К548УН1А У УВ касетного магнітофона

Низький рівень власних шумів ІМС К548УН1А дозволяє розробляти на її основі підсилювачі відтворення (ВВ) для касетних магнітофонів і котушкові досить високої якості [1]. Схеми таких пристроїв вже публікувалися в журналі [2]. Проте доцільно розглянути особливості їх проектування ще раз, на прикладі УВ для касетних магнітофонів, де проблема забезпечення високого відношення сигнал / шум коштує 'найбільш гостро.

Перш за все необхідно зазначити, що рівень шуму УВ визначається не тільки власними шумами підсилювача і відтворюючої голівки, але і шумами пасивних елементів – резисторів і конденсаторів. Досвід показує, що саме недооцінка вкладу пасивних елементів в загальний рівень шумів УВ не дозволяє отримати оптимальних результатів.

Шуми резисторів залежать від типу і номінального опору, тому (за інших рівних умов) потрібно прагнути використовувати малошумні резистори з мінімально можливими (з точки зору забезпечення режиму і необхідної АЧХ) опорами. Хороших результатів можна досягти при використанні резисторів С2-29В, С1-4 .. С2-33, МЛТ.

Оксидні конденсатори, особливо ті з них, у яких значні струми витоку, також здатні істотно збільшити шуми УВ. Слід, по можливості, уникати застосування оксидних конденсаторів в якості розділових на вході УВ, використовуючи для цієї мети керамічні або плівкові конденсатори з можливо більшою питомою ємністю (КМ-6Б, К10-17, К10-47, К73-9, К73-17 і т. п.). У крайньому випадку можна використовувати оксидні конденсатори з малими струмами витоку (К53-1А, K53-18, К53-16, К52-18 і т. п.).

У типових УВ необхідні для формування АЧХ постійні часу зазвичай задають ланцюгом, що складається з двох резисторів і конденсатора. Вимоги, що пред'являються до опорам цих резисторів, наскільки суперечливі. З одного боку, для зниження рівня шуму загальною їх бажано вибирати відносно невеликими (не більше 100 … 200 кОм), з іншого – вони визначають не тільки форму АЧХ, а й коефіцієнт передачі УВ, і може виявитися, що для отримання заданого коефіцієнта посилення опір резисторів необхідно збільшити.

В підсилювачі, схема якого показана на рис. 1, частотно-залежний дільник в ланцюзі ООС трохи видозмінений, що дозволило помітно знизити шумовий внесок цих резисторів. Розглянемо, як у цьому підсилювачі формуються необхідні постійні часу. В області вищих частот реактивне опір конденсатора С4 значно менше еквівалентного опору кола R5-R7, і стала часу визначається в основному номіналами резистора R3 і конденсатора С4: t 1 = R3C4. (Для t 1 = 120 мкс розрахункове значення опору резистора R3 – приблизно 26 кОм; при експериментальній перевірці для отримання стандартної АЧХ його довелося збільшити до 30 кОм). На нижчих частотах провідністю конденсатора С4 можна знехтувати, оскільки вона істотно менше еквівалентної провідності ланцюга R5 – R7. Коефіцієнт передачі ланцюга ООС на цих частотах визначається двома дільниками: R6R7 і R3R5R2. Низькочастотна постійна часу в цьому випадку залежить від опорів резисторів R3, R5, R6, R7, ємності конденсатора С4 і наближено може бути обчислена за формулою t 2 = (R6 + R7) (R3 + R5) C4/R7. Така побудова ланцюга ООС дозволяє використовувати резистори з відносно невеликими опорами.

Додаткова корекція АЧХ на вищих частотах здійснюється за рахунок резонансу у вхідний ланцюга УВ. Добротність контуру, утвореного індуктивністю відтворюючої голівки і конденсатором С1, можна регулювати зміною опору резистора R1.

Розділовий конденсатор С2 (1 … 2,2 мкФ) – керамічний, що дозволило практично повністю виключити шумову компоненту, викликану протіканням у вхідний ланцюга УВ струму витоку цього конденсатора. Для зменшення низькочастотних фліккер-шумів УВ його ємність бажано збільшити приблизно на порядок, але оксидні

конденсатори з причин, викладених вище, застосовувати недоцільно, а малогабаритні конденсатори необхідної ємності інших типів поки не випускаються. Втім, з огляду на особливості людського слуху, низькочастотний шум дратує слухача значно менше, ніж високочастотний. У деяких випадках (при використанні оксидних конденсаторів невисокої якості) для зменшення

рівня шумів конденсатор СЗ корисно шунтувати керамічним, ємністю 0,1 … 1 мкФ.

У розглянутому УВ найбільш доцільно використовувати ІМС К548УН1А з "аномальним" поведінкою, шуми яких у симетричному (диференціальному) включення менше, ніж у несиметричного [1]. Для більшості ж мікросхем кращим є несиметричне включення, що дозволяє досягти мінімального рівня шумів. Варіант схеми ВВ з таким включенням ІМС зображений на рис. 2.

Резистори ланцюга ООС мають мінімально можливий опір. Резистором R3 встановлюють режим ІМС по постійному струму. В іншому схема УВ традиційна і особливостей не має.

Можна трохи поліпшити характеристики УВ, якщо виконати його Двохкаскадний. Найбільший інтерес представляє варіант такого ВВ з пасивним формуванням АЧХ (рис. 3), при якому частотно-залежний дільник винесений з контуру ООС (це сприятливо позначається як на загальному рівні шумів УВ, так і на зменшенні різного роду спотворень).

Обидва каскаду цього підсилювача ідентичні і виконані за схемою з несиметричним включенням ІМС К548УН1А, коефіцієнт передачі кожного з них – близько 100. Необхідна АЧХ формується ланцюгом R4R5C6, додаткова корекція в області вищих частот створюється резонансної вхідний ланцюгом. Постійна часу t 1 = R5C6. Хід АЧХ в області нижчих частот ( t 2) визначається в основному вхідним опором другого каскаду (Rвх2). опором резистора R4 і ємністю конденсатора C6: t 2 = C6 (RBх | | R4) = R4C6. Конденсатори С4 і С10 коригують АЧХ ІМС К548УН1А, резистор R10 зменшує комутаційні перешкоди, пов'язані з перезарядженням конденсатора С11.

При експериментальній перевірці описаних варіантів УВ отримані следуюшіе значення зваженого (по кривій МЕК-А) відношення сигнал / шум (у порядку їх розгляду): -58, – 60 і -61 дБ.

Друковані плати УВ виготовлені з фолиірованного склотекстоліти товщиною 1,5 мм. Креслення плат і розташування деталей на них (також в порядку розгляду УВ) наведено на рис. 4-6.

Плати розраховані на установку резисторів С2-33 або МЛТ потужністю 0,25 Вт, конденсаторів К.М-66

(С6 в УВ за схемою на рис. 3 – К10-17), оксидних конденсаторів К53-18. Можливе застосування радіодеталей інших типів, але малюнок друкованих плат в цьому випадку можливо доведеться змінити. Для зменшення наведень УВ бажано екранувати.

Налагодження описаних пристроїв нескладно. У першу чергу необхідно встановити режим ІМС по постійному струму підбором резисторів R7 (рис. 1), R3 (мал. 2) і R2, R7 (рис. 3). Потім підбором конденсатора С1 (мал. 1, 2) або С2 (рис. 3) налаштовують вхідні ланцюг на частоту приблизно 14 кГц (на схемах вказана ємність конденсаторів для відтворюючої голівки індуктивністю 140 мГн). На закінчення перевіряють форму АЧХ. При використанні елементів, які формують АЧХ, з допускається відхилення від номіналів не більше ± 5% додаткового регулювання не потрібно. Коефіцієнти підсилення УВ при необхідності корегують підбором резисторів R2 (мал. 1 і 2) і Rl, R6 (рис. 3).

На закінчення хотілося б відзначити, що для нормальної роботи ІМС напруга живлення не повинно опускатися нижче 9 В. У ряді носяться магнітофонів саме таке номінальна напруга живлення, але УВ на ІМС К548УН1А можна встановити і в них, якщо використовувати для їх харчування "вольтодобавку" (мал. 7).

Для цього послідовно з основною батареєю живлення (GB1) включають додаткову (GB2) напругою 3 … 4,5 В. Вимикач живлення Q1, пов'язаний з клавішею "Робочий хід", в цьому випадку включають до загального провід. Додаткову батарею шунтуючих діодах VD1. Завдяки йому, при "свіжої" основний батареї чи при живленні від мережевого джерела (коли напруга перевищує 9 В) можна не встановлювати додаткову батарею GB2 (основну GB1 в цьому випадку необхідно відключати). Діод VD1 слід вибирати з умови можливо меншого прямого падіння напруги при струмі 10 мА. Цій вимозі цілком відповідають германієвого діоди Д310, Д7А – Д7Ж.

Ю. СОНЦЕМ

м. Москва

ЛІТЕРАТУРА

1 Солнцев Ю. Шумові властивості ІМС К548УН1 .- Радіо. 1985, № 5. з. 46, 47.
2. Бурмістров Ю., Шадра А. Застосування мікросхеми К548УН1. Радіо, 1981, № 9, с. 34-35.

РАДІО № 10, 1985, с. 41