Високоякісний підсилювач

В. Чернявський

Описуваний підсилювач низької частоти призначений для високоякісного відтворення грамофонних записів і радіопередач. Його вихідна потужність 10 Вт при коеффціенте гармонік, що не перевищує 0,5%; смуга пропускання 15 … 20 000 Гц.

Відмінною особливістю цієї конструкції є застосування в ній спеціального «динамічного фільтра шумів». Цей фільтр автоматично скорочує смугу пропускання підсилювача, якщо відтворювана грамзапис або радіопередача супроводжується, шумами і відновлює повну смугу пропускання при відсутності шумів на його вході.

Конструктивно підсилювач виконаний у вигляді двох самостійних блоків – блоку попереднього підсилення з динамічним фільтром шумів і блоку кінцевого підсилення з двома випрямлячами, живлячими весь підсилювач.

БЛОК ПОПЕРЕДНЬОГО ПОСИЛЕННЯ

У першій ступені блоку попереднього посилення працює лампа типу 6 C5 (Л1)). Її можна замінити лампою 6С2С (6Ж5) або 6Ж8 (6SJ7) у тріодної з'єднанні. Однак при цьому виходять дещо гірші результату. Цей ступінь на принциповій схемі підсилювача (рис. 1) обнесена пунктиром.

Схема високоякісного підсилювача.

Рис. 1а. Блок попереднього підсилення з динамічним фільтром.

Рис. 1б. Блок кінцевого підсилення з випрямлячами.

На вході ступені є компенсований регулятор, гучності, а на її виході – регулятори тембру, що дозволяють в широких межах (до 28-30 дБ на крайніх частотах смуги) посилювати чи послаблювати як нижчі, так і вищі частоти підсилюється спектру частот (рис. 2) практично без зміни посилення на середніх частотах.


Рис. 2.

Частотні спотворення можуть виникнути на вузькій ділянці середніх частот за рахунок фазових зрушень в розділових ланцюгах.

З движків потенціометрів R4 і R7 регуляторів тембру напруга нч надходить на наступні ступені посилення.

ДИНАМІЧНИЙ ФІЛЬТР

Замість звичайного фільтру, переважної шуми грамофонної голки, в підсилювачі є спеціально розроблений динамічний фільтр. Незважаючи на деяку складність цього фільтру, його можна рекомендувати радіоаматорам, які бажають отримати високоякісне відтворення грамзаписів і радіопередач.

Дозволяючи позбутися від шумів, супроводжуючих відтворення грамзаписів і радіопередач, динамічний фільтр в той же час не усуває з передачі вищі частоти, якщо рівень їх достатній для маскування шумів і не вносить додаткових спотворень. (Дослідження пропонувалися раніше схем з реактивними лампами показало, що вони вносять додаткові спотворення і не забезпечують достатньо повного придушення шумів.)

Динамічний фільтр складається з керованої частини, яка містить лампи Л2 і Л3, і керуючої: частини з лампами Л4 – Л7. Діє динамічний фільтр наступним чином. З потенціометрів R4 і R7 регуляторів тембру сигнал подається на сітку лівого тріода лампи 6Н7 (Л2), Посилене цим тріодом напруга НЧ через конденсатор С9 і контакти перемикача П1а надходить на крайовий підсилювач (через контакти УО) і, крім того, через конденсатор С10. На керуючу сітку пентода Л3 типу 6КЗ.

Напруга, посилене лампою Л3, надходить в анодний ланцюг лівого тріода лампи Л2. Крім того, напруга звукової частоти з анодному ланцюзі лампи Л3 через конденсатор C12 подається в ланцюг сітки правого тріода лампи Л2. Так як тріоди лампи Л2 мають спільне катодне опір зв'язку R11, то напруга, прикладена я сітці правого тріода, для лівого тріода буде напругою позитивного зворотного зв'язку.

Елементи зв'язку між електродами ламп Л2 і Л3 обрані таким чином, що спільною дією негативної і позитивної зворотних зв'язків при нульовому зсуві на першій і третій сітках пентода Л3 забезпечує крутий спад частотної характеристики ступені, що працює на лівому за схемою тріоді лампу Л2, в області вищих частот.

При зазначених у схемі даних деталей зниження посилення починається з частоти 1000 Гц і досягає 30 дб на частоті 10000 гц. Таке зниження підсилення на вищих частотах цілком достатньо для повного придушення шумів.

Подаючи від керуючої частини схеми негативний зсув на першу і третю сітки Лампи Л3 типу 6КЗ, що володіє, як відомо, характеристикою зі змінною крутизною, можна зменшувати посилення ступеня з цією лампою, а разом з тим і дію зворотних зв'язків.

