ПРИБОР ДЛЯ УСТАНОВКИ ТОКА ПОДМАГНИЧИВАНИЯ В МАГНИТОФОНЕ

May 17, 2010 by admin Комментировать »

Н. Шиянов

В современных магнитофонах для звукозаписи исполь­зуется высокочастотное подмагничивание. Сила тока подмагничивания, устанавливаемого в магнитофоне, влияет на волновые потери, уровень шума и нелинейные искажения сигнала, т. е. во многом определяет качество записи.

Силу тока подмагничивания, при которой чувстви­тельность магнитной ленты максимальна, называют оптимальным током подмагничивания. Для сравнительно низких частот она имеет более высокое значение. Это связано с тем, что с увеличением тока подмагничивания уровень записи в области низких частот растет за счет более глубокой намагниченности рабочего слоя ленты. На высоких частотах с ростом тока подмагничивания намагниченность в поверхностном слое ленты снижает­ся. Вместе с тем, глубокое проникновение зоны записи в рабочий слой на высоких частотах не дает положи­тельного эффекта, поскольку в процессе воспроизведения наиболее эффективны лишь приповерхностные слои фо­нограммы.

clip_image001

Рис. 1. Экспериментальные зависи­мости отдачи и уровня нелинейных искажений ленты А 4409-6Б: 1отдача ленты на частоте 400 Гц, ско­рость протяжки 19,05 см/с; 2 — то же, ско­рость протяжки 9,53 см/с; 3 — отдача ленты на частоте 15 кГц, скорость протяжки 19,05 см/с; 4 — то же, скорость протяжки 9,53 см/с; 5 — зависимость нелинейных иска­жений, скорость протяжки 19,05 см/с; 6 — то же, скорость протяжки 9,53 см/с

Для экспериментального определения оптимального подмагничивания снимают характеристику подмагничи­вания, под которой понимают зависимость напряжения на линейном выходе магнитофона (отдачу ленты) от тока подмагничивания при фиксированном уровне запи­си. Координаты вершины полученной кривой позволяют найти значение оптимального тока для заданной часто­ты записываемого сигнала.

Известно, что для большинства магнитных лент зна­чения тока подмагничивания, соответствующие чувстви­тельности, а также минимумам нелинейных искажений и шума намагниченной ленты, не совпадают. Поэтому выбор уровня подмагничивания проводят путем поиска компромиссного решения. В студийных магнитофонах номинальное подмагничивание в большинстве случаев выбирают по минимуму шума намагниченной ленты, в бытовых — как ком­промисс между ча­стотными и нелиней­ными искажениями. На рис. 1 пред­ставлены экспери­ментальные зависи­мости отдачи и уров­ня нелинейных иска­жений ленты А4409-6Б от тока подмаг-ничивания. Кривые 1 и 2 иллюстрируют зависимость отдачи ленты на частоте 400 Гц и скоростях протяжки ленты 19,05 и 9,53 см/с со­ответственно. Кри­вые 3, 4 получены для частоты 15 кГц и скоростей 19,05 и 9,53 см/с. Зависи­мость нелинейных искажений от уров­ня подмагничивания для указанных выше скоростей ленты да­на кривыми 5 и 6. В эксперименте ис­пользовались запи­сывающая головка 6А24НЗ и воспроиз­водящая головка 6В24Н3.1.

Видно, что с увеличением частоты записи и пониже­нием скорости ленты максимум отдачи сдвигается в область более низких уровней подмагничивания.

Минимум нелинейных искажений смещен относитель­но оптимального тока для частоты 400 Гц на 1…2 дБ. Близкие к минимальным значения шума и, как видно из приведенных графиков, нелинейных искажений обе­спечиваются при токе подмагничивания, оптимальном для сравнительно низких записываемых частот сигналов (fa=400 Гц). Наименьшие волновые потери соответст­вуют подмагничиванию, оптимальному для высоких частот.

Для скоростей менее 19,05 см/с номинальный ток подмагничивания выбирают, как правило, соответствую­щим оптимальному для частоты 1000 Гц. Определенные трудности при определении тока подмагничивания воз­никают в связи с тем, что максимум характеристики под­магничивания на низких частотах выражен недостаточно резко, а погрешность установки силы тока сильно влияет на параметры магнитофона, особенно при низких скоро­стях движения ленты.

Уменьшение этой погрешности возможно с помощью следующей методики, основанной на том, что у кривой подмагничивания для коротких волн записи более вы­раженный максимум [1, 2]. Частота сигнала, на которой устанавливается ток подмагничивания, в зависимости от скорости протяжки ленты, выбирается равной 10 или 6,3 кГц. Обычным порядком находят положение регу­лятора тока подмагничивания, соответствующее макси­мальному выходному напряжению. Затем ток подмагни­чивания увеличивают до уменьшения отдачи ленты. Обычно уменьшение составляет 3 дБ на частоте 10 кГц при скорости 19,05 см/с и 3,5 дБ на частоте 6,3 кГц при скорости 9,53 см/с. Необходимо отметить, что указанные режимы лишь приблизительно соответствуют наилучшим режимам использования свойств магнитных лент.

На практике процесс установки номинального тока подмагничивания не встречает серьезных затруднений, если магнитофон имеет сквозной канал. Проведение пробной непрерывной записи с одновременной регули­ровкой подмагничивания позволяет получить характери­стики, достаточные для обоснованного определения но­минального тока подмагничивания. Однако оптимизация уровня подмагничивания в магнитофонах с универсаль­ным трактом — операция весьма трудоемкая, требующая хорошей профессиональной подготовки оператора. Эта работа складывается из проведения ряда пробных за­писей при различных дискретных положениях регулятора подмагничивания.

Известны устройства, предназначенные для ускоре­ния установки необходимого подмагничивания, напри­мер [3]. В них производят запись сигналов с опорной и верхней граничной частотами, а затем сравнивают их амплитуды при воспроизведении. Одновременно по вто­рому каналу магнитофона записывают тест-сигнал, ча­стота которого жестко связана с сопротивлением пере­менного резистора, монтируемого на время настройки вместо имеющегося в магнитофоне регулятора подмаг­ничивания. Определение номинального тока производит­ся по значению частоты тест-сигнала в момент равенства амплитуд указанных сигналов. Недостатки такого уст­ройства кратко сводятся к следующему. Необходимость записи тест-сигнала по второму каналу делает невоз­можной настройку монофонических магнитофонов. При­менение упомянутого устройства требует внесения не­желательных изменений в принципиальную схему магни­тофона. Кроме того, устройство [3] неприменимо для магнитофонов с емкостной регулировкой тока подмаг­ничивания.

При разработке описанного ниже прибора для уста­новки тока подмагничивания ставилась задача исполь­зования его как для настройки магнитофонов, изготов­ленных в радиолюбительских условиях, так и для регули­ровки промышленных аппаратов в процессе их ремонта. Прибор защищен авторским свидетельством №1068986.

Основные технические характеристики

Частота опорного сигнала, Гц………. . 400

Верхняя граничная частота, кГц………. 10…22

Частота тест-сигнала, кГц…………. 1,б…2,5

Входное сопротивление прибора, кОм, не менее …. 30

Выходное напряжение измерительного сигнала, мВ 50

Выходное сопротивление прибора кОм, не более . . 1,0

Пределы допустимого изменения амплитуды выходного сигнала, мВ………………. 20…250

Погрешность установки отдачи сигнала на верхней гра­ничной частоте, дБ, не более……….. 0,5

Пределы изменения ослабления, вводимого на верхней

граничной частоте, дБ ………….. от 0 до 10,0

clip_image002

Рис. 2. Структурная схема при­бора для установки тока под­магничивания в магнитофонах с универсальным трактом

Структурная схема прибора представлена на рис. 2.

Прибор состоит из фильтра верхних частот Z1, вход которого с помощью клеммы XS1 соединяется с выход­ным контактом универсальной головки магнитофона. Сигнал с фильтра поступает на выпрямитель UZ1, далее с выхода выпрямителя подается через управляемый ат­тенюатор U1 на преобразователь напряжения в частоту UZ2. Генератор G1 выдает синусоидальное напряжение частоты 400 Гц, генератор . G2 — напряжение верхней граничной частоты, перестраиваемой в пределах от 10 до 22 кГц. Сигналы генераторов и преобразователя UZ2 смешиваются в сумматоре U2 и поступают на 1, 2 и 4 контакты переключателя режимов SA1.1 и подвижный контакт переключателя SB1 дорожек записи. К третье­му контакту переключателя SA1.1 подключен подвиж­ный контакт переключателя дорожек SB1. Переключа­тель SA1.1 соединен также со входом управляемого уси­лителя А1.

В процессе установки оптимального тока подмагни-чивания магнитофона прибор последовательно переводят переключателем SA1 в режимы 1 — 4.

