1/2001 Obsah

1Praktická elektronika C - STAVEBNICE A KONSTRUKCE

1/2001

SSttaavveebbnniiccee aa kkoonnssttrruukkccee AA RRaaddiioo

VVyyddaavvaatteell:: AMARO spol. s r. o.

RReeddaakkccee::

šéfredaktor : Alan Kraus, [email protected]

RReeddaakkccee:: Na Beránce 2, 160 00 Praha 6

tel.: (02) 22 81 23 19

RRooččnněě vvyycchháázzíí 6 čísel. Cena výtisku 30 Kč.

Roční předplatné 156 Kč.

RRoozzššiiřřuujjee PNS a. s., Transpress spol s r. o.

Mediaprint & Kapa a soukromí distributoři.

OObbjjeeddnnáávvkkyy aa ppřřeeddppllaattnnéé v České republice

zajišuje Amaro spol. s r. o. - Michaela

Jiráčková, Hana Merglová

(Radlická 2, 150 00 Praha 5

tel.: (02) 57 31 73 12, 57 31 73 13) , PNS.

DDiissttrriibbúúcciiuu,, pprreeddppllaattnnéé aa iinnzzeerrcciiuu pprree

SSlloovveennsskkúú rreeppuubblliikkuu zzaabbeezzppeeččuujjee::

Magnet-Press Slovakia s.r.o., P.O.Box 169,

830 00 BRATISLAVA

tel./fax: 07/44 45 45 59 - predplatné

tel./fax: 07/44 45 46 28 - administratíva

tel./fax: 07/44 45 06 93 - inzercia

e-mail: [email protected]

Sídlo firmy: Teslova 12, 821 02 Bratislava

Podávání novinových zásilek povoleno

Českou poštou - ředitelstvím OZ Praha

(č.j. nov 6280/97 ze dne 22.8.1997).

IInnzzeerrccii vv ČČRR přijímá Amaro s. r. o.

Radlická 2, 150 00 Praha 5

tel.: (02) 57 31 73 11

MMKKČČRR 77779922

©© AAMMAARROO ssppooll.. ss rr.. oo..

IISSSSNN 11221122--11884433

ROČNÍK V/2001ČÍSLO 1

Obsah

Obsah . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1

Power mix AX 662 - koncový zesilovač 300 W . . . 2

Monitor limitace zesilovače . . . . . . . . . . . . . . . . . 9

Elektronický metronom . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12

Generátor růžového šumu . . . . . . . . . . . . . . . . . 14

Hi-Fi předzesilovač z diskrétních součástek. . . . 17

VU a PPM metr s ručkovým měřicím přístrojem . 19

Špičkový limiter . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22

Mikrofonní předzesilovače . . . . . . . . . . . . . . . . . 24

Nabídka stavebnic . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 30

Objednací lístek pro předplatitele . . . . . . . . . . . 32

2 Praktická elektronika C - STAVEBNICE A KONSTRUKCE

1/2001

Power mix AX 662

V předminulém čísle SaK jsmezapočali seriál o mixážním zesilovačiAX662. Protože jsme se na posledníchvíli rozhodli změnit některé kon-strukční prvky, původně použitév konstrukci (například potenciometrybyly z prostorových důvodů z průměru16 mm změněny na průměr 12 mm,byl použit jiný spolehlivější typtlačítkových přepínačů apod.),vynechali jsme pokračování v minu-lém čísle, aby bylo možné tyto změnyrealizovat. Dnes tedy pokračujemepopisem koncového stupně (na zbytekpopisů vstupních obvodů jsmenezapomněli, bude z výše zmíněnýchdůvodů dokončen v SaK 2).

Popis

Schéma zapojení modulu konco-vého zesilovače je na obr. 1. Při návrhujsme preferovali jednoduchost kon-strukce a relativní robustnost (předi-menzování koncových tranzistorů).Protože koncepce Power mixu AX 662je modulová, nebude problémpřípadně na místě koncového stupněpoužít některé z nově připravovanýchzapojení. Osobně se ale domnívám, ženaprosté většině „normálních“muzikantů nebo zvukařů je v podstatějedno, zda má zesilovač typickézkreslení okolo 0,05 % jako v našempřípadě nebo 0,001 u High Endzařízení. Daleko důležitější je provozníspolehlivost.

Vstupní obvod je řešen klasickydiferenčním zesilovačem s tranzistoryT1 a T2, které jsou napájeny ze zdrojeproudu s tranzistorem T3. Vstupníimpedanci tvoří odpory R1 a R4.Kondenzátor C3 omezuje průnik vfrušení do vstupních obvodůzesilovače. Zesílený signál z kolektoruT1 pokračuje na napěový budicístupeň s tranzistorem T4. Ten pracujedo zátěže, tvořené odpory R14 a R15.Kondenzátor C6 zajišuje buzenítranzistoru T7 i při plném rozkmituvýstupního signálu (k zápornému

napájecímu napětí). Tranzistor T5s odporovým děličem R13/P1stabilizuje klidový proud koncovýmitranzistory při různé teplotě. Proto jepoužit typ BD135 v pouzdru TO126,které je spolu s ostatními tranzistorynamontováno na společný žebrovanýchladicí profil. Za napěovým budičemnásleduje proudový budič, tvořenýkomplementárními dvojicemi T6,T8 a T7, T9. Vzhledem k relativněmalému odporu R16 a R17 protékáproudovým budičem poměrně velkýklidový proud. Koncový stupeň jetvořen čtyřmi páry výkonovýchtranzistorů 2SC2922 a 2SA1216. Tytotranzistory se vyznačují vysokýmmezním kmitočtem okolo 50 MHz,kolektorovou ztrátou 200 W a maxi-málním kolektorovým proudem 17 A.Velké pouzdro MT-200 s dvěmiupevňovacími šrouby přispívák dobrému odvodu tepla z tranzistorupři zachování jednoduché montáže (naplocho bez vrtání jako u TO3).

Sériová kombinace R28/C13 navýstupu omezuje náchylnostzesilovače ke kmitání.

Za povšimnutí stojí vývodyoznačené SIM1 a SIM2 u vstupníhozesilovače. Tyto body sloužík připojení externího detektorulimitace, který vyhodnocuje rozdílsignálů na obou vstupech. Pracuje-likoncový zesilovač v lineárním režimu(mimo limitaci), je rozdíl napětí naobou vstupech velmi malý. Dostane-li se koncový stupeň do limitace,zpětná vazba se snaží „signáldotáhnout“ a rozdíl napětí se výraznězvětší. To mohou využít další obvodyk indikaci limitace nebo napříkladk řízení limiteru, který na vstupuomezí buzení.

