 5 и 6 DA1.2 необходимо поменять местами.
Сигнал с линейного входа поступает на DA1.1, усиливается и поступает на вход компаратора DA1.2. На его выходе образуется уровень положительной полярности, который поступает на микроконтроллер 12f675. Загорается светодиод HL1 и срабатывает реле К1, замыкаются контакты К1.1 и подается питание на трансформатор усилителя.

При пропадании сигнала на входе Х1 на 4-ю ножку IC1 поступает логический ноль и начинается отсчет времени на отключение, при этом моргает светодиод с секундным интервалом. Через 3 минуты размыкаются контакты реле, усилитель отключается.

Питается устройство от собственного мелкого трансформатора, который постоянно находится в дежурном режиме. Реле я применил фирмы Bestar.

Добавлена задержки подключения динамика на время переходных процессов в УНЧ при включении питания, время задержки 3 сек.
Добавлено отключение динамика при появлении на выходе усилителя постоянного напряжения любой полярности. Пороги срабатывания защиты составляют не более ±3 В, время срабатывания ~ 1 сек.

Как видно, эта схема похожа на предыдущую, добавлено реле К2, светодиод HL2 и входная цепь. При появлении постоянного напряжения оно поступает на вход АЦП (выв. 3) и если оно выше установленного в программе микроконтроллера, то реле К2 обесточивается и размыкаются контакты К2.1, динамик отключается.
Светодиод HL2 начинает мигать.

Если в течении 5 сек. аварийная ситуация не устранилась, то усилитель полностью обесточивается. Светодиод HL2 начинает медленно загораться и гаснуть.
Для сброса защиты необходимо полностью обесточить устройство.

В программе микроконтроллера предприняты дополнительные меры по предотвращению ложных срабатываний защиты при длительном воздействии НЧ-составляющих фонограммы.

При прошивке МК необходимо выставить фьюзы:
Схема #1 и прошивка:
▼ on_off.zip  53.74 Kb ⇣ 205

Наш камрад Александр Мельник (tcpip) нарисовал печатную плату и разрешил разместить ее здесь: ▼ plata-avto-otkl.zip  15.58 Kb ⇣ 170

Схема #2, прошивка, плата в pdf:
▼ on_off_new.zip  133.46 Kb ⇣ 264

02.25.2021 Переработанная прошивка. Юра переделал на всякий случай обе прошивки: просто отключение и с защитой. Как и просили, увеличил время отключения до 15 минут.
В архиве: on_off — прошивка без защиты и on_off_za — для схемы с защитой.
▼ jgl-subwoofer.7z  1.51 Kb ⇣ 14

Спасибо за внимание!

Вовремя я собрал себе защиту! Устанавливал усилитель на место и при подключении аудиошнура с металлическим штекером случайно коснулся радиатора одного из выходных транзисторов!
Вобщем, я даже испугаться не успел. Сабвуфер, конечно, что-то буркнул, динамик отключился, а затем и усилитель. Оказалось, в БП усилителя сгорел предохранитель одного плеча.

---

Вы можете заказать у нас для этой конструкции
прошитый микроконтроллер.
Обращайтесь в личку к Админу.

---

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

 

24.07.21 изменил Datagor. Дополнение функции

Как подключить усилитель если у магнитолы нет линейного выхода?

Как подключить усилитель если у магнитолы нет линейного выхода?

Часто владельцы современных автомобилей хотят улучшить музыку в своем авто не меняя штатную магнитолу. Не всегда дело ограничивается заменой динамиков, для лучшего эффекта устанавливают усилитель на акустику и активный или пассивный сабвуфер с усилителем. При этом возникает вопрос — как подключить усилитель к штатной магнитоле если у неё не предусмотрены линейные выходы? У нас есть ответ!

Если вы решили улучшить звук в своем автомобиле не меняя штатного головного устройства то вы обязательно столкнетесь с проблемой того что в штатной магнитоле не предусмотрен линейный выход для подключения внешнего усилителя. Линейный выход — это так называемые «колокольчики» или «тюльпаны», которые привычно видеть на любой самой простой автомагнитоле, вот такие:

Так вот — на штатной магнитоле их не будет, так как автопроизводитель не подразумевал то что пользователь самостоятельно будет расширять аудиосистему.

Производители усилителей подумали об этом и в достаточно большом количестве усилителей помимо стандартного линейного есть так называемый вход высокого уровня, который позволяет взять сигнал с выходов на динамики. Выглядят эти входы как-то так:

При подключении к таким входам используются обычные акустические провода (без экрана). Самое главное не перепутать полярность (плюс с минусом) ну и левый канал с правым конечно.

Что делать если у вашего усилителя или активного сабвуфера нет такого входа? Решение есть — это адаптеры высокого уровня (конвертеры уровня сигнала), например CTLOC20 или CTLOC10. Вы подключаете такой конвертер на выход «на колонки» с магнитолы, с адаптера получаете линейный выход на усилитель.

Некоторые адаптеры имеют возможность регулировки уровня сигнала, это бывает нужно если сигнал на акустику слишком высокого уровня (например вы подключаете усилитель на автомобиль где уже есть штатный усилитель), можно подстроить уровень сигнала чтобы не было искажений.

Еще одна проблема которая может возникнуть при подключении усилителя к штатной «голове» — это отсутствие управляющего сигнала с магнитолы на включение усилителя.

