Содержание

Метод частотной коррекции стандарта RIAA

где s = jω, ω = 2πf, а j — мнимая единица.

Прежде, чем начать усердное решение проблемы, связанной с выравниванием (коррекцией) частотной характеристики в соответствии со стандартом RIAA, необходимо попытаться определить понятие частотной коррекции, соответствующей стандарту RIAA. Параметры, используемые для выравнивания частотной характеристики, могут быть точно и однозначно выражены с использованием постоянных времени: 3180 мкс, 318 мкс и 75 мкс (то есть путем использования элементов или отдельных цепей, задающих данные постоянные времени). Постоянная времени связана с частотой колебаний соотношением t = 1/(2πf) то есть постоянная времени 318 мкс соответствует периоду колебаний с частотой 500,5 Гц. Уравнение, которое выражает коэффициент передачи G_s, необходимый для ответной реакции системы на коррекцию в соответствии со стандартом RIAA, имеет следующий вид:

Решение данного уравнения, оперирующего с комплексными числами, является достаточно громоздким и представляет определенные трудности, поэтому наиболее простым способом получить результаты вычислений является использование компьютерной программы на языке QBASIC, которая приводится ниже. Результатом вычислений, выполненных с использованием данной программы, являются данные, приведенные в табл. 8.5. Данная программа рассчитывает только необходимую характеристику эквалайзера; предварительно идеально откорректированный сигнал, проходя через идеальный эквалайзер, дает отклонение амплитудной характеристики, равное 0 дБ, и сдвиг по фазе частотной характеристики, равный 0° для всех частот.

CLS

OPTION BASE I DATA

0.10,20,50.05,70,100,200,500.5,700,1000,2000,2122,5000,

7000,10000,20000,50000,70000,100000,20000

FOR R = 1 TO 20

READ F

W = 2*3.1415927# * F

A = .000318

В = .00318

С = .000075

REALU = 1 - W^ 2 * В * С + W^ 2 *A * (В + С)

IMAGU = W^ (А -В - С - W^ 2 * A * В * С)

LOWER = (1 - W^ 2 *B * С)" 2 + W^ 2 * (В + С)^ 2

MAG = SQR <REALU^ 2 + IMAGU* 2) / LOEWR

GAIN = (((19.91102 + 8.68589 * LOG(MAG))*1000)\1)/ 1000

REM THE 8.68589 FACTOR ARISES BECAUSE QBASIC USES NATURAL LOGS

PHASE = ((572.96 * ATN(IMAGU / REALU))\ 1)/ 10

PRINT F, GAIN, PHASE

NEXT R

Необходимо отметить, что порядок операций, установленный при использовании этой программы, имеет жизненно важное значение, и что числа, следующие после команды DATA должны быть напечатаны в одну линию, даже несмотря на то, что они могут не умещаться по ширине экрана (или страницы) на дисплее.

Далее, несмотря на то, что амплитудная характеристика была нормирована относительно значения частоты 1 кГц, для частотных характеристик операция приведения (нормирования) не использовалась.

Из результатов, приведенных в табл. 8.5, видно, что высокое значение усиления (коэффициента передачи) необходимо в диапазоне низких частот, тогда как ослабление на высоких частотах должно продолжаться безгранично, что исключает применение последовательной обратной связи, так как усиление не может падать до значения меньше единицы. Хотя такое снижение и может достаточно точно компенсироваться за точкой схемы, соответствующей точке введения обратной связи усилителя, в действительности это означает, что характеристика перед компенсацией возрастает, что вызывает опасность роста искажений и увеличенного запаса в ультразвуковой области.

Выравнивание частотных характеристик путем введения пассивных цепей

Так как коэффициент передачи на частоте 1 кГц примерно на 20 дБ ниже максимального уровня в диапазоне нижних частот, любая пассивная цепь коррекции, должна обеспечивать уровень потерь более, или равный 20 дБ в силу того, что эта цепь оказывается включенной параллельно с резистором сеточного смещения следующей лампы, что вызовет дополнительное ослабление. Так как рассчитать предусилитель с приемлемым уровнем шумов и устойчивостью к перегрузкам с использованием подобной схемы достаточно трудно, то данная топология обычно исключается из рассмотрения.

Если же все-таки будет принято решение использовать любую из двух ранее приведенных топологических схем, соответствующие уравнения можно найти в материалах Лифшица (Lipshitz), приводимых в документах Спецификация среды прикладных программ (AES).

Из четырех возможных схем, которые приводит Лифшиц, можно оставить две, предназначенные для пассивной коррекции. Из этих двух схем только в одной имеется конденсатор, параллельно включенный с нижним плечом схемы. Эта деталь является чрезвычайно важной, так как она позволяет рассчитать как паразитную емкость, так и емкость Миллера, поэтому для схемы предусилителя остается только одна реальная схема (рис. 8.16).

Рис. 8.16 Пассивная схема устранения высокочастотных составляющих блока частотной коррекции RIAA

Соответствующие соотношения для расчета рассматриваемой пассивной цепи выглядят следующим образом:

R₁C_l =2187мкс;

R₁C₂ = 750 мкс;

R₂C_l = 318мкс;

C_l /C₂ = 2,916.

Приведенные значения являются точными величинами и не могут округляться.

Необходимо учесть, что любой резистор сеточного смещения включается параллельно нижнему плечу пассивной схемы, так как в противном случае не равное нулю выходное сопротивление задающего каскада изменяет эффективное значение сопротивления резистора R₁, что вытекает из рассмотрения схемы цепи. Следовательно, значения элементов пассивной схемы должны рассчитываться с использованием эквивалентной схемы замещения Тевенина.

Аналогичным образом значения всех паразитных емкостей, либо емкости Миллера, должны вычитаться из рассчитанного значения емкости С₂.

Для любой другой схемы, использующей топологию «все сразу и все вместе», но отличающейся от рассмотренного топологического варианта схемы, необходимо будет обратиться к материалам, приводимым Лифшицем, и внимательно с ними ознакомиться перед тем, как приступить к расчетам.

Информация

Продолжение