Stavba

Koncový stupeň je zhotoven nadvoustranné desce s plošnými spoji

Koncový zesilovač 300 W


1/2001

Obr. 1. Schéma zapojení koncového zesilovače AX662


1/2001

Obr. 2. Rozložení součástek na desce s plošnými spoji koncového zesilovače - strana součástek


1/2001

Obr. 3. Obrazec desky s plošnými spoji koncového zesilovače - strana součástek (TOP). Měřítko 1:1


1/2001

Obr. 4. Rozložení součástek na desce koncového zesilovače - strana spojů (BOTTOM)


1/2001

Obr. 5. Obrazec desky spojů koncového zesilovače - strana spojů (BOTTOM). Měřítko 1:1


1/2001

o rozměrech 124 x 225 mm. Rozloženísoučástek na desce s plošnými spojize strany součástek je na obr. 2, zestrany spojů (koncové tranzistory) jena obr. 3, obrazec desky spojů ze stranysoučástek (TOP) je na obr. 4, ze stranyspojů (BOTTOM) je na obr. 5.Konstrukčně je modul koncovéhozesilovače řešen s ohledem na conejjednodušší montáž a zapojení.Všechny díly včetně všech tranzistorůjsou umístěny na desce s plošnýmispoji, která je přišroubována narovnou zadní desku podélněžebrovaného Al chladicího profilu.K tomu byl vybrán profil SK121 odfirmy Fischer. Je to jednostranněžebrovaný profil s šířkou 112 mma výškou žeber 67,5 mm. Pro délkuprofilu 200 mm má udávaný tepelnýodpor 0,5 °K/W. Zadní stěna má sílu10 mm a krajní žebra 5 mm, cožzaručuje dobrý rozvod tepla poprofilu. Deska zesilovače je k profilupřišroubována na distančníchsloupcích. Součástky se nacházejí nahorní straně desky, pouze koncovéa budicí tranzistory jsou otočenysměrem k chladiči. Protože jsouumístěny podél obou bočních strandesky spojů, lze je snadno přišrou-bovat k bočním stěnám chladiče.Chladicí profil s deskou koncovéhozesilovače tak tvoří kompaktní modul,který lze snadno umístit. Signálové,výstupní a napájecí přívody k descekoncového zesilovače jsou řešenypomocí plochých konektorů faston,což opět usnadňuje montáž čipřípadnou výměnu celého bloku.

Ve skříni zesilovače jsou obavýkonové zesilovače umístěny podélbočních stěn skříně, takže toroidnísíový transformátor se zdrojem jeumístěn symetricky ve středu zesi-

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560 ΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 560 ΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 560 ΩR11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩR13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩR14 . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩ/0,6 wR15 . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩ/0,6 wR16 . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Ω/5 WR17 . . . . . . . . . . . . . . . . 1 Ω/5 WR18 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR19 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR20 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR21 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR22 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR23 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR24 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR25 . . . . . . . . . . . . . . 0,1 Ω/5 WR26 . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 ΩR27 . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 ΩR28 . . . . . . . . . . . . . . . 10 Ω/2 W

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC3. . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 pF

C4 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/16 VC5. . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 pFC6 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/63 VC7. . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 pFC8 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/63 VC9 . . . . . . . . . . . . . . 100 nF/CF2C10 . . . . . . . . . . . . . 100 nF/CF2C11 . . . . . . . . . . . . . 100 µF/63 VC12 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC13 . . . . . . . . . . . . . 100 nF/CF2

LD1 . . . . . . . . . . . . . . LED 3 mmT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC546T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC546T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC546T4 . . . . . . . . . . . . . . . . . MJE350T5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BD135T6 . . . . . . . . . . . . . . . . . MJE340T7 . . . . . . . . . . . . . . . . . MJE350T8 . . . . . . . . . . . . . . . . 2SA1216T9 . . . . . . . . . . . . . . . . 2SC2922T10 . . . . . . . . . . . . . . . 2SC2922T11 . . . . . . . . . . . . . . . 2SC2922T12 . . . . . . . . . . . . . . . 2SC2922T13 . . . . . . . . . . . . . . . 2SC2922T14 . . . . . . . . . . . . . . . 2SA1216T15 . . . . . . . . . . . . . . . 2SA1216T16 . . . . . . . . . . . . . . . 2SA1216T17 . . . . . . . . . . . . . . . 2SA1216

P1. . . . . . . . . . . . . 2,5 kΩ-PT10LPO1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,3 APO2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,3 A

Chladicí profil, použitý v konstrukci zesilovače

lovače. Chlazení je navíc doplněnodvěma ventilátory, umístěnými postranách zadního panelu zesilovače.Tím je zaručen bezpečný teplotnírežim zesilovače i v nepříznivýchpodmínkách.

Ochrany (tepelná, proti zkratu,zpožděný start, stejnosměrné napětí navýstupu...) jsou situovány na zvláštnídesce u výstupních konektorů nazadním panelu.

Pokračování příště.


1/2001

Monitor limitace zesilovače

Limitace zesilovače způsobujevždy prudký nárůst zkreslení, které jevětšinou velmi dobře slyšet. Protopatří na koncových zesilovačíchindikace přebuzení k jedné z nej-důležitější. Metody odvozené odpouhého měření úrovně výstupního(případně vstupního) napětí jsou víceméně k ničemu, protože nezohledňujíokamžité provozní podmínky (napá-jecí napětí v síti, skutečnou zatěžovacíimpedanci, charakter buzenéhosignálu – ojedinělá výkonová špičkapři jinak nízké úrovni nebo trvale plnývýkon apod.). Všechny tyto okolnostimají vliv na momentálně dosažitelnýpráh limitace.

V poslední době se začínáprosazovat metoda monitorovánílimitace koncového zesilovače,založená na porovnávání signálů nadiferenčních vstupech koncovýchzesilovačů. Nezáleží na tom, zda je navstupu zesilovače klasický operačnízesilovač nebo zda je vstup řešenklasicky z diskrétních součástek.V podstatě se vychází z toho, ževstupní signál a signál ze smyčkyzáporné zpětné vazby musí býtprakticky shodný. To platí v případě,že celý systém (v našem případě

koncový zesilovač) pracuje v lineárnímrežimu, tj. před limitací. V okamžikunasazení limitace se signály na vstupuzesilovače a ze smyčky zpětné vazbyzačnou odlišovat. Pokud navrhnemeobvod, který porovnává oba vstupy– přímý a zpětnovazební (neinvertujícía invertující vstup OZ) a signalizuje,pokud se oba signály „rozejdou“o předem danou mez, máme monitorlimitace, který detekuje limitaci,pokud k ní reálně dojde.

Popis

Monitor limitace se skládá ze čtyřbloků. Na obr. 1 jsou první dva. Nasvorky označené ISM+ a SIM-přivedeme signál z obou vstupůkoncového zesilovače (invertujícíhoi neinvertujícího). Prvním operačnímzesilovačem nastavujeme symetriicelého zařízení. Trimrem P1 nastavímeklidový výstupní signál na kon-denzátoru C1 (před limitací) naminimum. Tím jsou eliminoványpřípadné tolerance hodnot součástek.Druhý stupeň se zesilovačem IC1Bslouží k nastavení citlivosti monitoru.Zisk tohoto stupně můžeme trimrem

P2 nastavit v rozmezí 10 až 100 (20 až40 dB). Třetí stupeň na obr. 2, tvořenýdvojitým operačním zesilovačem IC2je celovlnný usměrňovač s diodami D1a D2. Chybové napětí po usměrněnínabíjí kondenzátor C3. V okamžiku,kdy napětí na C3 dosáhne asi 0,7 V,otevře se přes odpor R9 tranzistor T1,který má ve svém kolektoru indikačníLED LD1. Ta rozsvícením signalizujedosažení limitace. Kondenzátor C3spolu s odporem R9 tvoří současněčasovou konstantu, která zviditelníi krátké modulační špičky.

