2312.pdf

Projekty AVT

SSM−2165

Inteligentny

przedwzmacniacz

2312

W numerze 9/98 EdW ogłosiliśmy konkurs.

Zadaniem Czytelników było zaproponowa−

nie schematu blokowego ich zdaniem

idealnego przedwzmacniacza mikrofono−

wego. Rozwiązanie konkursu zamieszcza−

my na końcu tego artykułu. Nieprzypadko−

wo nagrodami są katalogi firmy Analog De−

vices. Właśnie ta firma niedawno wypuści−

ła na rynek rodzinę układów scalonych,

będących znakomitymi przedwzmacniacza−

mi, zbudowanymi z wykorzystaniem blo−

ków modyfikacji dynamiki: limitera, kom−

presora i bramki szumu.

Układy te przeznaczone są na przykład

do dźwiękowych kart komputerowych,

gdzie odpowiednio obrabiają sygnał uzyski−

wany z mikrofonu, by przed przetworze−

niem na postać cyfrową bez zbędnych

zniekształceń uzyskać jak największą dyna−

mikę i duży odstęp od poziomu szumów.

Dzięki obecności ogranicznika nie dopu−

szczającego do przesterowania, układy te

znakomicie nadają się nie tylko do roli

przedwzmacniaczy mikrofonowych, ale

także znakomicie sprawdzą się wszędzie

tam, gdzie sygnał dźwiękowy jest zapisy−

wany bądź przesyłany.

Opisany dalej układ doskonale współ−

pracuje z mikrofonem elektretowym, ale

bez przeróbek może też współpracować z

innymi źródłami sygnału. Może więc pełnić

funkcję uniwersalnego niskoszumnego

przedwzmacniacza mikrofonowego z auto−

matyką. W tej roli znajdzie zastosowanie

we wszelkich systemach nagłośnienia, w

układach telekomunikacyjnych i radioko−

munikacyjnych, telekonferencyjnych, w dy−

skotekach, systemach rozgłaszania (np.

dworce PKP i PKS), itp. Będzie też znako−

mitą pomocą przy wszelkich nagraniach,

pełniąc rolę skutecznego ogranicznika, nie

dopuszczającego do przesterowania toru

zapisu. Szczególne właściwości układu u−

możliwiają wykorzystanie go jako gitarowe−

go efektu wybrzmiewania (sustain) o bar−

dzo dobrej jakości.

W niniejszym artykule zaprezentowano

dwie produkowane obecnie wersje układu

scalonego SSM2165. Układ ten umie−

szczony jest w 8−nóżkowej obudowie i jego

schemat aplikacyjny uproszczony jest do

niezbędnego minimum. We−

wnętrzna struktura jest jednak zło−

żona, a uzyskiwane parametry

– znakomite. Budowa świetnego

przedwzmacniacza o niespotyka−

nych dotąd właściwościach nawet

początkującym nie sprawi trudnoś−

ci. Układ nie wymaga uruchamiania

czy regulacji. Jedyną regulacją jest

dobranie za pomocą potencjome−

tru współczynnika kompresji, a tę

regulację użytkownik może prze−

prowadzić w warunkach normalnej

pracy, oceniając "na ucho" uzyski−

wane efekty. Prezentowany układ

stanowi nową jakość w dziedzinie

przedwzmacniaczy mikrofonowych i dlate−

go zapoznać się z nim powinien każdy, kto

praktycznie zajmuje się elektroakustyką i

nagłaśnianiem.

Co prawda, do pełnego zrozumienia

działania układu potrzebna jest wiedza o

procesorach dynamiki, podana w kilku o−

statnich numerach EdW. Należy jednak wy−

raźnie podkreślić, że wiedza ta nie jest ko−

nieczna do zbudowania i praktycznego wy−

korzystania przedwzmacniacza – na rzeczy−

wisty stopień trudności tego projektu

wskazuje jedna gwiazdka. Dlatego nawet

początkujący, którzy nie do końca zrozu−

mieją sens przedstawionych wykresów

mogą bez obaw podjąć się budowy tego ar−

cyciekawego wzmacniacza.