Режим 1 «Калибровка». Переключатель SA1 — в пер­вом положении. Настраиваемый магнитофон устанавли­вают в режим «Запись», включают временный стоп. На­пряжение высокочастотного подмагничивания выделяет­ся фильтром верхних частот Z1, поступает на вход выпрямителя UZ1. Выходное напряжение выпрямителя UZ1 пропорционально уровню тока подмагничивания. Блок UZ2 осуществляет преобразование указанного на­пряжения в пропорциональную ему частоту. Таким обра­зом, на вход сумматора U2 подаются гармонические сигналы генераторов Gl, G2, имеющие частоты 400 Гц и 10…22 кГц соответственно, и сигнал с выхода преобра­зователя UZ2, частота которого пропорциональна уров­ню тока подмагничивания и изменяется в пределах от 1600 до 2500 Гц при изменении напряжения с выхода U1 от 0 до 0,6 В. Сигнал с выхода сумматора U2 через переключатель SA1.1 поступает на вход управляемого усилителя А1. Усилитель содержит автоматическую ре­гулировку коэффициента передачи и поддерживает ам­плитуду сигнала на выходе с погрешностью не более 1 дБ в диапазоне входных сигналов от 40 до 200 мВ. Необходимость введения автоматической регулировки усиления вызвана достаточно широким допуском на уро­вень сигнала с линейного выхода серийно выпускаемых магнитофонов.

Фильтр верхних частот Z2, выпрямитель UZ3 и фильтр нижних частот Z3 образуют канал выделения и преобразования в постоянное напряжение сигнала гене­ратора G2. Фильтр нижних частот Z4, выпрямитель UZ4 и фильтр нижних частот Z5 образуют канал выделения и преобразования в постоянное напряжение сигнала ге­нератора G1. Коэффициенты передачи этих двух трактов равны. Через полосовой фильтр Z6 проходит только тест-сигнал преобразователя UZ2, поступающий далее на преобразователь UZ5 частоты в изменяющееся знакопо­стоянное напряжение, которое подается на индикатор РА.

Регулятор тока подмагничивания магнитофона уста­навливают в положение, соответствующее максимальной силе тока. При этом стрелка индикатора РА отклоняет­ся. Изменением затухания аттенюатора U1 необходимо добиться максимального отклонения до крайней отметки шкалы. На этом калибровка прибора заканчивается.

Режим 2 «Запись». Переключатель SA1 — во втором положении. Магнитофон остается в режиме «Запись», включается протяжка магнитной ленты.

Переключатель дорожек SB1 должен находиться в положении, соответствующем настраиваемому каналу магнитофона. Сигнал с выхода сумматора U2 подается на клеммы Х$2 «Запись» магнитофона. При этом на ленту записываются сигналы генераторов Gl, G2 и пре­образователя UZ2. Уровень записи устанавливается оператором на 15…20 дБ ниже номинального. Затем мед­ленным и плавным вращением регулятора тока подмаг­ничивания магнитофона уменьшают силу тока до мини­мально возможного, наблюдая за отклонением стрелки индикатора РА.

Режим 3 «Воспроизведение». Переключатель SA1 переводят в третье положение, полученная в режиме 2 запись воспроизводится. При этом ручным запуском ге­нератора одиночного импульса G3 устанавливают триг­гер DD1 в нулевое состояние, при котором на вход кон­денсаторного запоминающего устройства А4 непрерывно поступает выходное напряжение преобразователя UZ5 через нормально-замкнутые контакты реле К1. Через переключатель SA1.2 выход устройства А4 связан с ин­дикатором РА. Поскольку в процессе записи ток подмаг­ничивания постепенно уменьшался, намагниченность по­верхностного слоя ленты увеличивалась. В результате при воспроизведении возрастает высокочастотная состав­ляющая записанного на ленте сигнала, и напряжение на выходе фильтра верхних частот Z2 будет плавно увели­чиваться. Если аттенюатор U3 установлен в положение «Ослабление 0 дБ», в момент равенства напряжений на выходах Z3 и Z5 переключается компаратор A3, триггер DD1 устанавливается в единичное состояние по входу S, а сигнал с его выхода вызывает размыкание контак­тов реле К1, что предотвращает дальнейшее поступле­ние сигнала в запоминающее устройство А4. . Таким образом, в запоминающем устройстве остается то значение выходного напряжения преобразователя UZ5, которое соответствовало равенству уровней сигна­лов с опорной и верхней граничной частотами, то есть горизонтальной сквозной амплитудно-частотной харак­теристике магнитофона. Если необходимо ввести определенное ослабление на верхней граничной частоте в пре­делах, допускаемых ГОСТом, аттенюатор U3 устанавли­вается в положение, соответствующее необходимому затуханию. В процессе воспроизведения частота тест-сиг­нала преобразователя UZ2 убывает, одновременно умень­шается напряжение на выходе преобразователя «часто­та-напряжение» UZ5, поэтому стрелка индикатора РА показывает уменьшение уровня. После остановки стрел­ки выходной уровень запоминающего устройства А4 от­считывают со шкалы индикатора РА. Положение стрел­ки по шкале следует отметить.

Режим 4 «Установка тока подмагничивания». Пере­ключатель SA1 устанавливают в четвертое положение. Магнитофон переключают в режим «Запись», включают временный стоп. Функционирование элементов прибора в этом режиме аналогично работе в режиме «Калибров­ка». Вращением ручки регулятора тока подмагничива­ния магнитофона устанавливают такое же показание индикатора РА, как и в предшествующем режиме «Вос­произведение». Тогда напряжения на выходе запоминаю­щего устройства и преобразователя UZ5 оказываются равными. Следовательно, установленное значение тока подмагничивания обеспечивает определенную форму амплитудно-частотной характеристики магнитофона с определенным ослаблением на верхней граничной часто­те, если переключался аттенюатор U3.

Принципиальная схема прибора представлена на рис. 3. Напряжение высокочастотного подмагничивания подается на вход фильтра верхних частот с клеммы XS1. Двухзвенный фильтр .верхних частот с частотой среза около 35 кГц выполнен на элементах Cl, C2, R3, R4. Выпрямитель собран на диодах VD1, VD2 по схеме удвоения напряжения. Рассмотренная часть схемы оформлена в виде экранированного щупа, присоединяе­мого к универсальной головке магнитофона коротким проводником с зажимом XS1. Щуп подключается к при­бору экранированным кабелем РК50-2-13 или АВК-2.

clip_image004

Рис. 3. Принципиальная схема прибора

Выпрямленное напряжение через аттенюатор на пе­ременном резисторе R5 и через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 подается на вход преобразователя «напряжение-частота». Преобразователь представляет собой RC-генератор с управляемым мостом Вина в цепи положительной обратной связи. Управление реализуется за счет изменения сопротивления каналов согласованных полевых транзисторов VT2, VT3 (КПС104В), RC-мост Вина включен в цепь положительной обратной связи операционного усилителя DA1. Операционный уси­литель DA2 имеет коэффициент передачи напряжения около 30. Напряжение с его выхода после выпрямления элементами VD3, С7, R20 прикладывается к затвору по­левого транзистора VT4, который включен совместно с элементами линеаризации R14, R15 в цепь отрицатель­ной обратной связи соединенных последовательно уси­лителей DAI, DA2.

Стабилизация выходного напряжения преобразова­теля происходит за счет изменения сопротивления прово­дящего канала транзистора VT4, управляемого по затвору. При этом выходное напряжение генератора ста­билизируется на уровне около 700 мВ. Использование двухкаскадной схемы с усилителями DAI, DA2 позволь ло значительно снизить нелинейные искажения, свойст­венные генераторам с электронной перестройкой. Не­трудно видеть, что напряжения UK, падающие на кана­лах полевых транзисторов, не превышают

Uk = UВЫХ/ЗК2 ,

где Uвых — выходное напряжение генератора; К2 — коэф­фициент передачи каскада с усилителем DA2.

Практически при упомянутом выше выходном напря­жении амплитуда переменного сигнала на полевых тран­зисторах VT2, VT3 не превышает 30…40 мВ, что сущест­венно снижает явление модуляции сопротивления канала. Коэффициент гармоник генератора в рабочем диапазоне частот не превышает 0,3 %. При изменении напряжения с выхода аттенюатора R5 от 0 до 0,6 В частота сигнала изменяется от 1600 до 2500 Гц (рис. 4).

clip_image005

Рис. 4. Характеристи­ка преобразователя «напряжение — часто­та»

На основе операционных усилителей DA5 и DA6 вы­полнены RC-генераторы опорной частоты 400 Гц и верх­ней граничной частоты, изменяемой переменными рези­сторами R47, R49 от 10 до 22 кГц. Генераторы имеют цепи стабилизации амплитуды с полевыми транзистора­ми VT6, VT7. Нелинейные искажения — не более 0,6 %. Амплитуда синусоидального напряжения генераторов около 1 В. Ручная установка значения верхней гранич­ной частоты связана с необходимостью настройки маг­нитофонов различных групп сложности. Если для аппа­ратов низших групп оптимальной верхней граничной частотой может быть 10 кГц, то для высококачественных магнитофонов, работающих ча скорости 19,5 см/с, не­обходимо устанавливать частоту 18…20 кГц.

clip_image006

Рис. 5. Характеристики управляемо­го усилителя напряжения: 1 — амплитудная характеристика; 2 — зави­симость нелинейных искажений

Сигналы преобразователя «напряжение-частота» и генераторов поступают с переменных резисторов R22, R44, R57 на сумматор, выполненный на транзисторе VT8. С помощью указанных резисторов необходимо установить амплитуды сигналов около 30 мВ. Напря­жение измерительного сигнала с выхода смесителя по­дается на переключатели SB1 и SA1. Это напряжение прикладывается к контактам разъема XS2 «Запись».

Сигнал с разъема XS3 «Воспроизведение» поступает на управляемый усилитель, выполненный на основе эле­ментов DA3, DA4. Усилитель стабилизирует уровень сигнала с частотой 400 Гц с погрешностью не более 1,0 дБ при изменениях входного сигнала в пределах 30…200мВ.

Стабилизация уровня осуществляется следующим образом. При увеличении амплитуды сигнала с выхода усилителя DA3 увеличивается положительный потенциал на выходе последовательно включенных фильтра нижних частот, выполненного на основе VT9, VT10, прецизион­ного выпрямителя на основе усилителя DA7 и фильтра нижних частот на основе усилителя DA8. Этот потен­циал подается на инвертирующий вход усилителя DA4, вызывая снижение потенциала на затворе транзистора VT5, включенного в цепь отрицательной обратной связи усилителя DA3. На неинвертирующий вход усилителя DA4 с потенциометра R33 подается опорное напряжение, задающее уровень переменного выходного напряжения управляемого усилителя. Передаточная характеристика (кривая 1) и зависимость нелинейных искажений от входного напряжения (кривая .2) управляемого усили­теля представлены на рис. 5. Двухзвенный фильтр ниж­них частот на транзисторах VT9, VT10 имеет частоту среза около 550 Гц и крутизну амплитудно-частотной характеристики около 24 дБ/окт. Активный фильтр ниж­них частот на основе усилителя DA8 имеет частоту сре­за около 5 Гц. С расчетом и принципом работы указан­ных каскадов можно ознакомиться в работе [4].

Сигнал с выхода усилителя DA8 поступает на рёзи-стивный делитель R77 — R88, который необходим для того, чтобы задавать затухание на верхней граничной частоте сигнала. Напряжение с выхода делителя, сни­маемое с подвижного контакта переключателя SA3, по­дается на инвертирующий вход компаратора, выполнен­ного на усилителе DA12, на неинвертирующий вход которого поступает напряжение с аналогичного описанно­му каналу выделения сигнала верхней граничной частоты (10…22 кГц) Канал состоит из двухзвенного фильтра верхних частот, выполненного на транзисторах VT11, VT12, имеющего частоту среза около 6 кГц и крутизну амплитудно-частотной характеристики около 24 дБ/окт, прецизионного выпрямителя на основе усилителя DA11 и пассивного фильтра нижних частот R107, С36. В режи­ме воспроизведения сигналограммы в момент равенства напряжений с выходом описанных каналов компаратор на усилителе DA12 изменяет состояние, вызывая появле­ние на катодах вентилей VD10, VD11 положительного импульса независимо от полярности изменения напряже­ния на выходе усилителя DA12. Импульс поступает на вход ключа на транзисторе VT15, срабатывание которого приводит к установке триггера DD1 по входу S. Сброс триггера производится вручную кнопкой SB2.

На основе операционных усилителей DA9, DA10 вы­полнен полосовой фильтр, выделяющий тест-сигнал. Гра­ничные частоты фильтра около 1,4 и 2,7 кГц, крутизна скатов около 22 дБ/окт. Затухание сигнала, создаваемое на частотах 400 и 10000 Гц, не менее 38 дБ. Тест-сигнал с выхода полосового фильтра поступает на преобразо­ватель частоты в напряжение. Этот преобразователь со­стоит из включенных последовательно усилителя-ограничителя DA13, одновибратора, выполненного на усили­теле DA14, ключевого каскада на транзисторе VT14 и фильтра нижних частот на усилителе DA15. Длитель­ность импульса на выходе одновибратора определяется элементами С39, R118, полярность импульса отрицатель­ная. Подробно с функционированием и расчетом одно-вибраторов можно познакомиться в работе [4]. После инвертирования каскадом на транзисторе VT14 прямо­угольные импульсы поступают на фильтр нижних частот с частотой среза около 10 Гц. Фильтр на усилителе DA15 выделяет постоянную составляющую сигнала с выхода инвертора VT14. Поскольку длительность и ам­плитуда импульса с выхода инвертора неизменны, на­пряжение на выходе усилителя DA15 прямо пропорцио­нально частоте входного тест-сигнала. Полученное на­пряжение через нормально замкнутые контакты геркона К.1 подается на вход аналогового запоминающего устройства.

Запоминающее устройство представляет собой на­копительный конденсатор С43 с малой утечкой, нагру­женный на операционный усилитель DA16 с высоко-омным входом, включенный повторителем напряжения. Время хранения информации с погрешностью, не пре­вышающей 1 %, не менее 20 мин. Запоминание сигнала происходит после установки триггера DD1 в нулевое состояние по входу R и размыкания контактов геркона К1.1 в режиме «Воспроизведение».

