Спосіб підсилення рівня електричного сигналу

1 Спосіб підсилення рівня електричного сигналу з можливістю регулювання рівня в межах від най меншого до найбільшого значення, який складається з регулювання рівня електричного сигналу, наступного двотактного підсилення рівня електричного сигналу та передачі підсиленого електричного сигналу до навантаження, який відрізняється тим, що після регулювання рівня електричного сигналу до зони найменшого рівня сигнал підсилюють додатковою операцією підсилення та передають підсилений сигнал до навантаження 2 Спосіб підсилення рівня електричного сигналу за п 1,який відрізняється тим, що додаткову операцію підсилення виконують шляхом однотактного підсилення Цей винахід належить до систем високоякісного підсилення рівня електричних сигналів в техніці підсилення рівня електричних сигналів і може бути використаний для високоякісного підсилення рівня електричних сигналів звукового діапазону Він може бути використаний в високоякісних підсилювачах великої потужності з низьким коефіцієнтом нелінійних спотворень В теперішній час в техніці підсилення рівня електричного сигналу широко використовують спосіб підсилення рівня звукового електричного сигналу з можливістю регулювання рівня в межах від найменшого до найбільшого значення, який складається з регулювання рівня електричного сигналу, підсилення рівня електричного сигналу та передачі підсиленого електричного сигналу до навантаження [1], с 9 В якості навантаження використовують гучномовець Операцію підсилення рівня звукового електричного сигналу виконує високоякісний підсилювач потужності, а операцію регулювання рівня звукового електричного сигналу - регулятор рівня гучності Регулятор рівня гучності дозволяє регулювати рівень сигналу в навантаженні від мінімального рівня до максимального Слід зазначити, що рівень потужності сигналу в навантаженні досить рідко підтримують максимальним, майже завжди цей рівень набагато нижчий Вже відомий спосіб підсилення рівня електричного сигналу звукового діапазону з можливістю регулювання рівня в межах від найменшого до найбільшого значення, який складається з регулю вання рівня електричного сигналу, однотактного підсилення рівня електричного сигналу та передачі підсиленого електричного сигналу до навантаження [1] с 9, 189-192 У відомому способі підсилення рівня електричного сигналу не виникають нелінійні перехідні спотворення Недолік відомого способу підсилення рівня електричного сигналу низький коефіцієнт корисної дії - не більше 50%, що зумовлено роботою підсилюючого пристрою у режимі А (режимі однотактного підсилення) Найближчим за технічною суттю до запропонованого є спосіб підсилення рівня електричного сигналу з можливістю регулювання рівня в межах від найменшого до найбільшого значення, який складається з регулювання рівня електричного сигналу, наступного двотактного підсилення рівня електричного сигналу та передачі підсиленого електричного сигналу до навантаження [1], с 9, 189-192 У відомому способі підсилення рівня електричного сигналу звукового діапазону бажаний рівень сигналу у навантаженні встановлюють за допомогою регулятора рівня гучності Після операції регулювання рівня електричний сигнал підсилюють за допомогою операції двотактного підсилення та передають підсилений сигнал до навантаження - гучномовця Операцію двотактного підсилення виконує високоякісний підсилювач, в котрім одна частина елементів підсилює позитивну напівхвилю сигналу, а друга частина елементів негативну напівхвилю сигналу Тобто, підсилювач працює в режимі В або АВ Недолік відомого спо ю О о о ^ со 43400 собу підсилення рівня електричного сигналу - великий рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу під час підсилення Наявність великого рівня нелінійних перехідних спотворень сигналу призводить до значних спотворень форми сигналу, викликаючи зміни тембру звучання Цей недолік викликаний тим, що операції двотактного підсилення рівня електричного сигналу притаманні суттєві нелінійні перехідні спотворення сигналу, рівень яких збільшується зі зменшенням рівня сигналу Хай рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу під час підсилення складає 0,1%, коли рівень сигналу в навантаженні найбільший Такий рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу відповідає вимогам високоякісного підсилення звукових сигналів