Промежуточный усилитель

5. Промежуточный усилитель

Промежуточный усилитель собран на ОУ КР1408УД1, который имеет повышенные выходные характеристики.

Промежуточный усилитель предназначен для согласования между предварительными каскадами усиления и регуляторов громкости и тембра с усилителем мощности. Коэффициент усиления промежуточного усилителя должен обеспечить на выход амплитуду сигнала не менее величины входного напряжения предоконечного каскада. При этом оба каскада охвачены ООС , а промежуточный каскад выполнен на ОУ в неинвертирующем включении. Коэффициент усиления по напряжению на средних частотах равен:

Так как неинвертирующий вход связан с общей шиной резистором балансировки R25, то разность напряжений между входами ОУ будет равна входному напряжению смещения. Более точную регулировку балансировки напряжения смещения на выходе оконечного каскада выполняется с помощью балансировочного резистора R28=10 кОм. Так как входное сопротивление ОУ очень большое 6 МОм, то промежуточного усилителя определяется величиной резистора балансировки R25. При включении регулятора тембра между входными и промежуточными усилителями величина резистора R25 выбирается по результатам расчёта регулятора тембра из условия, чтобы характеристики регулятора не искажались из-за шунтирующего действия этого резистора. Выберем R25=47 кОм.

Так как оконечный каскад совместно с промежуточным каскадом охвачен ООС, то коэффициент передачи цепи ОС равен:

, где - глубина ООС;

- коэффициент передачи по напряжению цепи ОС; - исходный коэффициент передачи по напряжению каскадов, охваченных ОС.

 , где F=5 найдено ранее, выбираем равным 1,8 , меньше выбирать нежелательно, так как это приводит к росту входного напряжения на инвертирующем входе ОУ.

При  выбираем R24=100кОм и R27=130кОм.

Для снижения влияния по симметричному источнику питания работы усилителя мощности на входные каскады усилителя, после запитки промежуточного усилителя снижаем напряжение до . Для этой цели выбираем стабилитроны КС515А при этом ток стабилизации 5мА.

Тогда рассчитываем значения резисторов R29 и R30:

Выберем R29=R30=620 Ом.

6. Расчёт регулятора усиления

Схема регуляторов собрана на двух ОУ микросхемы К157УД2.

По техническому заданию необходимо обеспечить плавную регулировку усиления на 30 дБ.

Конденсаторы С11 и С10 берём согласно схеме включения микросхемы К157УД2, возьмём С11=С8=27 пФ.

Рассчитаем резистор R19:

7. Расчёт регулятора тембра

По техническому заданию необходимо обеспечить регулировку тембра на частотах  и . Для экономии микросхем воспользуемся вторым ОУ в том же корпусе.

В разрабатываемом регуляторе тембра будем использовать резисторы типа А, с линейным законом изменения сопротивления при перемещении движка. В области средних частот коэффициент передачи по напряжению равен единице, что является достоинством данного типа регуляторов.

Определяем коэффициенты n и p:

Для гарантированной работы выберем n и p с запасом при :

Теперь проверим выполнение условия отсутствия взаимного влияния регуляторов на средних частотах:

Следовательно, для заданного диапазона регулирования это требование выполняется.

Для регулировки тембра будем использовать переменные резисторы R11 и R16 сопротивлением по 43 кОм.

Исходя из условия:

Выберем резисторы таким образом, чтобы они не превышали входного сопротивления ОУ 500 кОм, возьмём R13=R14=100 кОм.

Резисторы R10,R12 и R15,R17 рассчитываем по следующим формулам:

Выбираем: R10=R12=R17=R15=11 кОм.

Из следующего соотношения выбираем ёмкости конденсаторов C12 и С13:

Выберем С12=51 нФ.

Выберем С13=750 пФ.

Далее находим минимальное входное сопротивление рассчитываемого регулятора тембра:

Рассчитаем ёмкость разделительного конденсатора С14: