ДВУПОЛОСНЫЙ Hi-Fi СТЕРЕОУСИЛИТЕЛЬ

September 2, 2014 by admin Комментировать »

Г. ЛЕВИНЗОН, А. ЛОГИНОВ (СССР)

Усилитель предназначен для высококачественного воспроизведения стереофонических программ от различных источников сигнала. Основная особенность конструкции — наличие двуполосного выходного усилителя в каждом из каналов. Это позволяет значительно уменьшить интермодуляционные искажения, расширить динамический диапазон усилительного тракта, устранить недостатки, обусловленные применением разделительных фильтров акустических преобразователей.

Преимущество двуполосного усилителя проявляется также при усилении сигналов с большим уровнем. В однополосном усилителе в этом случае высокочастотные составляющие спектра сигнала достигают границы динамического диапазона раньше низкочастотных и, следовательно, в большей степени подвержены нелинейным искажениям. В двуполосном усилителе этого не происходит. Наоборот, при значительных нелинейных искажениях в полосе НЧ, но при обеспечении линейного усиления сигнала в ВЧ полосе, был отмечен слуховой эффект их маскирования.

Из других особенностей усилителя следует отметить наличие устройства подавления шума в паузах между фонограммами, фильтра НЧ, позволяющего ограничить частотную характеристику усилителя на уровне 12 кГц, дополнительного стереоусилителя для работы на головные телефоны и блока контроля, позволяющего измерять основные электрические и тепловые характеристики усилителя и значительно облегчающего его налаживание и регулировку.

В усилителе предусмотрена возможность раздельного регулирования усиления каналов, а также дистанционного регулирования громкости и тембра.

Регулирование громкости ступенчатое, тонкомпенсированное. Шаг регулирования переменный (от 2 до 4,5 дБ). Регулирование тембра ступенчатое, раздельное по пяти фиксированным частотам — 60, 250, 800, 3500 и 12500 Гц. Шаг регулирования 3 дБ. При работе усилителя на маломощную нагрузку его мощность может быть ограничена.

Усилитель оснащен устройством, защищающим выходные транзисторы при коротком замыкании цепи нагрузки.

Технические характеристики усилителя

Характеристика входов усилителя сведены в табл. 1,

Таблица 1

Вход

Чувстви тельность,

В

Входное сопротивление, кОм

Динамический диапазон, дБ

по полосе

НЧ

по полосе·

ВЧ

Микрофон М

0,001

50

62

60

Электромагнитный звукосниматель Зв-1

0,005

50

68

78

Пьезокристаллический звукосниматель Зв-2

0,25,

500

70

72

Универсальный JP

0,6

500

74

76

Линия Л

10

500

76

> 78

Примечалия:. 1. Динамический диапазон измерен при подключении па вход усилителя резистора с сопротивлением, эквивалентным сопротивлению источника сигнала.

2. При работе с устройством шумоподавления динамический диапазон равен 86 дБ с любого входа.

‘3. Чувствительность ~со" входа Зв-1 соответствует частоте -1 кГц.

Габариты усилителя 420 х 330 х 130 мм, масса 12 кг. Функционально каждый канал усилителя состоит из шести основных блоков: входного усилителя, блока регулировок, телефонного усилителя, выходного усилителя, состоящего из предварительного и оконечного, блока питания и блока контроля.

Схема одного из каналов усилителя изображена на рис, 1. Входной усилитель включает в себя микрофонный (транзисторы Т\ — Т3) И согласующий (Т4, Т5) усилители и переключатель входов Βχ. В трех нижних (по схеме) положениях переключателя Вχ сигнал через резистивные делители напряжения поступает непосредственно на вход согласующего усилителя. Благодаря глубокой отрицательной обратной связи через резистор R23 и положительной обратной связи через конденсор С и, компенсирующей шунтирующее действие резистивной цепочки •#19^21» входное сопротивление согласующего усилителя на частоте ιϊ кГц достигает 2,2 МОм. Выходное сопротивление согласующего усилителя около 50 Ом, коэффициент передачи по напряжению равен двум.

В положении М переключателя Βγ сигнал поступает на вход микрофонного усилителя. С целью получения максимального отношения сигнал/шум транзистор 7\ работает при малом коллекторном токе. Ступень на транзисторе Т2 — согласующий эмиттерный повторитель. Общий коэффициент усиления по напряжению равен примерно 500. Конденсатор С5, шунтирующий резистор Rlt обратной связи, ограничивает частотную полосу усилителя при работе от микрофона (частота^ среза 16 кГц).

