Rine

Усилитель низкой частоты

22 сообщения в этой теме

Rine    0

Здравствуйте! НЕ могли бы Вы помочь понять почему данная схема усилителя имеет  коэффициент усиления 12 dB и  с частоту среза  18 кГц. Как правильно рассчитывать данный каскад. Питание ОУ однополярное 15В.

унч.jpg

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
motoandrey14    538

R29 C57 = 18кГц, вспоминаем школьный курс физики: cutoff_frequency.png

Коэффициент усиления одного каскада равен, к примеру, R56\R44+1=3 раза. Второй ещё в 2 раза усиливает, и того кУ= 6 раз, что равно 12дБ.

Изменено пользователем motoandrey14

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
next sound    64
Только что, motoandrey14 сказал:

кУ= 6. 3дБ это 2 раза. 6дБ это 4 раза, 12дБ это в 6 раз больше

сам то понял?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
avv_rem    298

Шустрый какой!

Правая часть схемы – это звено Рауха. Стр. 91, формула 167 в прикрепленном учебнике. После подстановки номиналов получишь передаточную функцию.
Далее берешь какой ни будь учебник ТОАУ и смотришь в нем, как по передаточной функции строится ЛАЧХ.
Там же, в ТОАУ найдешь и передаточную функцию фильтра на входе. Только не запутайся с сопротивлениями. R31, R43, R46 принять как три соединенных параллельно и заменить одним резистором. К R29 добавить выходное сопротивление источника сигнала.

Это так, для общего развития.

Вручную сейчас уже не считают эти вещи. Используют симуляторы. В симуляторе можно либо полностью ввести схему, либо сразу ее передаточную функцию через блок LAPLACE, из библиотеки ABM. Второй вариант сильно сложнее для понимания, однако обсчитывается быстрее и точнее раз в десять. В обоих случаях используется AC – анализ.

Гутников В.С. Фильтрация измерительных сигналов 1990г.djvu

LAPLACE.JPG

Изменено пользователем avv_rem

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
HAKAS    1 529
1 час назад, next sound сказал:

сам то понял?

 

4 часа назад, Rine сказал:

НЕ могли бы Вы помочь понять почему данная схема усилителя имеет  коэффициент усиления 12 dB и  с частоту среза  18 кГц.

Это он по мощности взял. Да и то неправильно, 12дБ по мощности - 16.

По напряжению 12Дб - 4 раза.

По схеме правильно - В положительном плече первый каскад имеет КУ=3.13 ( для сигнала на неинвертирующем входе), но входной делитель режет сигнал на треть (0.68). Получается КУ=0.68*3.13=2.13 для источника (правый вывод R29).

В отрицательном плече КУ=2.13 (инвертирующий усилитель).

Второй каскад имеет КУ=2 в обоих плечах.

R29 забирает эти несчастные 0.13 у источника.

Итого общий КУ схемы равен 4. Что соответствует 12дБ по напряжению.

Частоту среза 18кГц определяет входной ФНЧ R29C57.

 

Только что, avv_rem сказал:

Вручную сейчас уже не считают эти вещи. Используют симуляторы.

Не надо так заморачиваться.

Плечи обозваны фигурально, если что...

  • Лайк 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
avv_rem    298
7 минут назад, HAKAS сказал:

Частоту среза 18кГц определяет входной ФНЧ R29C57.

Тогда уж хотя бы (R29||R31||R43||R46)C57.
И зачем, по-вашему, нужна вся правая часть?:unknw:

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Загрузка...
HAKAS    1 529
Только что, avv_rem сказал:

И зачем, по-вашему, нужна вся правая часть?:unknw:

Не знаю, для чего и что это за схема.

Но это не важно в данном случае, т.к. выше 18кГц в схему не попадёт, грубо говоря.

Вопрос ТС как звучал? А вы ему сразу - в симулятор! Он так то не понимает, а в симуляторе не так что-то сделает и получит результат непредсказуемый. Оно ему надо?

Постепенно надо. :yes: Вот поймёт сейчас, а вы ему потом - смотрите, как это считается проще и с какими прогами...

В первом классе разве интегралы проходят?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Rine    0

HAKAS, спасибо Вам огромное! Все прояснилось. Это схема для резольвера, точнее это формирование сигнала возбуждения(10Кгц). Вход усилителя -ЦАП, выход-обмотка резольвера. Но кое-что немного неясно:

1)Каким образом R29 забирает КУ=0.13 у источника?

