wersja mobilna | kontakt z nami

Desymetryzator audio

Numer: Sierpień/2016

Przesyłanie sygnału audio za pomocą łącza symetrycznego ma wiele zalet ? najważniejszą z nich jest odporność na zaburzenia. Prawidłowo zbudowany tor przesyłowy powinien składać się z symetrycznego nadajnika i odbiornika.

Pobierz PDF

Schemat ideowy desymetryzatora pokazano na rysunku 1. Ma on dwa identyczne kanały oraz wspólny dla nich zasilacz. Rezystory R4-R7 (lub R12-R15 w drugim kanale) wraz z układem TL082 tworzą wzmacniacz różnicowy. Ponieważ wartości wszystkich rezystorów są jednakowe, jego wzmocnienie wynosi 1. Należy rozumieć to w ten sposób, że na wyjściu pojawi się sygnał o wartości międzyszczytowej równej wartości międzyszczytowej składowej różnicowej na wejściu.

rys-1Rezystory znajdujące się pomiędzy wejściami sygnału różnicowego a masą mogą ustalać składową stałą lub służyć zapewnieniu dopasowania na końcu linii. Pomiędzy liniami znajduje się miejsce na jeszcze jeden rezystor, zapewniający dopasowanie, lecz bez ustalania składowej stałej. Dzięki takim możliwościom, można skonfigurować układ w zależności od potrzeb danego systemu. Rezystancja wyjściowa jest niewielka, rzędu miliomów. Rezystor włączony szeregowo z gniazdem wyjściowym może służyć dopasowaniu do asymetrycznego kabla ekranowanego, jeżeli jego długość ma być znacząca. W innym przypadku, w miejsce rezystorów R8 i R16 wystarczy wlutować zworę z drutu.

Jako wzmacniacz operacyjny użyto TL082, ponieważ ma on dobry parametr Slew Rate (13 V/ms), co przełoży się na wierne przenoszenie sygnału oraz niską ceną. Ponadto, pobierany ze źródła zasilania prąd to tylko 3,6 mA. Wejścia wzmacniaczy operacyjnych zostały zabezpieczone za pomocą szybkich diod Shottky. Ich zadaniem jest ochrona przede wszystkim przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Prąd tych diod jest ograniczany przez rezystory układu różnicowego.

Zasilacz zaprojektowano w sposób umożliwiający jego działanie w zakresie napięcia 18…60 V, co przyda się na przykład we wzmacniaczu mocy. Wymagania odnośnie do stabilności napięcia nie są restrykcyjne, dlatego wykonano go w nieskomplikowany sposób: dioda Zenera 15 V z tranzystorem pełniącym rolę wtórnika napięciowego. Sam wzmacniacz operacyjny jest zasilany napięciem ok. ±14,3 V. W najprostszym wariancie, dioda Zenera jest polaryzowana za pomocą rezystora. Przy tak szerokim zakresie zmian napięcia zasilającego, prąd płynący przez tę diodę ulegałby dużym zmianom. Dlatego zastosowano źródło prądowe: dwie połączone szeregowo diody 1N4148 stanowią źródło napięcia rzędu 1,4 V. To napięcie odkłada się na złączu baza-emiter (ok. 0,7 V) tranzystora małej mocy oraz na rezystorze 120 V. Wywołuje to przepływ przez niego prądu o natężeniu ok. 6 mA. Takim właśnie prądem jest zasilana dioda Zenera, ponieważ prąd bazy tranzystora wtórnika ma pomijalnie niską wartość.

rys-2Jeżeli w układzie jest dostępne dobrze odfiltrowane symetryczne napięcie stałe o wartości ok. ±15V, można nie montować tranzystorów T3 i T4, a kolektor z emiterem zewrzeć zworką w miejscu zaznaczonym na płytce drukowanej. Diody D5 i D6 zabezpieczają układ przed odwrotną polaryzacją napięcia zasilającego. Rolą kondensatorów C1 i C2 jest wstępne odfiltrowanie niestabilizowanego jeszcze napięcia z zakłóceń o wysokiej częstotliwości.

Desymetryzator zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 50 mm×65 mm. Jej schemat montażowy zamieszczono na rysunku 2. Pod układ scalony warto zastosować podstawkę, co ułatwi jego ewentualną wymianę. Wszystkie rezystory w torze audio, szczególnie R4…R7 i R12…R15 warto zastosować o tolerancji 1% lub lepszej, ponieważ ma to wpływ na poziom zniekształceń oraz tłumienie składowej sumacyjnej. Zmierzona wartość CMRR układu prototypowego, w którym zastosowano rezystory o tolerancji 5%, wynosi 46 dB.

Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga żadnych czynności uruchomieniowych. Prąd pobierany ze źródła zasilania przy nieobciążonym wyjściu wynosi ok. 10 mA. Rezystory R1…R3, R8…R11 i R16 należy dostosować do potrzeb. W układzie prototypowym, R8 i R16 zostały zastąpione zworą, a pozostałych nie montowano w ogóle. Należy również nadmienić, iż modyfikując wartości rezystorów, można nadać temu układowi wzmocnienie większe od jedności. Należy jedynie pamiętać, aby R4=R6 i R5=R7 (analogicznie: R12=R14 i R13=R15), gdyż niespełnienie tego warunku poskutkuje spadkiem CMRR i zniekształceniami sygnału.

Michał Kurzela, EP

Pozostałe artykuły

Uniwersalny moduł zasilający

Numer: Październik/2016

Zasilacz jest podstawowym komponentem każdego urządzenia elektrycznego czy elektronicznego. W czasach, gdy urządzenia elektroniczne budowane są praktycznie przez każdego nawet niewtajemniczonego w elektronikę konstruktora, opisywane rozwiązanie układowe idealnie sprawdzi się, jako ?reduktor? napięcia zasilającego.

Combo Audio DAC dla Raspberry PI

Numer: Październik/2016

W większości aplikacji multimedialnych Raspberry PI dobrze jest mieć dwa rodzaje wyjść sygnału audio: analogowe i cyfrowe. To ułatwia elastyczne dołączenie do domowego systemu AV. Nie są dostępne takie rozwiązania komercyjne ? za każdym razem trzeba składać HAT DAC i S/PDIF, co niepotrzebnie podnosi koszty. Przedstawione rozwiązanie integruje dwa układy na jednej płytce i zgodne jest z dostępnym oprogramowaniem.

Płytka "automatyki domowej" dla Raspberry Pi Zero

Numer: Październik/2016

Przedstawiona płytka umożliwia wykorzystanie Raspberry PI w wersji Zero w systemach domowej automatyki, w których niepotrzebna jest duża ilość GPIO, a ważna jest funkcjonalność i niewielkie wymiary.

Moduł wzmacniacza mocy z LM3886

Numer: Wrzesień/2016

Moduł monofonicznej końcówki mocy, opartej na aplikacji układu LM3886. Cieszy się on bardzo dużą popularnością oraz niezłą opinią nawet wśród audiofilów, którzy są "przesadnie uczuleni na wszystko, co scalone".

Miniaturowy wzmacniacz mocy 2×1 W/8 Ohm

Numer: Wrzesień/2016

Niewielki, zasilany akumulatorem wzmacniacz mocy, który przyda się do zastosowań "mobilnych".

Mobilna
Elektronika
Praktyczna

Elektronika Praktyczna

Listopad 2017

PrenumerataePrenumerataKup w kiosku wysyłkowym

Elektronika Praktyczna Plus

lipiec - grudzień 2012

Kup w kiosku wysyłkowym