При работе от электромагнитной головки звукоснимателя (положение Зв-1 переключателя Βχ) микрофонный усилитель выполняет функцию корректирующего. Цепи коррекции R18C8C9 (частотно-зависимая отрицательная обратная связь) и C4Rm. Подбирая различные комбинации номиналов конденсаторов Сь С3 и С4, можно получить различные варианты коррекции усилителя. На рис. 2 изображены некоторые виды частотной характеристики в области самых низких частот. Соответствующие этим кривым номиналы конденсаторов С{, С3 и С4 сведены в табл. 2. Спад частотной характеристики достигает 60 дБ/декаду (или 18 дБ/октаву).

* Необходимый вариант коррекции в области низших частот выбирают в зависимости от качественных показателей применяемого проигрывателя.

Нагрузкой входного усилителя служит блок регулировок, который состоит из ступенчатого тонкомпенсироваиного регулятора громкости Βχ, ступенчатых регуляторов тембра В2 — R6, ступенчатого регулятора стереобаланса Βη и подавителя шумов, собранного на транзисторах Т4 — Т9. Регуляторы тембров и стереобаланса в обоих каналах соответственно спарены. Регуляторы громкости — независимые.

С движка регулятора громкости сигнал поступает на вход эмиттеого повторителя на транзисторе Т\, а с его нагрузки —на регулятор

Таблица 2

Кривая

Су, мкФ

С3, мкФ

Cj, мкФ

1

10

100

0,05

2

10

50

0,033

3

2

30

0,033

4

2

20

0,022

Рис. 1. Принципиальна* схема усилителя (левого канала).

Рис. 1 Продолжение.

Рис, 1. Продолжение,

стереобаланса Βη и затем на резйстивныи делитель, суммирующий сигналы в режимах Моно и Псевдо-стерео. Объединение каналов в режиме Моно происходит при срабатывании реле Р2 и Р3, контакты которых подключают движки, регуляторов баланса каналов к резистору R8. Коэффициент передачи устройства объединения каналов (резисторы регулятора стереобаланса Р36 — R50 и резисторы R6 — Я9) в режиме Моно равен 0,25, а в режиме Стерео — 0,5. Таким образом, при переходе от режима Стерео к режиму Моно уровень громкости практически не’изменяется. В режиме Псевдо-стерео срабатывает реле Р6 и.коэффиёнт передачи устройства объединения каналов увеличивается (последовательно резистору R8 подключается резистор Р7), компенсируя тем самым уменьшение громкости при отпускании якоря реле подключения нагрузки (Р4 по рис. 1), которое своими контактами отключает высокочастотные головки громкоговорителя левого канала и низкочастотные правого.

Кривые регулирования громкости, снятые для каждой ступени регулятора, представлены на рис. 3. Наличие раздельных регуляторов громкости в каждом канале допускает смешение сигналов двух различных источников, подключенных через входные усилители левого и правого каналов в режимах Моно и Псевдо-стерео.

С устройства объединения каналов сигнал через конденсатор С3 поступает на регулятор тембра, выполненный на транзисторе Т2 и переключателях В2 — В6. Коэффициент передачи по напряжению ступени’ на транзисторе Т2 в среднем положении движков переключателей равен единице. Подъем характеристики на соответствующих частотах образуется в результате подключения последовательного резонансного ZC-контура к резистору Р13 в эмиттерной цепи транзистора Т2, что приводит к увеличению коэффициента передачи на резонансных частотах, а завал происходит из-за шунтирования резонансным контуром нагрузки усилителя. Уровень подъема и завала зависит от соотношения сопротивлений в цепи эмиттера и коллектора транзистора Т2 и активного сопротивления резонансной цепи. Такое построение регулятора тембра позволяет реализовать его с любым числом практически независимых Полос регулирования частотной характеристики усилителя.

Резисторы R89, R104, РП9, Р134, R149 служат· для выравнивания параметров контуров и тем самым обеспечивают одинаковый подъём и завал частотной характеристики в каждой полосе. Частотные характеристики регуляторов тембра в крайних положениях переключателей В2 — В6 изображены на рис.. 4. С выхода’ регулятора тембра через эмиттерный повторитель на транзисторе Тъ сигнал поступает на выход блока регулировок (через резистор Р34).

При замыкании контактов выключателя В8 в работу вступает подавитель шума. Подавитель шума работает следующим образом. При отсутствии сигнала на входе блока регулировок (или уровень этого сигнала меньше установленного порога срабатывания) выход блока регулировок замкнут накоротко открытым транзистором Т9. При появлении входного сигнала транзистор Т9 закрывается и сигнал с выхода блока регулировок поступает на последующие блоки усилителя. Напряжение, управляющее работой транзистора Т9, формируется усилителем на транзисторах Т4 — Т6, детектором огибающей на транзисторе Τη и дополнительным усилителем на транзисторе Т8.

Чтобы исключить срабатывание подавителя шума в кратковременных музыкальных паузах фонограммы, предусмотрена временная задерж-

Рис. 1. Продолжение.

ка. Длительность задержки (до 1 с) определяется емкостью конденсатора Сц. Время нарастания напряжения, управляющего работой транзистора Г9, должно быть достаточно большим, иначе срабатывание подавителя шума будет сопровождаться щелчком в громкоговорителях. Оптимальным следует считать время нарастания, равное 0,1 с, оно определяется в основном емкостью конденсатора С12.

Рис. 2. Частотные характеристики, корректирующего усилителя (см. табл. 1).

При открывании выхода блока регулировок нужно обеспечить также ‘ оптимальные задержку и время нарастания полезного сигнала. Время нарастания определяют также по отсутствию слышимого щелчка в громкоговорителях, оно должно быть не менее 5 мс. Длительность задержки и время нарастания сигнала при открывании выхода зависят Главным образом от емкости конденсатора С12.

Подбором резистора R35 устанавливают порог срабатывания подавителя шума. Коэффициент подавления шума~определяется сопротивлением резистора R34 и при указанном на схеме номинале достигает 46 дБ. Поэтому уровень шума в паузах определяется практически лишь собственным шумом выходного усилителя при замкнутом входе, что на 86—90 дБ ниже максимального уровня полезного выходного сигнала.

Так как выход усилителя двуполосньш, для прослушивания фонограмм на головные телефоны предусмотрен отдельный стереофонический телефонный усилитель. Усилитель выполнен по бестрансфоаторной схеме с гальванической связью между транзисторами. По постоянному току усилитель охвачен глубокой обратной связью, что обеспечивает высокую стабильность рабочего режима.

Коэффициент усиления сигнала переменного тока определяется делителем R5Rj. Входное сопротивление усилителя на частоте 1000 Гц — около 200 кОм. Полоса воспроизводимых частот 20 — 50000 Гц с неравномерностью + 3 дБ.’Коэффициент нелинейных искажений при поминальном входном сигнале (200 мВ) — не более 0,2 % на частоте 1000 Гц. Номинальное сопротивление нагрузки усилителя 100 Ом. Возможно подключение телефонов, имеющих большее сопротивление. При применении низкоомных телефонов последовательно с ними необходимо включать добавочный резистор (например, с телефоном сопротивлением 8 Ом сопротивление резистора должно быть 80— 100 Ом).

Выходной усилитель можно условно разделить на две части — предусилитель и оконечный усилитель. Основное усиление и разделение частотного спектра сигнала на две полосы обеспечивает предусилитель. Вместо обычно используемых для разделения частотных полос пассивных /JC-цепей, которые вносят заметную неравномерность в результирующую частотную характеристику вблизи частоты раздела, здесь применены активные 2?С-фильтры второго порядка (фильтры Баттеорта). Они позволяют получить теоретически нулевую неравномерность суммарной частотной характеристики по звуковому давлению и, кроме того, хорошие фазочастотную и переходную характеристики. Активные

ЯС-фильтры собраны на транзисторах Т2, Т9, Т10, причем фильтры на транзисторах Т2 и Т9 служат собственно для разделения частотных полос. .

Выбор частоты раздела частотных полос практически зависит от мощностных и частотных характеристик акустических излучателей. Для получения равномерной характеристики по звуковому давлению вблизи частоты раздела динамические головки, составляющие нагрузку по НЧ и ВЧ полосам, должны иметь равное сопротивление и одинаковую отдачу. ·

Удовлетворительные результаты можно получить при использовании в качестве нагрузки усилителя акустических колонок от радиоприемника «Рига-101» с добавлением в каждую из них среднечастотной головки 1ГД-4А. Схема колонки показана на рис. 5. Частота раздела НЧ и ВЧ полос 2 кГц.

Практически без переделки можно использовать акустическую систему от радиолы «Симфония». В этом случае из каждой колонки· удаляют (или отключают) дроссель и электролитические конденсаторы. Схема будет отличаться от показанной на рис. 5 только отсутствием дросселя Li. В колонке применены следующие динамические головки: Гр\ — 6ГД-2, Гр2— ЗГД-1, />ГД-3. Частота раздела полос здесь может быть· выбрана в пределах 700 — 1400 Гц. Для этого нужно изменить емкость конденсаторов активных фильтров. Например, для частоты 1400 Гц емкости конденсаторов будут равны С2 — С3 — С13 — = 0,022 мкФ, С4 = 0,047 мкФ.