У міру збільшення цього зміщення дію зворотних зв'язків послаблюється і посилення щаблі, що працює на лівій частині лампи Л2 в області вищих частот, підвищується. При негативному зміщенні, що дорівнює 60 В, вплив зворотних зв'язків на форму частотної характеристики цієї ступені практично припиняється, і посилення на вищих частотах поліси пропускання робиться практично рівним посилення на середніх частотах. Вплив напруги зсуву, що подається в ланцюг першій і третій сіток лампи Л3, ілюструється кривими рис. 3.


Рис. 3.

Керуюча частина схеми динамічного фільтра працює наступним чином: сигнал, що надходить на вхід попереднього підсилювача після посилення пентода 6Ж8 (Л4) і Тріодь частиною лампи 6Г2 (Л5), випрямляється одним з діодів останньої. Завдяки малим величинам перехідних ємностей С16 і С18 частотна характеристика цього каналу в області вищих частот має підйом. На цей діод подається напруга затримки з опору зсуву R25, включеного в загальний ланцюг катодів ламп Л6 і Л7. Постійна слагающая напруги, випрямленого діодом через опору R27 і R29, надходить як керуюча напруга на першу і третю сітки лампи Л3 і одночасно на сітку лампи Л7 (6C2C). Від дії цієї напруги анодний струм лампи Л7 знижується, напруга затримки зменшується, а величина постійної складової випрямленої напруги збільшується. При малих сигнали напругу зміщення на сітці лампи Л2 становить близько мінус 5 в, її анодний струм близький до нуля і вона дає дуже мале посилення.

При зменшенні її напруги зміщення до мінус 2 в (для чого необхідно подати на сітку лампу Л7 зсув близько 10 в) посилення лампи Л5 досягає максимальної величини. Оскільки положення перегину амплітудної характеристики каналу керуючої частини динамічного фільтра визначається головним чином виникненням позитивного зворотного зв'язку по постійному струмі, ця характеристика має різкий підйом після певної величини випрямленої напруги (рис. 4).


Рис. 4.

Крутий перегин амплітудної характеристики забезпечує можливість отримати різко обмежений поріг шумозаглушення при повному відтворенні вищих частот, амплітуда яких тільки трохи перевищує рівень шумів.

Ступінь з лампою Л6 (6Н8С) необхідна для наступних цілей: до керуючих електродів лампи Л3 напруга зміщення повинно бути підведено е достатньою мірою відфільтрованим від змінної складової. Але постійна часу фільтра R29C21 через який подається це напруга, порівняно велика. Тому за відсутності щаблі на лампі Л6 різкі ударні звуки (вищі ноти рояля, трензель, литаври і т. д.) звучали б з характерними спотвореннями. Цей ступінь автоматично змінює постійну часу фільтра R29C21. При появі напруги зсуву від діодного детектора мінус його подається на сітку і катод лівого тріода лампи Л6. Оскільки анод цього тріода має позитивний потенціал щодо свого катода, через тріод потече струм, і конденсатор С21 зарядиться. Так як лампа Л6 має малий внутрішній опір, то процес цей триває короткий час. Після того, як напруги на аноді і катоді лампи зрівняються, дія лампи припиниться і струм піде через фільтр R29C21, що має порівняно велику постійну часу. Правий тріод лампи Л6 забезпечує швидкий розряд конденсатора C21 після перетворення дії керуючої частини.

Регулювання порога шумозаглушення проводиться таким чином: потенціометр R23 спочатку встановлюється в положення, що забезпечує максимальне посилення керуючого каналу, а потім посилення з його допомогою поступово знижують. При певному положенні повзунка потенціометра й2з спостерігається різке зростання шумів. Після цього потрібно небагато пересунути повзунок у бік збільшення підсилення; при цьому шуми різко зменшаться. Відрегульована таким чином керуюча частина динамічного фільтра працює біля початку крутого перегину амплітудної характеристики.

Елементи схеми динамічного фільтра комутуються перемикачем з контактами П1а, П1б і П1в. Коли він встановлений в положення 1, включена в роботу вся схема динамічного фільтра. При переведенні його в положення 2 вимикається щабель зміни постійної часу. У положенні 3 динамічний фільтр вимикається і напругу з регуляторів тембру подається безпосередньо на крайовий підсилювач, минаючи щабель з лампою Л2.

Вимкнення щаблі на лампі Л6 може виявитися необхідним при відтворенні грамплатівок, що мають радіальний «бій», або радіопередач в умовах значних індустріальних та атмосферних перешкод. При відтворенні «нешумящіх» передач динамічний фільтр також може бути вимкнений.

