УМЗЧ З РЕГУЛЬОВАНИМ Вихідний опір

А. МАСЛОВ, м. Жуковський Московської обл.

Все більше переконуюся на власному досвіді радіоаматорському у вірності положень статті [1] про залежність характеру звучання ("лампове" або "транзисторні") від роботи системи УМЗЧ – гучномовець. Особливості звучання АС пов'язані зовсім не з елементною базою УМЗЧ і не з наявністю або відсутністю ООС, а в значній мірі з його (УМЗЧ) вихідним опором, тому поділюся результатами своїх досліджень.

Після багатьох експериментів з транзисторними УМЗЧ (з різною зворотним зв'язком [2] і зовсім без неї), кожен раз порівнюючи звучання з "еталоном" у вигляді УМЗЧ лампової радіоли "ВЕФ-Радіо" (однотактний, пентодний, з ультралінейним включенням лампи і неглибокої загальної ООС), я прийшов до наступного висновку. Загальноприйнята думка щодо сприятливості низького (бажано "нульового" або навіть негативного) вихідного опору УМЗЧ для відтворення низьких частот не завжди вірно. Якщо вихідний опір УМЗЧ складає приблизно 20 … 50% від опору гучномовця (при цьому говорити про глибоку демпфування не доводиться), м'яке звучання контрабасу в джазі приємніше (звичайно, чисто суб'єктивно). З іншого боку, при прослуховуванні року, сучасної електронної музики з "напористим" басом потрібно більш сильне демпфірування гучномовця. Складається кумедна ситуація, коли для кожного стилю музики бажано мати свій УМЗЧ: для джазу – краще ламповий і без загальної ООС, для року – транзисторний з глибокою ООС по напрузі (ООСН), що забезпечує мала вихідний опір.

У зв'язку з цим пропоную випробуване на макеті пристрій, який "примирює" це протиріччя. Регульоване вихідний опір УМЗЧ дозволяє плавно перетворювати за характером звучання транзисторний підсилювач в "ламповий тріодних" або в "пентодний" без ООС, але без характерно високого для пентодів коефіцієнта третьої гармоніки. Це перетворення УМЗЧ можливо за допомогою змінних резисторів, які переводять ООС по напрузі в ООС по току через навантаження при незмінному коефіцієнті передачі пристрою.

Схема макета УМЗЧ наведена на рис. 1. Регулювання вихідного опору відбувається наступним чином: у нижньому крайньому по схемі положенні движків здвоєних змінних резисторів R4.1, R4.2 виникає тільки ООСН, глибина якої визначається співвідношенням резисторів R3, R1 і вихідним коефіцієнтом посилення DA1 без ООС. В іншому крайньому положенні движків змінні резистори створюють тільки ООС по току (ООСТ). При цьому, в залежності від опору навантаження (4 або 8 Ом), замикають або розмикають перемикач SA1, що змінює опір датчика струму (R5, R6).

При переміщенні движків змінних резисторів загальний коефіцієнт посилення пристрої, умовно кажучи, не змінюється. Умовно, оскільки коефіцієнт передачі по напрузі в режимі з ООСТ пов'язаний з частотною залежністю імпедансу гучномовця. Змінюється тільки вихідний опір УМЗЧ від близького до нуля до декількох десятків килоом. Бажана його величина встановлюється на слух по суб'єктивно більш приємному звучанню музичного твору відповідного стилю.

Здвоєні змінні резистори R4 повинні бути обов'язково групи А (з лінійною характеристикою регулювання). Замість змінних резисторів можна застосувати будь-який перемикач на два напрями і 11 положень з ланцюжком резисторів по 680 Ом (2×10 шт.). Правда, в цьому випадку для запобігання різких клацань і можливого виходу з ладу гучномовця при зміні вихід-

ного опору УМЗЧ потрібно кожен раз попередньо вимикати харчування УМЗЧ, що знижує оперативність при підборі бажаного характеру звучання.

При бажанні можна змінити коефіцієнт посилення УМЗЧ, але при цьому необхідно виконання наступних співвідношень:

KL = R3/R1=RH/RoxR2/R1;

RH/Rfl=10; R2 = 5R4.

Тут під RH розуміється паспортне значення опору гучномовця на частоті 1000 Гц; Rn – опір датчика струму.

І ще одне: зворотний зв'язок змінної глибини – "річ" тонка і примхлива, а поєднання різних видів ООС – тим більше. Тому, перед тим як використовувати в розглянутій схемі будь-якої іншої УМЗЧ (Аналогами MDA2020 є TDA2020,

К174УН11 [3]), бажано шляхом підбору ланцюгів корекції домогтися стійкості (відсутності самозбудження) при включенні підсилювача за схемою повторювача (рис. 2). Тут А1 – УМЗЧ без ланцюга загальної ООС.

Основним недоліком схеми рис. 1 є наявність механічних контактів в колі зворотного зв'язку (резистори R4 або замінюючий їхні перемикач). Крім того, опір датчика струму (Rfl) обмежує максимальне значення коефіцієнта демпфування навіть при "нульовому" вихідному опорі УМЗЧ.

Як УМЗЧ доцільно вибрати мікросхему з малим власним коефіцієнтом гармонік без ООС.

Потужність і тип резисторів R5, R6, а також їх опір можна змінювати в деяких межах залежно від вихідної потужності УМЗЧ, заданих коефіцієнта посилення і вхідного опору УМЗЧ.

Такий підсилювач можна з успіхом використовувати для дослідження властивостей електродинамічних головок у всьому діапазоні робочих частот при різному імпеданс. Наприклад, деякі головки мало чутливі до вихідного опору підсилювача, інші – більш чутливі (високі інтермодуляційні спотворення на середніх частотах).

ЛІТЕРАТУРА

1. Агеєв С. Чи повинен УМЗЧ мати мала вихідний опір? – Радіо, 1997, № 4, о. 14-16.

2. Маслов А. Комбінована зворотній зв'язок в УМЗЧ. – Радіо, 2001, № 6, с. 16, 17.

3. Мікросхеми для побутової радіоапаратури. Довідник. – М.: Радіо і зв'язок, 1989, с. 114.

Від редакції. У запропонованій структурі регулятора зворотного зв'язку потрібні здвоєні змінні резистори. Можна, однак, спростити цю схему, "трансформуючи" зворотний зв'язок УМЗЧ одним змінним резистором, як показано на рис. 3.

Результат той самий: у лівому положенні движка вихідна опір УМЗЧ мінімально, у правому – максимально. По відношенню до гучномовця мінімальна вихідна опір джерела сигналу обмежено опором включеного в ланцюг навантаження датчика струму і складає біля десятої частки опору навантаження. Для демпфування більшості гучномовців такого співвідношення цілком достатньо.

Для підвищення стійкості роботи УМЗЧ зовсім не обов'язково коригувати його АЧХ під "одиничне" посилення. Рекомендуємо скористатися рекомендаціями, які містяться в статті А Сириця "Особливості УМЗЧ з високим вихідним опором ", опублікованій в" Радіо ", 2002, № 2, с. 16, 17.