Фильтр на транзисторе Ti0 предназначен для ограничения общей полосы рабочих частот усилителя при воспроизведении программ с ограниченным частотным спектром, например при прослушивании стерео программ с радиовещательного приемника. Частота среза этого фильтра 12,5 кГц; он включается в тракт высокочастотного канала при’срабатывании реле Р7. ‘

Выходные ступени предусилителя выполнены по бестрансформорной схеме на транзисторах Т5 — Т8 и Тп, Т14. Усилительные ступени, собранные на транзисторах Т4 и Ти, питаются повышенным напряжением. Это позволяет повысить стабильность напряжения -вредней точки» выходного усилителя за счет увеличения сопротивления резисторов в эмиттерных цепях транзисторов Т4 и Т1218 и R45) и получить’при этом размах сигнала, достаточный для максимального использования напряжения питания оконечных транзисторов. Переменные резисторы Ri5 и R41 служат для установки начального тока транзисторов оконечного усилителя, а резисторами R18 и R45 устанавливают напряжение «средней точки» выходного усилителя.

Применение глубокой отрицательной обратной связи (более 30 дБ) помимо малых нелинейных искажений позволило получить низкое выходное сопротивление предусилителя. Введение ступени на транзисторах ΤΊ и Т% обеспечивает дополнительное снижение выходного сопротивления по полосе НЧ, что улучшает электрическое демпфирование низкочастотной головки громкоговорителя.

Конденсатор Сп корректирует характеристику усилителя по полосе НЧ на низших частотах. Напряжение обратной связи по полосе НЧ подается через резистор (по полосе ВЧ — через R42) на базу транзистора Т412). Кроме того, предусмотрена дополнительная обратная связь по переменному напряжению между эмиттерной цепью транзистора Тъп) через резисторы R2i, R24 (R48, R49). Подбирая глубину этой обратной связи, устанавливают одинаковое усиление по обеим полосам. Цепочка Cl2R25 устраняет высокочастотную генерацию при малых нагрузках. Конденсатор ^23 корректирует амплитудную характеристику усилителя по ВЧ полосе на высоких частотах (выше 50 кГц).

Усилитель развивает указанную выше синусоидальную мощность при номинальной нагрузке и напряжении питания 27 В. Кривые зависимости максимальной неискаженной мощности от сопротивления нагрузки изображены на рис. 6. Для сравнения те же характеристики показаны штриховой линией при напряжении питания 24 В. Оконечные транзисторы выходного усилителя не боятся коротких замыканий цепи нагрузки. При коротком замыкании транзисторы П210А в силу своих относительно невысоких частотных свойств не успевают выйти из строя прежде, чем сработает защитное устройство в блоке питания. Транзисторы КТ903Б также выдерживают кратковременные короткие замыкания в нагрузке, так как ток через транзисторы ограничен довольно большим сопротивлением насыщения и не превышает максимально допустимого.

Для устранения резкого щелчка в громкоговорителях при включении усилителя они подключаются к оконечным транзисторам не сразу, а с задержкой в 2 — 3 с после подачи питания. Задержку обеспечивает специальное устройство, представляющее’собой реле времени на составном транзисторе Т{Г2 и электромагнитно.м реле Ργ (см. рис. 1).

Каждый из каналов усилителя питается от собственного блока питания. Блок состоит из двух, маломощных и одного основного мощного стабилизаторов напряжения. Маломощные стабилизаторы собраны каждый на одном транзисторе (Т1 и Г6), а мощный — на четырех транзисторах (Т2 — Т5). Для увеличения коэффициента стабилизации и расширения пределов регулирования выходного напряжения транзистор Т5 усилителя обратной связи мощного стабилизатора питается повышенным напряжением (через резисторы R4, R5). Конденсатор С8 повышает коэффициент передачи усилителя обратной связи по переменному току, что способствует снижению пульсаций выходного напряжения.

При срабатывании реле Р8 и Р9 выходное напряжение мощного стабилизатора уменьшается до 24 В. Пониженное напряжение литания усилителя используется при маломощной нагрузке.

Устройство защиты от перегрузок ограничивает выходной ток мощного стабилизатора на уровне 2,5 А. При коротком замыкании на выходе ток через регулирующий транзистор не превышает 50 мА при температуре корпуса транзистора Тъ в пределах 22—25 °С и 200 мА при Температуре корпуса 50 °С. Выходное сопротивление мощного стабилизатора — около 0,05 Ом. Двойная амплитуда пульсаций выходного напряжения — примерно 1 мВ при токе нагрузки 1 А. Пульсации на выходе маломощных стабилизаторов — менее 1 мВ при токе нагрузки 20 мА.

Введение в усилитель специального блока контроля значительно облегчает процесс налаживания и дает возможность контролировать все основные электрические и тепловые характеристики обоих каналоз усилителя в процессе эксплуатации. Необходимые параметры с помощью переключателя Βγ можно поочередно контролировать по шкалам стрелочных приборов, установленных на лицевой панели усилителя. Все характеристики имеют практически линейную токовую зависимость, что позволяет использовать для контроля всех параметров одну общую шкалу. Перечень контролируемых параметров, соответствующие им пределы измерения стрелочных приборов, а также номинальные значения параметров приведены в табл. 3.

При измерении напряжения сети (положение 1 переключателя В{) диод Д3 предохраняет конденсатор от пробоя при отключенном измерительном приборе. Температура корпусов оконечных транзисторов НЧ полосы (положение 4) измеряется блоком контроля левого канала, а ВЧ полосы — блоком контроля правого канала. Работа устройства контроля температуры основана на измерении тока в цепи терморезистора. В этом устройстве зависимость тока от температуры в интервале от плюс 20 до плюс 7Q°C близка к линейной. Терморезисторы— датчики температуры питаются от параметрических стабилизаторов напряжения, выполненных на стабисторах Д6 и Д7.

– Начальные токи оконечных транзисторов и ток стабилизатора контролируют с помощью резисторов—датчиков тока (R2 и R4 — в оконечном усилителе, R19 — в блоке питания). Выходные напряжения по НЧ и ВЧ полосам, напряжения в «средних точках» усилителей каналов и напряжение питания снимаются непосредственно с выходов усилителей и стабилизатора.

Усилитель конструктивно выполнен в виде нескольких отдельных блоков, смонтированных на каркасе из дюралюминиевых уголков. На рис. 7 показано расположение блоков и деталей на каркасе (вид сверху). Каждый канал включает в себя блоки входного усилителя 9, оконечного усилителя 10, предусилителя, размещенного под блоком оконечного усилителя и блока питания 19. Общими для обоих каналов являются блоки телефонного усилителя, регулировок и контроля, собранные на трех печатных платах 1, 2 й 5.

Блоки предварительного и оконечного усилителей и блоки питания прикреплены к каркасу на стойках. Блоки соединены между собой

Таблица 3

Примечание. При Номинальном напряжении С^стаб — 24 В номинальные значения Umx нч и Х1ВЬТК вч равны 7 В а С7 иГ/с<тВЧ-12В.                                                                                                                                                                                         ’                                                                                                                                                                                         °· т m

с помощью разъемов 8. Оба входных усилителя установлены на задней панели каркаса. Там же установлены переключатель 4 и платы блока контроля, кронштейн 6 с разъемами 7 для подключения входных усилителей, кронштейн 11 для установки телефонного усилителя с разъемом 13, уголок с реле 15 включения нагрузки усилителя, кронштейн 17 с держателями предохранителей 18.

На внешнюю сторону задней панели выведены тумблер включения и разъем выносного пульта управления 3, подключения источников входного сигнала, подключения телефонов 12, подключения нагрузки 14, переключатели блока контроля, выходного напряжения стабилизатора 16 и напряжения сети;

К передней панели изнутри прикреплены стрелочные приборы 28, регулятор стереобаланса (с ручкой 27), темброблок 26, фонарь индикаторной лампы 25, уголок 24 с разъемом, на который сведены цепи сетевого питания усилителя. Под регуляторами громкости и тембра расположены тумблеры переключения режимов Моно-Стерео, Псевдостерео, включения фильтра НЧ, подавителя шума, нагрузки и включения усилителя в сеть. Элементы и узлы, установленные на передней панели, соединяются с остальными блоками с помощью разъемов 23 и 29.

Деревянные боковины 20 футляра фанерованы шпоном ценных/ пород древесины и прикреплены винтами к каркасу изнутри. Верхняя и нижняя панели футляра изготовлены из дюралюминия. Для охлаждения усилителя в них профрезерованы пазы. Внешний вид усилителя показан на рис. 8.

Ступенчатые регуляторы громкости и тембра — самодельные. Конструкция регулятора представлена на рйс. 9. Ползунок 2 перемещается по двум направляющим 6 ручкой 5, фиксированной стопорным винтом 4 на соединительной шпильке 3. Шпилька ввернута в ползунок по резьбе М4. К нижней части ползунка приклеено контактное устройство, изготовленное из деталей переключателя ПМ. Фиксатором ползунка служит устройство, состоящее из стального шарика 9, поджатого пружиной 8, установленной во втулке 1. Конструктивно регуляторы тембра и громкости объединены в блок печатной платой 7. Неподвижные контакты регуляторов сформированы из фольги платы. Регулятор стереобаланса имеет аналогичную конструкцию. Для исключения щелчков при регулировании регуляторы должны обеспечивать переключение без разрыва цепи.

В блоке контроля использован переключатель 11П4НПМ, а во входном усилителе — 5П4НПМ. Разъемы межблочных соединений — РП10-15Л и РП10-11Л; разъем для установки телефонного усилителя — РП10-7Л. Разъем подключения выносного пульта управления — 2РМ22Б10Г1В1 (розетка). Разъемы подключения нагрузки — 2РМ14Б4Г1В1, сетевой разъем — 2РМ14Б4Ш1В1 (штепсельная часть). Предусилитель подключен через разъем МРН-22-1. Входные и выходные разъемы входных усилителей и разъем для включения телефонов — унифицированные, СГ-5.

В каждом канале усилителя использованы реле РЭС-10 с паспортом РС4.524.302 (Р2, Р3, Ро и Р9), РЭС-10 с паспортом РС4.524.305 (Pj), РЭС-15 — паспорт РС4.591.001 (Р^ и Р7). Кроме того, в усилйтеле применены два реле РЭС-22 — паспорт РС4.500.130 (Р4 и Р5), которые обеспечивают необходимую коммутацию цепей нагрузки в обоих каналах. Терморезисторы 21 (см. рис. 7) температурной компенсации

Рис. 8. Внешний вид усилителя.

и датчики контроля температуры ММТ-12-200 Ом приклеены к корпусам транзисторов через латунную прокладку 22. Резисторы в цепи эмиттера транзисторов оконечного усилителя — С5-16Т, мощностью 2 Вт. Переключатели, установленные на передней панели,—ПТ5-1, на задней панели—ТЗ.

Рис. 9. Конструкция ступенчатого регулятора.

Сетевые трансформаторы намотаны на магнитопроводах 1ПЛ16 х 32. Обмотка I содержит 1100 + 100 витков провода ПЭВ-2 0,35, //— 140 + 15 витков провода ПЭВ-2 0,9, III и IV — 40 витков провода ПЭВ-2 0,35. Экран — один слой провода ПЭВ-2 0,35.

Намотрчные данные катушек индуктивности темброблока сведены в табл. 4. Все катушки намотаны проводом ПЭВ-2. Катушки намотаны в броневых сердечниках Б-22. из феррита 2000НМ1. Чашки сердечника пришлифовывают одну к другой, а необходимый зазор устанавливают с помощью прокладок из конденсаторной бумаги толщиной 0,05 мм, располагаемых между внутренними кернами чашек. Зазор необходим для увеличения стабильности параметров катушек. В положении максимального подъема той или иной частотной составляющей сигнала активные сопротивления в цепи всех контуров должны быть одинаковыми и равными 360 Ом. Поэтому после намотки катушек измеряют их активное сопротивление и в цепь контура включают по резистору такого сопротивления, чтобы общее активное сопротивление полученной цепи было равно указанному.

Таблица 4

В усилителе использованы подстроечные резисторы СП5-2. Транзисторы оконечных ступеней усилителя и регулирующие транзисторы стабилизаторов установлены на радиаторах. Все блоки усилителя смонтированы на печатных платах. Чертежи некоторых печатных плат усилителя (предусилителя, подавителя шума и телефонного усилителя) изображены на рис. 10 — 12. Детали на плате телефонного усилителя скомпонованы так, что если обе платы каналов установить параллельно одна над другой печатными проводниками наружу, то образуется компактный конструктивный узел, стыкующийся с усилителем посредством разъема 13 (см. рис. 7).

х При сборке усилителя необходимо соблюдать все требования, предъ-1 являемые к монтажу высокочувствительной аппаратуры (тщательное экранирование сигнальных цепей, соединение «заземленных» проводников с корпусом в одной точке и т. д.). Это одно из основных условий достижения высоких значений технических характеристик. В частности, в блоке питания все «заземленные» проводники мощного стабилизатора необходимо соединить вместе в одной точке, лучше всего на выходном разъеме блока.