Układ scalony SSM2165

Charakterystykę układu pokazuje rysu−

nek 1. Na osi poziomej zaznaczono poziom

napięcia wejściowego, czyli w praktyce

przebiegów z mikrofonu. Kolorem zielonym

pokazano przykładowy zakres sygnałów u−

żytecznych uzyskiwanych z mikrofonu (np.

elektretowego). Ale w niektórych sytua−

cjach mikrofon czy inne źródło może dać

znacznie większe sygnały – ten zakres za−

znaczony jest kolorem czerwonym. Kolo−

rem żółtym zaznaczono zakres najmniej−

szych sygnałów – nie są to sygnały użyte−

czne, tylko dźwięki tła (hałas otoczenia) i

szumy własne mikrofonu i otoczenia.

Zwykły wzmacniacz wzmacnia wszy−

stkie sygnały w jednakowym stopniu. Naj−

głośniejsze z nich (zakres czerwony) spo−

wodują przesterowanie przedwzmacnia−

cza, wzmacniacza mocy (lub jakiegokol−

wiek następnego urządzenia) i w konsek−

wencji bardzo głośne i nieprzyjemne efekty

przy odsłuchu. Jednocześnie cichsze

dźwięki użyteczne mogą okazać się jednak

Rys. 1 Charakterystyki wzmacniaczy

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Projekty AVT

zbyt ciche. Charakterystyka zwykłego

wzmacniacza o wzmocnieniu 100 razy

(40dB) jest pokazana na rysunku 1 – jest to

fioletowa linia prosta.

Wzmacniacz z układem ARW (Automa−

tycznej Regulacji Wzmocnienia) likwiduje

część tych wad, ale niestety tworzy nowe.

Wzmacniacz taki co prawda utrzymuje na

wyjściu stały poziom sygnału, niezależnie

od poziomu sygnału wejściowego. Charak−

terystyka wzmacniacza z układem ARW

jest zaznaczona na rysunku 1 kolorem nie−

bieskim. Automatyka zapobiega przestero−

waniu zbyt dużymi sygnałami, ale wzmac−

niacze takie maja pewną bardzo nieprzy−

jemną właściwość: przy braku sygnału uży−

tecznego bardzo silnie wzmacniają szumy

własne i szumy otoczenia. Tym samym w

stanie spoczynku na wyjściu niepotrzebnie

występują spore sygnały, będące w istocie

niepotrzebnymi śmieciami, bardzo iry−

tującymi przy odsłuchu.

Aby pozbyć się wad zarówno zwykłego

wzmacniacza, jak i wzmacniacza z ARW,

należy zastosować znacznie bardziej inteli−

gentny układ, który w dobrze przemyślany

sposób zmieniałby wartość wzmocnienia

wzmacniacza zależnie od poziomu sygnału

wejściowego. Przy największych sygnałach

powinien skutecznie ograniczać poziom

sygnału wyjściowego do zadanej wartości.

W zakresie sygnałów użytecznych powi−

nien albo utrzymywać stały poziom wy−

jściowy, podobnie jak układ z ARW, albo

wprowadzać łagodniejszą kompresję. W

każdym razie w tym zakresie słabsze syg−

nały użyteczne powinny być wzmacniane

silniej, niż silniejsze sygnały użyteczne. Wy−

równa to poziom sygnałów użytecznych.

Natomiast przy najmniejszych sygnałach,

czyli w zakresie szumów i zakłóceń, układ

powinien mieć jak najmniejsze wzmocnie−

nie. Inaczej mówiąc w zakresie najmniej−

szych sygnałów powinien zachowywać się

jak bramka szumu, lub ogólnie – ekspandor.

Tym samym taki inteligentny wzmacniacz

powinien mieć jednocześnie właściwości li−

mitera, kompresora i ekspandora. Oczywiś−

cie taką właśnie charakterystykę uzyskuje

się przy użyciu układu scalonego

SSM2165.Charakterystyka naszego inteli−

gentnego wzmacniacza również pokazana

jest na rysunku 1 – jest to linia brązowa.

