Вічна пам'ять героям

cup Розділи

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293



Сам підсилювач!

При роботі підсилювача іноді виникають такі моменти, коли від нього намагаються отримати вихідну напругу більшу, ніж він здатний віддати (це трапляється на великій гучності і залежить як від самого підсилювача, так і від його блоку живлення). Природно, що віддати більше, ніж він може, підсилювач не здатний, тому, дійшовши до максимуму, його вихідна напруга просто перестає збільшуватися, незважаючи на те, що вхідна напруга продовжує рости. Це явище називається обмеженням сигналу (cliping по іноземному) і дуже шкідливо, тому що є спотворенням (форма вихідного сигналу вже не повторює форму вхідного). При великій величині спотворень (сильному кліппінгу) спотворення дуже помітні на слух - зробіть звук голосніше, так, щоб "хрипіло" - це і буде прояв обмеження в одному з вузлів системи (не обов'язково в підсилювачі).

Невеликий кліппінг, що зачіпає тільки верхівки імпульсів, практично не помітний на слух. Такі суперкороткочасні викривлення не сприймаються свідомістю. Але наша підсвідомість - той таємничий механізм, який відповідає за слухове сприйняття - ось воно як раз ці спотворення сприймає. І відчуває в них неприродність і фальш. Тому на слух такі спотворення сприймаються як відсутність легкості звучання, прозорості, легкості ... Погіршується глибина сцени, з'являється ваговитість звуку, і т.п. Звичайно, підсилювач на мікросхемі не володіє настільки високою якістю, щоб добре передавати такі нюанси і без кліппінга, але погодьтеся, що при роботі з перекрученнями в будь-якому випадку звук стане гірше, ніж без них.

Як дізнатися, чи є в даний момент в підсилювачі кліппінг, чи ні? Якщо він сильний, то це дуже добре буде помітно на слух. А якщо він легкий?

А для цього в мікросхему TDA7293 вбудований спеціальний вузол - кліп-детектор, що дозволяє відстежити кліппінг сигналу: при обмеженні сигналу спеціальна схема управляє транзистором, розташованим у правому нижньому куті структурної схеми до якого підключений вивід 5.

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293


У нормальному стані цей транзистор закритий і не пропускає струм. При цьому вивід 5 мікросхеми "висить у повітрі" - тобто, як би ні до чого не підключений. При виникненні кліппінга транзистор відкривається, і вивід 5 виявляється підключений до землі.

Використовувати цей вивід можна, якщо дооснастити мікросхему так, як показано на малюнку (це виходить повний кліп-детектор). Напруга 5 вольт і опір 10 кОм взяті з даташіта виробника. Я припускаю, що ці величини використовуються просто для того, щоб забезпечити роботу з логічними мікросхемами - ніяких вказівок на максимально допустимі напруги і струми з вивода 5 Я не знайшов. Експериментуючи з мікросхемою, я подавав на виводи 5 напругу до 16 вольт і струм до 5 мА, і все чудово працювало (десь півгодини). Але я не можу гарантувати, що мікросхема витримає такі напруги / струми протягом тривалого часу. Тому приймемо напругу 5 вольт і струм 0,5 мА (= 5В / 10 кОм) в якості робочих значень.

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293


Отже, за відсутності кліппінга на виводахі 5 напруга рівна 5 вольт (тобто відповідає високому рівню логічної "1"). У момент обмеження сигналу позитивнї або негативної напівхвилі, напруга різко зменшується до нуля:



Тобто на виході з'являються імпульси, тривалість яких дорівнює тривалості обмеження. Їх можна використовувати для керування, наприклад, логічними мікросхемами (допустимо для автоматичного зниження гучності).

Оскільки схема детектора всередині мікросхеми є схемою з "відкритим стоком", то вивід 5 декількох мікросхем можна об'єднувати за принципом "монтажне АБО", тобто з'єднувати разом, і тоді детектор буде показувати наявність кліппінга в будь-якій з цих мікросхем. Це дуже зручно, якщо потрібний, наприклад, єдиний індикатор для двох стереоканалів.

Принципова схема найпростішого індикатора (адже ми домовилися не порушувати правило 5 вольт і 0,5 мА, тому й елементів багато) показана на малюнку.

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293


Тут використовується будь-який малопотужний pnp транзистор з коефіцієнтом передачі струму h21е не менше 80. Резистори R1 і R2 можуть бути в межах 16 ... 27 кОм і не обов'язково однаковими (R1 це той самий резистор 10 кОм, просто з точки зору виводу 5 мікросхеми R1 і R2 включені паралельно - через це він більше; R2 обмежує струм бази транзистора), резистор R3 залежить від струму через світлодіод:

R3 [Ом] ~ 5000 / Iсведодіода [мА]


Світлодіод краще вибирати максимальної яскравості - я нижче поясню чому. Живиться схема від того ж блоку живлення, що і підсилювач. Стабілізатор 78L05 можна замінити на 78L06, або 7805,7806, враховуючи, що останні більше за габаритами і мають іншу цокольовка. С1 - будь-якого типу, краще малогабаритний керамічний.

На вхід пристрою можна підключити декілька мікросхем (навіть кілька десятків), що і показано на схемі. Тобто, один індикатор може показувати перевантаження в декількох каналах, що актуально для систем типу 5.1.

Проте така схема має один істотний недолік - при короткочасному кліппінгу світлодіод загоряється на дуже нетривалий час, і його світіння помітити важко. Саме тому я і рекомендував суперяркий світлодіод.

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293


Становище ускладнюється ще тим, що коло усередині мікросхеми, підключено до виводу 5, не є швидкодіючою. Тому на високих частотах (більше 10 кГц), або при кліпуванні коротких імпульсів ("голок"), вихідний сигнал виходить не прямокутним, як показано чорним кольором на малюнку, а такий ось складної форми, як показано червоним. Тобто тривалість і без того короткого імпульсу ще більше зменшується.

Таким чином, наведена вище схема придатна тільки для розпізнавання досить тривалого кліппінга (а значить і досить великих величини). Зазвичай помічаєш свічення світлодіода, коли й так на слух розпізнаєш, що "щось не те".

Набагато краще і корисніше буде трохи більш складна схема (власне, вона ненабагато складніше і дорожче):

Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293


Основою схеми є таймер 555 (вітчизняний аналог КР1006ВІ1), який включений за схемою одновібратора. У вихідному стані вимкнено, напруга на виході (вивід 3) дорівнює нулю, світлодіод не горить, конденсатор С2 розряджений. Якщо на вивід 2 таймера (при спрацьовуванні кліп-схеми) напруга на короткий час впаде нижче 5 / 3 вольт (тобто він реагує навіть на "голки"), то мікросхема перейде у включений стан. При цьому на виході (вивід 3) з'явиться напруга ~ 5 вольт, світлодіод загориться, а конденсатор С2 почне заряджатися від джерела живлення через резистор R3. Як тільки він зарядиться до напруги 10 / 3 вольт (це все при напрузі джерела = 5В), то таймер скинеться, і все повернеться в початковий стан.

Тривалість світіння світлодіода:

t [сек] = 0,0011 * R3 [кОм] * C2 [мкФ]


З номіналами, зазначеними на схемі це десь 0,25 секунд. Таке значення я встановив на свій смак (мені подобається, якщо світлодіод "блимає" а не "горить"), тому потрібне значення часу легко підібрати, змінюючи ємність і опір (при цьому ємність не варто робити більше 100 мкФ, а опір має лежати в межах 3,3 ... 330 кОм).

С1 і С3 - малогабаритні керамічні, причому ємність може бути 0,1 ... 1 мкФ (якщо вони різні, то більшу ємність краще поставити в С3). R2 - те ж саме, що і R3 в попередній схемі. R1 - наші стандартні 10 кОм (насправді 8,2 ... 33 кОм запросто!).

Порівняльні випробування цих схем, показали (та це й так було зрозуміло), що друга набагато краще. І яскраво світиться світлодіод, і довго світиться, і "помічає" короткочасні спрацьовування, коли індикатор першої схеми навіть і не загорявся зовсім (його включення було настільки короткочасним, що очі не встигали помітити). Тому першу схему я наполегливо нерекомендую.

Зліва перша ("погана") схема, праворуч - друга ("гарна"). У верхньому лівому кутку - мікросхема стабілізатора 7805 загальна для обох індикаторів. Таке включення дозволило порівняти обидва пристрої та практикою підтвердити теорію. У принципі, кліп-детектор, що містить 8 елементів, можна так на макеткі і збирати (як в шапці статті). Але якщо дуже хочеться зібрати на друкованій платі - ось цілих два варіанти:

Завантажити/Download

Друковані плати в форматі .lay
klip_detektor_dlya_pidsilyva4a_na_mikrosxemi_tda7293.rar [15.1 Kb]


Кліп-детектор для підсилювача на мікросхемі TDA7293


Ліва плата побільше (~ 3,5 см х 2,5 см), права - для екстремалів мініатюризації. Але обидві поміщаються в сірникову коробку. Я все ж таки рекомендую ліву - у неї ширше доріжки і її легше виготовити і спаяти.

Джерело:electroclub.info

Сподобалась новина? Поділись нею з другом!

Це просте посилання, його можна відправити другу по ICQ або E-Mail:


Це посилання для вставки на форумах:


Це HTML-посилання для розміщення на своєму сайті:



Категорія: Схеми, Аудіо, Світлотехніка, Захист. Додав: TimON (7-09-2010, 18:18).
  • 0
 (голосів: 0)
Інформація
alt=
cup Вхід на сайт    cup Реєстрація cup WEB - Програми

Каталог веб ресурсів Тернопільщини каталог сайтів Схеми Copyright © 2010-2011.
Наш хостинг: ukraine.com.ua