СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЙ УСИЛИТЕЛЬ С АКУСТИЧЕСКИМ АГРЕГАТОМ

Ю. Романюк, Радио №10/1965, ст.47, №11/1965, ст.42

Электрические и акустические па­раметры усилителя удовлетворяют требованиям, предъявляемым к сте­реоусилителям высшего класса. По­лоса эффективно воспроизводимых звуковых частот 30—15000 гц. По­лоса пропускания электрического тракта каждого канала 20—30000 гц. Частота разделения спектра на низ­шие и высшие частоты равна 250 гц.

Номинальная выходная мощность общего усилителя низших частот 6 вт при коэффициенте нелинейных искажений не более 0,1%. Выходная мощность усилителей каналов выс­ших частот 2 вт при коэффициенте нелинейных искажений 0,5%. Чув­ствительность по входу на частоте 1 кгц порядка 80 мв—200 мв (уста­навливается для каждого источника сигнала отдельно). Уровень фона при открытом входе и максимальном усилении — 70 дб. Переходное зату­хание между каналами на всех ча­стотах выше 300 гц не менее 40 дб.

Кроме раздельных регуляторов низших и высших частот, в усили­теле применен трехступенчатый «се­лектор тембра». («Речь», «Концерт», «Бас»), что позволяет изменять ча­стотную характеристику усилителя в очень широких пределах: от —10 до +30 дб на частоте 30 гц и от —25 до +25 дб на частоте 10000 гц.

Регулировка громкости плавная, частотнозависимая. Блок-схема сте­реоусилителя приведена на рис. 1. Усилитель имеет два канала усиле­ния . высших частот и один канал усиления низших частот.

Предварительный усилитель. Каж­дый канал предварительного усили­теля имеет три каскада (рис, 2). Первый каскад собран на пентоде 6Ж2П, он рассчитан на получение значительного усиления, чтобы, не­смотря на потери в «селекторе темб­ра», получить на входе следующего каскада напряжение 500 мв (при ча­стоте 1 кгц и напряжении на первой сетке 6Ж2П, равном 50 мв). Левый триод лампы 6НЗП в основном ком­пенсирует потери в цепях плавной регулировки тембра (R21, R23 и R551, R53)- Катодный повторитель (правый триод 6НЗП) позволяет при­менить на выходе соединительный ка­бель любой длины без какого-либо влияния на частотный спектр пе­редаваемого сигнала.

Фильтр низших частот, образован­ный сопротивлениями R₃₀, R_6О, R61 (220 ком) и конденсаторами С₃₁, C32 (3000 пф), срезает верхние ча­стоты (выше 250 гц) и пропускает на вход общего низкочастотного уси­лителя смесь низших частот обоих каналов. Цепи C14 R26 И C29 R56 пропускают частоты выше 250 гц, которые после катодных повторите­лей поступают к соответствующим оконечным усилителям стереокана­лов.

Чувствительность предваритель­ного усилителя со входа пьезоэлект­рического звукоснимателя — 150. мв, со входа магнитофона—80 мв, со входов приемников AM, ЧМ и теле­визора — 200 мв (значение чувст­вительности приводится для напря­жения на выходе предварительного усилителя 500 мв при частоте 1000 гц.

Характеристики трехступенчатого селектора тембра приведены на рис, 3. Плавные регуляторы низших (R23 R53) ^и высших (R₂₁, R₅₁) ча­стот производят дополнительные из­менения (в пределах ±10 дб) частот­ной характеристики усилителя. Ре­гулятор громкости R₁₈, R₄₈ для меньшей чувствительности к наводкам установлен на входе второго каска­да, а плавные регуляторы тембра на его выходе. Цепи плавной регули­ровки тембра имеют малое общее соп­ротивление, чтобы монтажная ем­кость не вносила изменений в час­тотную характеристику.

Регулятор баланса позволяет урав­новесить усиление обоих — каналов. Он состоит из потенциометров, (ли­нейных) R26 R56 ^с концентрическими осями. При воспроизведении моно­фонических программ оба канала предварительного усилителя соеди­няются параллельно переключателем «моно-стерео».

