EMOS 신호 추출 장치. 구성표, 설명

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이 기사의 저자는 액티브 스피커의 EMOS 신호를 분리하기 위한 새로운 버전의 브리지 회로를 제안합니다. 이 브리지의 특별한 특징은 브리지 암에 작용하는 두 개의 동일하고 역위상 신호 전압으로 인한 공통 모드 구성 요소를 보상하는 것입니다. 이러한 구조의 경우 공통 모드 제거율이 높은 연산 증폭기를 사용할 필요가 없습니다.

사운드 재생 품질을 향상시키기 위한 예비 수단인 EMOS(전자 기계 피드백)는 스피커와 앰프의 건설적인 통합과 브리지의 복잡한 조정이 필요하기 때문에 아직 널리 사용되지 않습니다.

그의 기사 [1]에서 S. Mitrofanov는 스피커 보이스 코일의 역기전력 신호가 분리되는 브리지(휘트스톤 브리지)의 균형을 맞추는 데 어려움이 있음을 올바르게 지적했습니다. 최신 미세 회로를 사용하는 경우에도 마찬가지입니다. 이전에 설명한 EMOS 증폭기는 브리지 측정 대각선의 유용한 신호보다 몇 배 더 큰 공통 모드 신호의 존재로 인해 자가 여기되는 경향이 있습니다. 일부 연산 증폭기에서 신호의 공통 모드 제거비(CMRR)는 120dB에 이릅니다(100Hz 미만의 주파수에서). 더 높은 주파수의 경우 이 값은 더 낮으며, 증폭된 신호의 추가 위상 변이가 있는 경우 장치의 자체 여기가 발생할 수 있습니다. EMOS를 사용하는 증폭기의 자기 여기(Self-excitation)는 이득을 줄이거나 브리지 장치를 포괄하는 피드백 깊이를 증가시켜 방지할 수 있지만, 이 역시 EMOS의 효율성을 감소시킵니다.

저자 [2]가 제안한 평형 브리지 버전에서는 휘트스톤 브리지의 중요한 단점, 즉 출력 신호에 공통 모드 구성 요소가 존재한다는 점을 제거할 수 있었습니다. 휘트스톤 브리지의 평형 표시기는 브리지의 측정 대각선에 직접 연결된 검류계이므로 공통 모드 신호에 민감하지 않습니다. 측정 대각선에 연결된 차동 증폭기를 사용하여 브리지 불균형 신호를 증폭하려면 공통 모드 신호 제거율이 높은 연산 증폭기를 사용해야 합니다.

저자가 제안한 브리지 장치에는 출력에 공통 모드 신호가 없으므로 EMOS가 포함된 스피커를 사용하여 쉽게 사용자 정의 가능한 UMZCH를 생성할 수 있습니다. 휘트스톤 브리지와 마찬가지로 이 브리지는 1개의 저항(활성 또는 복합)으로 구성되지만 반대 극성의 XNUMX개 전압 소스를 갖습니다(그림 XNUMX, a).

EMOS 신호 추출기

|U1|의 값이 = |U2| 평형 조건의 형식은 R1R3 = R2(R4-R3-R1)입니다. 암 R1R2를 통과하는 전류가 암 R3R4를 통과하는 전류보다 훨씬 크면 신호 선택의 정확도가 높아집니다. 브리지가 교류 회로에 사용되는 경우 전압 U1과 U2는 진폭이 동기적으로 변경되고 위상이 달라야 합니다. 이 경우 그림 1에 표시된 회로가 사용됩니다. 1, ㄴ. 반전 증폭기 DA1의 출력 신호는 브리지의 제1 전원 역할을 합니다. 예를 들어 정현파 신호 U1이 브리지 공급 전압으로 공급되면 출력 DA180의 전압은 U2에 대해 위상이 3°만큼 이동합니다. 따라서 고전적인 Wheatstone 브리지가 전원 공급 측면에서 동위상(in-phase)이라고 불릴 수 있다면 [XNUMX, XNUMX]에서 제안된 브리지는 역위상(anti-phase)이라고 불려야 합니다.

