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ENZYKLOPÄDIE DER FUNKELEKTRONIK UND ELEKTROTECHNIK AF mit Telegrafenfilter. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik
Lexikon der Funkelektronik und Elektrotechnik / Anfänger Funkamateur [Bei der Verarbeitung dieser Anweisung ist ein Fehler aufgetreten.] Audioverstärker, dessen Diagramm in Abb. dargestellt ist. 1 ist für einfache Kommunikationsgeräte gedacht – Superheterodyne und Direktumwandlungsempfänger. Die Verstärkung dieses Ultraschall-Echolots beträgt etwa 1000 (60 dB). Bandbreite von 250 bis 2700 Hz (Pegel - 6 dB). Um Telegrafensignale zu empfangen, kann sie auf 300 Hz eingegrenzt werden, mit einer durchschnittlichen Frequenz von etwa 900 Hz.
Der Ultraschallverstärker basiert auf einem Operationsverstärker DA1, dessen Gleichstrombetriebsart durch einen Teiler an den Widerständen R1, R2 eingestellt wird. Das Audiofrequenzsignal wird dem nichtinvertierenden Eingang des Operationsverstärkers zugeführt, und vom Ausgang des Operationsverstärkers wird ein Rückkopplungssignal an seinen invertierenden Eingang geliefert. Es durchläuft RC-Schaltkreise, die die Verstärkung des Geräts und seinen Frequenzgang (AFC) bestimmen. Bei geöffneten Kontakten des Schalters SA1 wird der Frequenzgang des Verstärkers durch die Widerstände R3, R4 und die Kondensatoren C2, C6 gebildet. Bei mittleren Frequenzen (1 ... 2 kHz) wird die Verstärkung K nur durch die Widerstände R3 und R4 bestimmt. Da das Signal einem nichtinvertierenden Eingang zugeführt wird, gilt K=1+R3/R4. Wenn in Abb. Bei einer Nennleistung dieser Widerstände beträgt die Verstärkung etwa 1. Beachten Sie, dass 1000 die maximal zulässige Verstärkung des Ultraschallfrequenzwandlers ist, wenn der Operationsverstärker K1000UD140 und einige andere intern korrigierte Operationsverstärker verwendet werden. Dies ist in Abb. dargestellt. 8 zeigt den Frequenzgang des Operationsverstärkers selbst. Es ist ersichtlich, dass bei hohen Werten der Verstärkung auch ohne Berücksichtigung des Einflusses der Zusatzelemente die Bandbreite bereits unter den geforderten 2 kHz liegt. Der Frequenzgang des Verstärkers bei niedrigen Frequenzen wird hauptsächlich durch die R4C2-Kette bestimmt. Bei der Frequenz F=1/2pR4C2 verringert sich die Verstärkung um 3 dB relativ zu den mittleren Frequenzen. Es ist leicht zu überprüfen, dass dies bei den im Diagramm angegebenen Nennwerten bei einer Frequenz von etwa 280 Hz geschieht. Bei hohen Frequenzen bestimmt der Frequenzgang des Verstärkers hauptsächlich den Frequenzgang des Operationsverstärkers DA1 (Abb. 2).
Sie können hohe Frequenzen weiter dämpfen, indem Sie parallel zu R3 einen Kondensator (C6) schalten, dessen Kapazität experimentell ausgewählt wird. Wenn der Operationsverstärker selbst Frequenzen über 3 kHz nicht effektiv „überwältigt“ hat, sollte die Kapazität dieses Kondensators mit dem im Diagramm angegebenen Wert des Widerstands R3 etwa 1000 pF betragen (sie wird nach der gleichen Formel wie in berechnet). der vorherige Fall). Unter Berücksichtigung des tatsächlichen Frequenzgangs einer bestimmten Operationsverstärkerinstanz wird die Kapazität dieses Kondensators in der Praxis geringer sein. Insbesondere fehlt möglicherweise eine „doppelte T-Brücke“, die aus zwei parallel geschalteten T-förmigen Ketten (R6R7C8 und R8C7C9) besteht. Die Abhängigkeit des Signalübertragungskoeffizienten einer Doppel-T-Brücke von der Frequenz ist in Abb. dargestellt. 3.
Bei einer bestimmten Frequenz (üblicherweise nennt man sie Quasi-Resonanzfrequenz) nimmt der Übertragungskoeffizient einer solchen Schaltung deutlich ab – um das Hundertfache oder mehr. Wenn eine Doppel-T-Brücke parallel zum Widerstand R3 an den Rückkopplungskreis unseres Verstärkers angeschlossen ist, hat die Brücke bei der Quasi-Resonanzfrequenz praktisch keinen Einfluss auf den gesamten UHF-Übertragungskoeffizienten. Bei Frequenzen oberhalb und unterhalb dieser Frequenz nimmt die Gegenkopplung zu (doppeltes T – die Brücke überbrückt sozusagen den Widerstand R3), wodurch die Verstärkung des Verstärkers verringert wird. Dadurch entsteht ein „resonanter“ Frequenzgang (Kurve 1 in Abb. 4). Die gleiche Abbildung zeigt den Frequenzgang des Verstärkers bei deaktivierter Doppel-T-Brücke (Kurve 2). Für den Pegel von 0 dB in dieser Abbildung wird die Verstärkung des UZCH bei einer Frequenz von 1 kHz genommen.