2)С49,R29,C57 это хитрый фильтр, или С49 это просто входная емкость, которая блокирует DC? Я имею ввиду по каким параметрам выбирать эту емкость, почему именно 10Мкф, и на выходе тоже стоят такие емкости...

3)Питание ОУ однополярное 15В.  Я обратил внимание вся подтяжка привязана не к GND, а к 6В. То есть выходной сигнал будет формироваться не относительно 0, а относительно 6В? Что-то вроде смещения это?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
avv_rem    298

А схема правильно нарисована?
1. R43, R55 ослабляют сигнал. D7.1 его затем снова усиливает. Зачем?

2. R45, R57 куда подключены? Судя по схеме, они вообще параллельно соединены. Зачем два резистора тогда?

3. Какой именно ОУ применен? 18кГц – это довольно много. Не каждый ОУ способен на такой частоте нормально работать, да еще и с недостаточным питанием. Недостаточное быстродействие ОУ может существенно искажать АЧХ.

4. АЧХ будет существенно изогнутой. Нельзя говорить об усилении 12дБ без указания частоты. Считать эту схему довольно сложно. Тут три фильтра. Причем, первый имеет резонансный пик.

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
avv_rem    298

Пока такое объяснение.
1. Суммарное входное сопротивление усилителей D7.1 и D7.2 составит Rвх = (R43+R55)||R46 = 14,7k||4,7k = 3,56134k.

2. На некоторой частоте коэффициент передачи входного звена достигнет максимума и составит Rвх / (R29 + Rвх) = 3,56134k / (4,02k + 3,56134k) = 0,469751.
Симулятор показывает максимальный коэффициент передачи 0,469702 на частоте 273,842Гц. Полоса пропускаемых сигналов по уровню 0,707 составляет от 2,1Гц до 38,0кГц. Т.е. частоту среза 18кГц определяют ФНЧ на D10.1 и D10.2.

3. Далее идут усилители D7.1 и D7.2. Оба имеют коэффициент усиления 10 / 4,7 = 2,127659574. Причем, нижний усилитель инвертирует сигнал.

4. Общий коэффициент усиления на выходах D7.1 и D7.2 соответственно 0,469702 * 2,127659574 = +/- 0,999366. Т.е. эти усилители просто компенсируют потери в первом фильтре.

5. Далее идут звенья Рауха. Это ФНЧ. На постоянном токе коэффициент усиления составит R73 / R65 = R74 / R66 = 2k / 1k = 2.

6. На выходах D10.1 и D10.2. коэффициент усиления составит +/- 0,999366 * 2 = 1,998732.

7. Если нагрузку подключить между D10.1 и D10.2, то из-за разности знаков сигнал удвоится и составит 1,998732.* 2 = 3,997464. Иными словами, коэффициент усиления составит 20 * lg 3,997464 = 12,0357дБ.

  • Лайк 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Rine    0
3 часа назад, Rine сказал:

2)С49,R29,C57 это хитрый фильтр, или С49 это просто входная емкость, которая блокирует DC? Я имею ввиду по каким параметрам выбирать эту емкость, почему именно 10Мкф, и на выходе тоже стоят такие емкости...

3)Питание ОУ однополярное 15В.  Я обратил внимание вся подтяжка привязана не к GND, а к 6В. То есть выходной сигнал будет формироваться не относительно 0, а относительно 6В? Что-то вроде смещения это?

Спасибо,  avv_rem! А на симуляторе на каком Вы моделируете?

Питание Однополярное ОУ, а привязка идет везде к 6 Вольтам. То есть получается сигнал формируется относительно 6В(типа смещения что-то)?

И еще Вы бы не могли объяснить как правильно выбирать емкости типа С49, С80, с79...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
mvkarp    3 757

О-о-о! Разошлись!
А студент то ведь, неуж не заметили?

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
HAKAS    1 529
3 часа назад, Rine сказал:

1)Каким образом R29 забирает КУ=0.13 у источника?

Это, так, в шутку про 0.13. Я же не в симуляторе считал. :D На самом деле он забирает больше, т.к. входит в состав делителей R43, R55 и R46, R58. Для напряжения источника.
Но КУ схемы считается без него, похоже.

55 минут назад, avv_rem сказал:

3. Далее идут усилители D7.1 и D7.2. Оба имеют коэффициент усиления 10 / 4,7 = 2,127659574

Верхний неинверт. КУ=1+2.12. Для напряжения на входе МС.

3 часа назад, Rine сказал:

2)С49,R29,C57 это хитрый фильтр, или С49 это просто входная емкость, которая блокирует DC?

С49 - разделительный (блокирует DC, как С79, С80) + ФВЧ с Zвх. А R29, C57 - входной ФНЧ.

Схема,  грубо говоря - мостовой усилитель. Gen P и Gen N - позитивный и негативный сигнал. Если нагрузку подключить между плечами, то  конденсаторы С79 и С80 можно  убрать.
На выходах микросхем должен быть одинаковый потенциал.

Ёмкости С79, С80 зависят от  номинала нагрузки. С ней они образуют ФВЧ. Чем больше ёмкость, тем меньше частота пропускания.

  • Лайк 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Rine    0

HAKAS, спасибо огромное! А вот если рассматривать лишь цепь С49, R49 и С57, то это получается хитрый фильтр одновременно низкой и высокой частоты. Я так понимаю посчитать частоту среза фнч и фвч достаточно сложно, поэтому можно  выбирать С49 на предельно малое сопротивление рабочего сигнала (10мкф это 1.5ом на частоте 10кгц) и считать частоту срезу R49 и C57 без учета С49?  А так Вы написали - "С49 - разделительный (блокирует DC, как С79, С80) + ФВЧ с Zвх", но в Zвх присутствует емкость С57, ее же тоже надо учесть?

Изменено пользователем Rine

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
avv_rem    298
9 часов назад, HAKAS сказал:

Верхний неинверт. КУ=1+2.12. Для напряжения на входе МС.

Тут нельзя рассматривать усилитель отдельно от «ослабителя». Их общий коэффициент усиления составит
Kус = R55 / (R43 + R55) * (R56 / R44 +1).
Но у нас R43 = R44 и R55 =R56. Поэтому
Kус = R55 / (R43 + R55) * (R55 / R43 +1).
Kус = R55 / (R43 + R55) * (R55 + R43) / R43 = R55 / R43.
Kус = R55 / R43.

Изменено пользователем avv_rem

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
HAKAS    1 529
9 часов назад, Rine сказал:

Я так понимаю посчитать частоту среза фнч и фвч достаточно сложно,

Нет, если известны все номиналы. Fгр(-3дБ)=1/(2пиRC).

Вы же уже выяснили про ФНЧ на входе 18кГц - 1/(6.28*4020*0.0000000022)=18005Гц.

+ФНЧ 2шт. - R65, C68 и R66, C69. Частоту среза посчитаете сами?
На второй каскад усилителя идёт ещё ниже порезанный сигнал... Но у вас нужный 10кГц, так что всё норм.

ФВЧ - импеданс входной (для переменки) навскидку - (R43+R45IIR46+R58)+R29= в уме - R45IIR58=5k. R43IIR46=2.35k. Итого - 5к+2.35к+4.02к=11.37к.
Нижняя граничная частота по уровню -3дБ= 1/(6.28*11370*0.00001)=1.4Гц.

Может, чего не учёл, но общее направление дал.:D

10 часов назад, Rine сказал:

но в Zвх присутствует емкость С57, ее же тоже надо учесть?

По хорошему - да. Но это на частоте, вам не интересной. Так что не принимаем во внимание.

54 минуты назад, avv_rem сказал:

Нельзя рассматривать усилитель отдельно от «ослабителя»

Для понимания - надо. В своём первом посте я всё разжевал.

55 минут назад, avv_rem сказал:

Их общий коэффициент усиления составит

Вы опять сплеча сыпете расчётами?

56 минут назад, avv_rem сказал:

Kус = R55 / R43.

ТС увидит другую схему неинвертирующего усилителя и посчитает КУ по делителю на входе. Если он ещё будет, этот делитель.

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Rine    0

Спасибо большое, ребята! Остался вроде один вопрос неясный для меня:

Питание ОУ однополярное 15В.  Я обратил внимание вся подтяжка привязана не к GND, а к 6В. То есть выходной сигнал будет формироваться не относительно 0, а относительно 6В? Что-то вроде смещения это?

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
HAKAS    1 529
3 минуты назад, Rine сказал:

Питание ОУ однополярное 15В.  Я обратил внимание вся подтяжка привязана не к GND, а к 6В.

Скорее всего 6В - это половина напряжения питания. В вашем случае - 7.5В. Искусственная средняя точка. Сделанная, возможно, посредством резисторов или резисторов и конденсаторов впараллель. У вас же сигнал переменный - у него положительный потенциал и отрицательный. Вот у вас на выходе 6В переменки максимум (приблизительно, зависит от возможностей ОУ).

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
avv_rem    298
1 час назад, HAKAS сказал:

Нижняя граничная частота по уровню -3дБ= 1/(6.28*11370*0.00001)=1.4Гц.

 

1 час назад, HAKAS сказал:

Вы же уже выяснили про ФНЧ на входе 18кГц - 1/(6.28*4020*0.0000000022)=18005Гц.

Снова оба раза мимо. Вспоминаем понятие виртуального нуля.

Для низкой частоты. Пренебрегаем C57, которого на низкой частоте как бы и нет совсем.
Rвх = (R43 + R55) || R46 + R29,
Rвх = (4,7 + 10) || 4,7 + 4,02,
Rвх = 14,7 || 4,7 + 4,02,
Rвх = 3,56134 + 4,02,
Rвх = 7,58134k = 7581,34ом.
Частота среза
Fср = 1 / (2 * PI * Rвх * C49) = 1 / (6,2831853 * 7581,34ом * 0,00001Ф) = 2,0993Гц.

Для высокой частоты. Пренебрегаем C49, который на высокой частоте как бы замкнут.
Rвх = (R43 + R55) || R46 || R29,
Rвх = (4,7 + 10) || 4,7 || 4,02,
Rвх = 14,7 || 4,7 || 4,02,
Rвх = 1 / (1/14,7 + 1/4,7 + 1/4,02),
Rвх = 1,888398k = 1888,398ом.
Частота среза
Fср = 1 / (2 * PI * Rвх * C57) = 1 / (6,2831853 * 1888,398ом * 2,2e-9Ф) = 38309,27Гц. = 38,3кГц.

Более точно в симуляторе

13 часа назад, avv_rem сказал:

Полоса пропускаемых сигналов по уровню 0,707 составляет от 2,1Гц до 38,0кГц. Т.е. частоту среза 18кГц определяют ФНЧ на D10.1 и D10.2.

Частоту среза 18кГц задают звенья Рауха на выходе.

Изменено пользователем avv_rem
  • Лайк 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
HAKAS    1 529
25 минут назад, avv_rem сказал:

Rвх = 7,58134k = 7581,34ом.
Частота среза
Fср = 1 / (2 * PI * Rвх * C49) = 1 / (6,2831853 * 7581,34ом * 0,00001Ф) = 2,0993Гц.

Хорошо. Нижний инверт, да. R58 не считаем.

40 минут назад, avv_rem сказал:

Для высокой частоты.
 || R29,

?

42 минуты назад, avv_rem сказал:

Вспоминаем понятие виртуального нуля.

Не помню.:unknw:

42 минуты назад, avv_rem сказал:

Частоту среза 18кГц задают звенья Рауха на выходе.

Я не  настолько силён в математике.:D
И тоже только учусь...:rolleyes:

Если вам не трудно - хотелось бы кашку уже поесть.:yes:
Без подколов, если что...

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
Rine    0
Цитата

  А скажите,  пожалуйста, правильно я понял суть общей картины...  Есть цап Он выдает сигнал переменный относительно 1.5В. Сам питается от 0-3В. После входной емкости сигнал становится переменный  +-1.5В.  Допустим КУ  4, тогда 1.5В на входе дадут на выходе 6В, и тк у ОУ искусственная земля 6В, то будет 12В. А если входной сигнал -1.5, то на выходе будет 0В... Питание ЦАП 0-3В, питание ОУ 0-15В, 6В - искусственный 0

 

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах
HAKAS    1 529
1 час назад, Rine сказал:

Есть цап Он выдает сигнал переменный относительно 1.5В. Сам питается от 0-3В.

Относительно каких 1.5В?

Если вы имеете ввиду его половину питания, то да.

1 час назад, Rine сказал:

После входной емкости сигнал становится переменный  +-1.5В

У вас же уже переменный с ЦАПа выходит. Входная ёмкость отсекает постоянную составляющую сигнала. Если она есть.

1 час назад, Rine сказал:

Допустим КУ  4, тогда 1.5В на входе дадут на выходе 6В,

Да.

1 час назад, Rine сказал:

и тк у ОУ искусственная земля 6В, то будет 12В.

Нет. 12В - размах переменки. В счёт идёт только амплитуда.
У вас переменный сигнал - его амплитуда имеет как положительную, так  и отрицательную полярность. В вашем случае относительно 6В.

Соответственно -

1 час назад, Rine сказал:

А если входной сигнал -1.5, то на выходе будет 0В...

Не 0, а минус 6В.

Вот так, только напряжение будет ваше. Середина - ваши 6В.

post-8481-0-49022800-1395252706_thumb.gif

На картинке максимум - это амплитуда сигнала. Ср.кв. - эффективное значение, которое показывает мультиметр, например.

  • Лайк 1

Поделиться сообщением


Ссылка на сообщение
Поделиться на других сайтах

Создайте аккаунт или войдите в него для комментирования

Вы должны быть пользователем, чтобы оставить комментарий

Создать аккаунт

Зарегистрируйтесь для получения аккаунта. Это просто!

Зарегистрировать аккаунт

Войти

Уже зарегистрированы? Войдите здесь.

Войти сейчас


  • Похожие публикации

    • Автор: alexsmith7
      У меня следующая проблема, Спаял очередной усилитель на к174ун14 (tda2003) схема стандартная из даташита
      Спаял к данному унч пассивный темброблок ( схема на фото)
      Темброблок спаял в двух вариантах, хотя по сути одно и тоже
      При питание всей конструкции от импульсного блока питания (пробовал два разных блока питания 12 вольт) слышен довольно сильный фон, при том если запитывать усилитель без темброблока все отлично работает, фона нет
      От трансформаторного блока питания все нормально работает и с темброблоком
      В чем может быть проблема?, заранее спасибо
      p.s установка дополнительных электролитов по питанию не помогает


    • Автор: radiantor
      Вырезал из магнитолы часть платы с усилителем tda7384 и фильтром питания. Проверил разводку, номиналы, все нормально. Все работает, но...
      При громкости чуть выше средней левый канал отключается начиная издавать тихий шум, при этом микросхема начинает сильно греться. Вернуть в рабочее состояние получается только откл и включив питание.
      Странность еще в том, что если прикосаться к неподключенным входам то, правый канал гудит как обычный усилитель, а вот левый свистит.
      Обвязку проверял. Пробовал ставить фильтр на каналы,тогда гудят почти одинаково, но на громкости левый всеравно срывается в генерацию.
      Что это может быть?Вроде каналы должны вести себя одинаково. Брак?
    • Автор: Крашер
      Существуют ли вообще в природе усилители мощности... на динамики сопротивлением 1.2- 1.0 - 0.8 и менее Ом ? 
       
    • Автор: J3FF3
      Здравствуйте. Вопросы по схеме усилителя Одиссей 100У-021.
      1. Что дает регулировка симметрии и в какой точке замерять изменения?
      В инструкции по ремонту совсем мало что указано по этому поводу "Элементы R55, R53, R57 (R54, R58, R56) и подстроечный резистор R53 (R54) служат для дополнительной регулировки симметрии выходного двухполярного сигнала". (обозначено красным цветом)
      2. Как читать напряжения которые указаны зеленым "-0.5В ~17В" (обозначено зеленым)? Возможно, это смещение какое-то на -0.5В и амплитудой 17В?
      3. Для чего в регулировке усиления применено два (а не один) подстроечный резистор (обозначено синим)?
      4. Если желтым обозначено направление сигнала, то почему на схеме есть направления в виде двух и одной стрелки?
       
    • Автор: Andriy Protsenko
      Добрый день.
      Сложилась ситуация, что необходимо подключить УНЧ и источник звука к одному источнику питания.
      Подробнее: есть миникомпьютер(Orange pi 2g) с сим-картой на борту, работает от 5В. Есть усилитель звука, стерео, дешевый, работает от 12-24В. Задача состоит в том что необходимо к автомобильному аккумулятору подключить усилитель, а через понижающий преобразователь запитать миникомпьютер и подать сигнал на усилитель.
      Все бы работало отлично, но миникомпьютер всегда подключен к интернету через GSM сеть, и в итоге дает ВЧ наводки на усилитель. Наводки такие же, когда поднести активный телефон(во время звонка или любой активности сим-карты) к дешевой акустической системе - будет слышно гул и щелчки.

      Тестировали в условиях домашних, подключали к блоку питания (220В->12В) усилитель, а миникомпьютер питали от USB компа - все хорошо, помех никаких, как только подключили послеlний через преобразователь(12В->5В), слышно вышеупомянутый шум.

      Феритовые кольца пробовали ставить на сетевой кабель - безрезультатно, сигнальный кабель - экранированный.
      Схема во вложении.

      Буду очень благодарный за любую подсказку.