БЛОК ПРИКІНЦЕВІ ПОСИЛЕННЯ

Один тріод першої лампи Ля (6Н8С) блоку кінцевого посилення використовується як підсилювач напруги, а другий – як фазовращателя.

Друга лампа Л9 (6Н7) працює в двотактної самобалансірующейся ступені посилення напруги. Третя і четверта лампи – променеві тетроди Л10 і Л11 (Г-807), включені як тріоди, працюють в оконечной двотактної щаблі в режимі класу А. У катоди цих ламп включений опір R51 в 340 Ом.

Усі сходинки блоку кінцевого посилення охоплені широкосмугового негативним зворотним зв'язком, що подається зі звукової котушки динамічної говорітеля в катодний ланцюг лампи Л8. Щоб отримати негативну зворотний зв'язок необхідної глибини (24 дБ), опір Рх повинно мати величину

де Rз – опір звукової котушки гучномовця.

Ступінь перевертання фази виконана за схемою з роздільними навантаженнями в катоді і аноді. Сітка тріода цьому ступені безпосередньо з'єднана з анодом лівого тріода, що повністю усуває фазові спотворення на крайніх частотах звукового діапазону. Паралельно опору R35 анодного навантаження першого ступеня включена ланцюг фазової корекції, що складається з опору R33 і конденсатора С24. Без цього ланцюга підсилювач самозбуджується на надзвукових частотах.

Посилення плечей двотактної ступені посилення напруги з лампою Л9 автоматично вирівнюється завдяки наявності нешунтірованного конденсатором опору R43, включеного в загальну катодний ланцюг зазначеної лампи.

Еквівалентна вихідний опір оконечной щаблі Raa = 10 000 Ом.

Лампи типу Г-807 в оконечной ступені можуть бути замінені лампами 6ПЗС, проте термін їхньої служби буде менше нормального, так як вони будуть працювати при підвищених напругах на аноді і екранує сітці.

У випрямлячах, що живлять блоки попереднього і кінцевого посилення, працюють два кенотрона (Л12 і Л13) типу 5Ц4С. Випрямляч, що живить оконечную підсилювальну щабель, має П-образний згладжує фільтр. Вхідний конденсатор цього фільтра С34 паперовий, на робочу напругу 600 в.

У випрямлячі, що подає напругу на всі щаблі попереднього посилення, достатня фільтрація забезпечується застосуванням замість вихідного конденсатора фільтра, що згладжує газових стабілізаторів напруги Л14Л15 типу CГ4C (150С5-30), з'єднаних послідовно. Напруження ламп блоків кінцевого і попереднього підсилювачів живиться від окремих обмоток.

ДЕТАЛІ І МОНТАЖ

Дані конденсаторів і опорів, що застосовуються в підсилювачі, наведені на принциповій схемі підсилювача (рис. 1).

Опору R47, R51 і R52 повинні бути мастикові. При застосуванні дротяних опорів може виникнути паразитна генерація на ультразвукових частотах.

Силовий трансформатор Tp1 має сердечник з пластин Ш-40; товщина набору 60 мм. Обмотки I і II мають по 211 витків дроту ПЕ 0,64; при живленні від мережі з напругою 220 в ці обмотки з'єднуються послідовно, а при напрузі мережі 110 … 127 В – паралельно. Обмотка III складається з 850 + 850 витків дроту ПЕ 0,35; секції а і б мають по 290 витків, а секції в і р – по 560 витків. Обмотки IV, V містять по 10 витків дроту ПЕ1, 2. Обмотки VI і VII мають по 13 витків такого ж дроту. Статичний екран між первинною і вторинною обмотками представляє незамкнений виток з фольги товщиною 0,05 мм.

Сердечник вихідного трансформатора Тр2 зібраний з пластин Ш-32; товщина набору 32 мм (рис. 5).

Первинна обмотка складається на чотирьох секцій по 1000 витків Провід ПЕ 0,17. Вторинна обмотка має 78 витків ПЕ 1,0. Екран такої ж конструкції, як і у силового трансформатора.

Розміри шасі блоку попереднього посилення дано на рис. 6, а, а блоку кінцевого посилення і випрямляча – на рис. 6, б. При монтажі рекомендується дотримуватися зазначеного розміщення деталей на шасі.

Блок попереднього посилення з'єднується з блоком крайового підсилювача і випрямляча кабелем з фішкою, виготовленої з цоколя перегорілої лампи. Панелька для включення фішки встановлюється на бічній стінці шасі блоку кінцевого посилення. Довжина сполучних кабелів не повинна перевищувати 1 … 1,5 метри

РАДІО № 11, 1951, с. 40.