К157ХП3 - шумоподавитель

Шумопонижающее устройство на ИМС К157ХП3 способно подавлять шумы звуковой программы с динамическим диапазоном 47...50 дБ, практически не внося искажений в обрабатываемый сигнал. Уменьшение напряжения шума на выходе фильтра в широкой полосе частот достигает 15 дБ, в области высших звуковых частот - превышает 30 дБ. При номиналах конденсаторов С4, С6, С8, указанных на схеме АЧХ УФ вблизи частоты среза имеет небольшой подъем (около 0,5 дБ), а выше этой частоты падает с наклоном - 12 дБ на октаву.

Назначение выводов К157ХП3

Корпус (2120.24-3) К157ХП3

Электрические параметры К157ХП3

k_уu	k_г, %, не более	i_вх, ма, не более	u_ш.вх, мкв, не более	u_{вх max}, не более	i_пот, ма, не более	u_пит, в
4,7...5,3	0,5	0,5	15	+-u_пит	8,5	+-12...16,5

Типовая схема включения К157ХП3

Эффект понижения шума в динамической системе шумопонижения (ДСПШ), выполненной на ИМС К157ХП3, основан на следующем принципе. При отсутствии входного сигнала или очень малом уровне высокочастотных составляющих в его спектре полоса пропускания УФ ограничена частотой fв.гр.н, равной 800...1600 Гц (в зависимости от установленного начального значения частоты среза). Сужение полосы пропускания приводит к снижению общего уровня напряжения шума на выходе устройства. Это понижение пропорционально корню квадратному из отношения частот fв.гр.к и fв.гр.н. Если, например, первая из них установлена равной 20, а вторая - 1,6 кГц, то выигрыш по шумам составит около 11 дБ. При более широкой полосе (0,8...20 кГц) эффективность системы возрастает до 14 дБ. Оценка эффективности системы с использованием частотно-взвешивающего фильтра МЭК-А показывает, что снижение напряжения шума в последнем случае превышает 15 дБ.

Когда во входном сигнале появляются высокочастотные составляющие достаточного уровня, полоса пропускания УФ соответствующим образом расширяется, но возрастающий при этом шум не воспринимается слухом из-за эффекта маскирования его полезным сигналом с более высокой энергией. Точность управления полосой пропускания УФ в значительной степени определяется амплитудно-частотной и переходной характеристиками канала управления.

Включение (выключение) режима шумопонижения осуществляется размыканием (замыканием) контактов выключателя SA1.

Начальное и конечное значения верхней граничной частоты fв.гр.н и fв.гр.к можно изменить соответствующим подбором конденсаторов С4, С6, С8 (зависимость обратно пропорциональная). Кроме того, предусмотрена возможность раздельной установки этих частот резистором R3 и R4. Увеличение сопротивлений этих резисторов понижает оба значения верхней граничной частоты, уменьшение - увеличивает. Перед тем как установить требуемую fв.гр.к вывод 20 необходимо соединить с общим проводом.

Зависимость верхней граничной частоты от управляющего напряжения для ИМС К157ХП3

Под порогом шумопонижения в рассматриваемой ДСПШ подразумевается такой уровень входного сигнала 6 кГц, при котором коэффициент передачи УФ уменьшается на 3 дБ по отношению к коэффициенту передачи на этой частоте при выключенном режиме шумопонижения.

Порог шумопонижения определяется суммарным сопротивлением резисторов R5, R6: при R6=0 он находится на уровне -30 дБ, а при R6=330 кОм достигает -50 дБ. Резистор R5 предотвращает выход ИМС из нормального режима при повышенном напряжении питания и полностью введенном резисторе R6. Если же необходимости в оперативном изменении порога нет, его устанавливают включением постоянного резистора сопротивлением около 30 кОм между выводом 20 и общим выводом. Вывод 5 при этом не используют.

При номиналах конденсаторов C3 и C7, указанных на схеме, время реакции на нарастание сигнала номинального уровня примерно равно 1 мс, уровня -40 дБ - около 10 мс, время реакции на спад сигнала максимального уровня - 100 мс. Если необходимо другое время реакции, можно использовать конденсаторы C3 и C7 другой емкости.

При этом емкость конденсатора С3 должна быть равна емкости С7 и соотношение между временем реакции на нарастание и спад сигнала останется неизменным. Время реакции ДСПШ на нарастание сигналов малого уровня (от -20 до -40 дБ) можно регулировать (в сторону увеличения) подбором резистора R7, включенного между выводами 1 и 3.

Напряжение входного сигнала на выводе 17 устанавливают близким к 100 мВ (номинальное значение) подбором резисторов делителя R1R2. Номиналы резисторов не должны быть слишком большими, поскольку при этом увеличиваются шумы на выходе устройства. Номинальное значение входного напряжения может быть выбрано и другим, однако это приведет к соответствующему изменению порога шумопонижения (зависимость обратно пропорциональная).

ДСПШ на ИМС К157ХП3 допускает четырехкратную перегрузку по входу при коэффициенте гармоник Кг не более 0,5 % (типовое значение Кг при уровне входного сигнала 400 мВ - 0,1 %).

Для некоторых экземпляров К157ХП3 напряжение питания может быть снижено до значений +Uи.п=4 В, -Uи.п=-8 В (в чем следует убедиться экспериментально). Для устройств, в которых верхняя граничная частота fв.гр.к не превышает 12...13 кГц, напряжение -Uи.п может быть снижено до -(6...7) В благодаря сужению требуемого диапазона изменения управляющего напряжения.

Напряжение однополярного источника питания должно равняться сумме напряжений источников +Uи.п и -Uи.п, при этом на выводе 24 оно не должно выходить за границы предельно допустимых значений этих напряжений. Необходимо также учитывать возможность протекания в цепях выводов 24, 9 и делителя R5R6 дополнительного тока 0,2...0,8 мА, изменяющего напряжение на выводе 24. При необходимости его компенсируют более тщательным подбором резисторов R5 и R6.

Напряжения, которые подаются на выводы 13 и 14 ИМС, могут быть использованы для управления устройством индикации, отображающим текущее значение полосы пропускания управляемого фильтра. Входную цепь такого устройства следует выполнить на полевых транзисторах.

К157ХП3 можно использовать в качестве ФНЧ как с фиксированной, так и с изменяемой (переменным резистором в цепи вывода 6) частотой среза в режиме "Шумопонижение выключено".