Задание для КБ РММ – симметричный выход
Предлагаю всем кто разбирается в схемотехнике и разрабатывает для себя или для других студийные приборы первое задание для обсуждения – схема симметричного выходного каскада.
Известно что большинство источников сигнала по природе своей несимметричны, также как и большинство схемотехнических решений по обработке звукового сигнала. Поэтому при разработке студийных приборов приходится вначале сигнал преобразовывать из симметричного в несимметричный, а на выходе прибора преобразовывать сигнал обратно в симметричный. Необходимость применения симметрии предлагаю здесь не обсуждать, это отдельная тема для разговора. Даже те кто как и я не являются сторонниками симметричного соединения, в определенных ситуациях вынуждены его применять. Электронное преобразование симметрии в несимметрию (входной каскад) практически не имеет вариантов и представляет собой дифференциальный усилитель на оперционном усилителе ( ОУ ), если не считать старую схему на трансформаторе. А вот выходной каскад преобразующий сигнал из несимметричного в симметричный не однозначен как кажется и доказательство тому большое число применяемых схемных решений. Раньше для этого использовался трансформатор, который решает сразу несколько задачь – симметрирование, гальваническую развязку, согласование импеданса и как бонус ограничение частотного спектра, но... он дорог, подвержен наводкам и сегодня сравнительно редок. С появлением ОУ появилась дополнительная возможность создания выходного симметричного каскада.
На рис.1 приведена самая простая и распротраненная (благодаря своей дешевизне) схема симметрирования на ОУ. Добавляется всего один ОУ и подобная схема является очень модной особенно в микшерных консолях, где подобных выходов много. В студийном же оборудовании экономить не стоит – главное звук, а потому столько простая схема не является хорошим выбором. Ее главный недостаток – при замыкании выводов 1 и 2 разъема XLR выход предыдуших каскадов может выйти из строя если примененные там элементы (чаще всего также ОУ) не имеют защиты по выходу. Кроме того при этом сигнал на выводе 3 также пропадет. Зачем нужно замыкать выводы 1 и 2? Это произойдет если подключить к симметричному выходу вход несимметричного прибора. Как правило в таких приборах (особенно если разъем TRS) это соединение сделано, ибо в противном случае прибор с трансформатореым выходом работать не будет (один вывод вторичной обмотки окажется в воздухе). Конечно можно написать в паспорте что в кабеле это соединение необходимо разомкнуть, но известно что паспорта мало кто читает... а потом если человек купил фирменный симметричный кабель и соденил эти два прибора, он уверен что все должно работать...
На рис.2 приведена схема в которую добавлен еще один буферный ОУ. Если ОУ А1, А2 имеют большой допустимый выходной ток и хорошую защиту по выходу ( например NE 5532 ), то замыкание контактов не приведет к серьезным проблеммам, однако не знаю сколь долго допустимо такое состояние. Ведь оно может длиться и 10 лет... Кроме того включение ОУ в положительном и отрицательном плечах различаются.
Схема на рис.3 снабжена еще одним буферным ОУ и токоограничительными резисторами R5, R6. По идее здесь все абсолютно симметрично и ток ограничен до максимального долгосрочно допустимого (резистор на 220...470 Ом). Но с другой стороны здесь одно плечо (как и в схема на рис.1) имеет на один каскад больше, а значит на самых высоких частотах будет некоторая временная разница, хотя на аудиочастотах она видимо несущественна...
Итак предлагаемые для обсуждения вопросы:
1. Какая схема правильнее?
2. Нужны ли токоограничительные резисторы R5, R6?
3. Нужны ли разделительные конденсаторы С2, С3?
4. Если есть С2, С3, то нужны ли разрядные резисторы R3, R4?
При этом предлагаю:
1. Не исходить из соображений исключительно экономии места и ресурсов, главное – звук.
2. Не обсуждать необходимость симметрии
3. Не обсуждать потребителя, который всегда прав.