Налаживание усилителя начинают с проверки режима транзисторов. Напряжения на выводах транзисторов указаны на рис. 1.

Все блоки, кроме предусилителя, налаживают раздельно. Предусилитель следует налаживать после полной сборки усилителя. Наличие блока контроля значительно упрощает налаживание предусилителей каналов и всего усилителя в целом, так как имеется возможность измерять практически все необходимые параметры без применения дополнительных приборов и без разрыва электрических цепей при измерении токов.

При налаживании измерителя температуры корпуса мощных транзисторов подбором резисторов ΚΊ и R9 добиваются одинаковой погрешности на краях диапазона измерения температуры. Градуировать шкалу можно, опустив терморезистор в стакан с горячей водой, куда погружен также контрольный термометр.                                                      j

Сердечники с катушками блока регулировок помещают в экранирующую коробку. После окончательной сборки усилителя коробку с катушками закрепляют на каркасе усилителя в таком положении, при котором обеспечивается минимум фона (его контролируют на слух или .по осциллоскопу). При этом к выходу усилителя должна быть подключена акустическая Система, регуляторы громкости установлены в положение наименьшей громкости, а регуляторы тембра 60 Гц и 250 Гц — в положение максимального подъема. Каждый канал усилителя налаживают отдельно.

Для измерения технических характеристик усилителя необходимо иметь звуковой генератор (например, ГЗ-ЗЗ) и электронно-лучевой осциллоскоп (например, С1-19Б). Нелинейные искажения можно измерить с помощью приставки к осциллоскопу, описание которой приводится ниже. Осциллоскоп можно заменить ламповым вольтметром (например, ВК7-9), но в этом случае возможны ошибки при измерениях, так как будет отсутствовать визуальный контроль формы измеряемого сигнала.

В современных высококачественных усилителях коэффициент нелинейных искажений (к. н. и.) не превышает 1 %, а в некоторых конструкциях может быть менее 0,1 %. Поэтому для достоверной оценки уровня нелинейных искажений описываемого усилителя был разработан измеритель нелинейных искажений, который совместно с генератором ГЗ-ЗЗ может быть использован для измерения к.н.и. вплоть до 0,05 %. Собственные искажения системы генератор — Измеритель при замкнутых измерительных зажимах не превышают 0,01 % (с согласующим устройством — менее 0,015 %). Схема измерителя, рассчитанного на работу на фиксированной частоте 1 кГц, представлена на рис. 13.

Для получения минимальных искажений формы сигнала генератора ГЗ-ЗЗ необходимо на его выходную ступень подавать минимально возможный сигнал (иными словами, ручка плавного регулирования уровня выходного напряжения должна находиться в положении, мини-

Рис. 10. Печатная плата предусилителя.

Рис. 11. Печатная плата подавителя шума.

мального выходного сигнала). Для того чтобы еще более снизить собственный к.н.и. исходного сигнала, на выходе генератора предусмотрен пассивный фильтр Z^C^. Катушка L\ выполнена без магнитровода, с тем чтобы не вносить дополнительных нелинейных искажений, обусловленных кривой намагничивания материала магнитопрода. Добротность нагруженного контура L\CX должна быть не менее 10. В этом случае фильтрация гармоник измерительного сигнала будет достаточно эффективной. Третья гармоника сигнала — основная составляющая спектра нелинейных искажений генератора — оказывается ослабленной почти на 30 дБ.

Отфильтрованный сигнал с зажима Л подводят к входу иссле-’ дуемого усилителя, а к выходу подключают измерительный вход В измерителя. Измерение основано на сравнении суммарной амплитуды высших гармонических составляющих с амплитудой исходного сигнала. Основным узлом измерителя является двойной Т-мост в активном фильтре ВЧ с нулем передачи (на транзисторах Т5, Т6, Τη). Нуль передачи настраивают на первую гармонику исследуемого сигнала и при полностью подавленной первой гармонике измеряют амплитуду высших гармоник.

Пассивный двойной Т-мост для измерителя непригоден, так кан имеет слишком малую добротность и кроме подавления основной гармоники сигнала будет сильно ослаблять все высшие гармонические составляющие (вплоть до 10-й). Поэтому измеренный к.н.и. будет Значительно меньше реального. Если к тому же исследуется усилитель с малым уровнем нелинейных искажений, пульсации напряжения питания и его собственные шумы могут оказаться соизмеримыми, а иногда даже и превышать амплитуду, измеряемых гармоник. Отсюда следует, что помимо подавления основной гармоники необходимо отфильтровывать низкочастотную и высокочастотную помехи выходного сигнала. На транзисторе Г8 собран фильтр НЧ.