Monitor je napájen z externíhozdroje ±15 V. To by ve většině zařízenímělo být bez problémů k dispozici.

Stavba

Monitor limitace je zhotoven nadvoustranné desce s plošnými spojio rozměrech 58 x 25 mm. Rozloženísoučástek na desce s plošnými spojije na obr. 2, obrazec desky spojů zestrany součástek (TOP) je na obr. 3,ze strany spojů (BOTTOM) je naobr. 4. Stavba monitoru je velmijednoduchá. Po osazení a zapájenísoučástek desku pečlivě prohlédnemea odstraníme případné závady.Připojíme napájecí napětí a vstupnísignály. Zesilovač vybudíme sinu-

Obr. 1. Schéma zapojení monitoru limitace - vstupní obvody


1/2001

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩC1 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC2 . . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/16 VC3 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC6 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/16 VC7 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/16 V

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148IC1 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580IC2 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580LD1 . . . . . . . . . . . . . . LED 3 mmT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC549

P1 . . . . . . . . . . . . . 10 kΩ-PT10LP2 . . . . . . . . . . . . 100 kΩ-PT10LObr. 2. Schéma zapojení monitoru limitace - indikace

sovým signálem zhruba na polovičnívýkon (musí být bezpečně pod úrovnílimitace). Trimrem P1 nastavíme navýstupu prvního zesilovacího stupně

Obr. 3. Rozložení součástek na desce monitoru limitace

minimální střídavé napětí. Potomzvýšíme vstupní signál, až naosciloskopu uvidíme počátek limitace.Trimrem P2 nastavíme zesílení tak,

aby právě začala prosvěcovat LEDLD1. Zkusíme ještě měnit vybuzení,aby jsme si ověřili citlivost celéhomonitoru. Můžeme též monitor


1/2001

Obr. 4. Deska monitoru limitace - TOP. M 2,5:1 Obr. 5. Deska monitoru limitace - BOTTOM. M 2,5:1

vyzkoušet na reálném signálu a podlelimitace na osciloskopu ještě případněcitlivost upravit. Tím je monitorlimitace hotov. Jeho výhodou jepředevším nezávislost na provozníchpodmínkách, kdy za všech okolnostíindikuje pouze skutečně vznikloulimitaci.

Závěr

Popsaný monitor limitace jepoužitelný u naprosté většinymoderních koncových zesilovačů,které mají vstupní obvody buï přímo

s operačním zesilovačem nebos diferenčním vstupním zesilovačem.

Takto řešený modul indikacemůže sloužit za základ napříkladautomatického limiteru, který přidetekci limitace zmenší zesílení(upraví vstupní signál do zesilovače)tak, aby byla limitace odstraněna.Mnoho profesionálních zesilovačů jejiž tímto systémem vybaveno. Protiklasickému limiteru, který se běžnězapojuje před koncové zesilovače, mávestavěný limiter výhodu, že je scho-pen okamžitě reagovat na provoznípodmínky a vždy dovolit zesilovačimaximální výkon (ale samozřejmě

pouze do limitace), kdežto externílimiter můžeme nastavit na nějakoufixní úroveň, která může výrazněsnížit maximální dosažitelný výkonzesilovače nebo naopak nezabránízesilovači se do limitace dostat. Ale otom až někdy jindy.

Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou A424 stojí69,- Kč, kompletní stavebniceMonitoru limitace A99424, obsahujícísoučástky podle rozpisky materiálua desku s plošnými spoji, stojí189,- Kč.


1/2001

Metronom

Kdo se někdy učil hrát na nějakýhudební nástroj ví, jak důležité jedodržovat správnou rytmiku. Někdomá rytmus v těle, někdo k tomupotřebuje trošku dotlačit. V takovémpřípadě je nezbytnou součástí výukyi metronom. Klasické mechanickémetronomy s kyvadélkem mohou býtsice i vhodným estetickým doplňkemhudebního koutku, začínajícímuzikant elektronik by ale spíše mělsáhnout po něčem modernějším.Jednoduché zapojení, které můžetesnadno realizovat i ze „šuplíkových“zásob, je popsáno v následujícímpříspěvku.

Popis

Schéma zapojení elektronickéhometronomu je na obr. 1. Zdrojemtaktovacích impulsů je operačnízesilovač IC1A, zapojený jako astabilnímultivibrátor. Kmitočet určujíkondenzátory C1 s odporem R2a potenciometrem P1, kterým se dá

nastavený kmitočet změnit. Protožeobvod metronomu je napájennesymetrickým napětím 12 až 15 V,je odpory R4 a R5 vytvořen umělýstřed napájecího napětí. Ten je ještědodatečně filtrován kondenzátoremC8. Aby nebyl zvuk metronomupříliš suchý (pouhé lupnutí), jedruhou polovinou operačního zesi-lovače IC1B, zapojeného jakointegrátor, zkreslován obdélníkovýprůběh výstupního napětí z multi-vibrátoru. Tím je dosaženo zvuku,připomínajícího právě klasickýmechanický metronom.

Z integrátoru je signál přesvazební kondenzátor C4 a odpory R10a R11 přiveden na výstup metronomu.Obvod metronomu není vybavenvlastním koncovým zesilovačem. Tenby zbytečně konstrukci prodražil. Jemnohem jednodušší připojit metroomna libovolný vstup obyčejného rádia,kazetového magnetofonu nebopodobného zařízení. Zesílení signálu,řízení hlasitosti i reprodukci pakobstará připojený přístroj. Pokud by

byl vstupní signál do zesilovače přílišvelký, stačí zvětšit odpor R11(například na 10 kohmů) a mezivýstup a zem připojit odpor 470 ohmůaž 2,2 kohmy (podle potřeby, nutnovyzkoušet).

K napájení metronomu použijemebaterie (3 ploché baterie), nebo síovýadaptér. Odběr ze zdroje je asi 10 mA.

