Микрофонный усилитель с ограничением

[VA7KL]

Игорь добрый день! Я пошел други путём.. меня, так же как и ivan77, интересовала необходимость OP2 в схеме. Он конечно удваивает напряжение на концах фазовращателя, это прекрасно видно на двухлучевом осциллографе, сигналы в противофазе. Но диоды то обрезают по отношению к земле, и на них +-12 вольт относительно земли. Я даже временно заменил пару диодов сопротивлением 1.5М, типа диоды не открываются. И что я там увидел? +-12 вольт, не +-24... То есть OP2 ничего не добавляет к сумматору. Чтобы он приносил пользу, надо диоды оторвать от земли и припаять к противоположному сигналу.  Где его взять - я так понимаю для этого надо добавить те же 4 RC цепочки, только впаянные вверх ногами - резисторами кверху, конденсаторами вниз. И через резисторы 51к на бывшие земляные концы диодов. То есть диоды как бы плавающие получаются между +-24 вольт на концах фазовращателя. Конечно дифференциальный сигнал с диодов надо снимать дифференциальным же повторителем, для этого счетверенный ADA4084-4 как раз годится, со всеми резисторами в 100к. Ну и через существующие 51к сопротивления, четыре канала суммируются на OP4.
Конечно неясно насколько все это синхронно будет работать с обилием деталей, но 'бешеной собаке сто верст не крюк' - я за два дня заказал детали и спаял все вторым этажом, как в ламповом приемнике. На удивление работает, дифференциальные повторители выдают сигналы как на моих предыдущих картинках, сумматор делает из них почти синусоиду. То есть все почти то же самое, только на диодах +-24 вольта ограничиваются до 200 мв.
И самое поразительное что теперь я могу подавать на входы фазовращателя сигнал, ограниченный по напряжению питания - дифференциальные сигналы с диодов не портятся, синусоида с сумматора хоть и гнется но паразитных провалов и вершин не приобретает. Я так понимаю те пики что произвелись дифференцирующей цепочкой в точке перелома исходного сигнала, безразличны диодам плавающим между ними. Ограниченный диодами сигнал все равно хорош.
Такую плавающую схему можно применить и для однополярного питания. Деталей конечно больше, но они все пассивные и настройки не требуют, фазовращатель работает сразу.

[DL2KQ]

OP2 - часть симметричного фазовращателя.  Чтобы получить больший фазовый сдвиг при малом изменении амплитуды от частоты,  используется симметричная противофазная  подача сигнала на RC-цепочку. См. например, на схеме http://dl2kq.de/ant/3-15.htm этим занимается Tr3. У нас, на НЧ вместо трансформатора в двумя противофазными выходами, применен лишний повторитель-инвертор на Op2.

В обычной схеме с несимметричным генератором, максимальный фазовый сдвиг одиночной RC-цепочки (конденсатор на корпус) будет всего 90 гр. Да и то, при этом, из-за малого напряжения на конденсаторе выходная амплитуда будет сильно меньше входной. В симметричном же фазовращателе, из-за того, что низ конденсатора сидит не на корпусе, а на источнике 180 гр, максимальный фазовый сдвиг больше, а падение  выходного напряжения с частотой меньше.

Так что к росту амплитуды  (и уровня ограничения) Op2 имеет лишь косвенное отношение . Надо бы мне, наверное, этот момент в исходной статье переписать поаккуратнее.


Полностью симметричная (как у Вас) схема ограничения-суммирования наверное имеет право на существование. Как минимум, ограничение вдвое выше. И , как вы выяснили, сигнал не портится при перегрузке ОУ.

[VA7KL]

мне кажется что до сих пор бытует мнение что фазоинвертор параллельного ограничителя позволяет удвоить степень ограничения, благодаря удвоению напряжения на концах фазовращающих RC-цепочек. А сомневающиеся сомневаются: ведь "ограничение идет относительно земли" как ктото написал здесь.. Я не поленился построить фазовые диаграммы для этого ограничителя и другого из старой книжки Полякова на трансформаторе.

Зеленый прямоугольник это для схемы с фазоинвертором, а синий если бы один конец фазосдвигающих цепочек был припаян к земле, то есть фазоинвертора не было. На диоды подается (относительно земли) либо толстая красная стрелка, либо толстая синяя:



Прежде всего заметим, что схема с фазоинвертором удваивает фазовый сдвиг, по отношению к величине угла arctan(2 Pi f R C), как и отмечено Игорем выше. Но вот увеличение напряжения на диодах, благодаря инвертору, просто ничтожно - ~ 1.2 , особенно в децибелах. Это отношение длины красной к синей стрелки.

Аналогичная диаграмма для ограничителя Полякова:



Из этих диаграм видно, как можно было бы удвоить степень ограничения, если очень кому то захочется. Надо организовать вот ту точечную красную стрелку, что торчит противоположно толстой синей, диоды оторвать от земли и припаять к ней. <Поправка:>Плохая идея - ведь поворачивать будет на вдвое меньший угол при тех же номиналах деталей. Если уж бороться за 6dB, то включать диоды между концами коричневой и алой стрелок. Физически это означает продублировать все каналы фазовращателя, включив их наоборот. Ну и организовать съем дифференциального сигнала с диодов.. и т.д. и т.п.

Наверное в наше время DSP делают это все куда проще и лучше.

[DL2KQ]

Я не поленился построить фазовые диаграммы для этого ограничителя.... увеличение напряжения на диодах, благодаря инвертору, просто ничтожно - ~ 1.2 , особенно в децибелах. Это отношение длины красной к синей стрелки.

Хорошая работа. Да, получается, что не в два, а максимум, в корень из двух в лучшем случае.
Надо мне поправить в статье.

Наверное в наше время DSP делают это все куда проще и лучше.

Да. Сейчас это выйдет не дороже, но намного гибче по возможностям.