расчет операционного усилителя

[rinetta28]

Здравствуйте. Считаю курсовую, нужно рассчитать звуковой усилитель. Уже рассчитан двухтактный каскад, реостатный каскад, повторитель. Дальше должен стоять операционный усилитель. Выбрала К157УД1. Преподаватель подтвердил, что его можно использовать, выбран правильно. Но дальше совсем не понятно. На основе чего выбирается схема ОУ? Инвертирующий или неинвертирующий. И кажется нужно еще выбрать активную или пассивную регулировку тембра. Регулировка усиления по техническому заданию должна обеспечиваться +-10 дБ. Регулировка тембра +-12 дБ на ВЧ и +-10дБ на НЧ. Разъясните пожалуйста простым языком, как это все правильно выбирается. Преподаватель очень все сложно и не понятно объясняет.

[Сэр Мурр]

Лучше выбрать неинвертирующее включение, в этом случае проще обеспечить ОС- она не будет связана с выходным сопротивлением предыдущего каскада.
Выбор акивной или пассивной регулировки тембра.
Если общее усиление достаточно велико, выберите пассивную. Если мало- то активную, иначе не раскачать выходной каскад.
В вашем случае, общее усиление с применением пассивной регулировки должно быть в 4 раза (ибо +12 дб) должно быть больше, чем с активной регулировкой.

[rinetta28]

Спасибо большое за ответ, так стало намного понятнее.

[rinetta28]

Еще такой вопрос. Получается будет стоять два каскада, один на регулировку усиления, второй на регулировку тембра? Или я что-то не так понимаю? Не понятно.

[Сэр Мурр]

Один каскад- это активный регулятор тембра.
После него сигнал идёт на второй каскад- это собственно ОУ 157УД1.
Но как уже говорилось, можно вместо активного рег. тембра, сделать пассивный. Тогда надобность в первом каскаде отпадает.

[rinetta28]

Каким образом тогда осуществить регулировку по усилению +-10дБ?

[rinetta28]

Такая схема для регулировки тембра верная?

Спойлер

[Сэр Мурр]

У Вас схема регулировки включена параллельно цепи обратной связи по напряжению, и фактически, при достаточно большом номинале конденсатора, эквивалентна простой регулировке усиления.
К сожалению, на нашем сайте нет типовых простых схем регулировки тембра, но их можно найти на других форумах.
Например, типовой пассивный регулятор http://www.eviljoke.ru/wp-content/uploa ... 87x180.jpg
Типовой активный регулятор может выполняться:
1) с линейным усилителем, компенсирующим потерю усиления на пассивных цепях регулировки http://radio-uchebnik.ru/images/tembr_aktiv.png- часто используемый вариант
2) с частотнозависимыми цепями обратной связи (довольно редкий вариант)http://5fan.ru/files/8/5fan_ru_43097_c5c2c8a5d2115f796a47024ec29859d6.html_files/0.jpg
На нашем форуме есть тема о достоинствах и недостатках различных регуляторов тембра viewtopic.php?f=42&t=93534

[rinetta28]

Ох, сложно мне дается схемотехника. Задам еще несколько наверное глупых вопросов.
Насколько я поняла, что если я выбираю пассивную регулировку тембра, то каскад у меня один. Получается есть у меня операционный усилитель. Включение неинвертирующее. Это понятно. Дальше мне нужно регулировать тембр. Выбираю схему пассивной регулировки тембра и подключаю ее на вход, так? И далее рассчитываю просто все элементы в схеме?
Тут еще в той схеме, что Вы отправили, заранее стоят номиналы. Нужно ли пересчитывать их для своей схемы или эти подходят?
И с усилением совсем не понятно. За счет чего оно будет регулироваться? Мне тоже нужно выбрать какую-то схему для регулировки усиления?
Простите, что так много вопросов. Хочу разобраться, но доходит до меня с большим трудом.

[Сэр Мурр]

Упс! Начинаем с конца. Какое напряжение нужно получить на выходе ОУ?
Перейдём к началу. Какое напряжение будет подаваться на вход всей схемы (конкретику схемопостроения пока оставим в стороне)?
Вот из этих двух напряжений мы определяем требования к усилителю ( уверен, что Вы самостоятельно рассчитаете это усиление).
Теперь, поскольку мы знаем требования к усилению, подумаем о выборе темброблока.
Пассивный темброблок может только ослаблять сигнал, подъём усиления при регулировке тембра- это не усиление сигнала. Пассивный РТ рассчитывается так, что при среднем положении регуляторов происходит частотнонезависимая передача напряжения, а при крайних положениях- передача напряжения зависит от частоты сигнала. Когда регуляторы введены в положение минимума- происходит завал низких и высоких частот, а когда введены вверх- происходит подъём низких и высоких, и всё это происходит без изменения коэффициента передачи средних частот! Как правило, за середину выбирают частоту 1000 Гц, и относительно этой частоты измеряется глубина регулировки тембра. Например, глубина регулировки +\- 12 дб ( или, в разах +\- 4 раза). Входной сигнал 100 мВ. Частота сигнала 50 Гц- это НЧ сигнал. При подъёме +12 дб наш сигнал, пройдя через регулятор НЧ тембра, останется теми же 100 мВ, при завале на -12 дб ослабнет в 12 +12 дб=24 дб, или в 8 раз, и останется всего 12,5 мВ.
А сигнал 1000 Гц при любых положениях регулятора НЧ останется прежним, ослабленным на 12 ДБ ( мы же помним, что в пассивном регуляторе происходит только ослабление сигнала, а подъем и завал происходит только ОТНОСИТЕЛЬНО среднего уровня частотой 1000 Гц)
Аналогично можно рассуждать и о регулировке тембра по высоким частотам.
Отсюда делаем вывод- при пассивной регулировке тембра, наш усилитель должен иметь 4-х кратный запас по усилению напряжения ( ибо глубина подъёма +12дб). Активные регуляторы как раз и компенсируют падение напряжения при регулировке- либо простым линейным усилением, либо применением частотнозависимых обратных связей.
Вообще-то номиналы нужно рассчитывать под заданные частоты и глубину регулировки, а также учитывать выходное сопротивление источника сигнала, и входное сопротивление усилителя, к которому подключён темброблок- дляя пассивного РТ выходное сопротивление должно быть как можно меньше, а входное- как можно больше.
Полагаю, что запутал Вас ещё больше? Если бы Вы могли пользоваться программой схемотехнического моделирования, Вы могли бы увидеть все эти рассуждения в графиках, что было бы гораздо нагляднее.

[rinetta28]

Вот так уже понятнее, спасибо. Пойду разбираться.

[rinetta28]

Воот, теперь точно понятно. Я еще нашла в учебнике Шкритека эту тему сейчас. Спасибо Вам большое.