В момент равенства напряжений на входах компара­тора DA12 триггер DD1 устанавливается в единичное состояние по входу S. Ключ на транзисторе VT16 от­крывается, при этом по обмотке геркона К1 и по цепи светодиода VD18 протекает ток. Контакты геркона К1.1 размыкаются и на запоминающем устройстве сохраня­ется, выходной потенциал преобразователя частоты в напряжение, соответствующий искомой силе тока под­магничивания и задаваемой амплитудно-частотной ха­рактеристике магнитофона. Свечение светодиода VD18 указывает на то, что информация о величине оптималь­ной силы тока подмагничивания занесена в запоминаю­щее устройство. Резистор R134 ограничивает ток свето­диода на уровне 10…15 мА.

Напряжение с выхода запоминающего устройства подводится к индикатору РА1 в третьем положении пе­реключателя SA1. В первом, втором и четвертом положениях переключателя SA1 индикатором контролирует­ся выходной сигнал преобразователя частоты в напря­жение. Потенциометром R127 на инвертирующий вход усилителя DA15 задается начальное смещение, ком­пенсирующее напряжение на выходе фильтра, возникаю­щее вследствие того, что наименьшая частота тест-сиг­нала и соответствующее ей напряжение на выходе пре­образователя «частота-напряжение» отличны от нуля.

Полярность рабочего напряжения на выходе усили­теля DA16 — отрицательная. Для исключения поврежде­ния индикатора РА возможными положительными вспле­сками напряжения последовательно с индикаторной го­ловкой включен диод VD16.

Цепи коррекции операционных усилителей DA1 — DA11, DA14 — DA15 подключены между выводами 12 и общим проводом и состоят из последовательно вклю­ченных резистора сопротивлением 56 Ом и конденсатора емкостью 1500 пФ (Ск, rk), не показанных на схеме (рис. 3). Операционные усилители DA12, DA13, DA16 цепей коррекции не имеют. Напряжения питания всех операционных усилителей +6,3, — 6,3 В.

Настройку прибора начинают с проверки про­хождения сигнала высокочастотного подмагничивания с выходного контакта XS1. Амплитудно-частотная харак­теристика фильтра верхних частот должна иметь часто­ту среза, находящуюся в пределах 30…40 кГц. Коррек­тировка этой частоты возможна с помощью небольшого изменения емкостей конденсаторов С1 — СЗ. Значение выпрямленного напряжения двухполупериодного выпря­мителя зависит от типа настраиваемого аппарата. Ука­занное напряжение имеет положительную полярность и для кассетного магнитофона составляет несколько вольт. На эмиттере транзистора VT1 это напряжение снижает­ся приблизительно на 0,6 В.

Преобразователь «напряжение-частота», выполнен­ный на элементах УТ2 — VT4 и DAI, DA2, представляет собой управляемый синусоидальный генератор. Гармо­ники выходного напряжения этого генератора попадают в полосу пропускания фильтра верхних частот UZ2 и могут увеличить погрешность установки тока. Для ми­нимизации указанного вида погрешности проводимость канала транзистора VT4 линеаризуется цепью R14, R15. Если в процессе настройки коэффициент гармоник превышает 0,2 %, может понадобиться подбор сопротивлений этих резисторов, а также резистора R12. При несовпадении зависимости частоты генерации от управ­ляющего напряжения с приведенной на рис. 4 доста­точно подобрать емкости конденсаторов С5, С6 моста Вина.

Генераторы опорной и верхней граничной частот так­же выполнены с использованием частотозадающего мо­ста Вина на элементах R37, R38, С10, СП и R47, R4, С12, С13 и усилителей DA5, DA6 соответственно. Ампли­туда выходного напряжения генераторов может регули­роваться резисторами, включенными последовательно с каналом полевого транзистора. Коэффициент гармоник при номинальном выходном уровне сигнала 0,5..Л В не должен превышать 0,5…0,6 %. Генераторы, собранные на исправных элементах, работоспособны сразу после включения. Генератор верхней граничной частоты дол­жен перестраиваться по частоте сдвоенным потенциомет­ром R47, Д49, в любом положении которого должна наблюдаться устойчивая генерация. Последнее обеспечи­вается с помощью подбора сдвоенных резисторов, раз­баланс сопротивлений которых не должен превышать 10…15 %. Лучшие результаты дает замена потенциомет­ра на набор дискретно переключаемых резисторов. От­сутствие либо -чрезмерно высокая амплитуда колебаний в большинстве случаев обусловлены отказами или не­верным включением элементов цепи отрицательной об­ратной связи. Если необходимо снизить нелинейность колебаний генераторов, следует увеличить солротивле-ние резисторов R40, R52. Снижение коэффициента гар­моник дает также замена полевых транзисторов в цепи автоматической регулировки на другие, с большим на­пряжением отсечки. Сумматор сигналов на транзисторе VT8 настройки не требует.

После настройки рассмотренных узлов необходимо проверить работоспособность канала выделения опорной частоты, содержащего ФНЧ на транзисторах VT9, VT10, вентиль VD6 и ФНЧ на усилителе DA8. Эти функцио­нальные элементы, выполненные на исправных элемен­тах, никакой специальной настройки не требуют. Доста­точно проконтролировать полосу пропускания первого из упомянутых ФНЧ, частота среза характеристики ко­торого должна быть около 550 Гц, а крутизна среза око­ло 24 дБ/окт. В случае отклонения частоты среза от данного значения необходимо подобрать емкости конден­саторов С16 — С19.

Затем контролируется функционирование управляе­мого усилителя на микросхемах DA3, DA4. Для этого на неинвертирующий вход усилителя DA3 от звукового генератора подают сигнал с частотой 400 Гц. Увеличе­ние уровня сигнала от 10 до 200 мВ должно приводить к росту напряжения на выходе усилителя ВАв и инверти­рующем входе усилителя DA4, Одновременно потетщал затвора транзистора VT5 понижается. Последнее при­водит к увеличению степени отрицательной обратной связи- и снижению коэффициента передачи усилителя. Коэффициент сжатия можно увеличить путем увеличе­ния сопротивлений резисторов R29 и R36. В последнем случае растет усиление в петле автоматической регули­ровки амплитуды, поэтому чрезмерное увеличение R36, приводящее к росту коэффициента усиления DA4, мо­жет вызвать самовозбуждение на низких частотах. Уве­личение сопротивления резистора R26 приводит к сни­жению коэффициента гармоник усилителя, однако умень­шает коэффициент сжатия динамического диапазона. Некоторое снижение коэффициента гармоник можно по­лучить подбором соотношения сопротивлений резисторов R27, R28 в цепи отрицательной обратной связи транзи­стора VT5.

Канал выделения сигнала с верхней граничной ча­стотой, содержащий фильтр на транзисторах VT11, VT12, вентиль на операционном усилителе DA11 и пассивный фильтр R107, С35, настраиваются аналогично настройке канала выделения опорной частоты, описанной выше. Необходимо убедиться, что частота среза фильтра около 6 кГц.

После этого проверяют функционирование полосово­го фильтра на усилителях DA9, DA10, выделяющего тест-сигнал. Правильно собранный фильтр настроили не требует. Нужно обратить внимание на то, что кем-деисаторы С27, С28 образованы параллельным соедине­нием конденсаторов емкостью 0,05, 0,022 и 0,015 мкФ. При замене указанных конденсаторов на другие может потребоваться подбор сопротивлений резисторов R§2, R93 до получения верхней частоты среза, равной 2,7 кГц. Нижняя частота среза полосового фильтра должна устанавливаться вблизи 1,4 кГц.

Настройку компаратора на усилителе DA12 целе­сообразно проводить следующим образом. Инвертирую­щий вход усилителя DA12 подключается к земляной шине через резистор сопротивлением 10…20 кОм, а не­инвертирующий вход DA12 замыкается с инвертирую­щим входом микросхемы. Затем на входы DA12 подает­ся положительное напряжение около 0,5 В. К выходу микросхемы подключается осциллограф. Регулировкой балансировочного потенциометра R109 добиваются воз­никновения на экране осциллографа прямоугольных импульсов наибольшей амплитуды. Такая настройка ми­нимизирует сдвиг порога срабатывания компаратора. Одновременно следует проконтролировать появление пе­репадов напряжения на выходе транзистора VT13,- сов­падающих с фронтами импульсов на выходе компара­тора DA12.

clip_image008

Рис. 6. Плата генераторов.

Компаратор на усилителе DA13, основное назначение которого состоит в предельном ограничении синусоидаль­ного сигнала полосового фильтра, и одновибратор на основе усилителя DA14 специальной настройки не тре­буют. Фильтр нижних частот на усилителе DA15, собран­ный согласно принципиальной схеме, также в настройке не нуждается. Регулировкой подстроечного резистора R127 необходимо произвести установку в нуль индика­торной головки прибора РА1.

В заключение необходимо проверить функционирова­ние триггера DD1 с исполнительными цепями. При на-жатии кнопки SB2 происходит опрокидывание триггера DD1 по входу -R. Срабатывание компаратора DA12 должно вызвать появление на входе S триггера DD1 отрицательного перепада, приводящего его в состояние логической 1. Одновременно включается геркон К1 и за­горается светодиод HL1. Схема запоминающего устрой­ства на усилителе DA16 настройки не требует.