Stavba

Elektronický metronom je zho-toven na dvoustranné desce s ploš-nými spoji o rozměrech 37 x 36 mm.Rozložení součástek na desce s ploš-nými spoji je na obr. 2, obrazec deskyspojů ze strany součástek (TOP) je naobr. 3, ze strany spojů (BOTTOM) jena obr. 4. Při stavbě nejprve zapájímeodpory a kondenzátory a na závěrpolovodičové součástky. Protože jepoužita dvoustranná deska s proko-venými otvory, zkontrolujte pečlivěpřed zapájením, zda jsou použitésoučástky správně orientovány a mají

Obr. 1. Schéma zapojení elektronického metronomu


1/2001

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 MΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 kΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 68 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 MΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 kΩR11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 Ω

C1 . . . . . . . . . . . . . . 4,7 µF/50 VC2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 nFC4 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC5. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 nFC6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC7 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC8 . . . . . . . . . . . . . . 4,7 µF/50 V

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . ZD-5V6IC1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1458T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC548

P1 . . . . . . . . . . . 500 kΩ-TP160A

Obr. 3. Deska spojů - TOP. Měřítko 2:1 Obr. 4. Deska spojů - BOTTOM. Měřítko 2:1

správnou hodnotu. Pokud nemátedobrou odsávačku, z dvoustrannýchdesek se zapájené součástky vyjímajíobtížněji a může dojít k poškozenídesky nebo vývodů součástky. Protozde obzvláště platí dvakrát měřa jednou pájej. Po zapájení všechsoučástek desku pečlivě prohlédneme

Obr. 2. Rozložení součástek na desce s plošnými spoji metronomu

Je-li vše v pořádku, můžemek metronomu připojit napájecí napětí.S výjimkou potenciometru P1 obvod

a odstraníme případné závady.Největší procento nefungujícíchzařízení při oživování je způsobenoprávě různými nezapájenými vývodysoučástek nebo naopak cínovýmimůstky. Dobrá lupa by měla patřitk základnímu vybavení každéhoelektronika.


1/2001

Generátor růžového šumu

Při testování elektroakustickýchzařízení nebo akustických vlastnostíozvučovaných prostor se s výhodoupoužívají šumové generátory. Jejichvýstupní signál by měl v optimálnímpřípadě být širokopásmový a pokrývatcelé akustické pásmo. K nejčastějipoužívaným druhům patří tzv. bílýa růžový šum. Bílý šum má konstantnínapěovou úroveň pro všechny složkysignálu. Naproti tomu, amplitudarůžového šumu se směrem ke

zvyšujícím se frekvencím snižuje sestrmostí –3 dB/oktávu. Tato strmost jedána požadavkem na konstantnívýkonovou úroveň v celém akus-tickém pásmu, platící pro shodnýkmitočtový úsek (např. akustickývýkon v pásmu jedné oktávy od 100do 200 Hz musí být shodný jako prooktávu od 1 kHz do 2 kHz).

Zdroje šumu jsou v podstatědvojí. Jednodušší (a častěji používaný)je šum, generovaný na polovodičovém

přechodu orientovaném v závěrnémsměru v oblasti průrazu. Tím můžebýt Zenerova dioda nebo častějiobráceně polarizovaný přechod E-Btranzistoru.

Druhou skupinu generátorů tvořídigitální zapojení, realizované kru-hovým posuvným registrem. Tenmůže být složen z běžných hradel,nebo existují specializované jedno-účelové integrované obvody, pracujícíprávě jako šumové generátory. V tomto

neobsahuje žádné nastavovací prvkya měl by při pečlivé práci fungovat naprvní zapojení. Díky miniaturnímrozměrům desky s plošnými spoji lzemetronom vestavět do praktickylibovolné krabičky. Desku metronomustačí uchytit za hřídelku poten-ciometru, případně ještě pomocí

kovových úhelníčků za otvoryv přední části desky.

Závěr

Popsané zařízení je vzhledemke své jednoduchosti vhodné i pro

začínající a méně zkušené elektroniky.Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou A416 stojí39,- Kč, kompletní stavebnice metro-nomu A99416, obsahující součástkypodle rozpisky materiálu a deskus plošnými spoji, stojí 129,- Kč.

Obr. 1. Schéma zapojení generátoru růžového šumu


1/2001

Obr. 2. Rozložení součástek na desce s plošnými spoji

Obr. 3. Deska spojů - TOP. Měřítko 2:1

případě se sice nejedná o zdroj zcelanáhodného signálu (vždy po určitédobě se opakuje), ale délka cyklu jedostatečně dlouhá, takže se při měřeníprakticky neuplatní.

V našem případě je pro konstrukcipoužit první princip, tj. s tranzistoremzapojeným v závěrném směru.

Popis

Schéma zapojení je na obr. 1. Jakjiž bylo řečeno, přechod E-B tran-zistoru T1 je polarizován v závěrnémsměru a je napájen přes odpor R1.Stejnosměrně se průrazné napětípřechodu E-B pohybuje okolo 7,5 V.

Vlastní šumové napětí má amplituduasi 30 mV. První zesilovací stupeň jerealizován obvodem IC1A a jehozesílení je přibližně 11 (20,8 dB).Protože pro správnou činnost Zene-rovy diody přechodu E-B tranzistoruT1 je potřeba vyšší napětí, musímegenerátor napájet ze dvou destič-kových baterií 9 V. Na druhé straně,odběr generátoru je velmi malý,takže s jedněmi bateriemi vydržímedostatečně dlouho. Za Vazebnímkondenzátorem C2 je zařazen druhýoperační zesilovač IC1B. V jehozpětné vazbě je zapojena řada RCčlenů, které snižují zesílení směremk vyšším kmitočtům se strmostí–3 dB/oktávu. Tuto strmost nelzedosáhnout jednoduchým zapojenímfiltru, nebo například běžný RC členmá strmost –6 dB/oktávu. Odpory R5až R8 s kondenzátory C3 až C5aproximují požadovanou charak-teristiku v pásmu 20 Hz až 20 kHzs dostatečnou přesností.

Na výstupu je za oddělovacímkondenzátorem C6 potenciometrvýstupní úrovně P1. Pro případnéstereofonní použití je generátoropatřen dvěma výstupy s konektorycinch. Výstupní úroveň by měla býtdostatečná pro většinu předpoklá-daných zařízení.

Stavba

Generátor růžového šumu jezhotoven na dvoustranné desce s ploš-ými spoji o rozměrech 43 x 38 mm.Rozložení součástek na desce s ploš-nými spoji je na obr. 2, obrazec deskyspojů ze strany součástek (TOP) je naobr. 3, ze strany spojů (BOTTOM) jena obr. 4. Při stavbě nejprve zapájímeodpory a kondenzátory a na závěrpolovodičové součástky. Protožegenerátor neobsahuje žádné nasta-vovací prvky, měl by při pečlivé prácifungovat na první zapojení. Pozapájení součástek generátor pečlivěprohlédneme a odstraníme případnézávady. Pokud máme k dispoziciosciloskop, zkontrolujeme průběhvýstupního napětí. Signál by nemělmít oříznuté špičky (známky limitace),protože tím by se změnil charakteršumu. Pokud přeci jen limitaci


1/2001

vidíme, zmenšíme o něco odpory R2a R4 (např. na 4,7 kohmu). Tím by selimitace měla odstranit. Jinak stavbagenerátoru nepředstavuje žádná úskalía zvládne ji bez problému i začínajícíamatér.

Závěr

Popsaný generátor je vhodnýzejména ve spojení s RTA (Real TimeAnalyzer), které existují od nejjed-

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . 330 kΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 18 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 MΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩ

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC2 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 506 nFC4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 202 nFC5. . . . . . . . . . . . . . . . . . 820 pFC6 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC9 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/16 VC10 . . . . . . . . . . . . . 100 µF/16 V

IC1 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC548

K1 . . . . . . . . . . . . . . . . . CP560NK2 . . . . . . . . . . . . . . . . . CP560NP1 . . . . . . . . . . . . . 25 kΩ-TP160

Obr. 4. Obrazec desky spojů - BOTTOM. Měřítko 2:1

nodušších 7 až 10pásmových poprofesionální 30pásmové (tzv. třetino-oktávové). Měřicí frekvence jsouurčeny mezinárodní ISO normou a nastejných kmitočtech pracuje i naprostávětšina třetinooktávových equalizerů(kvalitní RTA mají také většinougenerátor růžového šumu jižvestavěn).

Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou A417 stojí49,- Kč, kompletní stavebnice metro-

nomu A99417, obsahující součástkypodle rozpisky materiálu a deskus plošnými spoji, stojí 179,- Kč.

Ukázka jednoduššího modelu spektrálního analyzéru americké firmy RANE.

Spektrální analyzéry

Jednodušší modely spektrálníchanalyzérů mají pro každé pásmopouze malý počet LED (například 3až 4 LED), takže nastavování musí

probíhat v několika krocích s tím, žese přepínají citlivosti od nejmenší(hrubý rozsah) po největší (např. krok1 dB). Tyto přístroje jsou použitelnépouze pro nastavení grafickéhoequalizéru, průběžné sledování spektra

je prakticky nemožné. Kvalitnějšíanalyzéry mají pro každé pásmo většípočet diod (12 až 20), které jsou jižschopny v reálném čase zobrazitspektrum sledovaného signálu.


1/2001

Hi-Fi předzesilovač

z diskrétních součástek

I když dnes již existuje řadavynikajících monolitických zesilovačů,často kombinujících výhody bipolárníi unipolární technologie, stále semohou vyskytnout aplikace, kde jevýhodnější použít předzesilovačz diskrétních součástek. Následujícípříspěvek popisuje jedno z možnýchřešení. Pokud se podíváme podrobnějina zapojení zesilovače, vidíme, žepoužívá podobné obvodové řešení,které známe právě ze strukturoperačních zesilovačů.

Popis

Schéma zapojení předzesilovačez diskrétních součástek je na obr. 1.Proti běžným operačním zesilovačůmsi můžeme všimnout, že zapojení mápouze jeden vstup. Zpětná vazba (a tími zesílení obvodu) je určena odpory R9a R7. Z jejich poměru vychází pevněnastavený zisk 60 dB (1000x).

Vstupní signál je přes kondenzátorC1 přiveden na první tranzistor T6.Odpor R1 určuje vstupní impedanci

obvodu, tj. 100 kohmů. Prvnídiferenční pár T6, T7 je napájen zezdroje proudu, tvořeného tranzistoremT5. Předpětí báze pro tranzistor T5(a současně i pro T8) zajišuje LEDLD1. Z kolektorových odporů dvojicetranzistorů T6 a T7 je buzen další pártranzistorů T1 a T2. Tranzistor T3tvoří aktivní zátěž pro vstupnítranzistory T6, T1. Z aktivní zátěžeT3 je buzen tranzistor T10 s tran-zistorem T9, který opět pracuje doaktivní zátěže, tvořené tranzistorem

Obr. 1. Schéma zapojení Hi-Fi předzesilovače z diskrétních součástek


1/2001


Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 120 ΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 ΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩ

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 pFC3 . . . . . . . . . . . . . . 2,2 mF/10 V

LD1 . . . . . . . . . . . . . . LED 3 mmT1 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CT2 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CT3 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CT4 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CT5 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC560CT6 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC560CT7 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC560CT8 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC560CT9 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC560CT10 . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CObr. 2. Rozložení součástek na desce s plošnými spoji

T8. Všechny použité tranzistory oboupolarit jsou nízkošumové typuBC550C a BC560C s vysokou betou.Obvodové řešení se symetrickým vstu-pem a aktivními zátěžemi garantujevysoké zesílení a dobrou linearitu

v jednotlivých stupních. S uvedenýmihodnotami součástek leží horní mezníkmitočet zesilovače nad 100 kHz přizesílení 60 dB. Podle původníhopramene má popsané zapojenívynikající elektroakustické vlastnosti.

Stavba

Hi-Fi předzesilovač byl navržen nadvoustranné desce s plošnými spojio rozměrech 34 x 33 mm. Rozloženísoučástek na desce s plošnými spoji


1/2001

je na obr. 2, obrazec desky spojů zestrany součástek (TOP) je na obr. 3,ze strany spojů (BOTTOM) je naobr. 4. Deska byla navržena tak, abyvšechny vstupy/výstupy ležely najedné straně desky s roztečí 5,08 mm(200 mil). Pokud použijeme napříkladběžnou jednoduchou úhlovou adre-sovací lištu a odštípneme sudé kolíky,můžeme celou destičku použít jakomodul do jiného zařízení.

V případě požadavku na změnuzesílení stačí upravit hodnoty odporů

R7 a R9. Jinak je stavba předzesilovačevelmi jednoduchá. Pouze poněkudomezený prostor na desce vyžadujepečlivější práci. Snadno můžemevytvořit cínový můstek.

Závěr

Popsaný předzesilovač můžemepoužít všude tam, kde požadujemenízký šum a zkreslení, velký rozkmitsignálu a dobré kmitočtové vlastnosti.

Cena za diskrétní řešení může býtv některých případech i nižší nežpoužití speciálního operačníhozesilovače.

Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou A418stojí 39,- Kč, kompletní stavebniceHi-Fi předzesilovače A99418,obsahující součástky podle rozpiskymateriálu a desku s plošnými spoji,stojí 149,- Kč

VU a PPM metr s ručkovým

měřicím přístrojem

Obr. 1. Schéma zapojení VU metru s ručkovým přístrojem

I když v poslední době stále vícepřístrojů, vyžadujících precisnějikontrolovat úroveň zpracovávaného

signálu, používá k indikaci opticképrostředky (LED, fluorescenčnídispleje apod.), klasický ručkový VU

metr si stále udržuje své místo naslunci. Název VU (Volume Unit) mástaré kořeny ještě z doby starých


1/2001


Obr. 3. Deska s plošnými spoji - TOP. Měřítko 2:1

telekomunikačních zařízení. Protoževšak postupně, zejména s nástupemnových zařízení, jako jsou magne-tofony nebo dokonce digitální záznamzvuku, přestával vyhovovat, bylotřeba najít nový standard. S tím přišla

britská BBS a nový systém nazvalaPPM (Peak Program Meter). IndikacePPM má výrazně kratší časovékonstanty, což umožňuje léperegistrovat úrovňové špičky v signálu.Klasický VU metr by se měl při změně

úrovně ustálit za 300 ms s minimálnímpřekmitem. Protože 300 ms je poměr-ně dlouhá doba, používá se spíšerychlejší odezva asi 150 ms, i když tonení podle normy.

Reálná konstrukce VU a PPMmetru s ručkovým měřidlem jerelativně komplikovaná, pokud by seměly striktně dodržet předepsanévlastnosti zařízení. Kromě elektric-kých vlastností totiž do značné míryzáleží také na elektrodynamickýchvlastnostech měřicího systému a prodosažení předepsaných časovýchkonstant musí být příslušným způ-sobem upraven i návrh elektrickýchobvodů. Nelze tedy použít jednoobvodové řešení na různé typyměřidel.