Оконечные усилители стереока­налов (рис. 4) Двухкаскадные. На одном триоде лампы 6Н2П собран усилитель напряжения. Усилитель мощности (пентод 6П14П) для умень­шения нелинейных искажений рабо­тает в режиме класса А. Со вторич­ных обмоток трансформаторов Тр₁ и Тр₃ через переменные резисторы сопротивлением 47 ком в катодные цепи лампы 6Н2П подается напряжение отрицательной обратной связи. Величина этой связи подбирается при регулировке так, чтобы получить номинальную выходную мощность каждого канала 2 вт при коэффициен­те нелинейных искажений менее 1% и входном напряжении 500 мв (на частоте 1000 гц).

В целях расширения полезной зоны стереоэффекта на выходе каждого канала имеется четыре громкогово­рителя, воспроизводящих определен­ный спектр частот. Среднечастотные громкоговорители Гр1, Гр₂, Гр₅, Гр₆ (1 ГД-9) эффективно воспроиз­водят частоты от 250 гц до 10 кгц. Высшие частоты (5—15 кгц) подают­ся на высокочастотные громкогово­рители Гр₃, Гр4, Гр7, Гр₈ (типа 1 ГД — 1 ВЭФ) с трансформаторов Тр₂, Тр4, включенных в анодные цепи ламп 6П14П через конденсаторы ем­костью 2200 пф. Наличие двух сред­нечастотных и двух высокочастотных громкоговорителей в каждом канале позволяет создать соответствующую характеристику направленности на высших звуковых частотах, что значи­тельно улучшает художественность и качество восприятия музыкальных произведений, особенно исполняе­мых большими ансамблями (симфо­нические оркестры, хоры и т. п.). При этом следует иметь в виду, что при такой характеристике нап­равленности стереоэффект ощутим лишь в помещениях площадью не менее 18—20 м².

Общий усилитель низших частот

Наибольшие амплитуды звуковых колебаний приходятся на низшие частоты, поэтому оконечный усили­тель НЧ должен быть нечувствите­лен к перегрузкам. Этого можно до­стигнуть, создав некоторый запас мощности усилителя, а также при­менив лампы с наибольшей площадью рабочей области характеристики, в которой лампа работает без искаже­ний. Этими соображениями объяс­няется выбор ламп октальной серии типа 6Н8С, 6Н7С и 6С4С. При ис­пользовании триодов 6С4С, обла­дающих небольшим внутренним соп­ротивлением (840 ом), можно полу­чить очень малое выходное сопро­тивление усилителя, которое хоро­шо согласуется с сопротивлением звуковой катушки, громкоговорите­ля, обеспечивает мягкое (без буб­нения) воспроизведение низших ча­стот. Левый триод лампы 6Н8С служит для усиления напряжения, правый является фазоинвертором. На лампе Л₉ 6Н7С собраны усилители, создающие напряжение, необходимое (около 30 в) для работы двухтакт­ного каскада усилителя мощности на триодах 6С4С. Двухтактный каскад работает в режиме АВ₁, при этом нелинейные искажения и анодный ток покоя незначительны.

Чувствительность усилителя 1в при выходной мощности 6 вт и об­ратной связи (со вторичной обмотки трансформатора, Тр₅ в катодную цепь левого триода 6Н8С) глубиной 20 дб. Нелинейные искажения при этом менее 0,1%, а коэффициент демпфирования

В случае отсутствия ламп 6С4С в двухтактном каскаде можно при­менить две лампы 6Н6П (по два па­раллельно соединенных триода в каждом плече). При использовании ламп 6Н6П в усилителе произво­дятся следующие незначительные изменения:     напряжение питания уменьшается с 290 до 250 в; напря­жение смещения снижается с —67 до —15 в; чтобы лампы 6Н6П не перегружались (для них требуется меньшее напряжение возбуждения), на входе усилителя лучше поставить делитель напряжения; с лампой 6Н6П вместо 6Н8С и 6Н7С хорошо работает лампа 6Н1П.

