Для нормальной работы селектора в цепь питания микросхем включены конденсаторы С4 - С7 (КМ-5, К.М-6) емкостью 0,022 ... 0,047 мк (по одному на каждые две из них).

BA1 DB1

BB5 DD5

HL1-HL4

ЛВ5А К157Щ2

Н56Ш7 АЛ1026

Рис. 1з. Принципиальная типлексерах КМОП структуры

схема цифрового селектора входных сигналов на муль-

Цифровой селектор входных сигналов на интегральных аналоговых коммутаторах. На базе цифровых микросхем МОП-структуры оказалось возможным изготовить не только узел управления селектором, но и переключатель аналоговых сигналов, например на микросхеме К176КТ1. На рис. 12 приведена схема одного канала селектора входных сигналов на аналоговых коммутаторах. Он имеет следующие основные технические характеристики:

Число положений............ 4

Максимальная амплитуда коммутируемого сигнала . . 4,5 В Полоса частот ............ 20... 30 000 Гц

Коэффициент гармоник в полосе частот 20 Гц... 20 кГц 0,2% Напряжение питания........... -9В

Микросхема К176КТ1 содержит четыре аналоговых ключа DD2.1 - DD2.4, каждый из которых содержит аналоговый вход А, выход и вход С цифрового управления. Аналоговый сигнал можно подавать в любую сторону, т. е. как с входа на выход, так и с выхода на вход.

Ключ имеет два рабочих положения, зависящих от уровня управляющего напряжения на входе С. При подаче на вход С напряжения низкого уровня (лог. 0) он разомкнут. При этом сопротивление между входным и

выходным выводами обычно более 10 МОм, а ток утечки между ними не превышает 2 мкА. Емкость разомкнутых контактов составляет примерно 0,2 пФ. Когда на вход С поступает напряжение высокого уровня :(лог. 1), ключ переходит во включенное состояние. При этом сопротивление замкнутого ключа составляет примерно 300 Ом. Это значение нелинейно изменяется в зависимости от амплитуды входного напряжения. При напряжении сигнала, близком к нулю, она минимальна, а при напряжении сигнала, близком к половине напряжения питания, - максимальна. Нелинейные искажения получаются минимальными, когда диапазон изменений сопротивлений ключа значительно меньше сопротивления нагрузки, которое должно быть не менее 100 кОм. При использовании микросхемы К176КТ1 необходимо, чтобы уровень входного сигнала не превышал напряжения источника питания, иначе резко возрастут нелинейные искажения.

В данном случае при питании от однополярного источника напряжением 9 В нужное смещение на входах создается с помощью стабилитрона VD1. Состояние аналогового переключателя DD2 определяется двумя RS триггерами DD3, которые управляются с помощью кнопочных переключателей SB1 - SB4 через шифратор на элементах DD1.1 - DD1.4. Состояние триггеров дешифрируется микросхемой DD4. В зависимости от нажатой кнопки на одном из выходов DD4 появляется напряжение высокого уровня, которое подается на вход С соответствующего ключа, и он открывается. При подаче напряжения питания конденсатор С1 закорачивает кнопку SB4, и селектор коммутирует вход 4. Подключенный вход индицируется одним из четырех светодиодов

HL1 - HL4.

При монтаже микросхем серии КД76 следует обратить внимание, чтобы свободные информационные входы были соединены или с задействованными входами того же элемента или с одной из шин питания согласно логике работы микросхемы. Кроме того, необходимо соблюдать меры предосторожности для исключения случайного пробоя микросхемы статическим электричеством. Напряжение питания в устройстве с использованием микросхем серии К176 должно соответствовать напряжению входного сигнала.

Цифровой селектор входных сигналов на мультиплексерах КМОП структуры. В составе КМОП микросхем ряда серий, например, К564, есть мульти-плексер аналоговых и цифровых сигналов (К564КП1). Применение его в качестве переключателя аналоговых сигналов позволяет заметно улучшить параметры селектора входных сигналов. Схема одного канала селектора приведена на рис. 13. Он имеет следующие основные технические характеристики:

Число положений............4

Максимальная амплитуда коммутируемого сигнала . . 7,5 В Полоса частот............ 20 ... 40 000 Гц

Коэффициент гармоник в полосе частот 20 Гц... 20 кГц 0,1% Напряжение питания........... 15 В

Как видно из рис. 13, узел цифрового управления аналогичен примененному в предыдущем селекторе (ом. рис. 12). Двоичный код сигнала, управляющего мультиплексером DD1, снимается с выходов RS триггеров на элементах DD3.1 - DD3.4. В зависимости от кода на входах Al, A2 микросхемы DD1 к ее выходу (вывод 3) подключается один из входов. Чтобы обеспечить нужный режим работы мультиплексера по постоянному току, на входы 0 - 3 через резисторы R5 - R8 подано напряжение со стабилизатора на стабилитроне VD1. Для развязки по постоянному току на входах селектора включены конденсаторы С1 - С4.

Микросхемы серии К564 имеют защиту от статических зарядов. Для дополнительной защиты на входах установлены резисторы Rl - R4. Для лучшего согласования сигнал с выхода мультиплексера на последующие каскады поступает через развязывающий каскад на операционном усилителе DA1. Его усиление в пределах 5 - 10 раз можно регулировать подстроечным резистором R11.

ПРЕДУСИЛИТЕЛИ-КОРРЕКТОРЫ ДЛЯ МАГНИТНОГО ЗВУКОСНИМАТЕЛЯ

Граммофонные пластинки в настоящее время являются одним из основных носителей высококачественной звуковой информации. Их качество звучания в большой степени зависит от технических показателей предварительного тракта воспроизведения. Одним из основных качественных показателей тракта является АЧХ. В электрофонах высшего класса АЧХ должна быть равномерной в диапазоне частот 20... 20 000 Гц. Амплитудно-частотная характеристика тракта воспроизведения определяется частотными характеристиками головки звукоснимателя, частотной характеристикой канала записи и предусилителя-корректора.

Амплитудно-частотная характеристика головки звукоснимателя представляет собой зависимость напряжения, развиваемого звукоснимателем на номинальной нагрузке, от частоты при воспроизведении гармонических сигналов с неизменной амплитудой колебательной скорости. Частотная характеристика канала записи - это зависимость колебательной скорости резца рекордера от частоты сигнала при условии, что ЭДС входного источника одинакова во всем диапазоне рабочих частот. Амплитудно-частотная характеристика предусилителя-кор-ректора зависит от типа головки звукоснимателя (пьезоэлектрическая или магнитная) и выбирается таким образом, чтобы с учетом собственной АЧХ обеспечить коррекцию АЧХ канала записи. На рис. 14 штриховой линией показана стандартная АЧХ канала записи в соответствии с ГОСТ 7893 - 72. Ослабление низких час-гот и подъем высоких в стандартной характеристике канала механической записи позволяет сохранить одинаковую ширину записываемой канавки во всем рабочем диапазоне частот, что

улучшает отношение сигнал-шум на высоких частотах и снижает нелинейные искажения на низких.

Ш 61 12$ J/5 639 f2S0 Ъ1§0 ШВ125Ш

из so so то ж т&тзюа emmoQffti

Рис. 14. Стандартная частотная характеристика канала механической записи и пред-усилителя-корректора

Как правило, в высококачественной аппаратуре применяются звукосниматели с магнитными головками. Возникающая в них ЭДС пропорциональна колебательной скорости воспроизводящей иглы. Следовательно, она воспроизводит характеристику канала записи. Поэтому выходное напряжение звукоснимателя должно быть скорректировано. Это делают в предварительном усилителе-корректоре. На рис. 14 сплошной линией изображена стандартная АЧХ преду-силителя-корректора для магнитной головки звукоснимателя.

Большое влияние на качество воспроизведения механической записи оказывают, наряду с параметрами магнитной головки, характеристики предусилите-ля-корректора [6]. Корректор, предназначенный для работы в составе высококачественной аппаратуры, должен иметь хорошие технические характеристики: низкий уровень собственных шумов, незначительный коэффициент гармоник, большой динамический диапазон, АЧХ, обратную АЧХ канала записи по ГОСТ 7893 - 72, входное и выходное сопротивления, обеспечивающие согласование соответственно с магнитной головкой и основным усилителем 34.

Для большинства выпускаемых в настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью магнитных головок звукоснимателей унифицирован средний уровень выходного сигнала на частоте 1000 Гц при амплитуде колебательной скорости 10 см/с. Он равен 2,5 мВ. Оптимальное сопротивление нагрузки составляет 47 кОм. При таком сопротивлении для большинства головок гярантируется отсутствие заметных электрических резонансов в рабочем диапазоне частот и максимальное отношение сигнал-шум. Искажения и шумы, вносимые головкой звукоснимателя в общий тракт звуковоспроизведения, невелики, поэтому степень искажений и шумов в тракте в основном определяется характеристиками корректора.

Предусилители-корректоры магнитных головок звукоснимателя характеризуются следующими «сновными параметрами:

максимальное входное напряжение [мВ] - наибольшее действующее значение синусоидального входного напряжения на частоте 1 кГц, при котором коэффициент гармоник выходного напряжения не превышает 0,5%;

максимальное выходное напряжение [В] - наибольшее значение выходного напряжения на частоте 1 кГц при коэффициенте гармоник не более 0,5%;

перегрузочная способность [дБ] - отношение максимального входного напряжения к номинальному входному, равному 2,5 мВ;

коэффициент усиления - отношение выходного номинального напряжения к номинальному входному, равному 2,5 мВ, на частоте 1 кГц;

отклонение АЧХ от стандартной [дБ] - максимальное отклонение АЧХ реального корректора от стандартной АЧХ предусилителя-корректора, определяемой ГОСТ 7893 - 72 (RIAA). Нередко для уменьшения помех от вибраций движущегося механизма на низких частотах устанавливают меньший подъем частотной характеристики предусилителя-корректора. В этом случае отклонение АЧХ от стандартной задается в полосе 100... 20000 Гц;

отношение сигнал-шум (невзвешенное) [дБ] - отношение действующего значения номинального выходного напряжения (при номинальном входном, равном 2,5 мВ) к действующему значению напряжения выходного шума. Измерения проводят без взвешивающих фильтров. Напряжение шумов измеряют при шунтировании входа усилителя-корректора резистором, имеющим сопротивление 2,2 кОм (равном эквивалентному сопротивлению головки звукоснимателя на частоте 1 кГц);

коэффициент гармоник [%] - наибольшее значение коэффициента нелинейных искажений выходного синусоидального сигнала; его измеряют в полосе частот 20 ... 20 000 Гц при входном напряжении 1 В.

Далее будут описаны схемы предусилителей-корректоров, согласованных по входу с выходом магнитных звукоснимателей, работающих на нагрузку сопротивлением 47 кОм. Для всех корректоров номинальный уровень входных сигналов 2,5 мВ, выходное сопротивление 1 кОм.