Desymetryzator audio

Schemat ideowy desymetryzatora pokazano na rysunku 1. Ma on dwa identyczne kanały oraz wspólny dla nich zasilacz. Rezystory R4-R7 (lub R12-R15 w drugim kanale) wraz z układem TL082 tworzą wzmacniacz różnicowy. Ponieważ wartości wszystkich rezystorów są jednakowe, jego wzmocnienie wynosi 1. Należy rozumieć to w ten sposób, że na wyjściu pojawi się sygnał o wartości międzyszczytowej równej wartości międzyszczytowej składowej różnicowej na wejściu.

Rezystory znajdujące się pomiędzy wejściami sygnału różnicowego a masą mogą ustalać składową stałą lub służyć zapewnieniu dopasowania na końcu linii. Pomiędzy liniami znajduje się miejsce na jeszcze jeden rezystor, zapewniający dopasowanie, lecz bez ustalania składowej stałej. Dzięki takim możliwościom, można skonfigurować układ w zależności od potrzeb danego systemu. Rezystancja wyjściowa jest niewielka, rzędu miliomów. Rezystor włączony szeregowo z gniazdem wyjściowym może służyć dopasowaniu do asymetrycznego kabla ekranowanego, jeżeli jego długość ma być znacząca. W innym przypadku, w miejsce rezystorów R8 i R16 wystarczy wlutować zworę z drutu.

Jako wzmacniacz operacyjny użyto TL082, ponieważ ma on dobry parametr Slew Rate (13 V/ms), co przełoży się na wierne przenoszenie sygnału oraz niską ceną. Ponadto, pobierany ze źródła zasilania prąd to tylko 3,6 mA. Wejścia wzmacniaczy operacyjnych zostały zabezpieczone za pomocą szybkich diod Shottky. Ich zadaniem jest ochrona przede wszystkim przed wyładowaniami elektrostatycznymi. Prąd tych diod jest ograniczany przez rezystory układu różnicowego.

Zasilacz zaprojektowano w sposób umożliwiający jego działanie w zakresie napięcia 18…60 V, co przyda się na przykład we wzmacniaczu mocy. Wymagania odnośnie do stabilności napięcia nie są restrykcyjne, dlatego wykonano go w nieskomplikowany sposób: dioda Zenera 15 V z tranzystorem pełniącym rolę wtórnika napięciowego. Sam wzmacniacz operacyjny jest zasilany napięciem ok. ±14,3 V. W najprostszym wariancie, dioda Zenera jest polaryzowana za pomocą rezystora. Przy tak szerokim zakresie zmian napięcia zasilającego, prąd płynący przez tę diodę ulegałby dużym zmianom. Dlatego zastosowano źródło prądowe: dwie połączone szeregowo diody 1N4148 stanowią źródło napięcia rzędu 1,4 V. To napięcie odkłada się na złączu baza-emiter (ok. 0,7 V) tranzystora małej mocy oraz na rezystorze 120 V. Wywołuje to przepływ przez niego prądu o natężeniu ok. 6 mA. Takim właśnie prądem jest zasilana dioda Zenera, ponieważ prąd bazy tranzystora wtórnika ma pomijalnie niską wartość.

Jeżeli w układzie jest dostępne dobrze odfiltrowane symetryczne napięcie stałe o wartości ok. ±15V, można nie montować tranzystorów T3 i T4, a kolektor z emiterem zewrzeć zworką w miejscu zaznaczonym na płytce drukowanej. Diody D5 i D6 zabezpieczają układ przed odwrotną polaryzacją napięcia zasilającego. Rolą kondensatorów C1 i C2 jest wstępne odfiltrowanie niestabilizowanego jeszcze napięcia z zakłóceń o wysokiej częstotliwości.

Desymetryzator zmontowano na jednostronnej płytce drukowanej o wymiarach 50 mm×65 mm. Jej schemat montażowy zamieszczono na rysunku 2. Pod układ scalony warto zastosować podstawkę, co ułatwi jego ewentualną wymianę. Wszystkie rezystory w torze audio, szczególnie R4…R7 i R12…R15 warto zastosować o tolerancji 1% lub lepszej, ponieważ ma to wpływ na poziom zniekształceń oraz tłumienie składowej sumacyjnej. Zmierzona wartość CMRR układu prototypowego, w którym zastosowano rezystory o tolerancji 5%, wynosi 46 dB.

Prawidłowo zmontowany układ nie wymaga żadnych czynności uruchomieniowych. Prąd pobierany ze źródła zasilania przy nieobciążonym wyjściu wynosi ok. 10 mA. Rezystory R1…R3, R8…R11 i R16 należy dostosować do potrzeb. W układzie prototypowym, R8 i R16 zostały zastąpione zworą, a pozostałych nie montowano w ogóle. Należy również nadmienić, iż modyfikując wartości rezystorów, można nadać temu układowi wzmocnienie większe od jedności. Należy jedynie pamiętać, aby R4=R6 i R5=R7 (analogicznie: R12=R14 i R13=R15), gdyż niespełnienie tego warunku poskutkuje spadkiem CMRR i zniekształceniami sygnału.

Michał Kurzela, EP