Микрофонный усилитель

 

Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения - уменьшение искажений и шумов при регулировании усиления. Микрофонный усилитель содержит трансформаторы 1 и 14, дифференциальный каскад 2, конденсаторы 3-5, операционные усилители (ОУ) 6 и 7, резисторы 8-12 и переменный резистор 13. При регулировании усиления одновременно и одинаково изменяются параметры параллельной и последовательной отрицательных обратных связей. Сигнал с выхода ОУ 6 подается одновременно на оба входа ОУ 7 (методом вычитания). Максимальному усилению микрофонного усилителя соответствует минимальный коэффициент передачи по напряжению с выхода ОУ 6 на выход ОУ 7. При максимальном усилении устраняется влияние шумов ОУ 7 на выходной уровень шума микрофонного усилителя. 1 ил.

СОЮЗ СОЕЕТСНИХ

СОЦИМЮСТ1ИЕСНИХ

РЕСПУБЛИК

„.SU„„1490702 (51) 4 Н 03 F 3/18

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К А BTOPCHOMY СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ

ПО ИЭОБРЕТЕНИЯМ И ОТКРЫТИЯМ

ПРИ ГКНТ СССР (2 1) 4 144823/24-09 (22) 10. 11.86 (46) 30.06.89, Бюп. У 24 (72) Э.П. Тарасов, С. В. Сидоров, Н.Л. Обухович и О.В. Плющева (53) 62 1.375.026 (088.8) (56) Патент ClllA У 4567443, кл. Н 03 F 1/26, 1986.. (54) МИКРОФОННЫЙ УСИЛИТЕЛЬ (57) Изобретение относится к радиотехнике. Цель изобретения — уменьшение искажений и шумов при регулировании усиления. Микрофонный усилитель содержит трансформаторы 1 и 14, дифференциальный каскад 2, конденсаторы

3-5, операционные уси.-ители (ОУ) 6 и 7, резисторы 8-12 и переменный резистор 13. При регулировании усиления одновременно и одинаково изменяются параметры параллельной и последовательной отрицательных об; атных cвязей. Сигнал с выход;. ОУ 6 подается одновременно на оба входа ОУ 7 (методом вычитания). Максимальном . усилению микрофонного уси1пп еля соответствует минимальный к, -ффици .. т передачи II0 напряжению с выхода ОУ 6 на выход ОУ 7. При макси.я льном усилении устраняется влияние шумов ОУ 7 на выходной уровень шума микрофонного усилителя. 1 ил.

1490702

4 в п раз меньшим выходного напряжеу- ния микрофонного усилителя, причем входное сопротивление не зависит от, усиления.Это обусловлено тем,что при

Изобретение относится к радиотех нике и может быть использовано в зв котехнической аппаратуре.

Цель изобретения — уменьшение ис

5 кажений и шумов при регулировании усиления, в том числе за счет увеличения перегрузочной способности по входу.

На чертеже представлена принципиальная схема микрофонного усилителя.

Микрофонный усилитель содержит входной трансформатор 1, дифференциальный каскад (ДК) 2, первый, второй и третий конденсаторы 3-5, первый и второй операционные усилители 6 и 7, с первого по пятый резисторы 8-12, переменный резистор 13 и дополнительный трансформатор 14.

Микрофонный усилитель работает следующим образом.

При появлении сигнала от микрофона между входными клеммами напряжение переменного тока распределяется между полуобмотками входного транс- 25 форматора 1 и дополнительного трансформатора 14, включенными последовательно. При заданном напряжении на выходе напряжение на первичной обмотке входного трансформатора определяется его коэффициентом трансформации и,, а также коэффициентом усиления ДК 2 и первого операционного усипителя 6

К, в зависимости от положения движL ка переменного резистора 13. Минимальное значение К „(в верхнем положении движка перемейного резистора 13) определяется отношением сопротивления первого резистора 8 и эмиттерных переходов транзисторов ДК 2 и оказывается достаточно велико. При этом входное сопротивление со стороны ДК 2 за счет действия параллельной отрицательной обратной связи (ООС) через пятый резистор 12 определяется отношением сопротивления

45 этого резистора и коэффициента Кп

1 и оказывается достаточно малым. Входное сопротивление со стороны первичной обмотки входного трансформатора

1 оказывается еще меньшим в n раз

1 и может составлять единицы ом (не считая сопротивления меди обмоток) .

Входное напряжение (как и входное сопротивление) микрофонного усилителя практически определяется при этом суммарным напряжением на полуобмотках дополнительного трансформатора

14, а коэффициент трансформации егорегулировании усиления одновременно и одинаково изменяются параметры параллельной и последовательной OOC.

Сигнал с выхода первого операционного усилителя 6 подается одновременно на инвертирующий и неинвертирующий входы второго операционного усилителя 7, т.е. методом вычитания. Максимальному усилению микрофонного усилителя соответствует минимальный коэффициент передачи по напряжению с выхода первого операционного усилителя 6 на выход второго операционного усилителя 7.

