тивлению конденсатора Cl. Это справедливо до некоторого значения частоты /в, при котором выполняется условие 2л;/вС1.1 = = Kuo где Ки - коэффициент усиления предусилителя с разомкнутой цепью отрицательной ОС; на более высоких частотах коэффициент усиления равен Kuo-

Предусилители воспроизведения для магнитофона. На рис. 7.5 представлена схема предусилителя для магнитофона, коэффициент усиления которой в некоторой области частот (от fo до fa) не зависит от частоты и определяется выражением

Аи = 1 + Ri/Ra- (7.7)

Конденсатор С1 устанавливает нижнюю граничную частоту амплитудно-частотной характеристики предусилителя на уровне 3 дБ:

C, = l/{2nf,R,). (7.8)

Полоса усиления ОУ типа К548УН1 для низкоуровневых сигналов равна 15 МГц, что делает его удобным для использования в качестве широкополосного инструментального усилителя. Однако в ряде случаев целесообразно ограничить полосу усиления сверху, чтобы избежать высокочастотных шумов. Для этого между выводами 5 и 6 (или 10 и ) следует включить конденсатор СЗ, величина которого выбирается в зависимости от требуемой верхней граничной частоты fs амплитудно-частотной характеристики (на уровне 3 дБ):

Сз = 4 10->2/(2 я/з г, 10 И

где Гэл;2,6 кОм - эмиттерное сопротивление транзистора во входном каскаде для малого сигнала; Ки - коэффициент усиления схемы, определяемый выражением (7.7), в децибелах.

Если усилитель применяется для воспроизведения магнитофонных записей, то его амплитудно-частотная характеристика должна соответствовать стандарту NAB, т. е. должна быть такой, как показано на рис. 7.6,а (штриховые линии). Один из вариантов схемы, удовлетворяющей этому условию, показан на рис. 7.6,6. В этой схеме резисторы R1 и R2 задают напряжение смещения по постоянному току и выбираются в соответствии с выражениями (7.3) и (7.4) при использовании усилителя в режиме с дифференциальным входом и выражениями (7.5) и (7.6) с одним заземленным входом.

Значение коэффициента усиления предусилителя, принимаемое равным О дБ на частотах, превышающих верхнюю угловую частоту /г (рис. 7.6,а), определяется следующим соотношением:

KuiRi+RaVRs- (7.9)

Частота /г находится из условия равенства сопротивлений конденсатора СЗ и резистора R4, т. е.

f = ll{2nC,R,). (7.10)

Аналогично нижняя угловая частота

/1 = 1/(2яСз/?1). (7.11)

Величина С1 определяет нижнюю граничную частоту предусилителя, т. е. частоту, ниже которой происходит спад коэффициента усиления. С учетом выражения (7.8)

f l/{2nC,R,). (7.12)

Амплитудно-частотные характеристики реального усилителя воспроизведения для магнитофона (относительно коэффициента усиления, равного О дБ) для различных значений скорости движения ленты (4,75; 9,5; 19; 38 см/с) представлены на рис. 7.6,а непрерывной линией. Следует отметить довольно хорошее соответствие этих характеристик стандартным. Ниже приведен пример расчета усилителя с использованием указанных выше соотношений.

v=19 и 38 см/а v=4,75 и 3,5см/с

0,01

3180 Гц

10 Г,кГц

14 В

Рис. 7.6. Амплитудно-частотная характеристика при воспроизведении, удовлег-воряющая стандарту NAB (а), и схема усилителя воспроизведения для магнитофона, обеспечивающая такую характеристику (б)

Пример. Рассчитайте усилитель воспроизведения для магнитофона со стандартной зависимостью коэффициента усиления от частоты при следующих исходных данных: скорость движения ленты 9,5 см/с; среднее квадратическое значение выходного напряжения предусилителя на частоте 1 кГц {/вых = 0,5 В; чувствительность магнитной головки на частоте 1 кГц С/вх = 800 мкВ; напряжение питания £7п=24 В; предусилитель К548УН1 используется в режиме с дифференциальным входом.

Из выражения (7.3) выбираем i?2=240 кОм. С учетом выражения (7.4) определяем номинал резистора Rl: i?i= (£/ /2,4-l)i?2= (24/2,4-1)2,4-105 !2,2 МОм. Из рис. 7.6,а находим, что fi=50 Гц, а из выражения (7.11) определяем емкость конденсатора СЗ: Сз= l/(2n/ii?i) = 1/(6,28-50-2,2-10 ) 1500 пФ.

Так как при скорости движения ленты 9,5 см/с верхняя угловая частота /2=1770 Гц (рис. 7.6,а), то номинал резистора R4 найдем из выражения (7.10): i?4= 1/(2я/2Сз) = 1/(6,28-1770-11,5-10-9) 62 кОм.

Требуемое значение коэффициента усиления предусилителя на частоте 1 кГц Ки = 0,5 В/800 мкВ=6,25-1102=б6 дБ.

Из рис. 7.6,а видим, что значение коэффициента усиления на частотах, превышающих /2, должно быть на 5 дБ ниже, чем Ки на частоте 1 кГц, т. е. равно 51 дБ (355). Теперь с учетом выражения (7.9) определим сопротивление резистора R3: /?з = Й4/(355-1) 180 Ом,

Для нижней граничной частоты предусилителя /о=20 Гц из выражения (7.12) С1 = 1/(2я/ойз) =1/(6,28-20-180) ж50 мкФ.

Рассчитанные для данного примера номиналы компонентов схемы указаны яа рис. 7.6,6. Следует заметить, что при этих номиналах и напряжении источника питания 24 В схема имеет время установления ty (т. е. время, в течение которого после подачи напряжения питания амплитудно-частотная характеристика приобретает вид, показанный на рис. 7.6,о) около 12 с из-за заряда конденсатора С1. Действительно, время установления приблизительно можно определить по следующей формуле:

/уст --Rl Cl 1п (1-2,4/t/n). (7.13)

С увеличением напряжения источника питания и уменьшением коэффициента усиления предусилителя (последний случай реализуется при меньшем значении произведения R\Ci) ty уменьшается.

В тех случаях, когда такое значение времени установления недопустимо, можно использовать схему на рис. 7.7,а, в которую введен дополнительный резистор R, образующий с Rs делитель

. Ат

R3 I 1

-CIJ--*

ez fm

Рис. 7.7. Предусилители воспроизведения для магнитофона с малым временем готовности к работе после подачи напряжения питания:

а - обычный; б - с высоким коэффициентом подавления пульсаций в цепи источника питания

напряжения. Этот делитель регулируется таким образом, чтобы падение напряжения на конденсаторе С1 было равно нулю. При этом эквивалентное сопротивление параллельного соединения резисторов Rz и /?д подбирается равным сопротивлению резистора R3, определяемому выражением (7.9), Однако в большинстве случаев шунтирующим влиянием 7?д можно пренебречь и считать 7?з~ i?3- В режиме с дифференциальным входом сопротивление резистора /?д выбирается в соответствии с выражением

R = {Un-\,2)Ry\,2, (7.14)