Serwisy partnerskie:
Close icon
Serwisy partnerskie

Wokoder analogowy, część 4. Wzmacniacz sterujący

Article Image
W zeszłym miesiącu przedstawiliśmy uniwersalny moduł wzmacniacza i omówiliśmy jego zastosowanie w roli przedwzmacniacza sterującego z wejściem symetrycznym, służącego do wysterowania filtrów wokodera. W tym miesiącu uzupełnimy opis tego modułu, analizując układ stopnia wyjściowego, przyjrzymy się także konstrukcji całości oraz użytym elementom.

Sterownik transformatora

W naszym wokoderze wyjście jest wyposażone w transformator symetryzujący, jest to zatem wyjście „pływające”, zapobiegające tworzeniu się pętli mas. Transformatory mogą się czasami nasycać w szczytach sygnału przy niskich częstotliwościach, znacznie zwiększając pobór mocy ze wzmacniacza, co może skutkować przesterowaniem utrzymującym się przez kilka okresów sygnału. Nasz wzmacniacz sterujący ma jednak odpowiedni zapas wydajności prądowej, dzięki czemu ten strasznie brzmiący efekt praktycznie nie występuje. Duża wydajność prądowa wiąże się też z małą impedancją wyjściową sterownika, która zapewnia wnoszenie przez transformator niższych zniekształceń. Dalszą ich redukcję osiągamy poprzez zrealizowanie ujemnej rezystancji wyjściowej, która kompensuje rezystancję (stałoprądową) strony pierwotnej transformatora. Odpowiada za to dodatnie sprzężenie zwrotne poprowadzone z bocznika rezystancyjnego RSENSE. Wartość RSENSE zależy od rezystancji strony pierwotnej transformatora i od wzmocnienia.

Układ wykorzystałem jako pretekst do wypróbowania nowego transformatora VTX-102-3002 firmy Vigortronix, który ma bardzo wysoki poziom nasycenia: 37 Vpp przy 30 Hz i obciążeniu 600 Ω. Jego górna częstotliwość rezonansowa wynosi 88 kHz. Aby wytłumić rezonans, zastosowałem tzw. obwód Zobla (Cz i Rz). Transformator ma rdzeń krzemowo-żelazowy. Układ sterowania zmniejsza jednak jego zniekształcenia poniżej poziomu typowego dla drogich transformatorów z rdzeniem niklowym, przy zachowaniu dużej odporności na nasycenie.
Sterownik głośnika o dużej impedancji

Dodatkowym zastosowaniem modułu wzmacniacza jest użycie go do sterowania głośnika/monitora małej mocy. W wielu analogowych produktach i systemach muzycznych zasilanych napięciami ±15 V (np. syntezatory Eurorack) wymagany jest mały głośnik do celów monitorowania. Jeśli użyjemy typowego układu wzmacniacza mocy (np. TDA2030) ze standardowym głośnikiem 8 Ω, moc wyjściowa może osiągać 10 W, a pobór prądu wzrastać do ponad 1 A, co znacznie przekroczy możliwości źródła zasilania. Natomiast użycie głośnika o większej impedancji (50 Ω) pozwoli uzyskać moc wyjściową 1,2 W, a pobór prądu wyniesie 50 mA, co jak najbardziej leży w możliwościach zasilacza. Podobna sytuacja z poborem mocy ma miejsce w przypadku zasilania sprężyn pogłosowych.

W wymienionych zastosowaniach modułu wzmacniacza niezbędne są radiatory na tranzystorach wyjściowych. W przypadku wyższych napięć zasilających należy zastosować głośnik 80 Ω.

Wyjście w układzie mostkowym

Innym użytecznym zastosowaniem modułu – niezwiązanym z wokoderem – jest użycie jego dwóch egzemplarzy do zrealizowania wzmacniacza mocy w układzie mostkowym. Aby uzyskać wyjście mostkowe, dwa wzmacniacze z symetrycznymi wejściami należy połączyć w przeciwfazie. W trybie mostkowym rzeczywista impedancja obciążenia całego wzmacniacza jest o połowę mniejsza, ponieważ uzyskuje się niemal podwojenie amplitudy napięcia wyjściowego. Zwiększa to maksymalną moc teoretycznie 4-krotnie, praktycznie ok. 3,5 raza. Moc tracona też jest większa, więc tranzystory wyjściowe muszą mieć duże radiatory. Ponieważ w szereg z obciążeniem wystarczy dać tylko jeden kondensator elektrolityczny (bipolarny), na każdej płytce C11 można zastąpić zwarciem.

Należy pamiętać, że w jednym z modułów musi zostać odwrócona faza. Trzeba podłączyć wejścia symetryczne jednego modułu w przeciwfazie. Przy okazji impedancja obu zacisków wejściowych staje się jednakowa, a to poprawia tłumienie zakłóceń. Inną metodą byłoby skonfigurowanie jednego modułu jako odwracającego, a drugiego jako nieodwracającego. w poprzedniej części artykułu. Ja jednak zawsze wybieram rozwiązanie z wejściem symetrycznym, bo daje ono mniejszy poziom zakłóceń.

Aby przeczytać ten artykuł kup e-wydanie
Kup teraz
Firma:
AUTOR
Źródło
Elektronika dla Wszystkich styczeń 2025
Udostępnij
Zobacz wszystkie quizy
Quiz weekendowy
Theremin
1/10 Lew Termen i Leon Theremin to ta sama osoba. Które nazwisko pojawiło się później?
Oceń najnowsze wydanie EdW
Wypełnij ankietę i odbierz prezent
W tym numerze znajdziesz źródłową wersję artykułu publikowanego obok
Elektronika dla Wszystkich
styczeń 2025
Elektronika dla Wszystkich
Przejrzyj i kup
UK Logo
Elektronika dla Wszystkich
Zapisując się na nasz newsletter możesz otrzymać GRATIS
najnowsze e-wydanie magazynu "Elektronika dla Wszystkich"