Преимуществом такого регулирования является то, что даже при достаточно небольшом затухании сигнала на входе второго операционного усилителя

7 (при увеличении сопротивления переменного резистора 13) возникает ток через относительно низкоомный второй резистор 9, поэтому коэффициент передачи Второго операционного усилителя 7 может быть значительно меньше единицы. Это позволяет регулировать усиление в больших пределах (например, до 40 дБ), что увеличивает максимальную перегрузочную способность по входу (при минимальном усилении), а при максимальном усилении практически устраняет влияние шумов второго операционного усилителя 7 на уровень шума на выходе микрофонного усилителя, Подключение первого резистора 8 к движку переменного резистора 13 обеспечивает изменение усиления первого операционного усилителя 6 пропорционально изменению усиления микрофонного усилителя, что способствует наименьшему возможному изменению глубины ООС и наибольшей устойчивости, например, на высоких частотах.

Входной трансформатор 1, работающий при очень малых сигналах и при ниэкоомной входной цепи ДК 2, может быть с низкоиндуктивными обмотками при простом конструктивном выполнении и малых габаритах. Это дает возможность достаточно легко повысить при необходимости коэффициент трансформации и, (например, до 10 и более), чтобы снизить влияние вход14 ti!7 ., 6

Tttt пой и". стет .i3t .... < Ii пп ttitu, i защитой o1 Itolti .x tt t"itt-p(! "ttttot эффекта обусловливаеч си; ъе..t-r-, ебонаний к Произвадсз, у, т, тех ологичностt усилите".я. ного каскада на уровень шума на вь.".. де микрофонного усилителя.

При максимальном входном напряжении нелинейные искажения, особенно на низких частотах, определяются, в основном, дополнительным трансформатором 14. Однако подключение этого трансформатора к низкоомному выходу второго операционного усилителя 7 делает мало заметным влияние изменений индуктивного сопротивления обмоток на нелинейные и частотные искажения микрофонного усилителя, т. е. выходной ток второго операционного усилителя 7 (который может быть нелинейным) компенсирует нелинейность дополнительного трансформатора 14. Поэтому последний может быть выполнен достаточно низкоиндуктивным„

20 простым и малогабаритным.

В общем случае входной трансформатор 1 и дополнительный трансформатор 14 могут быть одинаковыми в целях унификации. Их малые размеры и простота конструкции, а также наличие общей ООС последовательного типа (порядка 20-30 дБ) упрощают экранирование от помех и исключают необходимость амортизации при креплении.

ЭО

Первый, второй и третий конденса nptt 3-5 служат для фильтрации постоянной составляющей, что способствует стабилизации режима микрофонного усилителя, При реализации предлагаемого микрофонного усилителя перегрузочная способность по входу обеспечивается до 1 В и более при практически линейной частотной характеристике и малых нелинейных искажениях (до О, 17) в диапазоне частот 16-20000 Гц, достигается необходимое или оптимальное согласование микрофона с входным каскадом для получения наименьшего значения коэффициента шума микрофонного усилителя при регулировании усиления в больших пределах и постоянном нормированном значении входного сопротивления микрофонного усилителя (1 кОм). Кроме того, отсутствие или малое значение частотно-фазовых искажений способствует предотвращению переходных интермодуляционных искажений при работе с реальньпл сигналами, особенно при перегрузках по входу, а отсутствие или резкое снижение влияния паразитных параметров трансформаторов при их конструкФ о р м у л а и з î h р е т е н и я

Микрофонньп» усилитель, содержащий входной трансформатор с первой пер— вичной обмоткой, к вторичной обмотке которого подключены входы первого операционного усилителя, а между его выходом и инвертирующим входом включен первый резистор, а неинлертирующий вход соединен с общей шиной, дополнительньп трансформатор с первой вторичной обмоткои, второй опер ационпьп" усилитель, выход которого соединен с первичной обмоткой дополнительного трансформатора, а через вгорой резистор — с его инвертирующим входом, третий резистор, первый яыв зд которого соедичен с ин «ертирующим входом второго операционног о усилителя, чегвертый резистор, первый вывод которого соединен с нсинвертирующим входом второго операционного усилителя, о т л и ч а ю шийся тем, «to, " цепью уменьг ения искажений и шумов при регулировании усиления, последов; тельно с первым резистором включен переменный резистор, а их общая точка соединена через введенный пер вьй конденсатор с неинвертирующим входом второго операционног о усилителя, между выходом первого операционного усилителя и вторым выводом третьегc) резистора введен второй конденсатор, при этом точка соединения третьего резистора и второго конденсатора является вы-< ходом микрофонного усилителя, второй вывод четвертого резистора соединен с общей шиной, между вторичной обмоткой входного трансформатора и вхо» дом первого операционного усилителя введен дифференциальный каск д, выход которого соединен с инвертирующим входом первого операционного ус илителя через введенный третий конденсатор, входной трансформатор выполнен с второй первичной обмоткой, дополнительный трансформатор — с второй вторичной обмоткой, причем каждая иэ первичных обмоток входного трансформатора подключена к средней точке через соответствующую вторичную обмотку дополнительного трансформатора, 1490702 а между выходом второго операционного усилителя и вторичной обмоткой входного трансформатора включен пятый резистор.

Составитель Ю. Рогаткин

Техред Jl. Сердюкова. Корректор С. Шекмар

Редактор А. Огар

Заказ 3759/56 Тираж 884 Подписное

РчИИПИ Государственного комитета по изобретениям и открытиям при ГКНТ СССР

113035, Москва, Ж-35, Раушская наб., д. 4/5

Производственно-издательский комбинат Патент", г.ужгород, ул. Гагарина,101