2120.pdf

Klub Konstruktorów

W ubiegłym miesiącu

zainaugurowaliśmy działalność

Klubu Konstruktorów. Na razie Klub

działa w cyklu dwumiesięcznym:

w jednym miesiącu prezentujemy

dany element, w następnym

przedstawimy naszą propozycję

praktycznego zastosowania,

w kolejnym − zaprezentujemy

następny element, itd.

Otrzymaliśmy już ciekawe listy

z propozycjami wykorzystania

układu SSM−2016. W następnym

numerze podamy, kto otrzymał

bezpłatne próbki.

Dziś prezentujemy nasze

rozwiązanie. Jest to prosta aplikacja

opisanej kostki w roli

przedwzmacniacza mikrofonowego

o wejściu symetrycznym.

Przedwzmacniacz

z układem

SSM2016

2120

Jak wiadomo, kostka SSM−2016 jest

najbardziej niskoszumnym układem sca−

lonym, jaki można obecnie dostać na

rynku. Ma ponadto szereg innych cen−

nych właściwości, omówionych w po−

przednim numerze EdW.

Praktyczne zapoznanie się z tą kostką

daje wyobrażenie, czego można, a czego

nie można się spodziewać od najwyższej

klasy przedwzmacniaczy audio. Trzeba

wiedzieć, że lepszych parametrów szu−

mowych nie uda się uzyskać w żadnym

układzie, ponieważ osiągnięto już nie−

przekraczalną barierę szumów termicz−

nych.

Do niedawna krajowi hobbyści nie

mieli dostępu do najnowocześniejszych

wyrobów wiodących firm światowych.

Obecnie, między innymi dzięki EdW

i AVT, otwiera się taka możliwość. Dlate−

go zachęcamy wszystkich bardziej za−

awansowanych elektroników do prak−

tycznego zapoznania się z tą interesują−

cą kostką, która rzeczywiście jest kamie−

niem milowym w rozwoju układów au−

dio.

Opis układu

Na rysunku 1

rysunku 1

o elementy wejściowego filtru radiowe−

go.

Układ ma wejście w pełni symetrycz−

ne, przeznaczone jest bowiem do współ−

pracy z mikrofonami lepszej klasy, które

z zasady mają takie wyjście (dwa prze−

wody sygnałowe + ekran). Do współpra−

cy ze wzmacniaczem nie warto wyko−

rzystywać prostych mikrofonów dyna−

micznych z wyjściem niesymetrycznym

(jeden przewód sygnałowy + ekran), ani

tym bardziej tanich mikrofonów elektre−

towych.

Rezystory R1, R2 są niezbędne do po−

laryzacji wejść kostki (nóżki 3 i 6) prą−

dem stałym. W układzie przewidziano

miejsce na dławiki L1 i L2 o indukcyjnoś−

ci rzędu kilkudziesięciu mikrohenrów,

które wraz z kondensatorem C5 tworzą

wejściowy filtr dolnoprzepustowy, nie

dopuszczający do układu zakłóceń

o częstotliwościach radiowych.

W ogromnej większości przypadków

dławików tych nie trzeba montować, ale

gdyby w jakimś zastosowaniu okazało

się, iż oprócz sygnału mikrofonu, na wy−

jściu pojawił się zdemodulowany sygnał

radiowy (np. z pobliskiego nadajnika CB),

należałoby wlutować te dławiki i zwięk−

szyć pojemność C5 do 4,7nF, a nawet

10nF (kondensatory ceramiczne). Jed−

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/96

rysunku 1 przedstawiono schemat

przedwzmacniacza. Jak widać, firmowy

układ aplikacyjny został uzupełniony

Klub Konstruktorów

Rys. 1. Schemat ideowy przedwzmacniacza.

nak zastosowanie takiego prostego filtru

może spowodować przy największym

wzmocnieniu pewne kłopoty ze stabil−

nością układu. Dlatego przy stosowaniu

dławików należy dokładnie sprawdzić,

czy przypadkiem w realnych warunkach

pracy, układ nie ma tendencji do samo−

wzbudzenia na częstotliwości zbliżonej

do częstotliwości rezonansowej obwodu

L1+L2, C5.

W rzadkich przypadkach stosowania

dławików należałoby zadbać, aby były to

dławiki na rdzeniach toroidalnych; można

też zastosować pokazane na fotografii

dławiki na rdzeniach walcowych (w ta−

kim wypadku gdyby pojawił się przy−

dźwięk sieci, należy ustawić dławiki lub

całą płytkę w innym kierunku).

Kondensatory C6, C7 i C8 są elemen−

tami obwodów kompensacji częstotli−

wościowej − zapobiegają samowzbudze−

niu wzmacniacza.

Do regulacji wzmocnienia przewidzia−

no elementy R9 oraz P1. Jeśli wzmoc−

nienie ma mieć stałą wartość − należy za−

stosować dobrej klasy rezystor R9; gdy

trzeba je regulować − można wlutować

helitrim P1 lub zastosować potencjo−

metr zewnętrzny (przewody łączące mu−

szą być krótkie i najlepiej ekranowane).

Wzmocnienie może być dowolnie do−

bierane przez zmianę rezystancji R9 (lub

P1) w zakresie 3,5x...1000x.

Przy proponowanych wartościach ele−

mentów R3 − R7 wzmocnienie G wyno−

si:

±36V. Pobiera przy tym kilkanaście mi−

liamperów prądu. W proponowanym

module napięcie to ograniczają konden−

satory C1 i C2 o napięciu pracy 25V.

Zazwyczaj przedwzmacniacz jest do−

datkowo odseparowany od wzmacnia−

cza mocy rezystorami szeregowymi

umieszczonymi w obu szynach zasilają−

cych. Dobrym rozwiązaniem jest też za−

stosowanie scalonych stabilizatorów, na

przykład rodzin 78XX, 79XX czy LM317,

LM337.

Dobre odsprzęganie zasilania nie jest

jednak sprawą krytyczną, ponieważ

układ ma znakomity współczynnik tłu−

mienia tętnień zasilania rzędu 100dB.

W konkretnym zastosowaniu można

dodać takie rezystory szeregowe lub sta−

bilizatory.

Nawet najlepszy układ scalony nie

jest produkowany z idealną precyzją. Mi−

nimalne rozrzuty produkcyjne owocują

pojawieniem się napięć niezrównoważe−

nia. W praktyce powoduje to pojawienie

się jakiegoś niezerowego napięcia stałe−

go na wyjściu, gdy oba wejścia są zwar−

te do masy, i co gorsze, zmiany tego na−

pięcia przy zmianie wzmocnienia (czyli

zmianie rezystancji R9). Ponadto niedo−

skonałe dobranie symetrii rezystorów

R1...R4 spowoduje zmniejszenie współ−

czynnika tłumienia sygnału wspólne−

go.

Żeby maksymalnie wykorzystać moż−

liwości kostki, układ wyposażono w ele−

menty korekcji napięć niezrównoważe−

nia (potencjometry PR1 − PR3).

Potencjometr PR2 pozwala uzyskać

maksymalny współczynnik tłumienia

sygnału wspólnego, PR1 umożliwia

uzyskanie zerowego napięcia wyjścio−

wego przy dużym wzmocnieniu, a PR3 −

przy małym wzmocnieniu.

Potencjometr PR2 trzeba stosować

zawsze, ale elementy PR1, PR3 oraz R8

nie są konieczne − bez nich stałe napię−

cie spoczynkowe na wyjściu nie będzie

równe zeru i będzie się nieco zmieniać

wraz ze zmianą wzmocnienia.

W większości wypadków to zupełnie

nie przeszkadza, bowiem i tak zazwyczaj

następne stopnie są sprzężone zmienno−

prądowo, to znaczy w torze sygnału sto−

suje się kondensatory sprzęgające. Ale

świetna kostka SSM−2016 umożli−

wiadbudowę monego i nowoczesnego

wzmacniacza o sprzężeniu stałoprądo−

wym − wtedy należy zastosować wszyst−

kie trzy wspomniane potencjometry ko−

rekcyjne.

Montaż i uruchomienie

Montaż układu na płytce pokazanej na

rysunku 2

G = 10k W /R9 + 3,5

Kondensatory C1 − C4 filtrują napięcie

zasilające. Układ scalony może być zasi−

lany napięciem w zakresie od ±9V do

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/96

rysunku 2

rysunku 2 nie sprawi trudności. Wymia−

ry płytki i rozmieszczenie punktów lu−

towniczych zasilania odpowiadają stan−

dardowym modułom audio przedstawia−

nym w Elektronice Praktycznej. Można

też obciąć niewykorzystane części płytki

− przewidziano dwa komplety punktów

do podłączenia zasilania.

