fon2

Развязка аналогового (звукового) сигнала.

При конструировании радиоаппаратуры иногда возникает необходимость в электрической развязке выходного аналогового сигнала относительно входного. Например, если необходима развязка выхода от компьютера и усилителя НЧ (УНЧ), а также в случае развязки синусоидального сигнала связанного электрически с сетью. Ранее для этого, как правило, использовались крупногабаритные трансформаторы. Автор предлагает вместо трансформатора использовать оптический способ развязки. Метод заключается в преобразовании низкочастотного синусоидального сигнала в высокочастотный фазово-импульсный, он пройдя через оптрон будет восстановлен в исходный при помощи интегрирующей цепочки.

Практическая схема аналоговой развязки изображена на рисунке.
Модулятор изготовлен из интегрального таймера КР1006ВИ1, который на f = 50кГц преобразует аналоговый сигнал в ШИМ импульсы. Частота несущей зависит от конденсатора С1 и резисторов R1,R2. Ориентировочно, длительность положительного уровня несущей, можно подсчитать по формуле: t1=0,69(R1+R2)·C1, отрицательного уровня t2=0,69·R2·C1.
При соединении входа звуковой частоты (ЗЧ) с 0В(U1), на ножке 3(D1) будет меандр длительностью 20мкс, который пройдя через оптрон D2 станет инверсным. А интегрирующая цепочка R4,C3 отфильтрует его от несущей. Так как несущая, превышает диапазон ЗЧ, то нет необходимости устанавливать большую емкость конденсатора С3 и тем самым срезать ВЧ. На выходе мы получим постоянный уровень в половину напряжения питания D2. Это необходимо чтобы синусоидальный сигнал пройдя через оптрон имел как положительную так и отрицательную полуволны. Конденсатор С6 избавит вход усилителя от постоянной составляющей.
razvyazka signala Для получения не инверсного аналогового сигнала необходимо установить D3.1 а также интегрирующую цепочку R5,C4. Интересный эффект получается если к левому каналу стерео усилителя подсоединить инверсный сигнал, к правому - прямой, а на звуковой вход подать монофонический аналоговый сигнал. Чем выше частота дискретизации аналогового сигнала, тем с большей точностью он передается на выход устройства и расширяется полоса пропускания.
По справочным данным микросхема КР1006ВИ1 может генерировать длительности не меньше 20мкс, но автору удалось заставить работать микросхему на f = 100кГц. Для этого номинал С1 был изменен на 200пф, а сопротивление резистора R1 на 22 ком.

Налаживание устройства аналоговой развязки заключается в подборе резистора R2 до получения меандра на 3 ножке D1, при отсутствии входного напряжения. Если нет в наличии осциллографа настройку можно произвести косвенным методом. Для этого замыкаем 1 и 2 вывод D2 и замеряем напряжение на выходе 6. Затем убираем перемычку и подбираем сопротивление резистора R2 таким образом, чтобы напряжение на выводе 6(D2) составило половину, от ранее замеренного. Для более точной установки желательно при настройке емкость конденсатора С3 увеличить до 0,5-1 мкф.
Можно обойтись без интегрирующей цепочки, исключив С3 и С4. Так как усилитель обладает своей входной емкостью и ограниченным быстродействием, то интеграция будет происходить в самом усилителе, и тем самым будет достигнута максимальная пропускная способность устройства по ВЧ.
В устройстве аналоговой развязки желательно использовать источник питания с наименьшими пульсациями, а еще лучше импульсный, работающий на частоте 30-50кГц.

Абрамов С.

РК 09/2004

<< Предыдущая Cледующая >>

Вверх

radionet