V amatérských podmínkáchtohoto návodu půjde tedy spíšeo jakousi náhražku, která budeuspokojivě plnit funkci ručkovéhoindikačního zařízení, ale bez nárokuna exaktní dodržení všechpředepsaných časových konstant.

Popis

Schéma zapojení VU a PPMmetru je na obr. 1. Obvod je vybavendvěma vstupy s rozdílnou citlivostí,aby bylo možné k VU metru připojitjak zdroj signálu zhruba o linkovéúrovni, tak i reproduktorový výstup zezesilovače. Za vstupními konektory jezapojen zesilovač a invertor s dvojitýmoperačním zesilovačem IC1A a ICB.Na tomto místě by měl být oboucestnýoperační (aktivní) usměrňovač.I když obvodové řešení dvoucestnéhousměrňovače se nezdá být přílišsložitější, problém je v jejich rychlosti.Běžné operační zesilovače v obvodechaktivních usměrňovačů totižnevyhovují z důvodů rychlosti a pou-žití speciálních rychlých zesilovačů byzapojení značně prodražilo. Proto jepoužit jednoduchý celovlněnýusměrňovač s diodami D1 a D2. Natomto místě nelze použít běžnékřemíkové diody, např. 1N4148,protože mají příliš velký úbyteknapětí (asi 0,7 V). Optimální jsougermaniové diody nebo Schotky,které mají v propustném směru 0,2 až0,3 V. Usměrněné napětí je pak přes


1/2001

Obr. 4. Deska s plošnými spoji - BOTTOM. Měřítko 2:1

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220 ΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩ

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC2. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 nFC3 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC7 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC8 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 V

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BAT85D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BAT85D3 . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148IC1 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC549

K1 . . . . . . . . . . . . . . . . . CP560NK2 . . . . . . . . . . . . . . . . . CP560NP1 . . . . . . . . . . . . 100 kΩ-PT10LS1. . . . . . . . . . . . . . . . . . PS-22F

odpor R5 přivedeno na kondenzátorC2. Malá kapacita 10 nF zaručujekrátké časové konstanty v režimuPPM. Delší časové konstanty a tími pomalejší odezvu na změny úrovněsignálu (režim VU metru) docílímepřipojením kondenzátoru C1 přepí-načem S1. Aby nebyly kondenzátoryC1 a C2 nadměrně vybíjenypřipojeným měřidlem, je na výstupfiltru (C1, C2) připojen sledovačs tranzistorem T1. Odpor R7 zmenšujevnitřní tlumení přístroje (typickémetry pro VU mají vnitřní odpor asi3500 ohmů, což přispívá k rychlejšíodezvě zejména v režimu PPM.Použité měřidlo by mělo mít citlivostasi 50 µA. Pokud použijete nějakévýrazně odlišnější, správnou citlivostnastavíte změnou odporů R8, R7 a R6.

Stavba

VU metr je zhotoven na dvou-stranné desce s plošnými spoji o roz-měrech 44 x 40 mm. Rozloženísoučástek na desce s plošnými spojije na obr. 2, obrazec desky spojů zestrany součástek (TOP) je na obr. 3,ze strany spojů (BOTTOM) je naobr. 4. Všechny součástky s výjimkouručkového měřidla jsou umístěny nadesce s plošnými spoji. Stavbuzačneme osazením odporů, kon-denzátorů a na závěr zapájímepolovodiče. Po zapájení celou deskupečlivě prohlédneme a odstranímepřípadné závady. Stavba VU metru jevelmi jednoduchá a zvládne jii začátečník.

Závěr

Popsaný VU metr a PPM můžemepoužít ve všech běžných případech,kde byl použit například LED VUMetr. Přepínání režimů VU a PPMumožňuje lépe si přizpůsobit přístrojzpůsobu použití.

Samotná dvoustranná vrtaná a po-cínovaná deska s prokovenými otvorya nepájivou maskou A419 stojí 39,- Kč,kompletní stavebnice VU a PPMMetru A99416, obsahující součástkypodle rozpisky materiálu a deskus plošnými spoji, stojí 129,- Kč.

Předlohy desek s plošnými spoji na Internetu

Jak jsme vás již několikrátinformovali, předlohy desek s ploš-nými spoji ke konstrukcím,uveřejněným v časopise Stavebnicea konstrukce si můžete ve formátu

PDF stáhnout z naší internetovéadresy www.jmtronic.cz. Tyto souborysi můžete vytiskout na libovolnétiskárně, použít modrou nažehlovacífólii do laserových tiskáren k tepel-

nému přenosu - nažehlením - přímona desku spojů (k dostání napříkladu firmy CADware Liberec) nebo siv některém DTP studiu nechatzhotovit filmovou předlohu.


1/2001

Špičkový limiter

V profesionální praxi se prokonstrukci kompresorů a limiterů,tedy přístrojů, založených na napěověřízených zesilovačích, používáspeciálních integrovaných obvodů.S některými z nich jsme se již nastránkách AR podrobněji seznámili.Konstrukce s nimi jsou relativnějednoduché při dosažení výbornýchvlastností. Na druhé straně ale tytoobvody nepatří k nejlacinějším.Limiter, který popisujeme v násle-dujícím příspěvku, je sice zhotovenz běžně dostupných součástek, nemá

tak excelentní parametry jako např.obvody THAT, je však několika-násobně levnější. A protože existujemnoho aplikací, kde až tak studiovéparametry nepotřebujeme, může sevám hodit i tato popisovaná.

Jednou z nejběžnějších metod, jakrealizovat napěově řízený zesilovač,je použití tranzistoru JFET jakoproměnného odporu. Umístíme-li dosignálové cesty odporový dělič, složenýz normálního odporu a odporuvodivého kanálu JFET tranzistoru,můžeme řídit dělicí poměr a tím

i celkový zisk. Určitým omezením jenutnost udržet signál na nízké úrovni,nebo by výrazně vzrostlo zkreslenía nelinearita tranzistoru JFET. Přikorektním návrhu limiteru můžemedocílit zkreslení řádově v desetinách %,což je vyhovující.