Акустический агрегат. Для эф­фективного воспроизведения низ­ших частот в усилителе применен громкоговоритель 8ГД-РРЗ (от приемника «Рига-10»), имеющий диф­фузор диаметром 25 см и резонанс­ную частоту 30 гц. Этот громкого­воритель установлен в фазоинверто- ре, который представляет собой зак­рытый ящик, имеющий вблизи гром­коговорителя отверстие, примерно равное площади диффузора. Внут­ренняя поверхность фазоинвертора для устранения дополнительных ре­зонансов покрыта звукопоглощаю­щим материалом (войлоком, ватой). Ящик изготавливается из сухих ело­вых досок толщиной 25 см. При ис­пользовании другого громкоговори­теля объем ящика и площадь от­ верстия должны быть изменены. Вполне достаточные сведения по этому вопросу можно найти в книге «Высококачественные акустиче­ские системы» (авторы А. Дольник и М. Эфрусси).

Среднечастотные громкоговорите­ли 1ГД-9 каждого канала помещены в закрытый ящик размером 430 X 300 X 70 мм.

Высокочастотные громкоговори­тели 1ГД-1 устанавливаются в ящи­ки замкнутого объема размером НО X 110Х 80 мм.

Конструкция. Весь усилитель со­стоит из трех блоков: блока пред­варительных усилителей, блока ре­гулировок и блока оконечных уси­лителей

Предварительный усилитель смон­тирован на гетинаксовой панели тол­щиной 1,5 мм с применением печат­ного монтажа. Размеры панели 180 X 160 мм. На этой панели раз­мещаются лампы и детали, отно­сящиеся к цепям питания.

Регуляторы громкости тембра и баланса вместе с относящимися к ним деталями и переключателями селек­тора тембра помещены в отдельном хорошо заэкранированном блоке не­больших размеров. Один из возмож­ных вариантов компоновки предвари­тельного усилителя в радиокомбай­не представлен на рис. 6. Все око­нечные усилители монтируются на шасси из дюралюминия толщиной 1,5 мм (рис. 7). Общий вид блока оконечных усилителей показан на рис. 8.

Детали. Для плавной регулировки тембра в предварительном усилителе применены спаренные потенциомет­ры на одной оси (типа СП-ЗА), раз­ность величин которых не должна превышать 5 ком при любом значе­нии угла поворота оси. Для регули­ровки громкости в усилителе приме­няются потенциометры R₁₈, R₄₈ с от­водами (от приемников «Фестиваль», «Сакта»). Можно также применить и другие потенциометры сопротив­лением от 470 до 680 ком, но обяза­тельно с кривой изменения типа В. Эти потенциометры должны регули­роваться одной осью и на одинако­вую величину при любом повороте оси. Одна из возможных конструк­ций такого узла описана в журнале «Радио» 1965, № 7.

Регулятор баланса позволяет раз­дельно регулировать усиление ка­налов. Он состоит из потенциомет­ров (линейных) R_2б, R₅₆ с концент­рическими осями (можно также при­менить два отдельных потенциомет­ра), выведенными под шлиц.

Трансформаторы Тр₁ и Тр₃ вы­полнены на сердечниках из пластин Ш12, толщина набора 24 мм. Пер­вичная обмотка содержит 2800 вит­ков провода ПЭЛ 0,13, вторичная — 74 витка провода ПЭЛ 0,74. Вы­сокочастотные трансформаторы Тр₂ и Тр4 применены от приемников «Люкс», «Дружба», «Волга». Разме­ры сердечника Ш9 X 12. Первичная обмотка состоит из 2000 витков про­вода ПЭЛ 0,12, а вторичная из 23 витков провода ПЭЛ 0,51.

Низкочастотный трансформатор Тр₄ собирается из пластин Ш32, толщина набора — 45 мм. Первич­ная обмотка состоит из 1400 X 2 витков провода ПЭЛ 0,25, вторичная из 125 витков провода ПЭЛ 0,74 (сопротивление звуковой катушки громкоговорителя Гр9 равно 12 ом)

В таблице 1 приведены намоточные данные вторичной обмотки транс­форматора Тр₅ для различных наг­рузок.

Налаживание.            Специфической трудностью при налаживании сте­реофонических усилителей является необходимость получения одинако­вых характеристик обоих стереока­налов, так как от этого во многом зависит ощутимость стереоэффекта. Налаживание усилителя значительно облегчается, если лампы, конден­саторы и сопротивления обоих сте­реоканалов предварительно прове­рить на идентичность. В описываемом усилителе разница уровней громко­сти не превышала 2 — 3 дб при из­менении сопротивления регуляторов громкости R₁₈, R₄₈ (управляемых одной осью) от максимальной вели­чины на 20 дб. Рассогласование ча­стотных характеристик на частотах 100 гц—15 кгц не превышало ±2 дб при любом положении регуляторов тембра.

Предварительный усилитель луч­ше налаживать в такой последова­тельности:

1. Убедившись в правильности мон­тажа, подключить усилитель к ис­точнику питания и ламповым вольт­метром измерить напряжения на электродах ламп. Величины этих напряжений не должны сколько- нибудь значительно отличаться от указанных на схеме;
2. Переключатель селектора темб­ра установить в положение «Выклю­чено» (все подвижные контакты в ле­вом положении), а переключатель «Моно—Стерео» в положение «Моно». К подвижному контакту переключа­теля Г подвести от звукового, гене­ратора сигнал частотой 1 кгц напря­жением 200 мв. Регуляторы R₁₈, R₄₈ установить в положение макси­мальной громкости и временно от­паять от них конденсаторы С₇, C8, C22, C23. Ламповым вольтмет­ром измерить напряжение сигнала на аноде лампы Л₁, а затем на аноде лампы Л₃. Разница этих напряже­ний устраняется изменением в не­больших пределах сопротивления R₇ или R₃₇. Затем последовательно из­меряются напряжения сигнала на сетках левых половин ламп Л₂ и Л₄, при этом если имеют место ра­венства с точностью до 2-3% (R11 = R41, R₁₃ = R43 И С₆ = С₂₁), то эти напряжения будут одинаковыми. Выполнению равенств между ука­занными элементами нужно уделить особое внимание, так как без этого получить одинаковые частотные ха­рактеристики обоих каналов будет очень трудно. Затем напряжение сигнала измеряется поочередно на анодах левых половин ламп Л₂ и Л₄. Разница этих напряжений ука­жет на необходимость подбора соп­ротивления R₁₉ или R₄₉. Далее по­воротом оси уменьшают до 50 коm величины сопротивлений R₃₈, Напряжения сигнала на анодах ле­вых триодов ламп Л₂, Л4 при из­менении уровня громкости не должны отличаться более чем на 2 дб. Под­соединение цепочек тонкомпенсации к регулятору громкости не должно увеличивать это отличие при любом положении оси регулятора, в про­тивном случае, изменяя величины сопротивлений, следует сделать рав­ными постоянные времени С₇*R₁₆= С₂₂ *R46 ^и С₈ • R17 = С₂з •R₄₇;
3. Следующим этапом является налаживание «селектора теябра». Переключатель следует установить в положение «Речь». К управляющим сеткам входных ламп подать от зву­кового генератора сигнал частотой от 20 гц до 20 кгц напряжением 200 мв. Ламповым вольтметром измеряются напряжения этих частот поочередно на анодах левых половин ламп Л₂ и Л₄. Снятые характеристики долж­ны быть одинаковыми и соответст­вовать кривой «Речь», показанной на рис. 3. Если характеристики ка­налов отличаются одна от другой на низких частотах, то следует подоб­рать величину сопротивления R₁₅ или R₄₅; разница на высших часто­тах устраняется подбором емкости конденсаторов С₄ или С₁₉. После того, как определились величины кон­денсаторов С₄ и С₁₉, переключатель ставят в положение «Бас» и возможное рассогласование частотных характе­ристик каналов на высших частотах устраняют подбором величин рези­сторов R₂₁ или R₄₂. Наконец, перек­лючатель устанавливают в положе­ние «Концерт» и также снимают ча­стотные характеристики обоих ка­налов. Если эти характеристики от­личаются друг от друга, то на выс­ших частотах их выравнивают из­менением емкости конденсаторов С₅ или С₂₀, а на низших изменением соп­ротивлений R₁₄ или R₄₄;

