Ośla łączka
EdW A07
EdW A07
Elektronika dla poczÄ…tkujÄ…cych,
Elektronika dla poczÄ…tkujÄ…cych,
czyli wyprawy na oślą łączkę
czyli wyprawy na oślą łączkę
Ćwiczenie 4. Wzmacnianie sygnałów zmiennych
Wzmacniacze mikrofonowe. Wiele domo- małym wzmocnieniu. Taki przedwzmacniacz i nie filtrujemy bezpośrednio napięcia w punk-
wych zestawów audio ma wejście AUX - z oszczędną kostką TL062 będzie pobierał cie sztucznej masy (kolor zielony), tylko  o
liniowe, o czułości zbyt niskiej dla mikrofonu. około 0,5mA prądu (model z fotografii 11 piętro wyżej , między rezystorami R2A, R2B.
Choć już wcześniej wykorzystywaliśmy to pobiera 0,48mA). Popularna alkaliczna 9- Ale jeśli napięcie w tym punkcie będzie dobrze
wyjście, dopiero teraz zrealizujemy praktyczny woltowa bateria (6F22) zapewni
Fot. 11
przedwzmacniacz mikrofonowy, a nawet dwa pracÄ™ takiego wzmacniacza przez
takie przedwzmacniacze. około tysiąc godzin, czyli bez prze-
Możesz wykonać wersję z rysunku 10. rwy przez prawie półtora miesiąca.
1
k

RF 1k Taki oszczędny
R
F
U+
przedwzmacniacz
7-16V
CF C3
C
F
można też zasi-
100nF C2
100 F
1
0
0

F
R2 Rys. 10
R
2
lać z trzech 3-
100 F
1
0
0

F
100k
1
0
0
k
RB1
R
B
1
woltowych bate-
RB2
R
RP
R
B
2
P
Ra1
R
a
1
L
ryjek litowych
2,2k
47k
4
7
k

RA2 47k
R
A
2
4
7
k

albo małej baterii
CO
C
O
1
0
k

CI 10k
C
I
R
+ 12V do pilotów
1
0
k

1 F 10k
1

F
+
+
samochodowych
10 F
1
0

F
 fotografia 12.
wzmacniacz operacyjny
w
z
m
a
c
n
i
a
c
z
o
p
e
r
a
c
y
j
n
y
R1
TL062 lub TL072 lub TL082
T
L
0
6
2
l
u
b
T
L
0
7
2
l
u
b
T
L
0
8
2
C1
RO
R
Druga propo-
O
100k
Me
10 F
1
0

F
100k
1
0
0
k

zycja , pokazana
na rysunku 13
Jak pokazuje fotografia 11, ja zrealizowałem też może Cię zdziwić. Tym razem
ten układ na płytce stykowej, ale Ty możesz do wzmacniania sygnału z powo-
wykonać taki układ choćby w postaci solid- dzeniem wystarczy jedna połówka
nego pająka, zasilić z baterii 9-woltowej i wzmacniacza, a drugą wykorzystuje-
wykorzystywać w praktyce. my w obwodzie polaryzacji mikrofo-
Ale być może zapytasz, dlaczego są tu nu elektretowego. Filtr z rezystorami
dwa stopnie o małym wzmocnieniu? Czy nie R1, R2, C1 dobrze stłumi ewentual-
wystarczy jeden? ne  śmieci , które mogłyby się prze-
U+
Rys. 13
Absolutnie nie twierdzę, że jest to opty- dostawać z dodatniej szyny zasilania
7-15V
malne rozwiązanie przedwzmacniacza mikro- do toru sygnałowego. Zauważ, że
U1B
R2B
470k
4
7
0
k

fonowego. Celowo chciałem zagospodarować tym razem  górna rezystancja dziel-
C2
RF 1M C3
R
F
100 F
1
0
0

F
100nF
oba wzmacniacze, ponieważ takie rozwią- nika sztucznej masy jest podzielona
RP
R
P
RB
R
B
R2A
2,2k
zanie pozwala wymienić kostkÄ™ TL082 na na dwie części (R2A=R2B=470k©)
L
470k
4
7
0
k

CI
C
I
TL062, która ma wprawdzie nieco gorsze
1
0
0
k

R
Fot.12 RA2 100k
A
2
1 F
1

F
CO
C
O
niektóre parametry, ale za to pobiera kil-
U1A R
C1
4,7k
4
,
7
k

kakrotnie mniej prądu. I właśnie z uwagi
10 F
1
0

F
+
+
10 F
1
0

F
na  gorsze niektóre parametry , żeby nie
pogorszyć właściwości dynamicznych wzmacniacz RO
R
w
z
m
a
c
n
i
a
c
z
R1
O
CF
C
F
operacyjny
o
p
e
r
a
c
y
j
n
y
1M
10 F
1
0

F
przedwzmacniacza, mamy dwa stopnie o
Me
TL072 lub TL082 100k
T
L
0
7
2
l
u
b
T
L
0
8
2
1
0
0
k

El ektronika dl a Wszystkich 37
worldmags & avaxhome
worldmags & avaxhome
+
+
+
+
+
+
+
+
+
Ośla łączka
odfiltrowane, to  czyste będzie także napięcie słem wykorzystanie dwóch jed-
sztucznej masy (ale wcale nie zaszkodzi doda- nakowych przedwzmacniaczy i
nie kondensatora np. 100nF) równolegle do podłączenie każdego do inne-
R1. Dodatkowo obwód R , C filtruje napię- go kanału wzmacniacza stereo.
F F
cie zasilajÄ…ce dla mikrofonu, podawane przez Wtedy trzeba raczej wykorzy-
wtórnik U1B. Stała czasowa R C jest duża stać mikser, który pozwoli uzy-
F F
(1M©x10uF=10s), stukrotnie wiÄ™ksza, niż we skać lepsze efekty. Mikserem
wczeÅ›niejszych ukÅ‚adach (1k©x100uF=0,1s), i ukÅ‚adami korektorów barwy
co też oznacza lepsze tłumienie ewentualnych dz
więku zajmiemy się w jed-
 śmieci . Tego typu rozwiązanie filtru napięcia nym z następnych odcinków.
zasilającego mikrofon należy też polecić do A w najbliższej kolejności zaj-
przedwzmacniaczy kilkustopniowych o bardzo miemy się problemem dużego
dużym wzmocnieniu. Wtedy dobra filtracja wzmocnienia, samowzbudzenia
napięcia zasilającego mikrofon jest bardzo i szumów.
ważna, by zmnieszyć ryzyko samowzbudze- A na razie zachęcam Cię,
Fot.14
nia, ale tym tematem zajmiemy się szczegóło- żebyś przeprowadził rozmaite
wo w następnym odcinku. własne eksperymenty z opi-
Ja wykonałem przedwzmacniacz z rysun- sanymi układami. Do takich
ku 13 na płytce stykowej, jak pokazuje foto- eksperymentów możesz zbu-
grafia 14, ale Ty możesz go zrealizować w dować dwa podobne lub iden-
sposób bardziej trwały. W takim przypadku tyczne układy przedwzmacnia-
zamiast kostki TL082 wykorzystaj bardziej czy, dołączyć ich wyjścia do
niskoszumną TL072. Taki przedwzmacniacz dwóch wejść stereofonicznego
z TL082 czy TL072 będzie pobierał około wzmacniacza audio i wtedy porównywać, jak informacje o przedwzmacniaczach. Opierając
3mA prądu, więc możesz go zasilać nie tylko wpływa na dz
więk zmiana wartości elemen- się na dotychczasowych informacjach pró-
z zasilacza stabilizowanego 9...12V, ale nawet tów jednego z przedwzmacniaczy. Dobrze buj zrealizować jeszcze inne konfiguracje
z małej baterii 9V. byłoby, gdybyś na własne uszy przekonał się, przedwzmacniaczy. Nie zaszkodziłoby gdzieś
Zauważ, że w obu przypadkach mamy co daje ograniczenie pasma od dołu i od góry, zapisać wnioski z wszystkich takich prób.
przedwzmacniacz monofoniczny, którego syg- ponieważ wśród elektroników panują błęd- Jeszcze raz gorąco namawiam do prak-
nał podajemy na oba kanały wzmacniacza ne wyobrażenia w tym zakresie. Proponuję, tycznych eksperymentów, które są wręcz bez-
stereofonicznego za pomocą kabla z wtyka- żebyś zmieniał wartości wszystkich kluczo- cenne, ponieważ dają doświadczenie, którego
mi chinch (RCA). Jeślibyś chciał zbudować wych elementów i porównywał uzyskane nie można zdobyć przez lekturę książek czy
przedwzmacniacz dla dwóch mikrofonów, to efekty. W przedstawionym do tej pory mate- czasopism.
najprawdopodobniej nie byłoby dobrym pomy- riale ćwiczenia 4 przedstawiłem kluczowe Piotr Górecki
RA
R
Pasmo przenoszenia
A
+
G=
RB
R
Jak już wiesz, we wzmac-
B
CB
C
B
niaczu odwracajÄ…cym
RB
R
B
RA
R
A
mamy jasnÄ… sytuacjÄ™: CB
C
B
RB
R
B
Dobierając pojemność C ,
I RA
R
A
możemy łatwo regulo-
CB RB
C
R
+
B
B
wać dolną częstotliwość RA
R
A
CI
C
I
r
e
g
u
l
a
c
j
a
wzma- regulacja
w
z
m
a
-
regulacja
r
e
g
u
l
a
c
j
a
+
wzmacniacz
w
z
m
a
c
n
i
a
c
z
granicznÄ… wzmacniacza
dolnej
d
o
l
n
e
j
cniacz
c
n
i
a
c
z
górnej częstotliwości
g
ó
r
n
e
j
c
z
Ä™
s
t
o
t
l
i
w
o
Å›
c
i
odwracajÄ…cy
o
d
w
r
a
c
a
j
Ä…
c
y
częstotliwości
c
z
Ä™
s
t
o
t
l
i
w
o
Å›
c
i
n
i
e
o
d
w
r
a
-
g
r
a
n
i
c
z
n
e
j
p
r
z
e
z
przebiegów zmiennych. granicznej przez RBCB
R
C
B
B
CA nieodwra-
C
A
R
granicznej przez RACI
g
r
a
n
i
c
z
n
e
j
p
r
z
e
z
C
I
A
cajÄ…cy
c
a
j
Ä…
c
y
W razie potrzeby może- Rys. T
częstotliwość w skali logarytmicznej
c
z
Ä™
s
t
o
t
l
i
w
o
Å›
ć
w
s
k
a
l
i
l
o
g
a
r
y
t
m
i
c
z
n
e
j
my też łatwo ograniczyć obecność dwóch filtrów Rys. U
pasmo od góry, obcinając najwyższe częstot- górnoprzepustowych (patrz rysunek R), jed- Choć w opisywanych wzmacniaczach
liwości. Wystarczy do rezystora R dołą- nak nie byłoby to optymalne rozwiązanie i dolną i górną częstotliwość graniczną można
B
czyć równolegle pojemność C  rysunek T. w praktyce obwód R C najczęściej ma czę- regulować niezależnie za pomocą kondensa-
B A A
Wraz ze wzrostem częstotliwości zmniejsza stotliwość graniczną 20Hz lub niższą, czyli torów C , C , jednak nie ma sensu próba rea-
I B
się reaktancja pojemnościowa kondensatora nie ogranicza pasma akustycznego. A dolną lizacji w ten sposób filtrów wąskopasmowych
C . Dla jakiejś częstotliwości reaktancja ta częstotliwość graniczną wyznacza obwód o dużej skuteczności. W jednym z następnych
B
stanie się liczbowo równa rezystancji R . I kondensator CI, współpracujący z rezystancją odcinków zajmiemy się skutecznymi filtrami
B
to będzie (górna) częstotliwość graniczna wejściową wzmacniacza (R3 na rysunku R). o małym paśmie i dużej dobroci.
tego wzmacniacza. Powyżej tej częstotliwo- Należy też podkreślić, że pokazana na
ści zmniejszająca się reaktancja C będzie rysunku U zmiana szerokości pasma przeno- Wzmacniacze zasilane symetrycznie
B
tłumić wysokie częstotliwości. We wzmac- szenia nie ma nic wspólnego z charaktery- Jak wskazują wcześniejsze rozważania, zasto-
niaczu odwracającym, zmieniając wartości styczną dla obwodów rezonansowych regu- sowanie obwodu sztucznej masy oraz konden-
C oraz C , możemy zmieniać dolną i górną lacją szerokości pasma przez zmianę dobroci satorów sprzęgających w pewnym niewielkim
I B
częstotliwość graniczną, a tym samym pasmo Q. To nie jest obwód rezonansowy, tylko naj- stopniu pogarsza parametry wzmacniacza. Taki
przenoszenia. Zilustrowane jest to na rysun- prostszy filtr i nie można tu mówić o dobroci bardzo niewielki wzrost zniekształceń i szumów
ku U. Analogicznie jest we wzmacniaczu Q. Szybkość opadania charakterystyki czę- nie ma znaczenia w sprzęcie klasy popularnej i
nieodwracającym. Wprawdzie we wzmac- stotliwościowej poza pasmem przepustowym średniej. Jednak w najwyższej jakości układach
niaczu nieodwracającym teoretycznie można jest niezmienna i wynosi 20dB/dekadę, czyli audio nigdy nie stosuje się pojedynczego zasila-
byłoby uzyskać lepszą stromość z uwagi na 6dB na oktawę. nia i sztucznej masy, tylko zasilanie napięciem
Czerwiec 2010
C
z
e
r
w
i
e
c
2
0
1
0
38 El ektronika dl a Wszystkich
worldmags & avaxhome
worldmags & avaxhome
TECHNIKALIA
Ośla łączka
symetrycznym, często ą15V lub U+
CI U+ CI
C
C
I
I
U+
C
nawet większym. Zasilane syme- CI + +
I
trycznie są też liczne wzmacnia-
RB
R
B
wy wy
cze mocy audio.
RA
R
A
we
Zasadniczo przy zasilaniu +
wy
we we
symetrycznym, do wzmacnia- RB RB
R
R
_
B
B
U_
U
RX RX
R
R
RA RA
R
R
X
X
A
A
nia przebiegów zmiennych
Rys. W
można wykorzystywać kla- na kondensatorze
CA
C
A
syczne wzmacniacze, bez żadnych konden- C jest równe zeru i
A
CA
C
A
satorów, jak pokazuje wcześniejszy rysunek pojawia się pytanie
_
_
U_ U_
U
U
Rys. X
Rys. Y
A. Jednak z kilku powodów zazwyczaj doda- o prawidłową biegu-
wany jest kondensator C  rysunek W, a w nowość tego kondensatora. Otóż choć na łowej pracy
I U+
CI
C
I
we wzmacniaczu nieodwracającym oprócz C większości schematów można spotkać biegu- z wykł e go +
I
dodatkowo rezystor Rx, podający potencjał nowość kondensatora C jak na rysunku X, kondensatora
A
RB
R
masy na wejście nieodwracające, a także jednak równie dobrze można włączyć kon- elektrolitycz-
B
elektrolityczny, czyli biegunowy kondensator densator C odwrotnie, według rysunku Y. nego. Zwykłe
A
we
C  rysunek X. Początkujący często zapo- Nie ma natomiast żadnej potrzeby stosowania aluminiowe
A
RX
R
RA
R
X
A
minają o rezystorze Rx i wtedy wzmacniacz dwóch połączonych szeregowo-przeciwsob-  elektrolity
nie chce działać. Kondensatory C występują nie  elektrolitów według rysunku Z. Taka mogą praco-
A
też w wielu aplikacja scalonych wzmacniaczy kombinacja byłaby potrzebna, gdyby na C wać z mały-
A
CA
C
A
mocy audio, które bardzo często mają układ okresowo mogło pojawiać się napięcie stałe o mi napięcia-
aplikacyjny jak na rysunku X. I tu początkują- różnej biegunowości. Jednak w omawianym mi stałymi o
cy często mają poważną na pozór wątpliwość. przypadku średnie napięcie stałe na C jest niewłaściwej
A
_
U_
U
Przy zasilaniu napięciem pojedynczym nie bliskie zeru. Ewentualne napięcie zmienne na b i e g u n o - Rys. Z
ma problemu, bo na absolutnie niezbędnym tym kondensatorze jest niewielkie. Owszem, wości. Jeśli jednak ktoś nadal
wtedy kondensatorze C występuje napięcie w praktyce na C może wystąpić niewielkie miałby wątpliwości, może zmierzyć rzeczy-
A A
sztucznej masy (połowa napięcia zasilania), a napięcie stałe rzędu miliwoltów, ale nawet wiste napięcie stałe na C (które może być
A
tym samym nie ma wątpliwości co do biegu- gdyby w układach z rysunków X, Y wystąpiło rzędu miliwoltów) i stosownie do bieguno-
nowości C . Natomiast przy zasilaniu syme- takie małe napięcie niezgodne z biegunowoś- wości tego napięcia wlutować C albo według
A A
trycznym według rysunku X, napięcie stałe cią C , to nie przeszkodzi ono w prawid- rysunku X, albo Y.
A
R E K L A M A
Czerwiec 2010
C
z
e
r
w
i
e
c
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 39
worldmags & avaxhome
worldmags & avaxhome
+
TECHNIKALIA
+
+