Рассмотрим обычный пример — Skoda A5 или VW Golf. Сигнала «ACC» на включение магнитолы вы не найдете, так как магнитола включается по CAN-шине. Выхода на включение усилителя тоже нет (как и линейного выхода). Что же делать? (Я видел варианты когда люди выходили из положения установив выключатель (!) на управление усилителем — включил магнитолу, затем выключатель -сабвуфер заработал. Выключил магнитолу — выключил сабвуфер. Дело привычки 🙂 )

На самом деле есть простое и элегантное решение сразу двух проблем — линейного выхода и сигнала на включение услителя. Это активные адаптеры, которые формируют напряжение для включения усилителя при появлении сигнала на входе высокого уровня. Например CTLOCA45H. Он также позволяет подстроить уровень сигнала на линейном выходе и имеет две пары выходов (паралелльных). Вот схема его подключения:

Надеемся что большой выбор адаптеров, которые вы можете приобрести у нас позволит вам решить самые разные задачи при подключении аудиосистемы.

3 комментария

Как подключить усилитель Roadmaster EA400N к автомагнитоле

http://caraudio.in.ua

Что такое контроль усиления? (Это НЕ регулятор громкости)

Что вы делаете в первую очередь после установки нового усилителя? Найдите ручку усиления, поверните ее до 11 и веселитесь! В противном случае вы просто тратите силы, не так ли? Вот некоторые новости: неправильная установка усиления не только ухудшит качество звука, но и повредит ваше оборудование. Хорошая автомобильная аудиосистема требует правильной настройки, и регуляторы усиления являются важной частью этого. Приготовьтесь к ускоренному курсу по регулировке усиления усилителя.

Что такое контроль усиления?

Из названия вы уже поняли, что регулятор усиления НЕ является регулятором громкости… Так что же это такое? Во-первых, давайте сделаем шаг назад и разберемся со структурой усилителя. Усилитель можно упростить до двух каскадов с разными целями:

1. Входной каскад: Слушает сигнал
2. Выходной каскад: Производит более громкий сигнал

Номинальная мощность вашего усилителя описывает, какую мощность может получить выходной каскад. доставлять к вашим динамикам, если у них идеальный уровень сигнала.Здесь и вступает в игру входной каскад.

Прослушивание сигнала звучит просто, не так ли? Сложность возникает при работе с разными уровнями напряжения от разных головных устройств (источников). Как один усилитель может работать универсально? Войдите в регулятор усиления.

Назначение регулятора усиления — настроить входной каскад усилителя для приема уровня напряжения головного устройства. Думайте об этом как о разговоре по мобильному телефону. Ваша задача — слушать собеседника на другом конце провода. Когда телефон выключен слишком тихо, вы не можете слышать собеседника на фоне окружающего шума.Когда он поднимается слишком высоко, собеседник звучит искаженно, и его трудно понять. Между ними есть золотая середина, когда ваш друг может говорить на разных уровнях и при этом быть понятым.

Усиление работает одинаково — слишком мало, и фоновый шум или «шипение» берет верх. Слишком высокий, и музыка искажается даже при нормальном уровне громкости. Как и в телефонном разговоре, есть отличное место, где вы можете использовать головное устройство в широком диапазоне громкости без излишнего шипения или искажений.

«Прокручивание» регуляторов усиления повредит ваше оборудование

Регуляторы усиления усилителя иногда называют входной чувствительностью

Если проворачивание усилений приводит к небольшому искажению, как это может повредить ваше оборудование? Искажения, или «клиппирование», пропускают через усилитель и динамики гораздо больше мощности, чем звуковая волна без клиппирования при той же громкости. Не вдаваясь в беспорядочные вычисления, вы можете испытать это, покачивая рукой вперед и назад, удерживая гирю.Плавно раскачиваться не сложно. Это имитирует движение динамика внутрь и наружу, чтобы создать звуковую волну. Теперь повторите то же движение, но сделайте паузу на несколько секунд, когда ваша рука достигнет самой высокой точки. Это сложнее даже на той же высоте, что и раньше, представляя напряжение, которое искаженная или обрезанная звуковая волна оказывает на электронику усилителя или звуковую катушку динамика. Если вы не будете осторожны, это дополнительное напряжение может привести к перегреву усилителя или повреждению динамиков.

Вопросы, задаваемые установщику

Опрометчивое наращивание прироста — не лучшая идея, но как вы узнаете, правильно ли установил его установщик с самого начала? Вот несколько вопросов, которые вы можете задать, чтобы убедиться, что они знают, что делают:

Как вы планируете настроить регуляторы усиления?

Иногда лучше всего перейти к делу.Ответы, связанные с согласованием точки искажения головного устройства и усилителя, показывают, что ваш установщик все сделает правильно. Осциллограф — необходимое оборудование для правильного выполнения работы. Убедитесь, что он у них есть и они знают, как им пользоваться.

Какую громкость можно увеличить без искажений?

Процесс настройки усиления включает согласование точек, в которых головное устройство и усилитель начинают искажаться. После того, как усиление установлено, ваш установщик сможет сказать вам, где на шкале громкости появляется искажение.Вы никогда не должны превышать этот уровень.

Если я заменю головное устройство, нужно ли будет сбросить усиление усилителя?

Ваш установщик должен порекомендовать вам проверить настройки при замене головного устройства. Даже если выходные параметры идентичны, могут быть различия в точке искажения, требующей регулировки усиления.

Extreme Audio понимает регуляторы усиления

Теперь у вас должно появиться новое понимание правильно настроенного регулятора усиления, так что выйдите на улицу, включите мелодию и наслаждайтесь! Если у вас еще нет усиленной системы, что ж … Чего вы ждете?

В Extreme Audio мы понимаем, как правильно настроить вашу систему и установить регуляторы усиления.У нас есть все необходимое оборудование, и мы очень хорошо разбираемся в его использовании. Мы приглашаем вас остановиться и позволить нам показать вам наш объект. И если вы хотите обновить аудио… Мы тоже справимся!