Предлагаю всем кто разбирается в схемотехнике и разрабатывает для себя или для других студийные приборы первое задание для обсуждения – схема симметричного выходного каскада.
Известно что большинство источников сигнала по природе своей несимметричны, также как и большинство схемотехнических решений по обработке звукового сигнала. Поэтому при разработке студийных приборов приходится вначале сигнал преобразовывать из симметричного в несимметричный, а на выходе прибора преобразовывать сигнал обратно в симметричный. Необходимость применения симметрии предлагаю здесь не обсуждать, это отдельная тема для разговора. Даже те кто как и я не являются сторонниками симметричного соединения, в определенных ситуациях вынуждены его применять. Электронное преобразование симметрии в несимметрию (входной каскад) практически не имеет вариантов и представляет собой дифференциальный усилитель на оперционном усилителе ( ОУ ), если не считать старую схему на трансформаторе. А вот выходной каскад преобразующий сигнал из несимметричного в симметричный не однозначен как кажется и доказательство тому большое число применяемых схемных решений. Раньше для этого использовался трансформатор, который решает сразу несколько задачь – симметрирование, гальваническую развязку, согласование импеданса и как бонус ограничение частотного спектра, но... он дорог, подвержен наводкам и сегодня сравнительно редок. С появлением ОУ появилась дополнительная возможность создания выходного симметричного каскада.
На рис.1 приведена самая простая и распротраненная (благодаря своей дешевизне) схема симметрирования на ОУ. Добавляется всего один ОУ и подобная схема является очень модной особенно в микшерных консолях, где подобных выходов много. В студийном же оборудовании экономить не стоит – главное звук, а потому столько простая схема не является хорошим выбором. Ее главный недостаток – при замыкании выводов 1 и 2 разъема XLR выход предыдуших каскадов может выйти из строя если примененные там элементы (чаще всего также ОУ) не имеют защиты по выходу. Кроме того при этом сигнал на выводе 3 также пропадет. Зачем нужно замыкать выводы 1 и 2? Это произойдет если подключить к симметричному выходу вход несимметричного прибора. Как правило в таких приборах (особенно если разъем TRS) это соединение сделано, ибо в противном случае прибор с трансформатореым выходом работать не будет (один вывод вторичной обмотки окажется в воздухе). Конечно можно написать в паспорте что в кабеле это соединение необходимо разомкнуть, но известно что паспорта мало кто читает... а потом если человек купил фирменный симметричный кабель и соденил эти два прибора, он уверен что все должно работать...
На рис.2 приведена схема в которую добавлен еще один буферный ОУ. Если ОУ А1, А2 имеют большой допустимый выходной ток и хорошую защиту по выходу ( например NE 5532 ), то замыкание контактов не приведет к серьезным проблеммам, однако не знаю сколь долго допустимо такое состояние. Ведь оно может длиться и 10 лет... Кроме того включение ОУ в положительном и отрицательном плечах различаются.
Схема на рис.3 снабжена еще одним буферным ОУ и токоограничительными резисторами R5, R6. По идее здесь все абсолютно симметрично и ток ограничен до максимального долгосрочно допустимого (резистор на 220...470 Ом). Но с другой стороны здесь одно плечо (как и в схема на рис.1) имеет на один каскад больше, а значит на самых высоких частотах будет некоторая временная разница, хотя на аудиочастотах она видимо несущественна...
Итак предлагаемые для обсуждения вопросы:
1. Какая схема правильнее?
2. Нужны ли токоограничительные резисторы R5, R6?
3. Нужны ли разделительные конденсаторы С2, С3?
4. Если есть С2, С3, то нужны ли разрядные резисторы R3, R4?
При этом предлагаю:
1. Не исходить из соображений исключительно экономии места и ресурсов, главное – звук.
2. Не обсуждать необходимость симметрии
3. Не обсуждать потребителя, который всегда прав.