Die Quasiresonanzfrequenz einer Doppel-T-Brücke wird durch die Nennwerte ihrer Elemente bestimmt. Wenn die Bedingungen C = C7 = C8 = C9 und R = R6 = R7 = 4R8 erfüllt sind, kann er mit der Formel F = 0,45/RC berechnet werden. In kleinen Grenzen kann die Quasiresonanzfrequenz durch Auswahl nur eines Widerstands R8 verändert werden. Widerstand R5 entkoppelt. Es reduziert die Brückenbelastung durch einen relativ niederohmigen Widerstand R4. Wenn es nicht installiert ist, ist die Einengung der Ultraschallfrequenzbandbreite beim Anschluss einer Doppel-T-Brücke deutlich geringer, d. h. der Filter wird unwirksam sein. Durch die Auswahl dieses Widerstands und die Überwachung des Frequenzgangs des Verstärkers können Sie die Ultraschallfrequenzbandbreite beim Empfang von Telegrafensignalen entsprechend dem individuellen Geschmack des Betreibers einstellen. Die Verwendung eines Operationsverstärkers mit Ultraschallfrequenz bietet einen Vorteil: Das aus wartungsfähigen Teilen zusammengesetzte Design erfordert keine Anpassung. Wenn der Verstärker beim ersten Einschalten nicht funktionierte, müssen Sie den DC-Modus des Operationsverstärkers überprüfen. Die Spannung an seinem Ausgang (Pin 7) sollte etwa der Hälfte der Spannung des Netzteils entsprechen (sie wird durch den Teiler an den Widerständen R1 und R2 eingestellt). Ist dies nicht der Fall, haben Sie entweder bei der Installation oder Auswahl der Elemente für die Struktur Fehler gemacht oder der Operationsverstärker ist einfach defekt. Wenn Sie das Design wiederholen, können Sie die meisten modernen und nicht ganz so modernen Operationsverstärker verwenden. Wenn ein Operationsverstärker ohne Feldeffekttransistoren am Eingang verwendet wird (z. B. K140UD7), sollte der Widerstandswert der Widerstände R1 und R2 auf etwa 100 kOhm reduziert werden, wobei die Bedingung R1 = R2 beibehalten wird. Oxidkondensatoren können von beliebiger Art sein. Der Verstärker ist für die Verwendung mit Kopfhörern mit einem Widerstand von 50...100 Ohm ausgelegt. Wenn einem Funkamateur Kopfhörer mit geringerem Widerstand zur Verfügung stehen, muss er diesem Verstärker eine kleine Endstufe hinzufügen. Die Versorgungsspannung dieses Ultraschallgerätes beträgt 9...12 V. Eine Verstärkung von 1000 ist für einen Ultraschall-Superheterodyn-Empfänger mehr als ausreichend. Für einen Empfänger mit direkter Umwandlung muss die Gesamtverstärkung entlang des Audiofrequenzpfads hundertmal größer sein, daher ist der Ultraschallfrequenzwandler, dessen Schaltung in Abb. 1, in diesem Fall muss die Anwendung um eine Vorverstärkungsstufe ergänzt werden. Sein Schema ist in Abb. dargestellt. 5. Es basiert auf einem Transistor und reduziert den Pegel seines eigenen Rauschens in einem Modus mit einem kleinen Kollektorstrom (ca. 0,2 mA). Die Verstärkung einer solchen Stufe wird durch das Verhältnis des Lastwiderstands im Kollektorkreis des Transistors VT1 (hauptsächlich R3 und R7 parallel geschaltet) und der Summe der Widerstände des Widerstands im Emitterkreis, nicht überbrückt, bestimmt Kondensator (R4) und dem Widerstand des Emitterübergangs. Letzteres lässt sich mit der einfachen Formel Re = 25/I abschätzen. Wenn wir den Strom in Milliampere in diese Formel einsetzen, wird der Widerstand in Ohm angegeben. Bei einem Emitterstrom von 0,2 mA beträgt der Widerstand Re 125 Ohm. Der Gewinn dieser Phase lässt sich nun leicht abschätzen – etwa 80. Bei der Berechnung der Verstärkung einer solchen Stufe darf man den Eingangswiderstand der nächsten Ultraschallstufe nicht vergessen. Aber in unserem Fall kann man ihn getrost ignorieren – er beträgt etwa 200 kOhm (der Widerstandswert der parallel geschalteten Widerstände R1 und R2 ist in Abb. 1 dargestellt). Unter Berücksichtigung dieser Eingangsimpedanz der nachfolgenden Stufe verringert sich die Verstärkung des Vorverstärkers geringfügig – auf 75. Der Kondensator C4 begrenzt den oberen Durchlassbereich der Vorstufe auf 4...5 kHz.
Zur Orientierung in Abb. Abbildung 5 zeigt die Gleichstrommodi bei einer Stromquellenspannung von 12 V. Wenn diese geringer ist, müssen Sie im Stromkreis dieser Stufe (R6) einen Filterwiderstand mit einem niedrigeren Widerstand verwenden.
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