4. После этого подбирают элементы плавной регулировки тембра. Управ­ляющие сетки левых половин ламп Л₂ и Л₄ соединяют временно вместе, и от звукового генератора к ним под­водят напряжение 200 мв различных частот от 20 гц до 20 кгц. Ламповый вольтметр поочередно присоединяют к точкам A и A’. Поставив движки регуляторов высших и низших ча­стот в среднее положение, добиваются одинакового уровня средних частот в обоих каналах. Для этого подби­рают величины сопротивлений R₂₂, R₂₄ или R₅₂, R₅₄, до тех пор, пока напряжения в точках A и A’ частот 400 гц—5 кгц будут отличаться не более чем на 2 дб. После этого по­воротом оси потенциометров R₂₁, R₅₁ проверяют диапазоны регули­ровки высших частот в обоих кана­лах. Если эти диапазоны окажутся различными, то изменяют соотношения конденсаторов C10/C11 или C25/C26 При этом нужно иметь в виду, что увеличение этих соотношений повы­шает подъем высших частот в соот­ветствующем канале, уменьшение — снижает. Аналогично проверяют пре­делы регулировки низших частот при повороте оси потенциометров R23, R53. Увеличение отношений C13/C12 и C28/C27 повышает подъем низших частот в соответствующем канале, уменьшение — снижает. Следует за­метить, что больших пределов плав­ной регулировки высших и низших частот добиваться не следует, так как это уже достигнуто в «селекто­ре тембра», достаточен диапазон ±(6-10 дб). Гораздо важнее, чтобы пределы регулировки в обоих ка­налах были одинаковыми (с точно­стью до 2 дб);

5. Последний этап в налаживании предварительного усилителя — под­бор элементов в фильтрах высших и низших частот. Временно отсоеди­няют точку A от сопротивлений R21, R25, а точку А’—от R₅₁, R₅₅.

Сигналы различных частот от 20 гц до 15 кгц напряжением до 1 б подво­дят к точке A (А’). Регуляторы R₂₆ и R₅₆ ставят в верхнее (по схеме) положение. Вольтметр подсоединяют к вы­ходу левого (правого) канала. Полу­ченная характеристика должна иметь вид, показанный на рис. 9. Если ха­рактеристика какого-нибудь канала отличается от изображенной на рис. 9, то изменяют величину емкости кон­денсаторов С₁₄ или С₂₉. Очень важ­но, чтобы частотная характеристика фильтра низших частот мало отли­чалась от изображенной на рис. 10. Если частоту среза этого фильтра сделать более высокой, а спад менее крутым, то это приведет к «пролеза­нию» высших звуковых частот в об­щий канал басов и к «смазыванию» стереоэффекта. Теперь, устранив все те временные изменения, которые приходилось делать в процессе ре­гулировки, проверяют предваритель­ный усилитель окончательно. Его параметры должны мало отличаться от тех, которые указаны в общей ха­рактеристике.

Оконечные усилители, если они собраны из элементов, мало отли­чающихся от указанных в схеме, начинают работать сразу, и налажи­вание их несложно. Вся регулировка практически сводится к проверке режима ламп и подбору величины об­ратной связи. Все же может быть, что при проверке на идентичность оконечных усилителей обоих стерео­каналов величины некоторых дета­лей нужно будет подбирать.