При измерении к.н.и., как правило, ограничиваются рассмотрением гармоник со 2-й по 5-ю. Обычно после подавления основной частоты в оставшемся сигнале преобладает лишь одна гармоника. Для однотактных усилителей это вторая гармоника, а для двухтактных — третья. Фильтр НЧ настраивают так, чтобы ослаблялись частоты выше 5-й гармоники основного сигнала. На рис. 14 показана частотная характеристика (кривая 2) измерительного тракта. Из этого рисунка следует, что 2, 3 и 4-я гармоники передаются без ослабления, а ослабление 5-й гармоники не превышает— 1,5 дБ. Кривая 1 отображает характеристику входного фильтра измерителя.                                                                         Ssfe&e*

Для формирования частотной характеристики измерителя применены активные фильтры довольно низкой добротности, что определяет малую

Рис. 14. Частотные характеристики измерительного тракта.

чувствительность передаточной функций к разбросу параметров элементов фильтров. Поэтому при применении конденсаторов с допуском ± 10 % и резисторов с допуском ± 5 % частотная характеристика будет близка к изображенной на рис. 14 (кривая 2) без предварительного налаживания отдельных звеньев фильтра.

На выходе измерителя установлен усилитель (на транзисторе Т9) с коэффициентом передачи около 10. Эмиттерный повторитель на транзисторе ;Г10 позволяет применять индикаторы с относительно невысоким (до 10 кОм) входным сопротивлением. Если использовать как индикатор осциллоскоп С1-19Б, имеющий большую чувствительность (5 мм/мВ), то можно будет измерять к.н.и. вплоть до 0,01%. При меньшей чувствительности индикатора может потребоваться дополнительный усилитель на выходе измерителя.

Порядок работы с измерителем следующий. На выходе генератора устанавливают сигнал такой частоты (около 1000 Гц), при которой амплитуда напряжения на выходе согласующего усилителя максимальна. Если входное сопротивление исследуемого усилителя более 500 кОм, сигнал на его вход снимают прямо с контура LiC1R1 — с зажима А ■измерителя, и амплитуда снимаемого сигнала может быть любой (но не более 6 В). При малом входном сопротивлении исследуемого устройства его вход подключают к выходу согласующего усилителя измерителя (к зажиму Б) и для получения минимальных искажений, вносимых измерительным трактом, напряжение на контуре должно быть возможно меньшим.

Переключатель В ^ ставят в положение Калибровка и регулятором Калибровка (/?7) устанавливают действующее значение напряжения на индикаторе не более 0,5 В. На экране осциллоскопа устанавливают максимальный размах сигнала (в линейной зоне). Переключатель В± переводят в положение Измерение и, поочередно управляя ручками

Частота и Баланс^ настраивают фильтр на минимум амплитуды сигнала на экране.

Коэффициент нелинейных искажений в процентах вычисляют по формуле:где

амплитуды соответственно ‘напряжения* гармоник и калибровочного напряжения, измеренные на экране осциллоскопа. При к.н.и., равном 10%, амплитуда калибровочного напряжения будет /равна амплитуде гармоник, так как гармоники усилены в 10 раз выходным усилителем (на транзисторах Т$ и 0) измерителя.

Можно построить измеритель и на несколько фиксированных частот. Для этого потребуется лишь коммутировать элементы активных фильтров и входного контура. Например, для частоты 100 Гц нужны следующие номиналы элементов: С1 = 0,68 мкФ, С7 = С8 = С9 = С10 = = Сц = 0,22 мкФ, С12 = 0,047 мкФ, С13 = 0,15 мкФ, = 6 Гн. Катушку Ll можно намотать с несколькими, отводами для переключения. Вместо осциллоскопа можно использовать вольтметр переменного тока, но в этом случае нужно очень хорошо отфильтровать пульсации напряжения питания измерителя (коэффициент пульсаций не должен быть более 10~6 — 10~5) и следить, чтобы в измерительном тракте отсутствовали наводки напряжения сети, так как в противном случае за напряжение высших гармоник можно ошибочно принять напряжение помех.

Источник: Конструкций советских и чехословацких радиолюбителей: Сб. статей.—Кн. 2.—М.: Энергоиздат, 1981,— 1.92 с., ил. — (Массовая радиобиблиотека; Вып. 1032).

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