Известный многим меломанам и музыкантам низкочастотный «гул» в усилителях звуковой частоты вызывается проникновением составляющей переменного тока с частотой 50 Герц.
Причиной этого могут быть различные недостатки схемы - недостаточная ёмкость фильтрующих конденсаторов (часто возникает из-за их «высыхания» со временем) или, например, плохая экранировка проводов и неправильные схемы заземления.
Также гул может появиться при подключении к усилителю какого либо внешнего устройства, тогда и причину этого явления следует искать в этом внешнем устройстве…
Если найти источник помехи проблемно, то существует способ избавиться от неё, добавив в предварительные каскады усилителя простую схему режекторного фильтра (его ещё называют полосно-заградительным). Такой фильтр может быть настроен на какую-то определённую частоту, которую он пропускать не будет. То есть, режекторный фильтр это противоположность фильтра полосового (который наоборот — пропускает только определённую частоту или полосу частот)
Подобные фильтры широко используются не только в звуковой аппаратуре, но и в кабельных телесетях для подавление помех, например. На графике ниже наглядный пример принципа работы фильтра - значительный «завал» коэффициента усиления на частоте 50 Гц:
Простую схему такого фильтра можно собрать на микросхеме — операционном усилителе (ОУ), включенном по типовой схеме согласующего каскада с высоким входным сопротивлением:
При изготовлении фильтра можно использовать любую микросхему ОУ, желательно с полевыми транзисторами на входе (TL061, 062(два канала), TL071(072) и другие). Качество фильтрации и точность настройки на нужную частоту зависят от точности подбора номинала элементов. При использовании пассивных элементов (резисторов и конденсаторов) с точностью подбора 1% можно добиться значительного ослабления сигнала (до 40 децибел).
Для того, чтобы «вырезать» из спектра сигнала помеху с частотой 50 Гц, сопротивления в этой схеме должны быть: R1=R2 =10 кОм, R3=R4 = 68 кОм, а емкости С1=С2 = 0,047 мкФ.
А вот ещё одна схема подобного фильтра, найденная в интернете (при желании Вы можете сами отыскать множество вариантов, в том числе с теоретическими «выкладками» и формулами расчёта нужной частоты для каждой схемы):
В этой схеме фильтрующее звено включено в цепь обратной связи ОУ и имеется возможность изменять параметры фильтра с помощью переменного резистора в некоторых пределах и точнее подстроиться под частоту помехи.
Питать обе схеме можно от любого маломощного блока питания со стабилизированным двуполярным напряжением в пределах Uпит. микросхемы ОУ ( 3 … 18 вольт). Например от такого стабилизатора...
* прошу ставить «палец-вверх» если статья была полезна
Кстати здесь Вы можете посмотреть простую схему для проверки исправности оксидных конденсаторов (электролитов) на плате усилителя, блоке питания, материнской плате компьютера и др. Прибор меряет эквивалентное последовательное сопротивление конденсатора (ЭПС / ESR), а этот параметр зачастую даже важнее, чем непосредственно сама ёмкость конденсатора…