Розрахунок фазоповертача

2.5 Розрахунок фазоповертача

Роль фазоінвертора або регулятора фазової затримки використовується у сабвуфері з метою зменшення фазочастотних спотворень, які можуть виникати в ланках звуковідтворювального тракту, узгодження фазочастотних характеристик сабвуфера і основних каналів акустичної системи та для компенсації недоліків фонограм. Як регулятор фазової затримки, використаємо всепропускаючу ланку 1-го порядку , схема якої приведена на рис. 2.5.1.

Коефіціент перетворення напруги такої ланки, який виводиться на підставі схеми ланки при умові, що підсилення операційного підсилювача К_UОП = ∞, описується таким математичним виразом:

(2.5.1)

Приймемо R1=R2=R. Вибираємо R1=R2=10кОм.

Модуль (2.5.3)

Аргумент . (2.5.4)

На підставі формули для φ_КU бачимо, що змінюючи, наприклад R3, можна змінювати (регулювати) значення фази. Отже, замінивши резистор R3 на потенціонометр, отримаємо регулятор фази (регулятор фазової затримки). Для розрахунку граничних значень опору R3 задамося тим, що на частоті зрізу сабвуфера фаза регулятора повинна змінюватися в межах від 10⁰ до 90⁰. Частота зрізу сабвуфера змінюється від 100 до 200 Гц. Вибираємо f_зр = 150 Гц. З вищезаписаного виразу для φ_КU визначаємо R3:

. (2.5.5)

Для розрахунку граничних значень R3 вибираємо С=0,1 мкФ.

Розраховуємо R3

а) при φ_КU = 10⁰

б) при φ_КU = 90⁰

Отже, опір R3 повинен змінюватися від 121338 Ом до 10616 Ом.

Для цього складемо ланку з постійного опору R3^/ = 10 кОм та потенціонометра R3^// = 100 кОм. Схема регулятора фази прийме вигляд (рис. 2.5.2):

Результати моделювання регулятора фази з допомогою системи схемотехнічного проектування MicroCap VI (рис. 2.5.3).

2.6. Вибір операційного підсилювача

В якості операційних підсилювачів, які застосовуються в фільтрах, виберемо LM301A [3]. LM301A – операційний підсилювач загального призначення, який має покращені в порівнянні з іншими загальнодоступними підсилювачами, характеристики. Сучасні методи виробництва дозволили на порядок зменшити вхідні струми, а нова схема подачі зміщення забезпечила зменшення температурного дрейфу вхідного струму.

Даний підсилювач має ряд особливостей, які дозволяють уникати від помилок, від перевантаження, при перевищенні синфазною напругою відсутнє “защолкування”, ОП не входить в самозбудження, а частотна корекція здійснюється всього одним конденсатором 30 пФ.

В схемах з високим вхідним опором LM301A забезпечує більш високу точність обробки сигналів і менший рівень шумів в порівнянні з іншими. Крім того, замінюючи схеми, в яких на вхід звичайного ОП ставиться буферний каскад з узгодженої пари транзисторів 2П308А може забезпечити більш низькі значення зсуву і дрейфу при меншій вартості.

Граничні експлуатаційні та електричні параметри:

Напруга живлення ±15 В;

Розсіювана потужність 500 мВт;

Диференціальна вхідна напруга ±30 В;

Вхідна напруга ±18 В;

Тривалість к.з. виходу не обмежена;

Діапазон робочих температур від 0 до 70⁰С;

Вхідна напруга зсуву 2 мВ;

Вхідний струм зсуву 3 мА;

Вхідний опір 2 Мом;

Струм споживання 1,8 мА.