低電力 UMZCH の Linkwitz 周波数応答補正器。 無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

無線電子工学と電気工学の百科事典 / トランジスタパワーアンプ

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スピーカーの音響設計は高周波フィルターと考えることができるため、低周波領域（オクターブあたり12〜24 dB）で振幅周波数特性（AFC）が低下するだけでなく、また、位相周波数特性（PFC）の対応する変化。 アコースティックデザインのウーファーの品質係数によっては、周波数応答にピークが生じる場合があります（アコースティックデザインfcのヘッドの共振周波数で最大6〜8 dB）。つぶやく」音。

ラウドスピーカーの周波数応答に対して「ミラー」特性を備えた特別な補正器を使用すると、低音域の周波数範囲を拡大して「つぶやき」を除去するだけでなく、位相応答を補正することもできます。音の再現の忠実さ。 音響システム (AS) の同等の品質係数は、0,71 に等しい最適値に近づきます。

Linkwitz 周波数応答補正器 (図 1) は、0,25 つの二重不完全 T ブリッジ (入力と OS 回路) を使用する周波数依存 OOS によってカバーされる反転増幅器です。 入力Tブリッジは、OS回路で周波数fcに調整されます-周波数（0,5 ... XNUMX）fcに調整されます。

図1。 Linkwitz 周波数応答補正器

Tブリッジの要素は、修正RC回路の時定数が次のように選択されます。

τ1=R1* C2 = R5 * C3;
τ2 = R2*С1 = R4*С4

等しかった。 LF 領域のゲインは、比率 K によって決まります。_LF = R4/R2。 音響設計におけるウーファーの品質係数に応じて、K の値_LF 4,5 ～ 15 の範囲で変化します。

明らかに、コレクターを使用する場合、UMZCH には適切な過負荷マージンが必要です。 T ブリッジの品質係数は、抵抗 R1 と R5 に依存します。 位相インバーター（FI）を備えた音響システムのヘッドの品質係数のいくつかの値に対する補正要素のパラメーターを表1に示します。

RC 素子の定格は、±1% の精度で選択する必要があります。 最後の列は、イコライズされたラウドスピーカーのより低い周波数を示します (ヘッドの共振周波数 fs に対して)。 周波数fcの他の値については、コンデンサC1 ... C4の静電容量が再計算されます。 たとえば、静電容量 C1 は次のとおりです。

C1'= C1 * 80 / fc

残りのコンテナも同様に計算されます。 逆に、静電容量を同じままにして、抵抗R1 ... R6の値を再計算することができます。

ヘッドの品質係数が1,6以上の場合、コレクター特性は20〜30Hzの周波数で大幅に上昇します。 低周波数でのUMZCHの過負荷を回避するために、30Hzのカットオフ周波数で入力に追加のXNUMX次RCフィルターを配置することをお勧めします。

補正器の動作を理解するために、二重 T ブリッジの特性を考えてみましょう (図 2a)。

図2.a。 ダブルTブリッジ

これは、チューニング周波数が f0 のノッチ フィルターです。

f0=1 / 2πRC 。

このようなフィルタの除去深度 (周波数抑制 f0) は、高抵抗負荷で動作する場合、50 dB に達します。 不完全なダブル T ブリッジ (図 2b) の同調周波数は同じですが、フィルターの品質ははるかに低く、ノッチの深さはわずか 10 dB です。

図2.b。 不完全なダブル T ブリッジ

不完全なブリッジの利点は、XNUMXつの静電容量Cxを変更するだけで、フィルターの調整周波数を調整できることです。 不完全なダブルTブリッジのチューニング周波数は、次の式で決まります。

f = f0 * n^1/2、n = 2 * Cx/C。

nのいくつかの値に対する不完全なダブルTブリッジの拒否の深さを表2に示します。

表2

n	0,1	0,125	0,25	0,5	1,0	2	3	4	5	10
除去深度、dB	1,5	2,0	3,5	6,0	10	14	17	19	21	26

Linkwitz 周波数応答補正器は、主にクローズド音響システムを対象としていますが、フェーズ インバーターと組み合わせて使用​​することもできます。

品質係数 AC Q を決定するには_Mc また、共振周波数 fc には、任意のエレクトレット マイク (IEC-3 など) と、10 ～ 10000 Hz の範囲で滑らかな周波数応答を備えたプリアンプが必要です。

共振周波数 fc は、次のように 10 ～ 15% の精度で決定できます。 スピーカー キャビネットは、フェーズ インバーターの穴をしっかりと閉じることによって密閉されます。 マイクロフォンは、中心軸からコーン半径の 2/2 のオフセットで、ウーファー コーンに近接して (3 ～ 0,1 mm の距離で) 配置されます。 スピーカーには 0,5 ～ 20 W の信号が供給されます。 アンプの出力からの信号は、電圧計とオシロスコープによって制御されます。 ジェネレーターの周波数を変更することにより、スピーカーの周波数応答は 500 から XNUMX Hz に構築されます。

彼らは、fc領域の周波数応答にこぶが存在し、12 dB / octの急峻さを持つ特徴的な減衰があることを確信しています。 この周波数以下。

低周波ヘッドを取り外し、自由空間 fs での主な共振周波数と総合品質係数 Q を決定します。_тsたとえば、[2]で説明されている方法に従います。 その後、スピーカーの品質係数は次の式で決定されます。

Q_Mc = Q_тs * FC/FS .

Q 補正器の周波数応答と位相応答のタイプ_Mc = 1,0 を図 3 に示します。Q の周波数応答_Mc = 1,4; 1,8; 2,5 - それぞれ図 4 ... 6.

Ris.3。

Ris.4。

Ris.5。

Ris.6。

45チャンネルコッレクトル用の49x7mmの寸法のプリント回路基板の図を図8に、アセンブリ図を図544に示します。 このボードは、無極性パワーデカップリングコンデンサを取り付けるための場所を提供します（図には示されていません）。 K1UD140またはKR608UDXNUMXタイプのチップはオペアンプとして使用できます。

図7。 XNUMXチャンネル補正器のプリント基板

図8。 組立図

コレクターが 30 ～ 40 Hz の周波数で 10 ～ 15 dB (3 ～ 5 倍) のゲインを持つ可能性があることを考慮すると、低電力アンプで使用すると、過負荷と深刻な信号につながります。制限があるため、視界のゆがみを軽減するための対策を講じる必要があります。 この目的のために、信号リミッター (リミッター) が最近ますます使用されています [3,4、XNUMX]。

適応リミッタの可能なバージョンを図 9 に示します。 抵抗R4とR5の助けを借りて、信号の滑らかな対称クリッピングが達成され、2 ... 3倍の入力過負荷でハードリミットに達しません。 UMZCH 電源への入力分割器の接続により、電源電圧が変化しても滑らかな制限が維持されます。

図9。 アダプティブ リミッター

リミッタ応答の滑らかさは、ダイオードの数と、ある程度は入力抵抗に依存します (抵抗値が大きく、ダイオードが少ないほど、クリッピング特性は厳しくなります)。 同様の特性を持つダイオードを選択することが望ましいです。

寸法が 52x34 mm のリミッタのプリント回路基板の図を図 10 に、組立図を図 11 に示します。 VT1およびVT2として、KT502E、KT503E、VT3およびVT4などのトランジスタを使用できます-KT3102、KT3107などの低電力の相補型トランジスタ。 ダイオード - シリコンとゲルマニウムの両方の低電力。

図10。 リミッター基板

図11。 組立図

「ハード」リミッティングと比較して、リミッターを使用すると、信号スペクトルは低次高調波で強化されます。 ただし、この場合でも、信号のピークでは、中域と高域成分が大幅に減少し、奇数次高調波が追加されています。

この影響を軽減するために、リミッターと組み合わせた補正器が開発されました (図 12)。

図 12. リミッターと組み合わせたコレクター

制限の滑らかさを増すために、ダイオードの数を増やす代わりに、抵抗R22とR23が導入され、中域と高周波のコンポーネントの制限を減らすために、シリアルRC回路が分周器R13-R15（R14- R16）。 従来のリミッター（分周器なし）と提案されたリミッターを使用した、周波数30 Hz（700 mV）と1 kHz（175 mV）の信号のオシログラムをそれぞれ図13と図14に示します。

Ris.13。

Ris.14。

図 14 のオシログラムでは、図 13 と比較して、周波数 1 kHz の信号の抑制が著しく少なくなっていますが、位相の歪みがすでに現れています。 したがって、信号の MF 成分と HF 成分の保持の程度と追加の位相歪みの間で妥協点を探す必要があります。

寸法が 55x75 mm のデバイスのプリント基板を図 15 に、組立図を図 16 に示します。

図 15. リミッターと組み合わせたコレクターのプリント基板

図16。 組立図

文学

1. I. アレクセーエフ。 小型音響システムの周波数特性の歪みと「重低音」について。 - ラジオ趣味、2000、N5、p.59。
2. I.Aldoshina、A.Voishvilo。 高品質の音響システムとエミッター。 -M .:ラジオとコミュニケーション、1985年。
3. A.ペトロフ。 トランジスタ UMZCH が完成に近づいています。 - アマチュア無線、1999 年、N5、S.18。
4. S.アゲエフ。 深い環境保護を備えたスーパーリニアUMZCH。 - ラジオ、1999 年、N11、S.14。

著者: A. ペトロフ、モギレフ。 出版物: radioradar.net

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