Fonica CDF-003R - część V: Tor analogowy - projekt

Ostatnią modyfikacją dyskofonu nad którym pracuje jest budowa zupełnie nowego toru analogowego (tj. od wyjścia z przetwornika DAC do złącz RCA). Założeniem podstawowym było maksymalne uproszczenie układu i minimalizm. Jako zasadniczy projekt wziąłem na warsztat schemat filtra zaczerpnięty z karty katalogowej DACa. Jest to prosty, aktywny filtr dolnoprzepustowy II rzędu o fc = 30 kHz:

Pierwszą wprowadzoną modyfikacją układu jest zmiana napięć zasilających filtr na symetryczne. W tym przypadku udało mi się, z napięć obecnych w systemie, wystabilizować +/- 8 V do zasilania wzmacniaczy operacyjnych - dwóch, bo staramy się przecież, między innymi, zwiększyć separację kanałów.

Założenie minimalizmu projektu ma swoje odbicie w realizacji z pominięciem możliwie wszystkich pojemności w torze sygnału. Oczywiście nie mogę zrezygnować z kondensatorów 1 nF w samym filtrze aktywnym, mogę za to zrezygnować z kondensatorów blokujących stałe napięcie. Czyżby?

W czym jest problem? otóż w tym że przetwornik zastosowany w tym dyskofonie pracuje z pojedynczym napięciem 5 V, co oznacza iż pracuje on z sygnałem z dodanym (jakimś) napięciem stałym na wyjściu. Pierwszym zadaniem jest modyfikacja projektu w celu precyzyjnego pozbycia się tego offsetu. Zrealizować zamierzam to bardzo prostu - wystarczy na punkt odniesienia (chodzi o miejsce gdzie polaryzowane 5 V jest wejście odwracające przez opornik 5k6). podać odpowiednie napięcie które pozwoli na zredukowanie offsetu do niskiej wartości. W mojej realizacji projektu zastępuję jednak źródło napięcia 5 V potencjometrem precyzyjnym, który pozwoli na ustalenie dokładnego napięcia offsetu. 

Dalej - konieczne jest zastosowanie op-ampa z możliwością korekcji offsetu samego układu. W tym celu dobrany został pojedynczy OPA134 od Burr-Browna, jeden z chyba lepiej rozpoznawalnych op-ampów, jeśli chodzi o aplikacje audio. I jednocześnie jeden z bardziej dostępnych układów. Jak dużą część pojedynczych op-ampów wyposażony jest on w wejścia pozwalające na korekcję offsetu układu. 

Finalny schemat toru audio (jeden kanał) wygląda zatem następująco:

Udało mi się go przesymulować, co potwierdziło obliczenia i wstępną intuicję. Teraz pozostaje tylko dokupić brakujące elementy i przystąpić do realizacji układu.

Dodatkowo dyskofon dorobił się czerwonej szybki przez diodami LED. Zamontowanie jej tam było stanowczo nietrywialne, gdyż projekt nie pozostawiał tam miejsca na nic - oryginalne, zielone LEDy miały zintegrowane cieniutkie fltry. Na szczęście udało się ją tam zamontować co spowodowało iż wyświetlacze siedmiosegmentowe święcą o wiele lepiej i czytelniej.