Расширитель динамического диапазона

Расширители динамического диапазона (ДД) восстанавливают динамический диапазон сигнала, предварительно сжатый для осуществления передачи или консервации программ с помощью устройств, имеющих ограниченный ДД. Наилучшие результаты могут быть получены в том случае, если процесс расширения имеет взаимообратный характер по отношению к первоначальному процессу сжатия. Здесь имеется в виду прежде всего взаимообратность амплитудных характеристик. Кроме того, необходимо, чтобы были согласованы временные характеристики процессов регулировки при сжатии и расширении [6]. Практически эти требования трудно выполнимы, поэтому на практике используется равномерное расширение динамического диапазона, т. е. когда амплитудная характеристика расширителя в логарифмических координатах линейна. Кроме того, расширитель должен вносить малые нелинейные искажения, а уровень паразитных помех от регулировки и собственных шумов сведён к минимуму.

Использование полевого транзистора в схеме расширителя ДД позволяет существенно уменьшить изменение постоянной составляющей в процессе регулировки, что устраняет такие недостатки, свойственные ламповым расширителям, как щелчки, заикания и ударные возбуждения.

В схеме расширителя А. Н. Игнатьева полевой транзистор Т2 (рис. 8, а) типа КП103Л используется в качестве резистора, управляемого напряжением. Для осуществления автоматической регулировки коэффициента передачи на затвор транзистора Т2 подаётся регулирующее напряжение с фильтра R5C4 двухполупериодного выпрямителя (Д1-Д2).

Для установления рабочей точки ПТ служит делитель R6, R7. Выбором резистора R7 можно добиться такого режима работы схемы, при котором для сигналов, меньших минимального полезного, она была заперта. Тогда все помехи, лежащие ниже минимального полезного сигнала, не будут прослушиваться на выходе.

При увеличении входного сигнала растёт и регулирующее напряжение, которое включено «навстречу» постоянному смещению, снимаемому с делителя R6, R7. При этом управляющее напряжение между истоком и затвором уменьшается, что приводит к уменьшению сопротивления канала ПТ, а в итоге - к увеличению коэффициента передачи аттенюатора. Требуемый диапазон расширения устанавливается с помощью резистора R1. Для уменьшения нелинейных искажений здесь целесообразно использовать полевые транзисторы с большими напряжениями отсечки.

Регулировочная характеристика рассмотренного расширителя динамического диапазона приведена на рис. 8, б; его основные технические параметры таковы:

Таблица 4

Рис. 8. Расширитель динамического диапазона.
а - принципиальная схема; б - регулировочная характеристика.

Из регулировочной характеристики (рис. 8, б) видно, что расширитель динамического диапазона позволяет расширить диапазон входных сигналов с 40 до 60 дБ.

А.Г. Милехин

Литература:

1. Севин Л. Полевые транзисторы. М., «Советское радио», 1968.
2. Вальков А. А., Топчилов Н. А., Колосовский А. В. Кремниевые полевые транзисторы КП102. - «Радио», 1970, № 6.
3. Славский Р. Н. Активные RC- и RCL-фильтры и избирательные усилители. М, «Связь», 1966.
4. Маклюков М. И. Инженерный синтез и расчёт активных RC-фильтров. М., «Энергия», 1971.
5. Чаплик Н. Д. Фильтры инфранизких и низких частот в микроисполнении на полевых транзисторах. - «Интегральные схемы», вып. 4. Новосибирск, 1973.
6. Есаков В. Ф., Кудрин И. Г., Школь М. М. Автоматическая регулировка усиления в УНЧ. М., «Энергия», 1970.
7. Блок, Смит. Реле времени на биполярных и полевых транзисторах.- «Электроника», 1969, № 11.
8. Акментыныш А. Вольтомметр на полевых транзисторах. - «Радио», 1971, № 6.
9. Уоррен Г., Бэбкок Г. Портативный прибор для измерения концентрации озона, основанный на хемилгоминесценции этилена.- «Приборы для научных исследований», 1970, № 2, с. 123.
10. Кернс М. Схема на полевых транзисторах с запоминанием измеренного значения энергии световых импульсов. - «Электроника», 1965, № 22.
11. Хьюлсман Л. П. Теория и расчёт активных RC-цепей. М., «Связь», 1973.
12. Технический каталог. «Новые приборы. Полевые транзисторы. Гибридные интегральные схемы». М., Изд. ЦНИИ «Электроника», 1974.
13. Топчилов Н. А. Гибридные линейные микросхемы с высокоомным входом. - «Электронная промышленность», 1973, № 9.