Popis

Schéma zapojení limiteru s JFETtranzistorem je na obr. 1. Na vstupuje odporový dělič R1, R3, který

Obr. 1. Schéma zapojení špičkového limiteru


1/2001

Obr. 4. Deska spojů - BOTTOM. Měřítko 2:1

Obr. 3. Deska spojů - TOP. Měřítko 2:1


zeslabuje signál asi na 1/5 původnívelikosti. Za tímto děličem následujedalší, tvořený odporem R2 a odporemkanálu tranzistoru T1. KondenzátorC1 a C2 oddělují stejnosměrnénapěové úrovně kolem tranzistoruT1. Operační zesilovač IC1Anahrazuje ztrátu na obou vstupníchděličích. Výstup ze zesilovače jejednocestně usměrňován diodou D2,která přes odpor R15 nabíjí kon-denzátor C7. Tím je dán čas náběhu(attack time) asi 5 µs. Kondenzátor C7se vybíjí přes odpor R14, přičemžčasová konstanta doběhu je asi 1 s.Změny obou časových konstantv případě potřeby docílíme změnouobou odporů (R14 a R15). Druhápolovina IC1B je zapojena na výstupuIC1A jako invertor, takže oba zesi-lovače společně s diodami D1 a D2

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 39 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 MΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,7 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 kΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩR11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ΩR12 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR13 . . . . . . . . . . . . . . . . 220 kΩR14 . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 MΩR15 . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩ

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC2 . . . . . . . . . . . . . . 100 µF/16 VC3. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 pFC4. . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15 nFC5 . . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/16 VC6 . . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/16 VC7. . . . . . . . . . . . . . . . 1 µF/50 VC8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 nFC10 . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC11 . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 V

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BAT85D2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BAT85IC1 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . BF256


1/2001

zajišují celovlnné usměrnění zpraco-vávaného signálu. Zpracovávanýsignál je pak přes oddělovací konden-zátor C5 a odpor R11 přiveden navýstup limiteru.

Funkce limiteru je následující.Dosáhne-li zpracovávaný signál jistéúrovně, přes diody D1 a D2 se nabijekondenzátor C7. Napětí na C7 se přesodpor R10 dostane na řídicí elektrodutranzistoru T1, který se začne otevírata tím se zmenší dynamický odpor jehovodivého kanálu. Změna dělicíhopoměru děliče R2/T1 sníží výstupnínapětí limiteru. Kondenzátory C3, C4a odpor R13 slouží pro linearizacizapojení a zmenšují zkreslení limiteru.

Obvod je napájen symetrickýmnapětím ±15 V, proudová spotřeba jeasi 10 mA.

Stavba

Špičkový limiter je zhotoven nadvoustranné desce s plošnými spojio rozměrech 53 x 25 mm. Rozloženísoučástek na desce s plošnými spojije na obr. 2, obrazec desky spojů zestrany součástek (TOP) je na obr. 3,ze strany spojů (BOTTOM) je naobr. 4. Stavba limiteru je poměrněsnadná a protože zapojení neobsahuježádné nastavovací prvky, měl by limi-ter po připojení napájecího napětía vstupního signálu normálně pracovat.

Závěr

Popsaný limiter je vhodný prořízení zesílení v nf přístrojích, ve

kterých nejsou kladeny extrémnínároky na kvalitu přenosu nebo nenípožadována možnost ovládat nastavenílimiteru. Proto se tento typ tak, jak jepopsán, nehodí například pro použitív hudebních a ozvučovacích apara-turách. Na druhé straně je vhodný dokomunikačních zařízení, jako jsouhlasité telefony, interkomy apod., kdese jednorázově nastaví (přizpůsobí)danému použití.

Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou A420 stojí79,- Kč, kompletní stavebnice limiteruA99420, obsahující součástky podlerozpisky materiálu a desku s plošnýmispoji, stojí 169,- Kč.

Mikrofonní předzesilovače

Jednou z nejčastěji diskutovanouoblastí nf techniky je návrh kvalitníchpředzesilovačů. Zejména zdroje

signálu s nízkou úrovní, jako jsoumikrofony nebo magnetodynamicképřenosky, vyžadují použití speciálních

součástek nebo obvodových řešení prodosažení dobrých parametrů. Pokudse zaměříme na mikrofonní před-

Obr. 1. Schéma zapojení mikrofonního předzesilovače I


1/2001




1/2001

Obr. 5. Schéma zapojení mikrofonního předzesilovače II

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 ΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 ΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 kΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR12 . . . . . . . . . . . . . . . . 150 kΩR13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ΩR14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ΩR15 . . . . . . . . . . . . . . . . 150 kΩR16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ΩR17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 kΩ

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 1 mF/10 VC2 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC3 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC4 . . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/16 VC5 . . . . . . . . . . . . . . 470 µF/16 VC6 . . . . . . . . . . . . . . 470 µF/16 V

IC1 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2N4403T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2N4403T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CT4 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550C

P1 . . . . . . . . . . . . 10 kΩ-TP160A

zesilovače (což jsou prakticky vstupníobvody každého mixážního pultu),nalezneme celou řadu variant.

Pokud neuvažuji „sprosté“připojení mikrofonu přímo na vstupběžného operačního zesilovače (TL-072, NE5532 apod.), lze použít vstupřešený diskrétně (s tranzistory) nebospeciální mikrofonní předzesilovač(SSM2017), který má sice výbornévlastnosti, ale cena okolo 130,- Kč takénení zanedbatelná. Proto jsou obvodySSM2017 používány zahraničnímivýrobci až u pultů s katalogovoucenou okolo 20 000 USD a výše(samozřejmě existují i výjimky, kterévšak potvrzují pravidlo). Výrobci„levnějších“ mixážních pultů pakpoukazují na některé horší vlastnostiSSM2017, jako je například vyšší šum


1/2001

Obr. 6. Rozložení součástek na desce předzesilovače II

obvodu při menších zesíleních, neboinzerují vlastní „geniální řešení“vstupních obvodů. Osobně se domní-vám, že SSM2017 patří k tomunejlepšímu, co lze na vstup dát (až natu cenu). Ale jak jsem se již před časemzmínil, THAT Corporations již ohlásilnásledníka SSM2017, který by mělmít některé výše uvedené nectnostiodstraněny. Kdy ale bude reálně natrhu je zatím ve hvězdách. THATnepatří zrovna k firmám, které bytrhaly rekordy v rychlosti uváděnínovinek do oběhu.

Pokud tedy vynecháme SSM2017,slušný vstup musí být osazentranzistorovým párem. I zde THATnabízí speciální tranzistorové dvojicenebo čtveřice, ale cena je ještě vyšší nežu SSM2017. Naopak i u renomo-vaných výrobců naleznete na vstupechzdánlivě obyčejné tranzistory doslovaza několik korun, často primárně anine určené pro nf, natož nízkošumové,ale pro spínací účely. Nejsem si zcelajist příčinou, ale může to být z důvodůvelmi nízké impedance zdroje signálu– typicky má běžný dynamickýmikrofon vnitřní odpor 150 až 600ohmů. Nízkošumový tranzistor vyka-zuje typicky minimální šum přiodporu Rg řádově kolem kohmua výše, kdežto při Rg mikrofonu na tommůže být spínací tranzistor šumovělépe. Ale to je pouze domněnka, je-lito jinak, rád se nechám poučit.

V některých zapojeních naleznetevstupní tranzistory dokonce paralelněřazeny, opět je to otázka impedancezdroje signálu. Na stránkách RodaElliota (www.sound.au.com) jsem nalezldocela zajímavě řešený tranzistorovývstup s tranzistory opačné vodivosti.Podle autora je tato kombinace (PNP2N4403 a NPN BC550) podstatnělineárnější než jakýkoliv jiný běžnýtranzistor. Zisk předzesilovače senastavuje potenciometrem, zapojenýmmezi emitory tranzistorů T1 a T2.Toto uspořádání (ostatně jako u vět-šiny zapojení) vyžaduje potenciometrs exponenciálním průběhem neboběžný logaritmický, ale hlasitost sepřidává otáčením vlevo.