Детали и конструкция. В приборе могут быть использованы резисторы МЛТ-0,25 или МЛТ-0,125 с допускаемым отклонением от номинала не более + 10 %. Резисторы R77 — R88 должны быть подобраны с погрешностью не более ±1 % со следующими зна­чениями сопротивлений (кОм): R77 — 4,5; R78 — 3,94; R79 — 3,44; R80 — 3,2в; R81 — 2,87; R82 — 2,46; R83 — 2,21; R84 — 2,0; R85 — 1,78; R86 — 1,54; R87+, ,+ R88 — 14,3.

Подстроечные резисторы балансировки ОУ R109, а также R22, R45, R57 — любого типа, например СПЗ-16, СПЗ-22, СПЗ-27.

Сдвоенный резистор R47, R49 должен иметь разба­ланс сопротивлений не более ±20 %. Указанный резис­тор может быть заменен на дискретно переключаемый набор сопротивлений. Переменный резистор R5 любого типа, например СПЗ-12.

Конденсаторы С1 — СЗ КТ1 или же КТК, КМ и др. Конденсаторы С10, СП, С12, С13 с высокой термоста­бильностью — К22У-1, возможна замена на КСО-3 (С16 — С19, С23 — С29) и К73-17 (СЗО — СЗЗ); воз­можно использование металлобумажных конденсаторов. Остальные конденсаторы — керамические типа КМ, КЛС.

Переключатели SB1, SB2 — клавишные П2К, SA1 — галетный малогабаритный ПГК 5П2Г, SA3 — ПГК 11П1Н. Использование только двух электрических по­зиций из четырех у переключателя SA1 связано с тем, что переключение SA1 от одной размеченной на перед­ней панели позиции к другой по часовой стрелке указы­вает оператору на режим, в котором работает прибор и «подсказывает» оставшиеся операции по установке силы .тока подмагничивания. Это уменьшает возможность ошибок. Если этот фактор несущественен, переключа­тель SA1 можно заменить на двухпозиционный.

clip_image010

Рис. 7. Плата обработки сигналов

В качестве измерительной головки РА1 можно ис­пользовать любой микроамперметр с током полного от­клонения 50…500 мкА.

Транзисторы VT1, VT8, VT14 — VT16 серии КТ315Б с коэффициентом передачи тока 100…300 могут быть заменены на транзисторы серий КТ312, КТ3102. Эле­менты VT9, VT10, VT11, VT12 — сдвоенные транзисторы КТ118В, могут заменяться на одиночные кремниевые транзисторы с изменением полярности питания, если это необходимо. Полевые транзисторы VT4 — VT7 — КПЗОЗВ. Вместо них можно применить транзисторы с другими буквенными индексами и напряжением отсечки 0,8…2,0 В, а также полевые транзисторы серии КП302. Вместо согласованных полевых транзисторов VT2 — VT3 КПС104В могут быть использованы подобранные по на­пряжению отсечки с погрешностью не хуже ±10% по­левые транзисторы КПЗОЗВ, Г.

Вместо усилителей DAI — DA12, DA14 серии К140УД1А могут использоваться другие микросхемы общего применения, например К140УД6, К140УД7.

Вместо усилителей DA13, DA16 с полевыми транзисто­рами на входе серии К140УД8Б могут быть использова­ны микросхемы К544УД1Б, К544УД2Б, К574УД1А. Триггер DD1 — К155ТМ2. Полупроводниковые диоды VD1 — VD3, VD9 — VD11, VD16 — Д18 или же Д311, Д312. Диоды VD4 — VD6, VD8, VDl2 — VD15, VD17 должны быть Д220, возможна замена на любые мало­мощные кремниевые диоды, например серий КД503, КД521, КД522. Геркон К1 — с нормально замкнутыми контактами типа КЭМ-3«0» и током срабатывания 10… 12 мА. Обмотка геркона имеет 5000 витков провода ПЭВ-0,09 на каркасе диаметром 5 мм и длиной 21 мм, активное сопротивление обмотки 300 Ом.

Прибор собран на дюралюминиевом шасси размера­ми 300X180 мм, на котором закреплены задняя стенка с гнездом предохранителя и выводом сетевого провода и передняя стенка с органами управления, индикаторной головкой и входными коаксиальными разъемами СР50-73 ФВ.

clip_image012

Рис. 8. Плата фильтров

Прибор смонтирован на трех печатных платах, чер­тежи, которых представлены на рис. 6, 7, 8. Элементы коррекции операционных усилителей обозначены сим­волами Ск, rk- Блок питания может быть собран по любой схеме, обеспечивающей напряжение ±6,3 В, ток в нагрузку не менее 150 мА и уровень пульсаций — не более 2 мВ. Сетевой трансформатор прибора выполнен на магнитопроводе ШЛР 16×20. Первичная обмотка содержит 2640 витков провода ПЭВ-2 диаметром 0,1 мм, вторичная — 2ХПО витков провода ПЭВ-2 0,35

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты