Электроника - практический курс - Джонс М.Х.
ISBN 5-901095-01-4
Скачать (прямая ссылка):
Коэффициент усиления напряжения при резонансе равен А ~
max "D •
2.1\ 1
(11.28)
Из приведенных соотношений ясно, что с уменьшением сопротивления R\
частота f0 растет, но ширина полосы д/ и коэффициент усиления Лгаах
остаются неизменными. Таким образом, резистор R2 является регулятором
настройки. Добротность схемы Q можно найти по формуле:
б =
А
А/
rxr2
1/2
(11.29)
Типичная частотная характеристика фильтра с несколькими обратными связями
показана на рис. 11.37. Она построена при следующих значениях
компонентов: R} = 100 кОм, Л, = 47 кОм, R2 = 68 Ом, С = 150 нФ;
максимальный коэффициент передачи = 1, Q = 20 и/0 = 400 Гц.
Если два полосовых фильтра включить каскадно (подать сигнал с выхода
первого фильтра на вход второго), то частотная характеристика станет по
краям значительно круче. Если слегка поварьировать резонансные частоты,
то можно получить хорошее приближение к идеальной полосовой
характеристике с плоской вершиной (рис. 11.38).
11.14.5 Регулировка тембра
Рассмотрение активных фильтров не было бы полным без упоминания о схеме
фильтра, являющейся, по-видимому, самой распространенной из всех, а
именно - о регуляторе тембра в области нижних и верхних частот в
усилителях звукового диапазона. На рис. 11.39 приведена популярная схема
регу-
Частота (Гц)
Рис. 11.37. Типичная частотная характеристика активного фильтра с
несколькими обратными связями (/j= 400 Гц, Q = 20).
Активные фильтры 319
Частота (Гц)
Рис. 11.38. Типичная частотная характеристика двух каскадно включенных
полосовых фильтров с немного отличающимися резонансными частотами, fa =
400 Гц, ширина полосы на уровне -3 дБ = 50 Гц.
Подъем ^ . .. Понижение
Рис. 11.39. Вариант "схемы Баксандалла" для регулировки тембра в области
нижних и верхних частот.
320 "Строительные блоки" аналоговой электроники на интегральных
микросхемах
лировки тембра с обратными связями, автором которой является Баксан-далл
(P.J. Baxandall). Полный анализ этой схемы при различных возможных
установках регулятора тембра в области нижних частот R2 и регулятора
тембра в области верхних частот R4 был бы очень долгим, но качественное
понимание принципа действия схемы можно приобрести быстро. Рассмотрим
сначала регулировку тембра на верхних частотах; конденсаторы С3 и С4
пропускают к потенциометру только верхние частоты. Скользящий контакт
потенциометра Л4 соединен с точкой мнимой земли инвертирующего усилителя;
перемещение скользящего контакта изменяет отношение сопротивления
входного резистора к сопротивлению резистора обратной связи (см. рис.
11.9), но это имеет отношение только к верхним частотам. Подобную функцию
на низкочастотном конце звукового диапазона выполняет регулятор тембра в
области нижних частот R2, на который не попадают высокие частоты
благодаря цепям Л,,С, и R2,C2, представляющим собой фильтры нижних частот
первого порядка. Таким образом, в этой схеме осуществляется независимая
регулировка в области нижних и верхних частот, обеспечивающая подъем или
завал частотной характеристики с максимальным наклоном 6 дБ/октаву.
Среднее положение обоих регуляторов соответствует единичному полному
коэффициенту передачи с горизонтальной частотной характеристикой во всем
звуковом диапазоне. На рис. 11.40 показаны несколько типичных частотных
зависимостей для различных установок регуляторов тембра.
Частота (Ги)
Рис. 11.40. Типичные частотные характеристики схемы регулировки тембра
типа схемы Баксандалла.
11.15 Логарифмические усилители
Сигнал на выходе логарифмического усилителя имеет вид:
Гои, - ^loSlO^^in >
где Ап к - некоторые постоянные. Такие усилители применяются в
измерительной аппаратуре, когда необходимо представить на одной шкале
Логарифмические усилители 321
сигналы, величина которых меняется в широком диапазоне; тогда одно
деление шкалы может соответствовать изменению измеряемого параметра на
декаду.
При проведении акустических измерений уровень звукового давления
выражают, как правило, в децибелах по отношению к эталонному значе-
слышимости. Включая логарифмический усилитель до устройства индикации, мы
можем считывать результат прямо в децибелах. У некоторых измерителей
уровня звука диапазон от 70 до 120 дБ перекрывается одной линейной
шкалой.
Удобно использовать эту возможность также при измерении времени
реверберации в помещении, равного, по определению, времени, в течение
которого звуковой импульс затухает на 60 дБ. С помощью логарифмического
усилителя уровень звука можно наблюдать на экране осциллографа, где
экспоненциальное затухание выглядит как прямая линия, наклон которой
можно легко измерить. В физике много подобных явлений с экспоненциальным
затуханием во времени. Результаты таких наблюдений удобно представлять,
применяя логарифмический усилитель, в виде прямых.
Простейшая схема логарифмического усилителя представлена на рис. 11.41; в
ней стандартный инвертирующий усилитель с мнимой землей охвачен петлей
обратной связи, содержащей транзистор. Последовательно с выходом