예를 들어 저항 R3을 선택하여 이러한 브리지의 균형을 맞추는 경우 출력 전압 Uout의 위상은 전압 U1 - 0 또는 180°에 상대적으로 변경될 수 있습니다.

그림에서. 그림 2는 수정된 브리지에서 피드백 신호를 분리하는 EMOS를 갖춘 실험적인 UMZCH의 다이어그램을 보여줍니다.

EMOS 신호 추출기

연산 증폭기 DA2 및 요소 VD1 - VD4, VT1, VT2를 기반으로 한 증폭기(브릿지에 포함된 4GD-36 전기역학 헤드 기반 스피커 포함)는 헤드의 역기전력 방출과 함께 피드백으로 보호됩니다. 브리지는 3단계 가변 저항 R5(SP35-5A 유형)을 통해 네거티브 피드백에 해당하는 위상(이동 접점의 위치)을 사용하여 지점 A의 전압이 10~XNUMXmV 이하로 균형을 이룹니다. 회로에 따른 조정기의 균형점은 브리지의 균형점보다 높습니다). 브리지의 균형 위치를 통해 이동하면(균형 지점 아래로 이동 접점을 이동하여) 피드백 회로의 위상이 변경되고 라우드스피커의 윙윙거리는 소리로 알 수 있듯이 포지티브 피드백이 발생합니다. 정현파 신호 발생기와 오실로스코프를 사용하여 브리지를 구성하는 것이 편리합니다. 정현파 신호는 증폭기 입력에 공급되고 오실로스코프 입력은 A 지점에 연결됩니다. 저항을 조정할 때 먼저 미세 저항 요소의 가동 시스템(다이어그램의 오른쪽에 있는 것)이 정지에서 정지로 회전한 다음 거친 저항 요소의 가동 시스템이 회전한다는 점을 명심해야 합니다. .

R3을 조정하여 EMOS 신호를 선택하기 위한 브리지의 균형을 맞추면 A 지점에서 신호의 최대 진폭을 달성해야 합니다. 신호가 증가하면 브리지가 평형에 가까워지고 결과적으로 진폭이 감소함을 의미합니다. EMOS의 깊이. 이 시점에서 설정이 완료된 것으로 간주될 수 있습니다. 가변 저항 대신 외부 단자(1, 2)와 가동 접점(3) 사이의 저항을 측정하여 저항이 가장 가까운 상수 저항을 설치할 수 있습니다. 전기역학적 헤드 코일의 유도 리액턴스는 권선형 가변 저항기의 인덕턴스에 의해 어느 정도 보상된다는 점에 유의해야 합니다.

EMOS의 올바른 작동은 다음과 같이 검증됩니다. EMOS로 구성된 UMZCH에서 오실로스코프 입력을 B 지점에 연결하고 스틱으로 스피커 디퓨저에 빛을 불어넣습니다. 오실로스코프 화면의 파형은 그림 3과 같습니다. 3, 에이. 그런 다음 오실로스코프를 A 지점에 연결하고 동일한 작업을 수행합니다. 신호 모양은 그림 XNUMX에 표시된 형태를 취합니다. XNUMX, ㄴ.

EMOS 신호 추출기

이러한 오실로그램을 보면 A 지점의 OOS 신호가 스피커 코일(B 지점)에서 생성된 신호와 역위상이라는 것이 분명합니다.

문학

Mitrofanov S. 집적 회로에 EMOS가 있는 증폭기. - 라디오, 1976, No. 6, p. 32, 33.
RF 특허 번호 2138056(저자 L. B. Mashkinov). - 게시판 "발견, 발명,...", 1999, No. 26
Mashkinov L. 측정 다리. - 장치 및 시스템, 2001, No. 3, p. 35.

저자: L. Mashkinov, Chernogolovka, 모스크바 지역

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