Wzmocnienie napięciowe wzmacniacza (operacyjnego) kształtuje stosunek R27 (oporność między wejściem a wyjściem) do R24 oporność na wejściu) i w tej chwili jest to 240 razy. Gdyby w układzie nie było innych elementów to po zmniejszeniu R27 do 120k wzmocnienie spadłoby do 120 razy itd.
Ale nie jest łatwo, dodatkowo, równolegle do R27 włączony jest kondensator C58=560pF, który dla prądu zmiennego reprezentuje pewną oporność zgodnie ze wzorem Xc=1/(2*pi()*f*C).
Ponieważ we wzorze jest f (częstotliwość), to na każdej częstotliwości taki kondensator ma inną oporność.
Dla przykładu, oporność tego kondensatora dla częstotliwości 100Hz, 300Hz, 1kHz, 3kHz i 10 kHz wynosi odpowiednio: 2.84M, 568k, 284k, 94.7k i 28.4k.
I tu wnikliwy adept elektroniki wyciągnie dwa wnioski: taki, że oporność kondensatora maleje z częstotliwością a drugi, że wypadkowa oporność pomiędzy wejściem a wyjściem trzeba obliczać jako równoległe połączenie oporności 240k i oporności kondensatora C58 (która jest zależna od częstotliwości).
Wzór na równoległe połączenie oporników to R1*R2/(R1+R2) i dla w/w kombinacji, wypadkowa oporność we-wy w zależności od częstotliwości wynosi: 221.3k, 168.7k, 130.1k, 67.9k i 25.4k. Chyba nie dziwi, że wartość ta maleje z częstotliwością co jest jednym z podstawowych sposobów na ograniczenie pasma od góry.
Mając więc zależność oporności we-wy od częstotliwości można byłoby ją podzielić przez oporność R24 (1k) i po kłopocie?
No, nie jest lekko a nawet robi się trudniej, R24 jest połączony szeregowo z kondensatorem C55=0.1uF i łącznie z nim składa się na oporność wejściową wzmacniacza operacyjnego.
Kondensator C55 ma oporność również zależną od częstotliwości (wzór jak wyżej) i jego oporność dla wskazanych już częstotliwości wynosi odpowiednio: 16.9k, 4.2k, 2.6k, 1.53k i 1.16k a ponieważ kondensator tworzy połączenie szeregowe z R24 to wypadkowa oporność na wejściu ma wartość ok.:17.9k, 5.2k, 3.6k, 2.53k i 2.16k.
Jak widać z częstotliwością rola tego kondensatora spada bo wnosi do sumy coraz mniejszą wartość. Jest to jeden ze sposobów ograniczenia pasma od dołu.
Uff, teraz dopiero można policzyć jakie jest wypadkowe wzmocnienie dla poszczególnych częstotliwości dzieląc oporność równoległą we-wy i szeregową na wejściu a wyniki, w funkcji częstotliwości są następujące: 13.1, 14.3, 50.2, 44.4 i 21.9 a więc wzmocnienie jest ale nie ma szału.
W/W analiza obejmuje wyłącznie wzmacniacz operacyjny z najbliższymi przyległościami bez uwzględnienia stopnia poprzedzającego, który ma pewien wpływ na ostateczne wzmocnienie kolejnego stopnia. Niemniej już teraz widać, że sama zmiana R27 na mniejszy obniży niewątpliwie wzmocnienie ale także zdeformuje charakterystykę przenoszenia stopnia w funkcji częstotliwości. Aby ją zachować należałoby analizę takiego stopnia powierzyć jakiemuś programowi do symulacji, który pokaże od razu jak zmienią się charakterystyki. Poza analizą napięciową w grę wchodzi jeszcze analiza fazowa ale ona ma nieco mniejsze znaczenie.
Ale ponieważ Adrian sprawa dotyczy sprawdzonego już wielokrotnie układu to przyczyn w przesterowaniu szukałbym raczej w błędach montażu a nie w korekcie schematu.
Sprawdź poprawność połączeń i wartości poszczególnych elementów. Oczywiście, możesz zmniejszyć R27 zmniejszając wzmocnienie tego stopnia (zmieniając jednocześnie jego charakterystykę) dla sprawdzenia czy problem znajduje się w tym miejscu ale prawdopodobnie, po wykryciu błędów schemat wróci do postaci wyjściowej ;-)
Polecam również lekturę na temat wzmacniacza operacyjnego i zaprzyjaźnienie się z jakimś symulatorem obwodów.
Na koniec zamieszczam wykres wzmocnienia tego stopnia uzyskany w excell-u i mam nadzieję, ze sam nie popełniłem gdzieś błędu ;-). Wykres pokazuje maksimum wzmocnienia w zakresie 800-1500Hz - odcięta wykresu (trudne słowo, czyli x na wykresie) to częstotliwości w Hz a rzędna (również trudne słowo czyli y na wykresie) to wzmocnienia w razach.
Podarowałem sobie wykres wzmocnienia w dB bo mam dziś litość dla świata, przebiegłem maraton i jestem lekko osłabiony ;-)