Připravili jsme pro vás dvě verzepředzesilovače – jedna je holý před-zesilovač s universálním použitím,druhý je navržen jako kompletnímikrofonní vstup včetně vstupníhokonektoru XLR a připojení phantomnapájecího napětí +48 V.

Popis – předzesilovač I

Schéma zapojení mikrofonníhopředzesilovače v universálním prove-dení je na obr. 1. Vstupní symetrickýsignál je přiveden na dvojici tran-zistorů T1/T3 a T2/T4. Na vstupechjsou odpory 3,3 kohmu, které upravujívstupní impedanci s ohledem na

předpokládané připojení dynamic-kého mikrofonu s vnitřní impedancí150 až 600 ohmů. Potenciometr P1nastavuje zisk vstupního zesilovače.Maximální zesílení celého předzesi-lovače při P1 nastaveném naminimální odpor je 1000 (60 dB).Protože tranzistorový vstup je přísněsymetrický, musí být v následujícímstupni, tvořeném obvodem IC1A,znesymetrizován pro zpracovánív následujících obvodech. K tomuslouží běžné zapojení symetrickéhozesilovače s odpory R10, R11, R12a R15. Odpory kolem IC1A by mělybýt metalové 1% pro dobré potlačenísoučtového signálu (CMRR). Výstuppředzesilovače je za vazebnímkondenzátorem C4 udržován nanulovém potenciálu odporem R17a chráněn odporem R16. Modul jenapájen napětím ±15 V (což je běžnénapájecí napětí v obdobných zaří-zeních).

Stavba

Mikrofonní předzesilovač I jezhotoven na dvoustranné desce s ploš-nými spoji o rozměrech 55 x 30 mm.Rozložení součástek na desce s ploš-nými spoji je na obr. 2, obrazec deskyspojů ze strany součástek (TOP) je naobr. 3, ze strany spojů (BOTTOM) jena obr. 4. Stavba předzesilovače je


1/2001

poměrně jednoduchá a zvládne jii méně zkušený muzikant, kteréhonouze naučila bastlit.

Předzesilovač II

Zapojení kompletního mikro-fonního předzesilovače (obr. 5) jeurčeno pro vestavbu do stávajícího

zařízení. Modul je vybaven poten-ciometrem a konektorem XLR, stejnětak možností připojení napětíphantom +48 V. Schéma odpovídázapojení předzesilovače I, je pouzedoplněno o vstupní obvody. Z XLRkonektoru K1 je signál přiveden naoddělovací kondenzátory C9 a C10. Tymusí být dimenzovány alespoň nanapětí 63 V. Kladné napětí +48 V se


na vstupní konektor dostává přesodpory 6,8 kohmu R18 a R19. OdporR20 s kondenzátorem C11 zajišujeještě další filtraci phantom napájení.Zbytek obvodu je již shodný jakou předzesilovače I. Také obě napájecívětve mají v sérii zařazeny odpory10 ohmů a poměrně značné filtračníkapacity 470 µF (C5 a C6).


1/2001

Seznam součástek

R1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩR2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3 kΩR3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4,7 kΩR5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 ΩR6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 680 ΩR7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 kΩR8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2 kΩR9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 ΩR10 . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR11 . . . . . . . . . . . . . . . . . 22 kΩR12 . . . . . . . . . . . . . . . . 150 kΩR13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ΩR14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10 ΩR15 . . . . . . . . . . . . . . . . 150 kΩR16 . . . . . . . . . . . . . . . . . 100 ΩR17 . . . . . . . . . . . . . . . . . 47 kΩR18 . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,8 kΩR19 . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,8 kΩR20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1 kΩ

C1 . . . . . . . . . . . . . . . 1 mF/10 VC2 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC3 . . . . . . . . . . . . . . . 10 µF/25 VC4 . . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/16 VC5 . . . . . . . . . . . . . . 470 µF/16 VC6 . . . . . . . . . . . . . . 470 µF/16 VC7. . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 pFC8. . . . . . . . . . . . . . . . . . 150 pFC9 . . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/63 VC10 . . . . . . . . . . . . . . 47 µF/63 VC11 . . . . . . . . . . . . . 470 µF/63 V

IC1 . . . . . . . . . . . . . . . NJM4580T1 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2N4403T2 . . . . . . . . . . . . . . . . . 2N4403T3 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550CT4 . . . . . . . . . . . . . . . . . BC550C

K1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . XLR3FP1 . . . . . . . . . . . . 10 kΩ-TP160A

Stavba

Mikrofonní předzesilovač II jezhotoven na dvoustranné desce s ploš-nými spoji o rozměrech 84 x 30 mm.Rozložení součástek na desce s ploš-nými spoji je na obr. 6, obrazec deskyspojů ze strany součástek (TOP) je naobr. 7, ze strany spojů (BOTTOM) jena obr. 8. Na stavbě zesilovače není niczáludného, je pouze potřeba pracovatpečlivě, rozlité stínicí měděné plochyjsou náchylnější k možnosti tvorbycínových můstků. Desku předzesi-lovače je možné snadno přichytit k pane-lu zařízení přišroubováním konektoruXLR a hřídelky potenciometru.

Závěr

Popsané mikrofonní předzesi-lovače jsou cenově zajímavou alter-nativou ke vstupním obvodům osaze-ným SSM2017 při dosažení lepšíchparametrů, než se vstupy osazenýmipouze operačními zesilovači. Dvěprovedení umožňují si vybrat výhod-nější variantu podle předpokládanéhopoužití. Provedení na dvoustrannýchdeskách zmenšuje celkové rozměrypředzesilovače, což usnadňuje jehopřípadnou vestavbu do stávajícíhozařízení.

Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou Předzesi-lovače I typ A421 stojí 69,- Kč,kompletní stavebnice Předzesilovače I,označená A99421, obsahující součást-ky podle rozpisky materiálu a deskus plošnými spoji, stojí 219,- Kč.

Samotná dvoustranná vrtanáa pocínovaná deska s prokovenýmiotvory a nepájivou maskou Předzesi-lovače II typ A422 stojí 89,- Kč,kompletní stavebnice PředzesilovačeII, označená A99422, obsahující sou-částky podle rozpisky materiálu a des-ku s plošnými spoji, stojí 259,- Kč.

Mikrofonní předzesilovačTHAT1510

Americká firma THAT Corpo-ration již před časem oznámila vývojobvodu pro mikrofonní předze-silovače, který by měl být vývodověkompatibilní se známým obvodemSSM2017, měl by však mít celkovělepší vlastnosti. Pouze pro představuuvádíme výběr z technických para-metrů.Výborné šumové vlastnosti v celém

pásmu zesíleníVelmi malé zkreslení THD+N

v celém akustickém pásmu.Velko šířku přenášeného pásma

- 3 MHz při zesílení 1000Rychlost přeběhu 28 V/µs při

zesílení 10Rozkmit signálu ±13 V při napájení

±15 VZisk nastavitelný externím odporem

od 1 do >1000 Zjednodušené vnitřní zapojení obvodu THAT1510

Documents

1/2001 Obsah