Проте, коли рівень сигналу в навантаженні нижчий від найбільшого, наприклад, на 40 дБ, рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу досягає 10%, що неприпустимо для високоякісного підсилення В основу винаходу поставлена задача створення способу підсилення рівня електричного сигналу з можливістю регулювання рівня в межах від найменшого до найбільшого значення, в котрім шляхом запровадження нової операції - після операції регулювання рівня до зони найменшого рівня сигнал підсилюють додатковою операцією підсилення та передають підсилений сигнал до навантаження - забезпечується зменшення рівня нелінійних перехідних спотворень сигналу, що підсилюється Поставлена задача вирішується тим, що в способі підсилення рівня електричного сигналу з можливістю регулювання рівня в межах від найменшого до найбільшого значення, який складається з регулювання рівня електричного сигналу, наступного двотактного підсилення рівня електричного сигналу та передачі підсиленого електричного сигналу до навантаження, згідно з винаходом після операції регулювання рівня електричного сигналу до зони найменшого рівня сигнал підсилюють додатковою операцією підсилення та передають підсилений сигнал до навантаження Поставлена задача вирішується крім того тим, що додаткову операцію підсилення виконують шляхом однотактного підсилення Суттєвими ознаками запропонованого способу підсилення рівня електричного сигналу, спільними з ознаками відомого способу підсилення рівня електричного сигналу, тобто які не являють собою в загальному вигляді новини, виявляються - спосіб підсилення рівня електричного сигналу з можливістю регулювання рівня в межах від найменшого до найбільшого значення, - регулювання рівня електричного сигналу, - двотактне підсилення рівня електричного сигналу та передача підсиленого електричного сигналу до навантаження, - двотактне підсилення рівня електричного сигналу та передачу підсиленого електричного сигналу до навантаження виконують після регулювання рівня електричного сигналу До нових суттєвих ознак винаходу відносяться наступні - додаткова операція підсилення та передачі підсиленого сигналу до навантаження, - сигнал підсилюють додатковою операцією підсилення та передають підсилений сигнал до навантаження після регулювання рівня електричного сигналу до зони найменшого рівня До нових додаткових ознак винаходу слід віднести наступну - додаткову операцію підсилення виконують шляхом однотактного підсилення Суть винаходу міститься в наступному В підсумку виконаної дослідницької роботи створено новий спосіб підсилення рівня електричного сигналу, в якому завдяки введенню в відомий спосіб нової операції - додаткової операції підсилення та передачі підсиленого сигналу до навантаження вдалось отримати якісно новий результат - зменшити рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу, що підсилюється Рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу, що підсилюється, вдалось знизити завдяки тому, що на низьких рівнях сигналу використовують більш лінійну додаткову операцію підсилення Запропонований спосіб підсилення рівня електричного сигналу полягає в наступному Рівень електричного сигналу регулюють в межах від найменшого до найбільшого значення Далі, якщо рівень сигналу після операції регулювання не знаходиться в зоні найменшого рівня сигналу, то працює операція двотактного підсилення рівня електричного сигналу та передачі підсиленого електричного сигналу до навантаження В цьому випадку рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу, що підсилюється, достатньо низький по відношенню до рівня сигналу Якщо ж рівень сигналу після операції регулювання знаходиться в зоні найменшого рівня, рівень сигналу підсилюють додатковою операцією підсилення та передають підсилений сигнал до навантаження Оскільки така операція потребує підсилювача сигналу меншої потужності, ніж операція двотактного підсилення рівня електричного сигналу, то підсилювач для додаткової операції підсилення може бути виконаний на менш потужних елементах, які забезпечують менший рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу Врешті решт, додаткова операція підсилення може бути виконана шляхом однотактного підсилення, тобто підсилювач для додаткової операції підсилення може працювати у режимі А, в якому взагалі відсутні нелінійні перехідні спотворення сигналу Завдяки запропонованому винаходу можливо зменшити рівень нелінійних перехідних спотворень сигналу і поліпшити якість способу підсилення рівня електричного сигналу Можливо також спростити підсилювач для операції двотактного підсилення при тій же ВИХІДНІЙ потужності з тим жерівнем нелінійних перехідних спотворень сигналу в зоні найменшого рівня сигналу Спрощення підсилювача для операції двотактного підсилення може полягати в заміні режиму АВ режимом В, зменшенні глибини загального або місцевого зворотного зв'язку, тощо Питання, при яких рівнях сигналу діє операція двотактного підсилення, при яких додаткова операція підсилення, а при яких, можливо, і обидві операції одночасно, вирішується в кожному окремому випадку Проте очевидно, що для високоякісного підсилення рівня електричного сигналу слід вважати необхідним досягнення якомога менших рівнів нелінійних спотво 43400 рень на всіх рівнях сигналу в навантаженні Співвідношення найбільших рівнів сигналів в навантаженні після операції двотактного підсилення та додаткової операції підсилення також залежить від конкретної ситуації Так, якщо підсилювачі, що виконують ці операції, виконані на однакових елементах, живляться від спільного пристрою живлення, та додаткова операція підсилення здійснюється в режимі А, то зазначене співвідношення слушно вибрати біля 2 Якщо ж спосіб високоякісного підсилення рівня електричного сигналу використовувати в побутових умовах, згадане співвідношення може бути вибраним біля 10, оскільки за таких умов рівень сигналу в навантаженні близький до комфортного регулювання рівня сигналу до бажаного Якщо бажаний рівень не знаходиться в зоні найменшого рівня, для якої рівень сигналу в навантаженні не перевищує найбільшу потужність додаткового підсилювача 3, то сигнал з регулятора рівня гучності 1 спрямовують до входу двотактного підсилювача 2 Якщо ж бажаний рівень знаходиться в зоні найменшого рівня, то сигнал з регулятора рівня гучності 1 спрямовують до входу додаткового підсилювача З Далі рівень електричного сигналу підсилюють підсилювачем 2 або 3 та передають підсилений електричний сигнал до навантаження 4 Всі елементи, за допомогою яких можна реалізувати запропонований спосіб підсилення рівня електричного сигналу, вже ВІДОМІ, або можуть бути збудовані відомими способами Електронний регулятор рівня гучності 1, наприклад, може бути виконаний згідно з описом у [1], с 9, 167-186 Додатковий підсилювач 3 може працювати в двотактному режимі АВ Причому, оскільки максимальна вихідна потужність двотактного підсилювача 2 вдесятеро перевищує максимальну вихідну потужність додаткового підсилювача 3, останній може бути виконаний на менш потужних елементах, з кращими частотними якостями, що забезпечує менший рівень перехідних нелінійних спотворень другого роду Додатковий підсилювач 3 може також працювати в однотактному режимі, коли перехідні нелінійні спотворення повністю відсутні Суть винаходу ілюструє малюнок, який додається до опису На малюнку відображена функціональна схема побутового пристрою для високоякісного підсилення рівня звукового сигналу, який реалізує запропонований спосіб підсилення рівня електричного сигналу На малюнку цифрами позначені - електронний регулятор рівня гучності 1, - двотактний підсилювач 2, - додатковий підсилювач З, - навантаження 4 у вигляді гучномовця Як бачимо на малюнку, до одного з виходів електронного регулятора рівня гучності 1 приєднано вхід двотактного підсилювача 2 Другий вихід електронного регулятора 1 приєднано до входу додаткового підсилювача 3 Виходи обох підсилювачів з'єднані з гучномовцем 4 Найбільша потужність двотактного підсилювача 2 вдесятеро перевищує найбільшу потужність додаткового підсилювача З Працює пристрій таким чином Електричний сигнал звукового діапазону надходить до регулятора рівня гучності 1, де виконують Перевага запропонованого способу підсилення рівня електричного сигналу - зменшення рівня перехідних нелінійних спотворень сигналу, ЩО ПІДСИЛЮЮТЬ Запропонований спосіб підсилення рівня електричного сигналу доцільно використовувати у високоякісних підсилювачах електричного сигналу Може бути використаний для побутових електроакустичних пристроїв вищого класу якості (HI-FI) 2 1 А 3 Тираж 50 екз Відкрите акціонерне товариство «Патент» Україна, 88000, м Ужгород, вул Гагаріна, 101 (03122) 3 - 7 2 - 8 9 (03122) 2 - 5 7 - 0 3