Высококачественный усилитель НЧ

Н. ЗЫКОВ, Радио №4/1966, ст.27

Коррекция частотных характе­ристик в усилителях НЧ в большинстве своем осуществля­ется с помощью регуляторов тембра низших и высших звуковых час­тот. Существуют две основные разно­видности таких регуляторов, услов­но называемых регуляторами первого и второго типа. Регуляторы первого типа имеют неизменную частоту перехода — fпер, ^но крутизна на­клона их частотной характеристи­ки — α — величина переменная (см. рис. 1, а). Такие регуляторы, как правило, состоят из частотнозави­симых делителей напряжения.

У регуляторов второго типа частот­ная характеристика отличается тем, что крутизна наклона характери­стики постоянна, а изменяется час­тота перехода (см. рис. 1, б). Схемы регуляторов второго типа обычно ис­пользуют частотнозависимую отри­цательную обратную связь [1, 2].

Как видно из приведенных харак­теристик, каждый такой регулятор тембра позволяет хорошо скоррек­тировать только определенные иска­жения частотной характеристики уси­лителя, например, частотные иска­жения, показанные кривыми а—а и б—б (рис. 1, а и 1, б). Однако пред­сказать реальную форму частотной характеристики всего звуковоспро­изводящего тракта практически не­возможно, так как частотные иска­жения вносятся фонограммой, уси­лителем, громкоговорителем, акус­тическим агрегатом, зависят от уров­ня громкости, акустики помещения и многих других факторов. Все эти искажения имеют различный харак­тер, и суммарная частотная характе­ристика может оказаться весьма да­лекой от тех кривых (а—а и б—б), которые приведены на рис. 1. Поэтому компенсация частотных искажений может быть неполной при использовании любого из опи­санных выше регуляторов тем­бра высших и низших звуковых частот.

В последнее время у нас в СССР и за рубежом наметилась тенденция к расширению возможностей регу­лирования тембра в высококачест­венной радиоаппаратуре [3].

Рассмотрим схему комбинирован­ного регулятора тембра, в которой, помимо плавных регуляторов низ­ших и высших звуковых частот, имеются еще три дополнительных ре­гулятора тембра, позволяющих из­менять частотную характеристику на трех средних фиксированных часто­тах (рис. 2).

При помощи потенциометров R₄, R₅, R_б можно получить как завал, так и подъем частотной характери­стики на частотах 600, 1 800, 3 600 гц. В верхнем по схеме поло­жении движка любого из потенцио­метров анодная нагрузка R₁ шунти­руется LC контуром и осуществляется завал характеристики на задан­ной частоте. В нижнем положении движка контур шунтирует сопротив­ление R₂ в катоде лампы и осуществ­ляет подъем характеристики.

Резисторы R₇ R₈ и R9 снижают добротность контуров LC, ограни­чивают степень регулирования темб­ра и обеспечивают плавное перекры­тие характеристики в диапазоне средних частот от 400—450 гц до 4500-­5000 гц. Количество фиксированных частот и их значения могут быть иными. В этом случае расчет контуров можно производить по следующей формуле

Регуляторами могут быть обычные потенциометры, у которых графито­вый слой на середине дужки осто­рожно снят надфилем, в результате чего образовано как бы два реостата по 70-75 ком каждый.

Аналогичным способом можно по­строить регуляторы тембра низших и высших звуковых частот (см. пун­ктирную линию на рис. 2). Однако такие регуляторы низших частот бу­дут неоправданно сложны, громоздки и дороги, поэтому для регулировки высших и низших звуковых частот лучше применять обычные регуля­торы тембра I или II типа.

Совместное использование регуляторов тембра низших и высших час­тот и регуляторов тембра на три фик­сированные средние частоты (каждая из которых отличается от предыду­щей приблизительно на октаву f =2f₂=4f₃) позволяет получить прак­тически любую частотную характе­ристику канала звуковоспроизведе­ния, а также значительно увеличи­вает возможную степень коррекции характеристики усилителя на высших и низших частотах (до З0-40 дб). Кроме того, использование регуля­торов средних частот значительно упрощает разработку и конструиро­вание акустических систем для вы­сококачественного воспроизведения звука.

ОСНОВНЫЕ ТЕХНИЧЕСКИЕ ДАННЫЕ УСИЛИТЕЛЯ

Номинальная выходная мощность усилителя 8 вт. Максимальная чув­ствительность с гнезд звукоснимате­ля — 100—200 мв, с линейного вы­хода — 0,5 в, с трансляционной ли­нии — 10 в. Усилитель воспроизво­дит полосу звуковых частот от 40 гц до 15 кгц с неравномерностью на краях диапазона +-1,5 дб (без регу­ляторов тембра).

Коэффициент нелинейных искаже­ний на частоте 1 кгц при номиналь­ной выходной мощности — 0,5% ; при выходной мощности 6 вт — 0,2 %.

Активное сопротивление нагрузки усилителя — 4 ома, уровень шу­мов — 60 дб. Выходное сопротивле­ние усилителя —0,3—0,5 ом.

Размеры корпуса усилителя 350X280X 130 мм, размеры акустиче­ской колонки — 268X270X600 мм. Усилитель может питаться от сети переменного тока напряжением 110, 127 и 220 в, потребляемая мощность от сети 120 вт.

