<< Előző oldal   Címlap   Következő oldal >>

 

A TT-A-A20 hangerősítő bemeneti fokozata a jeldetektor áramkörrel és a túlvezérlés érzékelővel

Szintillesztő erősítő
Túlvezérlés érzékelő
Hangfrekvenciás jeldetektor
Bemenetváltó
Stabilizált tápegység
Kapcsolási rajz
Alkatrészjegyzék
Huzalozási vázlat
Nyomtatott áramkör
Mérési eredmények

      Fejlesztés alatt!

      A bemeneti fokozat feladata:
     · biztosítani a két sztereó bemenet feszültségszintjének külön-külön beállíthatóságát;
     · tájékoztatni a felhasználót a szintbeállítás során fellépő túlvezérlésről;
     · észlelni a bemenetekre adott hangjelet és az észlelés tényét továbbítani a vezérlő egységnek;
     · valamint a vezérlő egység jele alapján elvégezni a bemenetkiválasztást.

Vissza a lap tetejére

      A szintillesztő erősítő paramétereinek meghatározásához szükséges adatok:
     · Bemenő feszültségszint (U_BE): 0,3..2 V;
     · Kimenő feszültségszint (U_KI): 1 V.

      A szintillesztő erősítő biztosítja, hogy 1 V alatti bemenő feszültségszintek esetében is beállítható legyen az 1 V-os kimenő szint.
      Ahhoz, hogy a minimális (0,3 V-os), még illeszthető feszültségszintből létrejöjjön a névleges kimenő feszültségszint, a következő feszültségerősítés szükséges:

A_U = U_KI / U_BE = 1 V / 0,3 V = 3,33.

      Mivel a műveleti erősítő feszültségerősítése:

A_U = 1 + R_V / R₂,

      az R_V visszacsatoló ellenállás értéke:

R_V = (A_U - 1) · R₂ = (3,33 - 1) · 3,3 kΩ = 7,67 kΩ,

      szabványos értékkel R_V = 7,5 kΩ.

      A szintillesztő erősítő fix 3,3-szeres feszültségerősítéssel dolgozik, így a felhasználó feladata, hogy az előlapon elhelyezett P₁ potenciométerrel korlátozza a minimális 0,3 V-osnál nagyobb feszültségszintű műsorforrások hangjelét. (Ebben a beállításban segít a bemenetválasztó kapcsoló után elhelyezett túlvezérlés érzékelő áramkör, amely tájékoztatja a felhasználót a túlzottan magasra állított feszültségszintről.)
      Az alsó határfrekvenciának f_A = 2 Hz-et választva a C_BE kondenzátor értéke:

C_BE = 1 / (2 · π · f_A · P₁) = 1 / (2 · π · 2 Hz · 47000 Ω) = 1,69 μF,

      szabványos értékkel C_BE = 2,2 μF.

Vissza a lap tetejére

      A túlvezérlés érzékelő áramkör:

      Az ábrán a túlvezérlés érzékelő áramkör egyik csatornája látható. Az egyik feszültségkomparátor a pozitív, a másik a negatív csúcsokat figyeli. Kimenetük huzalozott-VAGY kapcsolattal vezérli a LED-es jelzőfény táplálását.
      A referenciafeszültségeket ellenállásosztó állítja elő. Az LM339N komparátor áramkör bemenő árama 25..65 nA. Legyen az I_O osztóáram 0,5 mA, amely a bemenő áramnak körülbelül 10000-szerese. Mivel az osztó U_O tápfeszültsége 30 V, az osztó teljes ellenállása:

R_O = U_O / I_O = 30 V / 0,0005 A = 60 kΩ.

      A potenciométeres szabályozási tartományt 15% körülire választva: P₁ = P₂ = 10 kΩ.
      A következő referenciafeszültségeket kell előállítani:
     · U_P = 2^0,5 · 1 V = 1,41 V, az osztó talppontjához mérten: U_Pt = 16,41 V;
     · U_N = 2^0,5 · -1 V = -1,41 V, az osztó talppontjához mérten: U_Nt = 13,59 V.

      Az egyes osztóellenállások értékei:

R_O1 = (U_O - U_Pt) / I_O - (R_P1 / 2) = (30 V - 16,41 V) / 0,0005 A - (10000 / 2) = 22,18 kΩ,

R_O2 = (U_Pt / I_O) - (R_P1 / 2) = (16,41 V / 0,0005 A) - (10000 / 2) = 27,82 kΩ,

R_O3 = (U_O - U_Nt) / I_O - (R_P2 / 2) = (30 V - 13,59 V) / 0,0005 A - (10000 / 2) = 27,82 kΩ,

R_O4 = (U_Nt / I_O) - (R_P2 / 2) = (13,59 V / 0,0005 A) - (10000 / 2) = 22,18 kΩ,

      szabványos értékekkel R_O1 = R_O4 = 22 kΩ, R_O2 = R_O3 = 27 kΩ.

Vissza a lap tetejére

      Ha a komparátorok pozitív bemenetén a feszültség meghaladja a negatív bemenet feszültségét, nyitott kollektoros kimenetük a negatív tápfeszültségre kapcsolja a T₁ tranzisztor bázisát, amelynek hatására táplálást kap az L₁ LED.
      A komparátorok átbillenésekor az üres C₁ kondenzátor rövidzárként viselkedik, ezért a komparátorok kimenő áramát korlátozni kell. A maximálisan megengedett kimenő áram: I_KImax = 20 mA.
      Az R_Tx áramkorlátozó ellenállások értéke:

R_Tx = U_T / I_KImax = 30 V / 0,02 A = 1,5 kΩ,

      vagyis R_T1 = R_T2 = 1,5 kΩ.

      Az L₁ LED árama legyen: I_L = 10 mA. Az R_L áramkorlátozó ellenállás értéke:

R_L = (U_T - U_EC - U_LED) / I_L = (30 V - 0,1 V - 2 V) / 0,01 A = 2,79 kΩ,

      szabványos értékekkel R_L = 2,7 kΩ.

      Az I_L = I_C = 10 mA-es kollektoráramhoz, a T₁ tranzisztor B = 60 minimális statikus áramerősítési tényezőjével számolva a bázis áramkorlátozó ellenállása:

R₃ = [(U_T - U_EB - U_CEkomp) / (I_L / B)] - R_Tx = [(30 V - 0,6 V - 0,1 V) / (0,01 A / 60)] - 1500 Ω = 174,3 kΩ,

      szabványos értékekkel R₃ = 150 kΩ.

      A C₁ kondenzátor biztosítja a t_K = 2 s-os kikapcsolás-késleltetést a komparátorok kimenő jelének megszűnése után, C₁ az R₃ ellenálláson és a T₁ tranzisztoron keresztül sül ki, értéke hozzávetőlegesen:

C₁ = t_K / R₃ = 2 s / 150000 Ω = 13,3 μF,

      szabványos értékekkel C₁ = 10 μF.

Vissza a lap tetejére

      A hangfrekvenciás jeldetektor áramkör:

      Mindkét sztereó bemenethez tartozik egy-egy jeldetektor áramkör, amelyek a bal csatornákra kapcsolódnak és a hangfrekvenciás jel meglétekor logikai "1" szintű digitális kimenő jelet biztosítanak. Ez alapján végzi el a vezérlő egység a ki-, és bekapcsolási, valamint kiválasztási feladatait.
      A beérkező hangfrekvenciás feszültségjel a D₁ Schottky-diódán keresztül jut a műveleti erősítő 200 kΩ-os bemeneti ellenállású nem-invertáló bemenetére. A csekély bemenő áram miatt a diódán létrejövő feszültségesés 0,1 V körüli, amely egyben a kapcsolás küszöbfeszültsége is. Vagyis a jeldetektor áramkör hozzávetőlegesen 0,1 V-os bemenő feszültség fölött jelez.
      A néhány tized voltos bemenő feszültségből az A_U = 50 erősítésű műveleti erősítő hozza létre a 4,8..4,9 V-os kimenő jelet. (Az MC33202 típusú Rail-to-Rail műveleti erősítő 5 V-os tápfeszültség mellett a terheléstől függően akár 4,9 V fölötti kimenő feszültséget is biztosít.)
      Az áramkör az 5 V-os tápfeszültségét a vezérlő egységtől kapja.
      A C₁ kondenzátor egy körülbelül 10 ms-os kimenő jel megszűnés késleltetést biztosít, hogy a hangfrekvenciás jel feszültségcsúcsai egy viszonylag folyamatos kimenő jelet hozzanak létre.

Vissza a lap tetejére

      Az A_U = 50 erősítés beállításához szükséges visszacsatoló ellenállás:

R_V = (A_U - 1) · R₂ = (50 - 1) · 1 kΩ = 49 kΩ,

      szabványos értékkel R_V = 51 kΩ.

      Az R₃ áramkorlátozó ellenállás értéke legyen: R₃ = 1,5 kΩ.

      Mivel a feltöltött kondenzátor az R₃, R_V és R₂ ellenállásokon keresztül sül ki, a C₁ késleltető kondenzátor értéke:

C₁ = t_K / (R₃ + R_V + R₂) = 0,01 s / (1500 Ω + 51000 Ω + 1000 Ω) = 187 nF,

      szabványos értékkel C₁ = 220 nF.

      A C₁ késleltető kondenzátor feltöltési ideje:

t_T = (R₃ + R_KImc33202) · C₁ = (1500 Ω + 100 Ω) · 220 nF = 0,35 ms.

Vissza a lap tetejére

      A bemenetkiválasztó áramkör:

      Alaphelyzetben az 1. számú bemenet az aktív. A vezérlő egység logikai "1" szintű U_VEZ jelére a relé a 2. számú bemenetre vált át.
      A Fujitsu-Takamisawa gyártmányú NA24W-K típusú relé vezérlő tekercsének ellenállása: R_Re = 2880 Ω.
      A T₁ kapcsolótranzisztor kollektorárama:

I_C = (U_T - U_CE) / R_Re) = (24 V - 0,1V) / 2880 Ω = 8,3 mA.

      A D₁ gyors működésű dióda a relé kikapcsolásakor megjelenő negatív feszültségimpulzus hatásától védi meg a kapcsolótranzisztort.
      A T₁ kapcsolótranzisztor statikus áramerősítési tényezője I_C = 8 mA-es kollektoráram mellett: B = min. 120.
      Az R₁ áramkorlátozó ellenállás értéke:

R₁ = (U_T - U_BE) / (I_C / B) = (5 V - 0,6 V ) / (0,008 A / 120) = 74,99 kΩ,

      szabványos értékekkel R₁ = 75 kΩ.

Vissza a lap tetejére

      A stabilizált tápegység:

      Az ábrán látható feszültségstabilizátor áramkör hozza létre a bemeneti áramkör műveleti erősítőinek, komparátor áramköreinek és azok referenciafeszültség-osztóinak ±15 V-os tápfeszültségét.
      A tápegységet terhelik (maximum):
     · az NE5534 műveleti erősítők: 4 x 8 mA = 32 mA;
     · az LM339 komparátorai: 2 mA;
     · a komparátorok referenciafeszültség-osztói: 4 x 0,5 mA = 2 mA;
     · a túlvezérlés-jelző LED: 10 mA.
      Összesen: I_KI = max. 46 mA.
      A feszültségszabályzó áramkörökön leadott hőteljesítmény:

P_HŐmax = (U_BE - U_KI) · I_KI = (24 V - 15 V) · 0,046 A = 0,42 W.

      A TO-220 tokozású 7815 és 7915 szabályzó áramkörök plusz hűtőfelület nélkül 50 °C külső hőmérséklet mellett 1,5 W hőteljesítmény leadására képesek, ezért nincs szükség kiegészítő hűtőfelületre.

Vissza a lap tetejére

      A bemeneti fokozat kapcsolási vázlata:

Vissza a lap tetejére

      A bemeneti fokozat alkatrészjegyzéke:

Rajzjel	Db	Megnevezés	Kép
IC41 - C44	4	NE5534AP műveleti erősítő (Texas Instruments)
IC51	1	MC33202PG kisfeszültségű, dupla, Rail-to-Rail műveleti erősítő (ON Semiconductor)
IC81	1	7815 +15 V-os, TO-220 tokozású feszültségszabályzó
IC82	1	7915 -15 V-os TO-220 tokozású feszültségszabályzó
IC91	1	LM339N 4db analóg komparátor (DIP-14)
T6	1	BC182 TO-92 tokozású NPN tranzisztor
T91	1	BC212 TO-92 tokozású PNP tranzisztor
D6, D51, D52	3	BAT 46 Schottky-dióda (SGS-Thomson Microelectronics)
Re6	1	NA24W-K miniatűr, dupla váltóérintkezős, =24 V-os relé (Fujitsu)
P41, P42	2	47 kΩ A lineáris, fémházas ikerpotenciométer (Radiohm)
P91 - P94	4	10 kΩ fekvő trimmer potenciométer
C41 - C44	4	2,2 μF / 50 V MKS-2 polisztirol kondenzátor (WIMA)
C45 - C412, C53, C92, C93, C83 - C86	15	100 nF / 50 V kerámia kondenzátor
C51, C52	2	220 nF / 50 V kerámia kondenzátor
C54	1	4,7 μF / 25 V elektrolit kondenzátor
C81, C82	2	220 μF / 35 V elektrolit kondenzátor
C91	1	10 μF / 50 V elektrolit kondenzátor
R41, R44, R47, R410, R54, R58, R99 - R912	10	1 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R42, R45, R48, R411	4	7,5 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R43, R46, R49, R412	4	3,3 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R52, R56, R913 - R916	6	1,5 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R53, R57	2	51 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R6	1	75 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R91, R94, R95, R98	4	22 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R92, R93, R96, R97	4	27 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R917	1	150 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
R918	1	2,7 kΩ / 0,4 W fémréteg ellenállás
-	7	2-pólusú sorkapocs
-	2	3-pólusú sorkapocs

Vissza a lap tetejére

      A bemeneti fokozat huzalozási vázlata:

      Fejlesztés alatt!

Tudomány és Technika (test@t-es-t.hu)

Vissza az oldal elejére

<< Előző oldal   Címlap   Következő oldal >>