Как мне настроить выходное усиление на моем линейном преобразователе в соответствии с входной чувствительностью моего вторичного усилителя?

При настройке уровней выходного усиления на наших линейных преобразователях (LC2i, LC6i, LC7i, LC8i, LCQ-1 и т. Д.) Наша цель состоит в том, чтобы согласовать выходное усиление с чувствительностью входа усиления вашего вторичного усилителя.

Идея состоит в том, чтобы послать самый горячий сигнал из преобразователя, не искажая выходной сигнал преобразователя, а также не превышая максимальное входное усиление усилителя. Это помогает обеспечить максимально чистый сигнал усилителя.

Например, если максимальная чувствительность входного усиления вашего усилителя составляет 5 вольт, мы должны убедиться, что выход преобразователя не превышает 5 вольт.

Для этого нам нужно правильно установить коэффициенты усиления на преобразователе.

Прежде чем начать, еще не подключайте выходы RCA преобразователя к усилителю послепродажного обслуживания. . К преобразователю подключайте только входы уровня громкоговорителей заводской системы, плюс 12 В и заземление. Если вы не используете датчик сигнала, вам также понадобится провод триггера на 12 В, подключенный к клемме Remote In преобразователя , чтобы он включился.

1. Установить уровень на штатной магнитоле.

Вы захотите установить уровень на заводском головном устройстве примерно на 75% и начать воспроизведение музыки.Например, если на головном устройстве установлено значение 40, увеличьте громкость примерно до 35.

2. Увеличьте прибыль от преобразователя

Медленно увеличивайте усиление каждого канала до тех пор, пока максимальный свет не начнет мигать, а затем убавляйте его, пока он не прекратится.

Максимально увеличенный свет показывает, что вы искажаете выходной сигнал преобразователя.

*** МАКСИМАЛЬНАЯ ОСВЕЩЕННОСТЬ ОБЕСПЕЧИВАЕТ, ЧТО ВЫ НЕ ИСКУЖАЕТЕ ВЫХОДНОЙ ДВИГАТЕЛЬ ПРЕОБРАЗОВАТЕЛЯ, ОНА НЕ ЗАБЕГАЕТ, ЧТО ВЫ НЕ ИСКАЖИТЕ ВХОДНОЙ СИГНАЛ ВАШЕГО УСИЛИТЕЛЯ *** Максимальное освещение — удобный инструмент, если у вас нет вольтметра. удобно.Он служит руководством, помогающим не искажать вход усилителя (дополнительную информацию см. Ниже).

После того, как вы увеличите коэффициенты усиления на каждом канале, пора подключить выходы преобразователя к дополнительному усилителю.

3. Подключите RCA от преобразователя к усилителю

Очень важно убедиться, что ручки входного усиления / чувствительности на усилителе повернуты до упора. Это гарантирует, что усилитель сможет принимать сигнал самого высокого уровня, на который он рассчитан.Мы делаем это, потому что большинство усилителей могут принимать напряжение от 4 до 6 вольт. Наши преобразователи имеют коэффициент усиления 12 дБ и могут выдавать напряжение до 8,5 В.

4. Отправить сигнал через систему

После того, как вы выполнили все подключения преобразователя к усилителям послепродажного обслуживания, пора включить головное устройство и отправить аудиосигнал через систему.

Если вы увеличиваете громкость до максимума и думаете, что она недостаточно громкая, вы можете затем перейти к входным коэффициентам усиления на усилителе и немного увеличить их.Как правило, вам не нужно увеличивать входное усиление более чем на 25% или около того.

Защита входа усилителя

… друг или враг?

Многие современные высокоскоростные операционные усилители имеют встроенную защиту входа. В большинстве случаев эта защита прозрачна для пользователя, но в некоторых случаях это может быть ахиллесова пята схемы. В этой статье обсуждается необходимость защиты ввода, ее реализация и возможные недостатки. Также представлены альтернативы и схемные решения, в которых используются усилители с защитой входа.

В высокоскоростных усилителях можно найти различные формы защиты входа: защита от синфазного перенапряжения, защита от электростатического разряда (ESD) и защита входной дифференциальной пары — вот некоторые из наиболее распространенных. Защита от синфазного перенапряжения в первую очередь ограничивает входное напряжение, чтобы оно было совместимо с безопасным рабочим диапазоном усилителя. Антистатические диоды защищают усилитель от статического электричества, электростатической индукции и других электростатических разрядов. Эти встроенные диоды подключаются от входов и выходов операционного усилителя к шинам питания.Это защищает усилитель, поскольку токи электростатического разряда направляются к источникам питания и байпасным конденсаторам, а не через чувствительную активную схему.

Резкие изменения напряжения на входе операционного усилителя могут вызвать обратное смещение входной дифференциальной пары, что приведет к скрытым дефектам, увеличению входного тока смещения и увеличению напряжения смещения. Защита дифференциального входного каскада от повреждений достигается ограничением напряжения на переходах база-эмиттер. В некоторых высокоскоростных процессах изготовления кремния напряжение пробоя база-эмиттер (BV _EBO ) может составлять от 2 до 3 вольт.Напряжение пробоя обратно пропорционально скорости процесса, поэтому чем быстрее процесс, тем ниже напряжение пробоя. Для надежной работы необходимо избегать обратного смещения переходов эмиттер-база дифференциальной пары.

Усилитель наиболее подвержен повреждению входного каскада, если он настроен как повторитель напряжения. Реальные (неидеальные) выходы усилителя не могут мгновенно реагировать на изменение на входе. Неспособность выхода отслеживать вход означает, что переходы база-эмиттер дифференциальной пары могут быть подвержены потенциально опасному состоянию перенапряжения обратного смещения.Рисунок 1 иллюстрирует этот принцип. Вход усилителя подключен к генератору импульсов с размахом выходного напряжения ± 3 В. Для этого обсуждения предполагается, что время нарастания и спада генератора импульсов намного короче, чем задержка распространения сигнала усилителя. Когда генератор переключается с –3 В на +3 В, вход усилителя изменяется очень быстро, а выход — нет, и на Q2 возникает обратное смещение 5,3 В. Для транзисторов с номиналом от 2 до 3 вольт BV _EBO явно требуется входная защита.

Рис. 1. Быстрые колебания на входе операционного усилителя вызывают потенциально опасное обратное смещение на Q2

Эта защита может быть такой же простой, как пара встречных диодов (D1 и D2) на входах усилителя, как показано на рисунке 2. При установленных диодах D1 и D2 колебания напряжения на Q1 и Q2 ограничены. примерно до ± 0,8 В, что значительно ниже напряжения пробоя база-эмиттер. Напряжение пробоя выше при более медленных процессах, поэтому для увеличения порогового напряжения можно последовательно добавить больше диодов.Если, например, пробой в технологическом процессе составляет 4 В, можно использовать три последовательных диода для порогового значения примерно 2,1 В. Для очень медленных процессов напряжения обратного пробоя достаточно высоки для устранения защиты входа. Почему бы просто не оставить один набор диодов и не покончить с этим? Одним из недостатков защиты входа является то, что диоды ограничивают напряжение на входах и, следовательно, отрицательно влияют на скорость нарастания напряжения. Это нежелательно при работе на высоких скоростях.

Рисунок 2. Вставные диоды защищают Q2, ограничивая колебания напряжения.

В большинстве случаев защита входа приносит больше пользы, чем вреда. Однако в редких случаях защита входа может вызвать нежелательные эффекты. Рассмотрим, например, усилитель, на который не подается питание, но который имеет сигнал на входе. Амплитуды сигналов менее нескольких сотен милливольт не представляют проблемы, но амплитуды сигналов более 400 мВ могут быть проблематичными. При больших входных сигналах входные защитные диоды (D1 и D2) смещаются в прямом направлении.Путь прохождения сигнала устанавливается от входа к выходу через резистор обратной связи к нагрузке, как показано на рисунке 3. Величина сигнала зависит от амплитуды и частоты входного сигнала.

Рисунок 3. Входные защитные диоды в ОУ без питания соединяют входной сигнал с выходом

. Этот принцип проиллюстрирован на примере AD8021, настроенного на усиление +1. Как описано ранее, AD8021 включает в себя два встречных диода на кристалле на входах усилителя. Схема тестирования показана на рисунке 4.Для этого теста на вход подавались сигналы 200 мВ (–10 дБм) и 2 В (размах) (+10 дБм). Сигнал качался от 300 кГц до 100 МГц. На рисунке 5 показаны результаты выключенной изоляции. На частоте 10 МГц сигнал 200 мВ имеет отключенную изоляцию примерно на –50 дБ. При сигнале 2 Vpp защитные диоды полностью включены. Большая часть входного сигнала подается на выход, а изоляция выключения составляет всего –29 дБ. Это будет иметь пагубные последствия в мультиплексных приложениях, таких как обнаружение радаров, которые требуют высоких уровней изоляции.

Рисунок 4. Схема испытания изоляции в отключенном состоянии Рисунок 5. AD8021 в отключенном состоянии с входными сигналами +10 дБм и -10 дБм

Чтобы решить эту проблему, сначала попытайтесь избежать ее, выбрав усилитель с более высоким номинальным дифференциальным напряжением. К сожалению, усилитель, вероятно, был выбран из-за множества других параметров (дифференциальная защита входа не входит в их число). В разделе «Абсолютные максимальные характеристики» в технических характеристиках усилителя обычно указывается его максимальное дифференциальное входное напряжение. Если в спецификации меньше ± Vs, обеспечивается некоторая встроенная защита входа.Чем ниже напряжение, тем больше вероятность ухудшения характеристик цепи при отключении изоляции. В таблице 1 показаны номинальные значения дифференциального входного напряжения для выбранных усилителей.

Таблица I. Максимальные номинальные значения дифференциального напряжения выбранных высокоскоростных операционных усилителей

Номер детали	Максимальное дифференциальное напряжение (В)
AD8021	± 0,8
AD8007	± 1
	± 1.2
	± 1,8
	± 2,5
	± 3
	± 3,4
AD8005	± 3.5
	± 4
AD826	± 6
	± против

Тест изоляции выключен был повторен на AD8038, высокоскоростном усилителе с номинальным дифференциальным напряжением ± 4 В в пять раз больше, чем у AD8021.Большее номинальное входное напряжение означает, что для прямого смещения входных защитных диодов требуется больший сигнал. На рисунке 6 показано, что AD8038 обеспечивает отключенную изоляцию на –57 дБ на частоте 10 МГц с сигналом 2 Vpp на входе усилителя, что на 28 дБ лучше по сравнению с AD8021.

Рис. 6. AD8021 и AD8038 без изоляции с входными сигналами +10 дБм

Если указанный усилитель имеет низкое номинальное дифференциальное входное напряжение, его использование в другой конфигурации может помочь. Последователи напряжения имеют наибольшее количество сквозных соединений.Лучшим вариантом является использование усилителя в неинвертирующей конфигурации с усилением. Резистор обратной связи образует делитель с нагрузкой, который обеспечивает ослабление сквозного сигнала на выходе. Более высокое сопротивление обратной связи приводит к более высокому уровню затухания. Однако не увеличивайте слишком сильно резистор обратной связи, так как это может увеличить шум и напряжение смещения, а в некоторых случаях также может снизить стабильность. На рисунке 7 сравнивается отключенная изоляция AD8021, настроенная на усиление +1 и +2, с 2-В размахом, подаваемым на вход.Как показано, конфигурация с коэффициентом усиления 2 обеспечивает улучшение изоляции вне состояния на 6 дБ по сравнению с конфигурацией повторителя напряжения.

Рис. 7. AD8021 без развязки с коэффициентами усиления +1 и +2

Более радикальный подход заключается в использовании последовательного аналогового переключателя, такого как ADG701, на выходе усилителя. ADG701 полностью отключает выход усилителя от нагрузки, обеспечивая гальваническую развязку примерно на –55 дБ на частоте 10 МГц, что сравнимо с величиной, обеспечиваемой AD8021 с входным сигналом 200 мВ между пиковыми значениями.Добавление переключателя — хороший выбор, когда в конструкции требуется усилитель с ключевыми параметрами переменного тока, но не имеющий достаточного номинального дифференциального входного напряжения.

Усилители

со встроенной защитой входа обеспечивают бесперебойную работу в большинстве приложений. Однако в редких случаях защита ввода действительно может вызвать проблемы. В этом случае сначала проверьте спецификацию максимального дифференциального входного напряжения. Если низкий, рассмотрите возможность использования усилителя с более высоким номиналом, изменения топологии схемы или добавления последовательного переключателя.Все эти опции уменьшат количество сквозных соединений и улучшат изоляцию.

Gain and Flatness

Gain and Flatness (усиление и неравномерность)

---

Коэффициент усиления слабого сигнала — это коэффициент усиления в линейной области работы усилителя. Обычно это измеряется при постоянной входной мощности на частоте качания. Неравномерность усиления — это мера изменения усиления в заданном частотном диапазоне.

См. Другие разделы о параметрах усилителя

Что такое прибыль?

Коэффициент усиления РЧ-усилителя определяется как разница в мощности между выходным сигналом усилителя и входным сигналом.Предполагается, что входной и выходной импедансы усилителя совпадают с характеристическим импедансом системы.

• Коэффициент усиления называется S21 в терминологии S-параметров

• Коэффициент усиления выражается в дБ — логарифмическом отношении выходной мощности к входной мощности.

• Усиление может быть вычислено путем вычитания входного уровня из выходных уровней, когда оба уровня выражены в дБм, что соответствует мощности относительно 1 милливатта.

• Коэффициент усиления усилителя обычно определяется как минимальное значение в заданном диапазоне частот. В некоторых усилителях указывается как минимальное, так и максимальное усиление, чтобы гарантировать, что последующие каскады в системе не будут слишком низкими или чрезмерно активными.

Что такое плоскостность?

Неравномерность определяет, насколько может изменяться коэффициент усиления усилителя в указанном диапазоне частот. Изменения равномерности усиления усилителя могут вызвать искажение сигналов, проходящих через усилитель.

Зачем измерять усиление и равномерность слабого сигнала?

Отклонения коэффициента усиления в интересующей полосе пропускания вызовут искажение передаваемого сигнала, поскольку частотные компоненты усиливаются неравномерно. Коэффициент усиления слабого сигнала позволяет количественно определить коэффициент усиления усилителя на определенной частоте в системе с сопротивлением 50 Ом. Равномерность позволяет просматривать отклонения коэффициента усиления усилителя в заданном диапазоне частот в системе с сопротивлением 50 Ом.

Соображения по точности

• Усилитель может по-разному реагировать на разные температуры.Испытания следует проводить, когда усилитель прогрет до желаемой рабочей температуры.

• При необходимости выходную мощность усилителя следует в достаточной степени ослабить. Слишком большая выходная мощность может:

• • Повреждение приемника анализатора

  • превышает уровень сжатия входного сигнала приемника анализатора, что приводит к неточным измерениям.

Ослабление выходной мощности усилителя может быть выполнено с помощью:

Эффекты частотной характеристики и рассогласование аттенюаторов и ответвителей необходимо учитывать во время калибровки, поскольку они являются частью испытательной системы.Правильные методы исправления ошибок могут уменьшить эти эффекты.

• Частотная характеристика является основной ошибкой в ​​установке для измерения усиления и неравномерности слабого сигнала. Выполнение калибровки измерения сквозного отклика значительно снижает эту ошибку. Для большей точности выполните калибровку измерения с 2 портами.

• Уменьшение полосы ПЧ или использование усреднения улучшает динамический диапазон и точность измерения за счет скорости измерения.

Как измерить усиление и неравномерность

1. Выполните предварительную настройку анализатора.

2. Выберите параметр измерения S21.

3. Установите мощность источника анализатора в линейной области выходной характеристики усилителя (обычно на 10 дБ ниже точки сжатия 1 дБ).

4. Выберите внешний аттенюатор (при необходимости), чтобы выходная мощность усилителя была достаточно ослаблена, чтобы избежать сжатия приемника или повреждения порта 2 анализатора.

5. Подключите усилитель, как показано на следующем рисунке, и подайте напряжение смещения постоянного тока.

6. Выберите настройки анализатора для тестируемого усилителя.

7. Снимите усилитель и выполните калибровку измерения. Обязательно включите аттенюатор и кабели в калибровочную установку, если они будут использоваться при измерении усилителя.

8. Сохранить состояние прибора в памяти.

9. Подключите усилитель.

10. Отмасштабируйте отображаемое измерение для оптимального просмотра и используйте маркер для измерения усиления слабого сигнала на желаемой частоте.

11. Измерьте равномерность усиления в частотном диапазоне, используя маркеры для просмотра размаха пульсаций.

12. Распечатайте или сохраните данные на диск.

Мощность 750 Вт, моноусилитель класса bd

Ультракомпактный моно усилитель Power T750X1bd мощностью 750 Вт построен на запатентованной технологической платформе Rockford Fosgate Class bd.Эта конструкция создает высокоэффективную конструкцию, которая снижает электрическое воздействие на систему зарядки транспортных средств за счет использования эффективной технологии класса D при сохранении точности в сочетании с топологией класса b.

Гибкая интеграция с автомобилем достигается с помощью настраиваемого входного жгута с возможностью подключения в стиле Molex, который принимает как RCA-сигналы, так и сигналы уровня динамиков, в то время как наша дифференциальная входная схема устраняет сигнальный шум, попадающий в усилитель, что приводит к чистому аудиосигналу.При использовании входных сигналов уровня громкоговорителей усилитель также имеет встроенные возможности автоматического включения и преобразует свой удаленный входной терминал в выходной сигнал, который можно использовать для включения дополнительных усилителей.

Это может устранить необходимость в получении отдельного сигнала дистанционного включения усилителя от автомобиля. Расположенные сверху элементы управления обеспечивают легкий доступ к встроенному кроссоверу низких частот, запатентованной схеме усиления Punch EQ и нашей запатентованной системе C.L.E.A.N. схемы обнаружения входных / выходных клипов. Трехступенчатая экструзия с тепловым замком с принудительной индукцией с двумя вентиляторами обеспечивает охлаждение всего, в то время как наши схемы тепловой защиты / защиты в реальном времени защищают усилитель в случае перегрева или короткого замыкания.Устройство также совместимо с нашим дистанционным контроллером уровня Punch PLC2 и идеально подходит для тех установок, где вам нужен компактный усилитель, способный производить высокую выходную мощность.

• Класс-BD
• Constant Power обеспечивает мгновенную подачу выходного сигнала через нагрузку с переменным сопротивлением
• Дифференциальные входы с функцией автоматического включения высокого уровня
• Модернизированные разъемы RCA
• Разъем питания / заземления 8 AWG.Разъем для динамика 10 AWG
• Функция удаленного выхода при использовании входов высокого уровня
• 2013 PLC2 удаленный готов
• C.L.E.A.N. светодиоды обнаружения клипа на входе / выходе и светодиоды
• Органы управления, расположенные сверху
• Двойной вентилятор охлаждения
• Измерение температуры в реальном времени с технологией Rollback
• Двойные экструдированные радиаторы
• Все остальные стандартные схемы защиты Rockford
• CEA-2006 и соответствует требованиям CE
• Технология поверхностного монтажа на дискретных элементах
• 2 года гарантии

Получите 1-летнюю расширенную гарантию на усилитель при использовании соответствующего установочного комплекта Rockford Fosgate.

Мы хотим, чтобы вы получили максимальную производительность и надежность от вашего усилителя Rockford Fosgate. Мы настолько уверены, что использование правильных кабелей имеет значение, что мы дадим вам и дополнительную годовую гарантию на усилитель при использовании подходящего установочного комплекта!

• 1 Купите перфоратор Rockford Fosgate или усилитель мощности.
• 2 Добавьте правильный установочный комплект усилителя.
• 3 Получите дополнительную гарантию на усилитель на 1 год БЕСПЛАТНО!

Параметры усилителя

• Изучив этот раздел, вы сможете:
• Опишите типовые параметры усилителя.
• • Усиление.
• • Амплитудно-частотная характеристика.
• • Пропускная способность.
• • Входное сопротивление.
• • Выходное сопротивление.
• • Фазовый сдвиг.
• • Обратная связь.

Описание усилителя

Говорят, что любой усилитель имеет определенные параметры. Это особые свойства, которые заставляют усилитель работать определенным образом и, следовательно, делают его подходящим для данной задачи.Ниже описаны типичные параметры усилителя.

Прирост

Коэффициент усиления усилителя является мерой «усиления» усилителя, то есть насколько он увеличивает амплитуду сигнала. Точнее, это отношение амплитуды выходного сигнала к амплитуде входного сигнала, и оно обозначено символом «A». Его можно рассчитать для напряжения (A _v ), тока (A _i ) или мощности (A _p ). Когда нижний индекс после A в нижнем регистре, это относится к условиям слабого сигнала, а когда нижний индекс заглавными буквами относится к условиям постоянного тока.Коэффициент усиления или усиление для трех разных типов усилителей можно описать с помощью соответствующей формулы:

Коэффициент усиления напряжения A

_v = Амплитуда выходного напряжения ÷ Амплитуда входного напряжения.

Коэффициент усиления по току A

_i = Амплитуда выходного тока ÷ Амплитуда входного тока.

Коэффициент усиления A

_p = Выходная мощность сигнала ÷ Входная мощность сигнала

Коэффициент усиления усилителя определяется не только компонентами (транзисторами и т. Д.).), но также и тем, как они связаны между собой в цепи усилителя.

Частотная характеристика

Усилители не имеют одинакового усиления на всех частотах. Например, усилитель, предназначенный для усиления звуковой частоты, будет усиливать сигналы с частотой менее примерно 20 кГц, но не будет усиливать сигналы с более высокими частотами. Усилитель, предназначенный для радиочастот, будет усиливать полосу частот выше примерно 100 кГц, но не будет усиливать звуковые сигналы более низких частот.В каждом случае усилитель имеет определенную частотную характеристику, представляющую собой полосу частот, где он обеспечивает адекватное усиление, и исключая частоты выше и ниже этой полосы, где усиление менее чем адекватно.

Рис. 1.1.1a Кривая отклика усилителя звука

Рис. 1.1.1b Кривая отклика усилителя aRF, настроенного на 774 кГц

Чтобы показать, как коэффициент усиления усилителя изменяется в зависимости от частоты, используется график, показывающий частотную характеристику усилителя.На рис. 1.1.1a показана типичная частотная характеристика усилителя звука, а на рис. 1.1.1b — радиочастотного усилителя. На таких графиках обычно встречаются очень большие значения как для усиления, так и для частоты. По этой причине для осей частоты и усиления графика обычно используются логарифмические шкалы. Из рис. 1.1.1a видно, что масштабы на (горизонтальной) оси x не увеличиваются линейно; каждое равное деление представляет собой десятикратное увеличение отображаемой частоты.Это гарантирует, что очень широкий диапазон частот может быть отображен на одном графике. (Вертикальная) ось Y использует линейные деления, но логарифмические единицы (децибелы дБ). Кривая графика показывает, как коэффициент усиления, измеренный в децибелах, изменяется в зависимости от частоты.

Сравнение рис. 1.1.1a и b, нарисованные таким образом, показывают, как каждый тип усилителя (аудио, RF и т. Д.) Имеет свою собственную характерную форму кривой частотной характеристики. Усилитель, который имеет очень узкую кривую отклика с резким пиком, считается очень «селективным».Это типично для ВЧ-усилителя и именно то, что требуется в усилителе, предназначенном для каскадов настройки радиоприемника, где должна быть выбрана только одна несущая радиоволна среди многих сотен других, например, скопившихся в диапазоне средних волн.

Пропускная способность

Важной информацией, которую можно получить из кривой частотной характеристики, является полоса пропускания усилителя. Это относится к «полосе» частот, для которой усилитель имеет полезное усиление. За пределами этой полезной полосы коэффициент усиления усилителя считается недостаточным по сравнению с коэффициентом усиления в центре полосы пропускания.Полоса пропускания, указанная для усилителей напряжения, — это диапазон частот, для которых коэффициент усиления усилителя превышает 0,707 максимального коэффициента усиления (см. Рис. 1.1.1.b). В качестве альтернативы, децибелы используются для обозначения усиления, отношения выходного напряжения к входному (см. Рис. 1.1.1.a). Полезная полоса пропускания на рис. 1.1.1a может быть описана как расширяющаяся до тех частот, на которых усиление по напряжению на -3 дБ ниже по сравнению с усилением на средней частоте полосы. Можно использовать несколько способов описания полосы пропускания, во-первых, можно сказать (рис.1.1a), что «Полоса пропускания составляет от 10 Гц до 20 кГц». В качестве альтернативы можно было бы сказать (рис. 1.1.1b) «Полоса пропускания составляет 9 кГц с центром на 774 кГц». или даже что это «774 кГц плюс-минус 4,5 кГц».

Входное сопротивление

Слово «импеданс» означает сопротивление потоку переменного тока. При 0 Гц (то есть постоянном токе) импеданс (символ Z) такой же, как сопротивление (R), но на частотах, отличных от 0 Гц, импеданс и сопротивление не совпадают. Входное сопротивление усилителя — это эффективное сопротивление между входными клеммами.«Эффективный» означает, что импеданс не обязательно является просто сопротивлением компонентов усилителя (резисторов, конденсаторов и т. Д.), Фактически подключенных к входным клеммам, но представляет собой импеданс, воспринимаемый как количество тока, протекающего по входным клеммам для данного напряжение сигнала, приложенное с определенной частотой. Входное сопротивление зависит от ряда факторов, включая частоту подаваемого сигнала, коэффициент усиления усилителя, любую используемую обратную связь по сигналу и даже то, что подключено к выходу усилителя.

Выходное сопротивление

Рис. 1.1.2 Входное и выходное сопротивление усилителя

Выходное сопротивление усилителя зависит не только от фактических компонентов, подключенных к выходу усилителя. Это «кажущийся» импеданс, который лучше всего можно продемонстрировать как ответственный за падение напряжения сигнала на выходных клеммах усилителя, когда на выходных клеммах подается ток. Чем больше тока потребляется от выходных клемм, тем сильнее уменьшается напряжение выходного сигнала.Эффект — это импеданс или сопротивление, включенное последовательно с выходными клеммами.

Расчет усиления в многокаскадных усилителях.

Согласование входов и выходов необходимо для обеспечения передачи максимального количества сигнала между усилителем и любой другой схемой или устройством, предшествующим или последующим за ним. Обычно это происходит, когда коэффициент усиления одного усилителя недостаточен для данной цели. Затем используются несколько каскадов усиления, которые включают подачу выхода одного усилителя на вход другого.(Это называется «каскадным подключением усилителей»). В таких конструкциях выходной импеданс первого усилителя и входной импеданс второго усилителя образуют делитель потенциала, как показано на рис. 1.1.3

.

Рис. 1.1.3 Эффект делителя потенциала усилителей в Cascade

При каскадном подключении усилителей напряжения входной сигнал на второй каскад в идеале должен составлять 100% от выходного напряжения каскада 1, т.е. иметь как можно большую амплитуду напряжения.Это произойдет, если выходное сопротивление первого усилителя будет намного ниже, чем входное сопротивление второго усилителя. Это позволяет развить большую часть напряжения, доступного на выходном зажиме (точка A), на входном импедансе второго усилителя (и, следовательно, на его входных выводах), а не на выходном импедансе первого усилителя.

Однако, если второй усилитель является усилителем тока, необходимо, чтобы на его входные клеммы проходил как можно больший ток.Следовательно, в этом случае входное сопротивление второго усилителя должно быть низким. В случае усилителей мощности максимальная мощность передается с выхода на вход, если оба импеданса равны.

Значения входного и выходного импеданса оказывают значительное влияние на коэффициент усиления многокаскадных усилителей, и всегда есть некоторая потеря амплитуды сигнала, которая возникает из-за соединения следующих друг за другом каскадов усилителя. При вычислении общего коэффициента усиления многокаскадного усилителя общий коэффициент усиления должен быть равен произведению отдельных коэффициентов усиления каждого усилителя.т.е. если каждый каскад двухкаскадного усилителя имеет коэффициент усиления 10, то общее усиление должно быть 10 x 10 = 100. Однако на практике это недостижимо из-за потерь связи, возникающих при согласовании усилителей, и немного меньшего общие результаты прироста.

Фазовый сдвиг

Фазовый сдвиг в усилителе — это величина (если есть), на которую выходной сигнал задерживается или опережает фазу по отношению к входному сигналу, выраженную в градусах. Если происходит фазовый сдвиг на 90 градусов, то пик выходной волны происходит через четверть цикла после пика входной волны.Такой сдвиг может быть вызван влиянием в цепи усилителя таких компонентов, как резисторы, индукторы и конденсаторы. Действие транзистора в однокаскадном усилителе может вызвать сдвиг фазы на 180 градусов, и поэтому вход и выход будут «противофазными». Важность фазового сдвига в усилителе зависит от его назначения.

Рис. 1.1.4 Фазовый сдвиг

Конструкция многокаскадных усилителей должна учитывать фазовый сдвиг, так как величина фазового сдвига будет изменяться в зависимости от частоты, возможно, что на некоторых частотах общий фазовый сдвиг может составлять до 360 градусов.Если выходному сигналу такой системы разрешено повторно поступать на вход, возникает положительная обратная связь, и усилитель становится нестабильным и, вероятно, будет колебаться.

Обратная связь

Рис. 1.1.5 Отрицательная обратная связь снижает усиление, искажения и шум, а также увеличивает полосу пропускания.

Рис. 1.1.6 Как отрицательная обратная связь влияет на пропускную способность.

Обратная связь — это процесс получения части выходного сигнала усилителя и подачи ее обратно на вход.Обратная связь может быть настроена для увеличения или уменьшения входного сигнала. Когда обратная связь используется для увеличения входного сигнала, это называется ПОЛОЖИТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ, а когда эффект обратной связи уменьшает входной сигнал, это называется ОТРИЦАТЕЛЬНОЙ ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ.

ПОЛОЖИТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ происходит, когда сигнал обратной связи находится в фазе с входным сигналом, это увеличивает амплитуду входного и, следовательно, выходного сигнала, эффективно увеличивая коэффициент усиления усилителя.

ОТРИЦАТЕЛЬНАЯ ОБРАТНАЯ СВЯЗЬ возникает, когда сигнал обратной связи находится в противофазе с входным сигналом, эффективно уменьшая амплитуду входного и, следовательно, выходного сигнала.Это вызывает снижение усиления. См. Рис. 1.1.5.

В высококачественных усилителях отрицательная обратная связь часто используется для уменьшения коэффициента усиления усилителя. Особое преимущество этого заключается в том, что любое искажение сигнала или фоновый шум, производимый усилителем, также уменьшаются.

Еще одним полезным эффектом является то, что применение отрицательной обратной связи увеличивает полосу пропускания усилителя. Причину этого можно увидеть на рис. 1.1.6, где уменьшение высоты кривой усиления приводит к увеличению расстояния между 0.707 баллов, что увеличивает пропускную способность.

Начало страницы

Какие источники сигнала я могу использовать с усилителем мощности?

Усилитель мощности (PAMP) — это, как следует из названия, усилитель. Он не имеет собственного генератора сигналов, а просто усиливает существующий сигнал. Есть несколько вариантов создания сигнала для управления усилителем мощности:

1. LabQuest 3 (LABQ3), LabQuest 2 (LABQ2) или LabQuest (LABQ)
Использование приложения Power Amplifier от LabQuest — лучший вариант.Подключите «Аудиовход» усилителя мощности к аудиовыходу LabQuest с помощью прилагаемого стереокабеля, запустите приложение «Усилитель мощности» и выберите желаемые настройки (форма волны, амплитуда, частота и т. Д.).

2. Программное обеспечение LabPro (LABPRO) и Logger Pro
Интерфейс LabPro в сочетании с нашим программным обеспечением Logger Pro может создавать сигнал для усилителя мощности. Подключите Ch5 LabPro к усилителю мощности с помощью прилагаемого кабеля BTA-BTA, запустите Logger Pro и откройте окно настройки датчика.Щелкните значок Ch5, выберите «Analog Out» и выберите желаемые настройки (форма волны, амплитуда, частота и т. Д.).

3. Компьютер ПК / Mac и программное обеспечение генератора функций усилителя мощности
Наше бесплатное программное обеспечение генератора функций усилителя мощности может использовать звуковую карту вашего компьютера для создания сигнала для усилителя мощности. Подключите компьютер к усилителю мощности с помощью прилагаемого стереокабеля, запустите программное обеспечение и выберите желаемые настройки.

ДВЕ ЗАМЕТКИ:

• -Звуковые карты сильно различаются от одного компьютера к другому, поэтому это работает не на всех компьютерах.