ПРИНЦИПИАЛЬНАЯ СХЕМА

На вход усилителя включено ком­мутирующее устройство (см. рис. 3), с помощью которого к нему могут подключаться приемник П(100 мв), телевизор Т (100 мв), звукоснима­тель, линейный выход магнитофона М (0,5 в), трансляционная линия Л (10-30 в), а также вход магни­тофона (к линейному выходу усили­теля ЛВ).

Первый каскад усилителя собран на лампе Л_1а, он используется для усиления сигналов, поступающих с гнезд звукоснимателя, приемника П или телевизора Т.

В последующие два каскада, соб­ранные на лампе Л₂, включены типо­вые регуляторы тембра низших и выс­ших частот II типа (потенциометры R₇ и R₁₀) и регулятор тембра средних частот (потенциометры R₂₂, R₂₃ и R₂₄).

Для уменьшения уровня шумов, соединенные последовательно накаль­ные цепи ламп Л1 и Л₂ питаются от низковольтного выпрямителя.

На лампе Л₃ смонтирован усили­тель предоконечного каскада и фа- зоинвертор. Хорошая симметрия при минимальных искажениях в случае больших управляющих сигналов до­стигается применением сравнительно низкоомной анодной и катодной на­грузки фазоинвертора.

Оконечный каскад усилителя двух­тактный, он собран по ультралиней­ной схеме. Три последних каскада усилителя охвачены глубокой отри­цательной обратной связью, напря­жение которой снимается со вторич­ной обмотки выходного трансфор­матора и подается в катодную цепь лампы Л₃.

РАДИОДЕТАЛИ Усилитель собран в основном из покупных радиодеталей. Силовой трансформатор Tp₁ применен от при­емника «Фестиваль». Он собран на сердечнике из пластин Ш20, толщина набора 45 мм. Сетевая обмотка со­держит 2Х (50+315) витков провода ПЭЛ 0,38, повышающая — 700 вит­ков провода ПЭЛ 0,29. Обмотка низ­ковольтного выпрямителя состоит из 45 витков того же провода, обмотка электродвигателя (не используется), содержит 50 X 2 витков провода ПЭЛ 0,59, а обмотка накала ламп — 17+4 витка провода ПЭЛ 1,0.

Дроссель фильтра Др₁ — большой дроссель телевизора «Рубин-102» (ин­дуктивность 4 гн); он намотан на сер­дечнике из пластин УШ16, толщина набора 15 мм, его обмотка содержит 2300 витков провода ПЭЛ 0,25. Ка­тушка L1—малый дроссель телевизора «Рубин-102» (6,5 гн) — намотана на сердечнике из пластин УШ12, тол­щина набора 18 мм, обмотка его со­стоит из 3100 витков провода ПЭЛ 0,14. Катушки L₂ и L₃ выполнены на броневых сердечниках типа СБ-4а. Катушки намотаны внавал на ци­линдрических каркасах из эбонита или текстолита и содержат около 2200 витков провода ПЭВ 2 0,1 (ве­личина их индуктивности в сборе с сердечником 0,35-0,4 гн).

Выходной трансформатор усилите­ля Тр₂ собран на сердечнике из пла­стин Ш19, толщина набора 45 мм, К качеству выходного трансформато­ра предъявляются особо жесткие тре­бования, поэтому намотку катушки нужно вести очень тщательно.

На рис. 4, а и 4, б показаны прин­ципиальная схема выходного транс­форматора и один из вариантов рас­положения обмоток его катушки. На­мотку катушки следует производить послойно, виток к витку. Между слоя­ми прокладывать один слой тонкой лакоткани или два слоя конденсатор­ной бумаги, а между обмотками — два слоя лакоткани и бумаги. Вместо конденсаторной бумаги можно ис­пользовать чертежную кальку. Пер­вичная обмотка 1—6 наматывается проводом ПЭВ 2 0,18 и содержит 3000 витков, вторичная обмотка — 7—12 состоит из 180 витков провода ПЭВ 2 0,57.

Выводы располагаются таким об­разом, чтобы обеспечить наиболее ко­роткие перемычки для соединения выводов 3 и 4 первичной обмотки и 7—9—11 и 8—10—12 вторичной. На выводы обмоток нужно надеть хлор­виниловые или кембриковые изоля­ционные трубки и распаять их на монтажных колодках, установлен­ных на трансформаторе.

Выходной трансформатор Тр₂ мож­но применить от приемника «Фести­валь».

Все электролитические конденса­торы, за исключением С₁₂, типа КЭ-2. Конденсатор С₁₂ 1000-2000 мкф типа К50-36, конденсаторы С₂₇ и С₂₈ — бумажные, типа БМ и КБМГ.

Переделка потенциометров R₂₂, R₂₃ и R₂₄ описывалась выше. Следует добавить только, что места пропилов желательно покрыть нитролаком для упрочения графитового покрытия дужек. Потенциометр  компен­сированного регулятора громкости должен иметь отвод. Если подобного потенциометра не имеется, то можно использовать любую из схем компен­сированных регуляторов громкости, приведенных в радиолюбительской технической литературе [4].

Все резисторы могут иметь откло­нение + 20% от номинальной вели­чины. Резисторы R35, R₃₆ и R₃₇ сле­дует подобрать такими, чтобы удов­летворять равенству с отклонением не более 5%.

R35=R36+R37

Допуск на отклонение величины емкости от номинального значения для всех конденсаторов, кроме С₆, С₇, С₈, С₁₈, С₁₉, С₂₀ от —20% до +50-100%. Для вышеуказанных конденсаторов, используемых в цепи регуляторов тембра, допустимый раз­брос не должен превышать +10%.