Dla przeciętnego użytkownika nie jest

najważniejsze, w jaki sposób konstrukto−

rom firmy Analog Devices (a może raczej

PMI) udało się to uzyskać. Rysunek 2 poka−

zuje uproszczony schemat blokowy tego u−

kładu. Kluczową rolę pełni oczywiście

wzmacniacz sterowany napięciem (VCA).

Wzmocnienie tego wzmacniacza zależy od

poziomu sygnału wejściowego. Sygnał ten

jest prostowany (w przetworniku prawdzi−

wej wartości skutecznej True RMS ozna−

czonym LEVEL DETECTOR), uśredniany i

podawany na blok sterowania, który w za−

leżności od poziomu ustawia potrzebne

wzmocnienie.

Dla użytkownika istotna jest jedynie in−

formacja o wypadkowym przebiegu cha−

rakterystyki. Rysunek 3 (podobny do rysun−

ku 1) pozwala zrozumieć kluczowe parame−

try układu. Na rysunku tym dodatkowo na−

rysowano linię przerywaną reprezentującą

wzmacniacz o wzmocnieniu 1 (0dB).

W najzwyklejszym wzmacniaczu jedy−

nym kluczowym parametrem jest wzmoc−

nienie. W układzie z ARW kluczowym para−

metrem jest poziom sygnału wyjściowego,

a wzmocnienia generalnie nie podaje się,

bo zmienia się ono w szerokim zakresie –

niekiedy podaje się tylko wartość maksy−

malnego wzmocnienia (dla najmniejszych

sygnałów). W naszym układzie z kostką

SSM2165 sprawa jest bardziej skompliko−

wana. Ponieważ wzmocnienie zmienia się,

kluczowymi parametrami są trzy poziomy.

Dwa związane są z progiem ograniczania

(punktem przegięcia) zaznaczonym na ry−

sunku 3. Sygnały wejściowe o poziomach

większych od zaznaczonego poziomu V RP

są wzmacniane lub tłumione tak, aby na

wyjściu utrzymać (w przybliżeniu) stały po−

ziom V O . W rzeczywistości poziom wy−

jściowy nieco się zmienia (trochę rośnie ze

wzrostem sygnału wejściowego), bo układ

ogranicznika (dla sygnałów większych niż

V RP ) jest w istocie kompresorem o stopniu

kompresji około 15:1.

Sygnały użyteczne o poziomach mniej−

szych od V RP , ale większych od V DE , ró−

wnież podlegają kompresji. Ale uwaga, w

tym zakresie amplitud stopień kompresji

może być ustalony przez użytkownika za

pomocą zewnętrznego rezystora. Właśnie

dlatego na rysunku 3 zaznaczono obszar

możliwych do uzyskania charakterystyk

kompresji. Przy ustawieniu kompresji 1:1

(co oznacza brak kompresji) w zakresie uży−

tecznych poziomów wejściowych od V DE

do VRP układ jest najzwyklejszym wzmac−

niaczem. Jego wzmocnienie jest w tym za−

kresie stałe i wynosi G (na rysunku 3 ozna−

czone dodatkowo VCA GAIN).

Gdy stopień kompresji jest maksymalny

(około 15:1), w zakresie wejściowych syg−

nałów użytecznych układ zachowuje się

praktycznie tak samo jak wzmacniacz z

ARW – z powodzeniem można przyjąć, że

sygnał wyjściowy dla napięć wejściowych

większych niż V DE jest równy V O .

Oznacza to także, że dla stopnia kompre−

sji różnego od 1:1, wzmocnienie wzmacnia−

cza zwiększa się odpowiednio przy zmniej−

szaniu sygnału wejściowego. Stopień kom−

presji można zmieniać według upodobania

i potrzeb w zakresie od 1:1 do 15:1.

Rysunek 3 pokazuje również, że dla syg−

nałów wejściowych mniejszych niż V DE u−

kład zachowuje się jak ekspandor, a właści−

wie bramka szumu. Należy zauważyć, że

zmiany stopnia kompresji nie wpływają na

poziom V DE – poziom ten jest stały dla obu

wersji kostki SMM2165. W zależności od u−

stawionego przez użytkownika stopnia

kompresji, zmienia się nieco przebieg cha−

rakterystyki ekspansji w zakresie sygnałów

mniejszych od V DE , ale dla praktyka nie jest

to istotne. Ważne jest tylko to, że w tym za−

kresie (szumów i zakłóceń) czym mniejszy

jest sygnał wejściowy, tym mniejsze jest

wzmocnienie i mniejszy sygnał na wyjściu.

Tym samym najmniejsze szumy i zakłócenia

są wręcz tłumione i w efekcie przy braku na

wejściu sygnału użytecznego, poziom szu−

mów na wyjściu jest bardzo mały.

W klasycznych profesjonalnych proce−

sorach dynamiki, które mają podobne moż−

liwości i gdzie można ustawić przebieg cha−

rakterystyki dokładnie tak, jak na rysunku 3,

potrzebne nachylenia charakterystyki i pun−

kty charakterystyczne definiuje się i dobiera

nieco inaczej niż w omawianym układzie.

Dla osób, które nie miały do czynienia z ta−

kimi drogimi profesjonalnymi urządzeniami,

nie ma to żadnego znaczenia. Osoby, które

zetknęły się z takimi procesorami zauważy−

ły, że zarówno w poprzednich artykułach w

EdW, jak i w niniejszym materiale, sposób

opisu parametrów i właściwości układów

zmiany dynamiki jest odmienny, co wcale

nie zmienia istoty sprawy i nie powinno

sprawić trudności ze zrozumieniem działa−

nia kostki SSM2165.

Tabela 1 zawiera informacje na temat

kluczowych parametrów układu, który do−

stępny jest w dwóch wersjach: SSM2165−

1 oraz SSM2165−2. Działanie obu wersji

Rys. 2 Blokowy schemat wewnętrzny

układu SSM 2165

Rys. 3. Poziomy w układzie SSM 2165

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Projekty AVT

Tabela 1

SSM2165, zbudować z nią układ i zapoznać

się z jego działaniem. W ogromnej wię−

kszości przypadków efekt będzie bardzo

dobry dobry, i nie trzeba będzie sięgać po

kostkę SSM2166, której procedura regula−

cji jest niepomiernie bardziej skomplikowa−

na.

układ

V DE

V RP

V O

SSM2165−1

500µV (−64dBu)

40mV (−25,7dBu)

320mV (−6dBu)

18dB

SSM2165−2

500µV (−64dBu)

100mV (−17,7dBu)

250mV (−8dBu)

8dB

A oto dalsze kluczowe informacje o obu

wersjach układu SSM2165.

Jak widać z rysunku 2, stopień kompre−

sji ustala się za pomocą rezystora włączone−

go pomiędzy nóżkę 6 a masę. Rysunek 4

pokazuje zależność stopnia kompresji od

wartości tego rezystora dla obu wersji ukła−

du. W praktyce informacje te nie są potrzeb−

ne, ponieważ zamiast stałego rezystora na−

leży zastosować potencjometr (100k

podane napięcia są wartościami skutecznymi przebiegu sinusoidalnego,

a 0dBu = 0,775Vsk = 2,2Vpp

jest takie same, inne są tylko poziomy i

wzmocnienie charakterystyczne G.

Wartości poziomów (napięć) podane w

tabeli są skutecznymi wartościami przebie−

gu sinusoidalnego. W praktyce często uży−

teczna jest znajomość nie tyle wartości sku−

tecznej, co międzyszczytowej – oblicza się

ją mnożąc podaną w tabeli wartość przez

2,8 (dwa pierwiastki z dwóch). Przykładowo

poziom wyjściowy V O równy 250mV ozna−

cza, że maksymalny sygnał wyjściowy ma

amplitudę 350mV, a wartość międzyszczy−

tową 700mV. Jeśliby okazało się, że taka

wartość jest za mała dla następnego stop−

nia w torze, na przykład gdy czułość współ−

pracującego wzmacniacza mocy jest za ma−

ła, na wyjściu układu SSM2165 trzeba wsta−

wić prościutki wzmacniacz podwyższający

napięcie, nie można natomiast podwyższyć

tego poziomu w samej kostce SSM. Taki

wzmacniacz o wzmocnieniu 1,2...4x można

wykonać z pomocą jakiegokolwiek wzmac−

niacza operacyjnego.

Mniej zorientowanym Czytelnikom nale−

ży jeszcze wyjaśnić, że podane (niepo−

kojąco) małe wartości wzmocnienia G, wy−

noszące 8dB (2,5x) oraz 18dB (8x) wcale

nie są maksymalnymi wartościami wzmoc−

nienia tych układów. Taką (stałą) wartość

wzmocnienia układ ma (w zakresie sygna−

łów użytecznych) tylko przy ustawieniu

stopnia kompresji 1:1. Jak się łatwo zorien−

tować na podstawie rysunku 3, dla danego

(większego niż 1:1) stopnia kompresji

wzmocnienie jest największe dla sygnałów

o poziomie V DE (500µV sk czyli 1,4mVpp)

i zmniejsza się ono zarówno dla sygnałów

mniejszych (ekspansja), jak i większych

(kompresja). Wzmocnienie dla sygnałów

o jakimkolwiek poziomie można znaleźć

prowadząc pionową prostą w punkcie rep−

rezentującym dany poziom na osi poziomej.

Ta pionowa prosta przetnie w jakimś pun−

kcie charakterystykę wzmacniacza

o wzmocnieniu 1 oraz charakterystykę na−

szego układu. Odległość obu punktów

przecięcia pokazuje wartość wzmocnienia

dla sygnałów o danej wielkości.

Największe możliwe wzmocnienie mak−

symalne występuje przy kompresji 15:1,

napięciu wejściowym 500µV i wynosi po−

nad 50dB (500...600 razy). Dlatego podany−

mi w tabeli 1 wartościami wzmocnienia nie

należy się wiec niepokoić. Tym bardziej, że

w praktyce jedyną niezbędną regulację

można i trzeba przeprowadzić nie na pod−

stawie teoretycznych danych, tylko w rze−

czywistych warunkach pracy. W ogromnej

większości przypadków poziomy dobrane

przez specjalistów z "analoga" (jak nazywa−

my w skrócie firme Analog Devices) okażą

się wręcz idealne.

A teraz fragment tylko dla zaawansowa−

nych.

Trzeba przyznać, że konstruktor dobrze

rozumiejący zagadnienie może zastosować

dodatkowy przedwzmacniacz, bądź

wzmacniacz lub tłumik na wyjściu, aby je−

szcze lepiej wykorzystać możliwości kostki

SSM2165. W szczególności trzeba zwrócić

uwagę, że układ doskonale nadaje się do

współpracy z mikrofonami elektretowymi

dającymi dość duży sygnał. Przy wykorzy−

staniu go do współpracy z mikrofonem dy−

namicznym (o mniejszym sygnale), celowe

może być dodanie na wejściu niskoszum−

nego przedwzmacniacza o wzmocnieniu

20...30dB (10...30x) i to nie tylko ze wzglę−

du na szumy. Co prawda potrzebne

wzmocnienie z powodzeniem można uzys−

kać w układzie SSM2165, ale wymaga to

zmiany stopnia kompresji – porównaj rysu−

nek 3. Trzeba bowiem pamiętać, że zwię−

kszenie maksymalnego wzmocnienia

(możliwe przez zmianę stopnia kompresji)

nie jest równoznaczne z dodaniem na wej−

ściu dodatkowego przedwzmacniacza.

Powyższe pięć zdań naprawdę dotyczy

tylko zaawansowanych – w typowym za−

stosowaniu nie ma konieczności dodawa−

nia przedwzmacniacza, bo przy większych

stopniach kompresji układ dobrze radzi so−

bie także z sygnałem mikrofonu dynami−

cznego. Natomiast osoby, które dobrze roz−

umieją zagadnienie i chciałyby precyzyjnie

dostosować właściwości układu do kon−

kretnego źródła sygnału mogą zaintereso−

wać się kostką SSM2166, której aplikacja

jest bardziej skomplikowana i umożliwia sa−

modzielne dobranie nie tylko stopnia kom−

presji, ale także poziomów V DE ,V RP ,V O

oraz G. Układ SSM2166 będzie zaprezento−

wany w EdW w późniejszym terminie, a już

teraz wszyscy, którzy interesują się elektro−

akustyką powinni zainteresować się z nie−

porównanie prostszą do regulacji kostką

lub

) i dobrać jego wartość podczas prak−

tycznych prób w docelowym układzie pracy.

