Структурная схема усилителя. Распределение линейных искажений. Электрический расчет каскадов. Расчет нелинейных искажений, страница 5

Регуляторы тембра представляют собой частотно-зависимые цепи, которые включаются в межкаскадные связи или цепи обратной связи. Регуляторы тембра производят коррекцию АЧХ на определенных частотах или в определенной полосе частот. Причем регулировка обычно симметричная, т.е. на выделенных частотах величина регулировки в сторону уменьшения и увеличения амплитуды  одинакова. Как правило, для регулировки используются активные темброблоки, т.к. в них активный элемент компенсирует потери сигнала. Так как регулятор тембра является предоконечным каскадом, то в нем вводится ООС, охватывающая также оконечный каскад, позволяющая уменьшить коэффициент гармоник и соответственно улучшить характеристики усилителя.

Один из вариантов темброблока представлен на рис. 10.

Рис. 10 Схема регулятора тембра

Регулировка тембра выполнена на основе операционного усилителя К140УД8Б, который отличается широкой полосой усиления и входным дифференциальным каскадом, выполненным на полевых транзисторах, а, следовательно, данный транзистор обладает большим динамическим диапазоном при достаточно малом уровне собственных шумов. Коррекция АЧХ производится раздельно на низких и высоких частотах с помощью переменных резисторов R₄ и R₇. Выразим заданную регулировку тембра в разах:

Так регулятор симметричный, то

Проверим взаимное влияние регуляторов низкой и высокой частоты.

Необходимое условие выполняется, следовательно, регуляторы не будут влиять друг на друга.

Из условия  выбираем

Тогда

Стандартное значение 100 кОм

Тогда

Стандартное значение 6.8 кОм

Стандартное значение 6.8 кОм

Рассчитаем емкости регулятора

,Ф

,Ф

Стандартные значения С₂=     , С₃=

Входное сопротивление регулятора

Рассчитаем разделительный конденсатор C₁

Выберем стандартное значение

4.3.2  Предварительный усилитель (регулятор усиления)

Предварительный усилитель необходим для обеспечения нормальной работы оконечного каскада (в частности оконечных транзисторов), т.е. для обеспечения необходимого уровня входного сигнала. В данной курсовой работе предварительный усилитель выполнен на основе операционного усилителя. При выборе ОУ необходимо обеспечить достаточно малые входные токи ОУ, т.к. он обладает большим коэффициентом усиления, малое смещение нуля, высокое быстродействие, малый уровень собственных шумов и необходимое выходное напряжение при соответствующем уровне напряжения питания, т.к. именно предварительный каскад определяет показатели всего усилителя в целом. Также в предварительном усилителе реализована возможность регулировки усиления.

В данной курсовой работе в качестве основы предварительного усилителя был выбран ОУ 140УД14. Т.о. схема предварительного усилителя выглядит так (рис. 11):

Рис. 11 Предварительный усилитель с регулятором усиления

Рассмотрим назначение элементов каскада.

Разделительный конденсатор служит для предотвращения прохождения постоянной составляющей от предыдущего каскада (источник сигнала), т.е. для развязки каскадов по цепям питания. Резистор R₁ определяет входное сопротивление каскада. Регулировка усиления осуществляется за счет изменения глубины внешней ООС, охватывающая операционный усилитель, и осуществляется за счет изменения значения переменного резистора R₃. Конденсатор C₂ уменьшает коэффициент усиления до единицы. Конденсатор C₃ служит для предотвращения самовозбуждения схемы на ВЧ.

На высоких частотах на неинвертирующем входе операционного усилителя появляется паразитная емкость, уменьшающая верхнюю граничную частоту, поэтому в каскад необходимо ввести цепь ООС, осуществляющую коорекцию АЧХ. АЧХ звена ООС определяется следующим выражением

Причем и определяют наивыгоднейшую форму АЧХ усилителя.

Таким образом, за счет введения ООС и соответственно коррекции АЧХ происходит устранения негативного влияния паразитной емкости в области высоких частот.