где /?г1,2,з - внутреннее сопротивление источника сигналов на входах 1-3 соответственно.

Пример. Расчет смесителя для усиления сигналов от микрофонов с внутренним сопротивлением i?r = 600 Ом, у которых выходное напряжение равно 10 мВ. Напряжение источника питания 24 В, максимальное напряжение на выходе схемы должно быть 5 В, а динамический диапазон изменения коэффициента усиления 40 дБ (100).

Выбираем сопротивление резистора i?2=24 кОм [выражение (7.3а)]. Из выражения (7.4) имеем i?i = (24/2,4-1) 24-105 220 кОм. Максимальный коэффициент усиления схемы Кс7тах=5 В/10 мВ = 500. Минимальное значение Kc;min = 500/100 = 5.

С помощью выражения (7.4) определяем Ло.с = [/Сс; maxi?2(/?Bxi,2,3+?r) - -RxH2\!(Ri+R2).

Максимальное значение Ktrmax = 500 реализуется при /?вх1,2,г=0, поэтому 500-2,4.10*(0-f600) -2,2.10в-2,4.10* 0.0= -2.2.10 + 2,4.10-

Теперь находим сопротивление резисторов /?вх1,2,з из условия максимального ослабления:

вх1,2.з=--- 56 кОм.

Применение предусилителя К548УН1 не ограничивается рассмотренными выше схемами. Низкий уровень приведенных ко входу шумов, высокий коэффициент усиления, широкая полоса рабочих частот делают его удобным для проектирования различных электронных схем не только в качестве узлов аппаратуры воспроизведения и записи звука.

7.1.3. ОУ ШИРОКОГО ПРИМЕНЕНИЯ В СХЕМАХ УСИЛИТЕЛЕЙ ЗВУКОВЫХ ЧАСТОТ

В п. 7.1.2 были рассмотрены некоторые типы усилителей звуковых частот на специальном малошумящем усилителе К548УН1. В связи с тем, что этот усилитель редко бывает в продаже, ниже предлагается ряд аналогичных схем на более доступных ОУ широкого применения.

Как отмечалось в п. 7.1.1, одним из главных критериев для оценки качества усилителей звуковых частот является уровень приведенных ко входу собственных шумов усилителя, который определяется типом, характеристиками и режимом применяемых ОУ и внутренним сопротивлением источника сигналов. Было показано, что при низких сопротивлениях источника сигналов предпочтительнее использовать усилитель 153УД1, при высоких - 140УД6 или 140УД8.

Предварительные усилители для электромагнитного преобразователя. Принципиальная электрическая схема предварительного усилителя для электропроигрывающего устройства типа 1-ЭПУ-73 с электромагнитным преобразователем показана на рис. 7.11,а. В

связи с тем, что внутреннее сопротивление преобразователя такого типа имеет индуктивный характер и мало на низких частотах (меньше 1 кОм), предлагаемый усилитель построен на ОУ 153УД1, который имеет наилучшие шумовые характеристики при малых сопротивлениях источника сигналов по сравнению с другими типами усилителей.

I I + I тмк

6800

Рис. 7.11. Предварительный усилитель для электропроигрывающего устройства (а) и его амплитудно-частотная характеристика (б)

Частотные свойства приведенной схемы определяются цепью ОС, включенной между выходом ОУ и инвертирующим входом и сформированной резисторами R3-R5 и конденсаторами С2-С4, Нормированная (по отношению к коэффициенту усиления схемы на частоте 1 кГц) амплитудно-частотная характеристика усилителя приведена на рис. 7.11,6. Эта характеристика с точностью до ±0,4 дБ соответствует стандартной [101].

Входное сопротивление схемы определяется резистором R1 и равно 51 кОм. Резистор R2 включен для компенсации влияния входных токов смещения ОУ, что обеспечивает хорошую линейность выходного напряжения схемы на низких частотах, когда мала глубина отрицательной ОС. Элементы цепей компенсации фазового сдвига ОУ R6, С5 и Сб подобраны так, чтобы получить максимальное быстродействие. Это предотвращает искажения синусоидального сигнала большой амплитуды на выходе схемы на частотах более 10 кГц.

Одним из основных параметров схемы, характеризующих ее качество, является соотношение сигнал-шум на входе в диапазоне частот 20 Гц - 20 кГц, которое в данном случае равно 63 дБ. Другим важным параметром усилителя является максимально допустимое входное напряжение, при котором нелинейные искажения выходного напряжения не превышают определенного значения (пусть 1%). В исследованной схеме на частоте 1 кГц этот параметр равен 77 мВ (или 25,7 дБ по отношению к входному напряжению 4 мВ). Для сравнения следует отметить, что у аналогичного промышленного усилителя-корректора для электропроигрывающего устройства типа 1-ЭПУ-73, собранного на малошумящих

транзисторах, соотношение сигнал-шум, приведенное ко входу усилителя, не лучше 56 дБ, а максимально допустимое входное напряжение равно 48 мВ (21,6 дБ по отношению к 4 мВ).

При необходимости рассмотренная схема может работать от одного источника питания, если использовать методы, описанные в гл. 1.

На рис. 7.12 приведена еще одна схема предварительного усилителя, имеющего соотношение сигнал-шум на входе не менее 75 дБ, которое достигается использованием двух ОУ 153УД2 [102]. Первый каскад представляет собой обычный неинвертирующий усилитель с коэффициентом усиления 10. Второй обеспечивает подъем коэффициента усиления на низких частотах и спад на высоких как для полезного сигнала, так и для шума. Такое включение улучшает соотношение сигнал-шум приблизительно на 10 дБ по сравнению с однокаскадиым усилителем. Применение в схеме высококачественных пассивных компонентов позволит получить

амплитудно-частотную характеристику, отличающуюся от стандартной не более чем на 0,5 дБ.

Максимально допустимое входное напряжение, при котором не-линейные искажения на выходе не превышают 0,004%, равно 400 мВ (40 дБ по отношению к входному напряжению 4 мВ).

Усилители воспроизведения для магнитофона. К усилителям воспроизведения, применяемым в магнитофонах, предъявляются такие же требования, как и к предыдущей схеме, а именно: усилитель должен иметь минимально возможный уровень приведенных ко входу шумов в звуковой полосе частот, максимально возможную амплитуду входного напряжения, малые искажения, оптимальное значение выходного сопротивления и стандартную зависимость коэффициента усиления от частоты, несколько отличающуюся от зависимости усилителя для электромагнитной головки.

Этим требованиям удовлетворяет устройство (рис. 7.13,а), со-бранное на ОУ 153УД1 и работающее от однополярного источника питания. Режим работы транзисторов во входном каскаде усилителя задается резисторным делителем R1, R2 и входными резисторами R3,R4,4&p&3 которые протекают токи смещения усилителя. Так как эти резисторы имеют различные сопротивления, .для компенсации напряжения смещения, выделяющегося на этих резисторах при протекании входных токов усилителя, и для сни-

Рис. 7.12. Малошумящий предварительный усилитель для электромагнитного преобразователя