Dynamiczne charakterystyki układu

(czas ataku i czas opadania) mogą być do−

bierane za pomocą kondensatora uśrednia−

jącego, dołączonego do nóżki 5. Producent

zaleca tu wartości w zakresie 2,2µF...22µF.

W większości zastosowań optymalna oka−

że się wartość 10...22µF, ale jeśli układ

miałby pełnić funkcję szybkiego limitera,

można tę wartość zmniejszyć. Na margine−

sie można dodać, że pomimo obecności

tylko jednego kondensatora, czas ataku jest

znacznie krótszy niż czas opadania.

Pozostałe najważniejsze informacje po−

dane są w tabeli 2.

Tytułem komentarza można dodać, że po−

dany poziom szumów jest mniej więcej taki,

jak w popularnym wzmacniaczu operacyj−

nym TL072, który uchodzi za niskoszumny.

Podany poziom zniekształceń także jest nis−

ki jak na złożony układ kompresji dynamiki.

Opis układu

Schemat ideowy proponowanego inteli−

gentnego przedwzmacniacza podany jest

na rysunku 5. Kostka SSM2165 musi być

zasilana napięciem 5V. Dzięki zastosowaniu

stabilizatora oraz diody D1 możliwe jest za−

silanie urządzenia jakimkolwiek niestabilizo−

wanym napięciem stałym w zakresie

7V...25V, albo nawet napięciem zmiennym

6...17V. Stabilizator pełni też inną ważną

rolę – skutecznie tłumi "śmieci" (szumy i za−

Rys. 4. Zmiana stopnia kompresji

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

220k

Projekty AVT

Tabela 2

Szczegółowy o−

pis działania wnętrza

układu nie jest po−

trzebny użytkowni−

kowi. Kilka dalszych

wskazówek (ale też

bez szczegółów)

można znaleźć w o−

ryginalnej karcie ka−

talogowej kostki

SSM2165. Dla prak−

tyka jest ważne, że

układ zmontowany

ze sprawnych elementów od razu będzie

działał poprawnie.

prawdę znakomicie, i że w większości przy−

padków podczas pracy kompresja będzie u−

stawiona na maksimum (czyli na maksi−

mum rezystancji PR1).

Parametry układu można też sprawdzić

oscyloskopem, ale taki pomiar nie dostar−

czy żadnych informacji o pracy przy naj−

mniejszych sygnałach i ostatecznym o po−

ziomie szumów. Pomiary z pomocą oscylo−

skopu i generatora przekonają tylko, że u−

kład rzeczywiście działa tak, jak to wynika z

podanego wcześniej teoretycznego opisu.

Tabela 3 zawiera świadczące o tym wyniki

pomiarów egzemplarza modelowego. Przy

okazji okazało się, że dopuszczalne sygnały

wejściowe mogą być większe niż podaje

katalog – zauważalne zniekształcenia poja−

wiały się dopiero przy sygnale wejściowym

o wartości 3,8Vpp czyli 1,35Vsk.

Gotowy układ można wbudować w do−

wolne urządzenie audio, zwracając uwagę

na przebieg połączenia masy (krótkie

połączenia, grubym przewodem).

Układ nie zaskakuje niczym nieoczekiwa−

nym w przypadku zastosowania go w ukła−

dach zapisu dźwięku. Jednak wbudowanie

go do systemu nagłośnienia, gdzie w jednym

pomieszczeniu występuje głośnik i mikrofon

da efekty, które niejednego zaskoczą. Dają

się wtedy zauważyć specyficzne zjawiska.

Podobnie jak każdy układ, przy zbyt dużym

całkowitym wzmocnieniu, system z opisa−

nym modułem wzbudzi się (gwizd z głośni−

ków). Co bardzo pożyteczne, przy odpowie−

dnim dobraniu czułości (wzmocnienia)

wzmacniacza mocy, nawet przy takim samo−

wzbudzeniu wzmacniacz ten nie będzie pra−

cował pełną mocą ogłuszając słuchaczy, tylko

znacznie mniejszą mocą wynikającą z pozio−

mu wyjściowego modułu (250mV lub

320mV). Ta pożyteczna właściwość wynika z

obecności limitera. Z drugiej strony przy zbyt

Zalecane napięcie zasilania:

5V ±0,5V

Pobór prądu:

typ. 7,5mA; max 10mA

Maksymalne napięcie

sygnału wejściowego:

1Vsk (2,8Vpp)

Zniekształcenia harmoniczne

(Uwe=−20dB):

typ. 0,2%; max 0,5%

Gęstość napięcia szumów własnych: 17

kłócenia) napięcia zasilającego, które mog−

łyby mieć wpływ na działanie układu.

Sam przedwzmacniacz jest w zasadzie

typową fabryczną aplikacją. Potencjometr

montażowy PR1 umożliwia dobranie kom−

presji w zakresie 1:1 do 15:1. Uwaga! Jak

wynika z rysunku 4, dla wersji SSM2165−1

wartość tego potencjometru powinna wy−

nosić 220k

, a dla wersji SSM2165−2

Montaż i uruchomienie

Układ można zmontować na płytce dru−

kowanej pokazanej na rysunku 6. Montaż

jest klasyczny, nie sprawi trudności. Po−

czątkującym elektronikom można zalecić

zastosowanie podstawki pod bądź co bądź

delikatny układ scalony. Po zmontowaniu

wszystkich elementów (wraz z mikrofo−

nem elektretowym) należy najpierw spraw−

dzić poprawność montażu, zwłaszcza "elek−

trolitów" i układów scalonych, a potem pod−

łączyć regulowany zasilacz i stopniowo

zwiększać napięcie zasilające dołączone do

punktów P, O. Przy napięciach zasilających

w zakresie 7,5...16V pobór prądu nie powi−

nien przekraczać 20mA.

Następnie należy do wyjścia układu do−

łączyć jakikolwiek wzmacniacz mocy

(0,5W...100W), a współpracujący z nim

głośnik dołączony długim przewodem wy−

nieść do innego pomieszczenia, starannie

zamykając drzwi. Do prób odsłuchowych

potrzebna będzie pomoc drugiej osoby.

Próby polegają na tym, że przy różnych u−

stawieniach potencjometru regulacji dyna−

miki PR1 należy sprawdzić sygnał w głośni−

ku mówiąc do mikrofonu z różnej odległoś−

ci – od 1cm do 1m. W chwilach ciszy nale−

ży zwrócić uwagę na bardzo niski poziom

szumów w głośniku – jest to szczególna ce−

cha odróżniająca ten układ od klasycznych

układów ARW. Próby przeprowadzone

przez autorów wykazały, że układ działa na−

Dla zwiększenia uniwersalności przewi−

dziano miejsce na dzielnik rezystorowy R2,

R3, który będzie użyteczny przy dużych syg−

nałach liniowych. Typowo rezystory te nie

będą montowane. Zaawansowani użytko−

wnicy przemyślą, czy i o ile chcą stłumić syg−

nał, a następnie samodzielnie dobiorą po−

trzebne wartości rezystorów. Tłumienie syg−

nału nie jest bowiem konieczne nawet przy

korzystaniu z silnych sygnałów liniowych –

jak podano w tabeli 2, maksymalne napięcie

wejściowe wynosi 1Vsk, czyli 2,8Vpp.

W dużej ilości przypadków układ będzie

współpracował z mikrofonem elektreto−

wym, dlatego przewidziano obwód z ele−

mentami R1, R4, C1. Przy współpracy z mi−

krofonem dynamicznym i przy korzystaniu z

sygnałów liniowych, elementów tych nie

trzeba montować. Kondensator C3 w typo−

wym zastosowaniu nie jest konieczny. Wy−

magany jest jedynie przy współpracy ze

źródłem sygnału o oporności powyżej 5k

Wykaz elementów

Ω

i wtedy obniża impedancję widzianą od

strony wejścia kostki w zakresie większych

częstotliwości.

Rezystory

R1:

Ω

R2,R3: nie montować

R4:

R5:

220k

PR1: 220k

dla wersji SSM2165−1

100k

dla wersji SSM2165−2

Rys. 5. Schemat ideowy modułu

Kondensatory

C1,C6: 100µF/10V

C2: 100nF

C3: 1nF

C4: 22µ/10V

C5,C8: 10µ/10V

C7:

100µ/25V

Półprzewodniki

D1:

SSM2165−1 lub SSM2165−2

U2:

78L05

Inne

M1: mikrofon elektretowy

podstawka 8−nóżkowa

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

– 100k

510

U1:

1N4148

Projekty AVT

Tabela 3

Możliwości zmian

Po pierwszych próbach można zmienić

pojemność kondensatora uśredniającego

C4 i sprawdzić jak to wpłynie na dźwięk.

Możliwości zmian, polegające na doda−

niu wzmacniaczy lub tłumików zostały za−

sygnalizowane wcześniej. Eksperymentów

takich powinni się jednak podejmować ra−

czej tylko ci, którzy dobrze rozumieją działa−

nie procesorów dynamiki. Zupełnie "zieloni"

w tej dziedzinie, podczas takich prób praw−

dopodobnie natkną się na zjawiska i właści−

wości, których nie potrafią wytłumaczyć.

Przez niewłaściwy dobór wzmocnienia do−

datkowych stopni mogą więcej zepsuć, niż

poprawić. Dlatego decydując się na mody−

fikacje trzeba dobrze przemyśleć ich sens i

cel. Dobrze byłoby też wyrysować na kar−

tce przewidywaną charakterystykę uzys−

kaną z dodatkowymi wzmacniaczami czy

tłumikami i starannie ją przeanalizować.

Uwe 3mVpp 10mVpp 30mVpp 100mVpp 300mVpp 1Vpp 2,8Vpp

Uwy (PR1=0k) 10mVpp 27mVpp 75mVpp 250mVpp 720mVpp 820mVpp 880mVpp

Uwy (PR1=100k) 640mVpp 680mVpp 700mVpp 750mVpp 800mVpp 820mVpp 880mVpp

małej czułości wzmacniacza uniemożliwi to

uzyskanie odpowiedniej mocy i głośności.

Tym samym nieodpowiednia regulacja syste−

mu z opisanym modułem może wręcz po−

gorszyć jego właściwości.

Innym zjawiskiem będzie zagadkowe za−

chowanie się systemu przy powstawaniu sa−

mowzbudzenia. Przy zwiększaniu wzmocnie−

nia (którymkolwiek regulatorem) w czasie,

gdy na sali jest cisza, możliwe będzie nasta−

wienie znacznego wzmocnienia bez powsta−

nia samowzbudzenia. Jednak kiedy do mi−

krofonu dotrze jakikolwiek silniejszy dźwięk,

system wzbudzi się i trzeba będzie znacznie

zredukować wzmocnienie. Zjawisko takiej

swoistej histerezy wynika z działania bramki

szumu. W chwilach ciszy, gdy sygnały wej−

ściowe są bardzo małe, wzmocnienie kostki

SSM2165 jest zredukowane w celu zmniej−

szenia szumów. Pojawienie się sygnału o

znacznej wartości spowoduje zwiększenie

wzmocnienia, a tym samym powstanie i u−

trzymywanie się samowzbudzenia.

Omówione właściwości są charaktery−

styczne dla procesorów dynamiki, jednak

początkujących mogą one dziwić a nawet

powodować wyciąganie zupełnie błędnych

wniosków. Dlatego przy pierwszym kontak−

cie z tymi arcyciekawymi układami (także z

opisanym modułem) należy przeprowadzić

szereg praktycznych prób. Dopiero takie

"oswojenie się" z tymi układami pozwoli w

pełni wykorzystać ich cenne zalety.

Rys. 6. Schemat montażowy

Piotr Górecki

Zbigniew Orłowski

Komplet podzespołów z płytką

jest dostępny w sieci handlowej

AVT jako kit AVT−2312

E LEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 12/98

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: