В Бессонов - Радиоэлектроника для начинающих (и не только)

Вычислять децибелы можно, пользуясь формулами логарифмирования и таблицами логарифмов. Но, учитывая, что изучение логарифмов начинается только с десятого класса, для практических расчетов предлагается номограмма (таблица 6.2).

Таблица 6.2. Таблица для вычисления децибелл

При пользовании номограммой на нее перпендикулярно шкалам накладывают обыкновенную чертежную линейку (желательно из органического стекла или другого прозрачного материала) и устанавливают ее на нужном делении соответствующей шкалы, а на другой шкале читают ответ.

При переводе арифметического отношения мощностей, напряжений или токов в децибелы необходимыми являются две крайние (равномерные) шкалы, обозначенные буквой N , а искомый результат читают на одной из восьми других вертикальных логарифмических шкал в зависимости от величины этого отношения N и от того, что оно собой представляет: отношение мощностей N= P 2/ P 1(первые слева четыре логарифмические шкалы) или напряжений N= U 2/ U 1и токов N= I 2/ I 1 (крайние правые четыре логарифмические шкалы).

Так, например, если отношение двух мощностей N = 460, то горизонтальный край линейки устанавливают на отметке 4,6 левой и правой крайних шкал, а ответ 26,6 дБ читают на третьей слева вертикальной логарифмической шкале N ∙100. Если же известно, что логарифмическое соотношение двух напряжений составляет, например К U= 55,4 дБ, то горизонтальный край линейки устанавливают на эту отметку (вторая справа логарифмическая шкала), а полученный по крайним левой и правой шкалам результат N = 5,75 умножают на 100, таким образом определяют отношение этих двух напряжений — 575.

Если заданное отношение мощностей, напряжений или токов меньше единицы, например, если:

Р 2< Р 1при N= P 2/ P 1; U 2< U 1при N= U 2/ U 1 или I 2< I 1при N= I 2/ I 1

вычисление децибел по отношениям производят с помощью номограммы описанным выше способом, но для обратных величин

( P 1/ P 2; U 1/ U 2 или I 1/ I 2), а перед полученным результатом ставят знак минус.

Например, выраженное в децибелах отношение мощностей

N= P 2/ P 1 = 0,25 вычисляют по номограмме как 1/ N= P 1/ P 2= 1/0,25 = 4, получая в результате К р= -6 дБ.

В тех случаях, когда надо узнать отношение мощностей, напряжений или токов по известным отрицательным значениям децибел, вычисления производят без учета отрицательного знака методом, описанным выше, а за результат берут величину, обратную прочитанной на шкалах N (выраженное, например, в децибелах отношение напряжений К U= —35 дБ оказывается равным в отвлеченных числах:

N= U 2/ U 1 = 1/56 = 0,0178 = 178∙10 -5.

Если заданное в отвлеченных числах отношение мощностей, напряжений или токов превышает 10 5, то в ней отделяют запятой справа такое количество знаков (разрядов), чтобы стало возможно вычислить уровень нового отношения в децибелах по данной номограмме, а затем к полученному результату добавляют по 10 децибел на каждый знак (разряд), ранее отделенный запятой, при вычислении отношений мощностей и по 20 дБ — при вычислении отношений напряжений или токов. Так, если нужно определить в децибелах отношения напряжений N= U 2/ U 1 = 56000, вычисления производят для отношения N'= 5600, а к прочитанному по соответствующей шкале результату 75 дБ добавляют 20 дБ, получая в итоге 95 дБ.

6.4.1. Мощный УЗЧ

Он состоит из трех каскадов (рис. 6.4). На транзисторе VT1 собран предварительный усилитель, на входе которого имеется сигнал 0,5 В. С коллектора этого транзистора сигнал подается на базу транзистора VT2, который обеспечивает дополнительное усиление и стабилизацию рабочей точки выходных каскадов VT4—VT7 по постоянному току посредством эквивалента стабилитрона на транзисторе VT3. С помощью потенциометра R10 добиваются уменьшения порога открывания транзисторов выходного каскада.

Рис. 6.4. Схема мощного УЗЧ

Усилитель имеет полосу частот от 20 Гц до 20 кГц при неравномерности АЧХ не более 0,2 дБ. Усилитель может работать на различную выходную мощность, при этом он имеет параметры, приведенные в таблице 6.3.

6.4.2. Простой усилитель мощности

Он имеет очень простую структуру (рис. 6.5). На входе стоит дифференциальный каскад на транзисторах VT1 и VT2, которые питаются от генератора тока VT3. Каскад на транзисторах VT4 и VT6 выполняет функции согласователей уровней. Транзистор VT5 совместно с резистором R6 образует эквивалент стабилитрона с регулируемым опорным напряжением для устранения порога открывания транзисторов выходного каскада VT7—VT10. Усиление устройства определяется резисторами R10 и R11. Усилитель имеет равномерную полосу частот от 40 Гц до 20 кГц при максимальной выходной мощности 20 Вт.

Рис. 6.5. Схема простого усилителя мощности

6.4.3. УЗЧ с отрицательной обратной связью

Усилитель (рис. 6.6) имеет входное сопротивление 5 МОм при полосе пропускания от 2 Гц до 100 кГц. Коэффициент усиления не менее 10 3. Максимальная амплитуда неискаженного выходного сигнала 5 В. Усилитель устойчиво работает в диапазоне температур от —20 до +60 °C. Стабильность параметров усилителя достигнута полной ООС до постоянному току. Полоса пропускания может быть уменьшена изменением параметров цепочки R6, С2. Транзисторы VT1 и VT2 могут быть заменены на интегральную микросхему К504НТ4, в которой транзисторы незначительно отличаются между собой по параметрам. Это позволит значительно улучшить параметры усилителя. Кроме того, транзисторы VT3—VT5 можно заменить микросхемой К198НТ4. При замене транзисторов микросхемой необходимо уменьшить напряжение питания.

Рис. 6.6. Схема усилителя мощности с ООС

6.4.4. Двухсторонний телефон