W zasadzie kolejność montażu jest

dowolna, bowiem układ scalony wyko−

nany w technologii bipolarnej nie wyma−

ga szczególnych środków ostrożności,

jednak na wszelki wypadek cenną kost−

kę można wlutować lub włożyć do pod−

stawki na końcu. Zamiast dławików nale−

ży zamontować zwory; dławiki pogorsza−

ją charakterystykę częstotliwościową

Klub Konstruktorów

WYKAZ ELEMENTÓW

Rezystory

R1, R2: 10k W 1% (6,81...15,4k W

1%)

R5, R3: 4,64k W (4,22...5,11k W 1%)

R4: 100 W 1% (82,5...121 W 1%)

R6, R7: 2k W 1% (1,74....2,26k W

1%)

R8: 470k W 5%

R9: 215 W 1% (196...237 W 1%)

P1: dobrać według potrzeb *

PR1, PR3: 100k W helitrim

PR2: 220 W helitrim

Rys. 2. Rozmieszczenie elementów na płytce drukowanej.

Kondensatory

C1, C2: 47µF/25V

C3, C4: 100nF ceramiczny

C5: 470pF

C6: 120pF

C7: 39pF

C8: 51pF

i należy je stosować tylko w ostatecz−

ności, gdyby przez przewody mikrofono−

we przedostawały się zakłócenia radio−

we. W takim przypadku można zastoso−

wać gotowe dławiki w.cz., najlepiej na

rdzeniach toroidalnych.

Zmontowany układ należy wstępnie

sprawdzić i wyregulować. Po zasileniu

go napięciem symetrycznym z zakresu

±10...±25V, należy zgodnie z rysunkiem

gulować potencjometry korekcyjne PR1

− PR3.

W najprostszej wersji bez elementów

PR1, PR3 i R8, należy jedynie przepro−

wadzić regulację PR2, podając na oba

zwarte wejścia sygnał o częstotliwości

50...100Hz i amplitudzie kilku woltów −

patrz rysunek 4

rysunek 4. Należy tak wyregulo−

wać PR2, by przebieg zmienny na wy−

jściu miał jak najmniejszą wartość.

Jeśli na wyjściu wymagane jest spo−

czynkowe napięcie stałe dokładnie rów−

ne potencjałowi masy, należy zastoso−

wać elementy PR1, PR3 i R8. W takiej

pełnej wersji zaleca się następującą ko−

lejność regulacji: PR1, PR2, PR3 i jesz−

cze przynajmniej raz PR1, PR2, PR3. To

znaczy, że najpierw, przy ołączonym we−

jściu, należy za pomocą P1 ustawić mak−

symalne wzmocnienie (lub lutować R9

= 10 W ) i wyregulować PR1 do uzyskania

zerowego napięcia stałego na wyjściu.

Następnie zgodnie z rysunkiem 4 trzeba

podać na zwarte wejścia sygnał

50...100Hz i wyregulować PR2 na mini−

mum sygnału zmiennego na wyjściu. Na−

stępnie odłączyć sygnał, rozewrzeć we−

jście, i za pomocą P1 ustawić minimalne

rysunek 4

Półprzewodniki

U1: SSM2016

rysunkiem

3, podać na wejście sygnał zmienny

o częstotliwości np. 1kHz i o amplitudzie

rzędu 100mV. Następnie za pomocą os−

cyloskopu sprawdzić napięcie na wyjściu

− powinien tam wystąpić sygnał zmienny

o amplitudzie około 5V.

W układzie testowym z rysunku 3 za−

stosowano generator o wyjściu niesy−

metrycznym. W takim wypadku do wy−

eliminowania wpływu rezystancji wew−

nętrznej generatora na napięcie stałe na

wyjściu zastosowano kondensatory se−

parujące. W normalnej pracy układu nie

należy stosować takiego połączenia −

mikrofon powinien być połączony tak,

jak pokazano na rysunku 1.

Dla wyeliminowania niedoskonałości

doboru elementów układu, należy wyre−

Różne

L1, L2: 22...100µH *

*Uwaga − potencjometr P1 i dławiki

L1, L2 nie wchodzą w skład kitu

AVT−2120.

wzmocnienie (lub wylutować R9) i wyre−

gulować PR3 aby na wyjściu znów uzys−

kać napięcie równe zero woltów. Potem

znów zwiększyć wzmocnienie i skorygo−

wać ustawienie PR1... itd.

Po takiej dwukrotnej regulacji układ

jest gotowy do pracy.

(red)

Rys. 3. Układ do wstępnego sprawdzenia wzmacniacza.

Rys. 4. Układ do korekcji współczynnika tłumienia sygnału

wspólnego.

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 10/96

Rezystory

Kondensatory

Półprzewodniki

rysunkiem

Różne

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: