Г. Левінзон, А. ЛОГІНОВ (СРСР)

Підсилювач призначений для високоякісного відтворення стереофонічних програм від різних джерел сигналу. Основна особливість конструкції – наявність двуполосного вихідного підсилювача в кожному з каналів. Це дозволяє значно зменшити інтермодуляційні спотворення, розширити динамічний діапазон підсилювального тракту, усунути недоліки, обумовлені застосуванням розділових фільтрів акустичних перетворювачів.

Перевага двуполосного підсилювача виявляється також при посиленні сигналів з великим рівнем. У односмуговому підсилювачі в цьому випадку високочастотні складові спектра сигналу досягають кордону динамічного діапазону раніше низькочастотних і, отже, більшою мірою схильні нелінійним спотворень. У двуполосном підсилювачі цього не відбувається. Навпаки, при значних нелінійних спотвореннях в смузі НЧ, але при забезпеченні лінійного посилення сигналу в ВЧ смузі, був відзначений слуховий ефект їх маскування.

З інших особливостей підсилювача слід відзначити наявність пристрою придушення шуму в паузах між фонограмами, фільтра НЧ, що дозволяє обмежити частотну характеристику підсилювача на рівні 12 кГц, додаткового стереопідсилювача для роботи на головні телефони і блоку контролю, що дозволяє вимірювати основні електричні та теплові характеристики підсилювача і значно полегшує його налагодження і регулювання.

В підсилювачі передбачена можливість роздільного регулювання посилення каналів, а також дистанційного регулювання гучності і тембру.

Регулювання гучності ступеневу, тонкомпенсірованное. Крок регулювання змінний (від 2 до 4,5 дБ). Регулювання тембру ступеневу, роздільне по п’яти фіксованим частотам – 60, 250, 800, 3500 і 12500 Гц. Крок регулювання 3 дБ. При роботі підсилювача на малопотужну навантаження його потужність може бути обмежена.

Підсилювач оснащений пристроєм, що захищає вихідні транзистори при короткому замиканні ланцюга навантаження.

Технічні характеристики підсилювача

Характеристика входів підсилювача зведені в табл. 1,

Таблиця 1

Вхід

Чувстви ність,

В

Вхідний опір, кОм

Динамічний діапазон, дБ

по смузі

НЧ

по смузі ·

ВЧ

Мікрофон М

0,001

50

62

60

Електромагнітний звукознімач Зв-1

0,005

50

68

78

Пьезокристаллических звукознімач Зв-2

0,25,

500

70

72

Універсальний JP

0,6

500

74

76

Лінія Л

10

500

76

> 78

Прімечалія :. 1. Динамічний діапазон виміряно при підключенні па вхід підсилювача резистора з опором, еквівалентним опору джерела сигналу.

2. При роботі з пристроєм шумозаглушення динамічний діапазон дорівнює 86 дБ з будь-якого входу.

‘3. Чутливість ~ зі “входу Зв-1 відповідає частоті -1 кГц.

Габарити підсилювача 420 х 330 х 130 мм, маса 12 кг. Функціонально кожен канал підсилювача складається з шести основних блоків: вхідного підсилювача, блоку регулювань, телефонного підсилювача, вихідного підсилювача, що складається з попереднього і кінцевого, блоку живлення і блоку контролю.

Схема одного з каналів підсилювача зображена на рис, 1. Вхідний підсилювач включає в себе мікрофонний (транзистори Т \ – Т3) І узгоджувальний (Т4, Т5) Підсилювачі і перемикач входів Βχ. У трьох нижніх (за схемою) положеннях перемикача Вχ сигнал через резистивні подільники напруги надходить безпосередньо на вхід узгоджувального підсилювача. Завдяки глибокої негативного зворотного зв’язку через резистор R23 і позитивного зворотного зв’язку через конденсор С і, що компенсує шунтуючі дію резистивной ланцюжка • # 19 ^ 21 »вхідний опір узгоджувального підсилювача на частоті ιϊ кГц досягає 2,2 МОм. Вихідна опір узгоджувального підсилювача близько 50 Ом, коефіцієнт передачі по напрузі дорівнює двом.

У положенні М перемикача Βγ сигнал надходить на вхід мікрофонного підсилювача. З метою отримання максимального відношення сигнал / шум транзистор 7 \ працює при малому коллекторном струмі. Щабель на транзисторі Т2 – Узгоджувальний емітерний повторювач. Загальний коефіцієнт посилення по напрузі дорівнює приблизно 500. Конденсатор С5, Шунтирующий резистор Rlt зворотного зв’язку, обмежує частотну смугу підсилювача при роботі від мікрофона (частота ^ зрізу 16 кГц).

При роботі від електромагнітної головки звукознімача (положення Зв-1 перемикача Βχ) мікрофонний підсилювач виконує функцію коригуючого. Ланцюги корекції R18C8C9 (Частотно-залежна негативний зворотний зв’язок) і C4Rm. Підбираючи різні комбінації номіналів конденсаторів Сь З3 і С4, Можна отримати різні варіанти корекції підсилювача. На рис. 2 зображені деякі види частотної характеристики в області найнижчих частот. Відповідні цим кривим номінали конденсаторів С {, З3 і С4 зведені в табл. 2. Спад частотної характеристики досягає 60 дБ / декаду (або 18 дБ / октаву).

* Необхідний варіант корекції в області нижчих частот вибирають залежно від якісних показників застосовуваного програвача.

Навантаженням вхідного підсилювача служить блок регулювань, який складається з ступеневої тонкомпенсіроваіного регулятора гучності Βχ, східчастих регуляторів тембру В2 — R6, Ступеневої регулятора стереобаланса Βη і знедіювача шумів, зібраного на транзисторах Т4 – Т9. Регулятори тембрів і стереобаланса в обох каналах відповідно спарені. Регулятори гучності – незалежні.

З движка регулятора гучності сигнал надходить на вхід еміттеого повторювача на транзисторі Т \, а з його навантаження -на регулятор

Таблиця 2

Крива

Су, мкФ

З3, 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. Важлива * схема підсилювача (лівого каналу).

Рис. 1 Продовження.

Рис, 1. Продовження,

стереобаланса Βη і потім на резйстівниі дільник, суммирующий сигнали в режимах Моно і Псевдо-стерео. Об’єднання каналів в режимі Моно відбувається при спрацьовуванні реле Р2 і Р3, Контакти яких підключають движки, регуляторів балансу каналів до резистори R8. Коефіцієнт передачі пристрою об’єднання каналів (резистори регулятора стереобаланса Р36 — R50 і резистори R6 – Я9) В режимі Моно дорівнює 0,25, а в режимі Стерео – 0,5. Таким чином, при переході від режиму Стерео до режиму Моно рівень гучності практично не’ізменяется. У режимі Псевдо-стерео спрацьовує реле Р6 і.коеффіёнт передачі пристрою об’єднання каналів збільшується (послідовно резистору R8 підключається резистор Р7), Компенсуючи тим самим зменшення гучності при відпуску якоря реле підключення навантаження (Р4 по рис. 1), яке своїми контактами відключає високочастотні головки гучномовця лівого каналу і низькочастотні правого.

Криві регулювання гучності, зняті для кожного ступеня регулятора, представлені на рис. 3. Наявність роздільних регуляторів гучності в кожному каналі допускає змішання сигналів двох різних джерел, підключених через вхідні підсилювачі лівого і правого каналів в режимах Моно і Псевдо-стерео.

З пристрою об’єднання каналів сигнал через конденсатор С3 надходить на регулятор тембру, виконаний на транзисторі Т2 і перемикачах В2 – В6. Коефіцієнт передачі по напрузі ступені ‘на транзисторі Т2 в середньому положенні движків перемикачів дорівнює одиниці. Підйом характеристики на відповідних частотах утворюється в результаті підключення послідовного резонансного ZC-контура до резистори Р13 в емітерний ланцюга транзистора Т2, Що призводить до збільшення коефіцієнта передачі на резонансних частотах, а завал відбувається через шунтування резонансним контуром навантаження підсилювача. Рівень підйому і завалу залежить від співвідношення опорів в ланцюзі емітера і колектора транзистора Т2 і активного опору резонансної ланцюга. Така побудова регулятора тембру дозволяє реалізувати його з будь-яким числом практично незалежних Смуг регулювання частотної характеристики підсилювача.

Резистори R89, R104, РП9, Р134, R149 служать · для вирівнювання параметрів контурів і тим самим забезпечують однаковий підйом і завал частотної характеристики в кожній смузі. Частотні характеристики регуляторів тембру в крайніх положеннях перемикачів В2 – В6 зображені на рис .. 4. З виходу ‘регулятора тембру через емітерний повторювач на транзисторі Ть сигнал надходить на вихід блоку регулювань (через резистор Р34).

При замиканні контактів вимикача В8 в роботу вступає пригнічувач шуму. Пригнічувач шуму працює таким чином. При відсутності сигналу на вході блоку регулювань (або рівень цього сигналу менше встановленого порогу спрацьовування) вихід блоку регулювань замкнутий накоротко відкритим транзистором Т9. При появі вхідного сигналу транзистор Т9 закривається і сигнал з виходу блоку регулювань надходить на наступні блоки підсилювача. Напруга, що управляє роботою транзистора Т9, Формується підсилювачем на транзисторах Т4 – Т6, Детектором обвідної на транзисторі Τη і додатковим підсилювачем на транзисторі Т8.

Щоб виключити спрацьовування знедіювача шуму в короткочасних музичних паузах фонограми, передбачена тимчасова задерж-

Рис. 1. Продовження.

ка. Тривалість затримки (до 1 с) визначається ємністю конденсатора Сц. Час наростання напруги, керуючого роботою транзистора Г9, Має бути достатньо великим, інакше спрацьовування знедіювача шуму буде супроводжуватися клацанням в гучномовцях. Оптимальним слід вважати час наростання, рівне 0,1 с, воно визначається в основному ємністю конденсатора С12.

Рис. 2. Частотні характеристики, коригуючого підсилювача (див. Табл. 1).

При відкриванні виходу блоку регулювань потрібно забезпечити також ‘оптимальні затримку і час наростання корисного сигналу. Час наростання визначають також по відсутності чутного клацання в гучномовцях, воно має бути не менше 5 мс. Тривалість затримки і час наростання сигналу при відкриванні виходу залежать Головним чином від ємності конденсатора С12.

Підбором резистора R35 встановлюють поріг спрацьовування знедіювача шуму. Коефіцієнт придушення шуму ~ визначається опором резистора R34 і при вказаному на схемі номіналі досягає 46 дБ. Тому рівень шуму в паузах визначається практично лише власним шумом вихідного підсилювача при замкнутому вході, що на 86-90 дБ нижче максимального рівня корисного вихідного сигналу.

Так як вихід підсилювача двуполосньш, для прослуховування фонограм на головні телефони передбачений окремий стереофонічний телефонний підсилювач. Підсилювач виконаний по бестрансфоаторной схемою з гальванічною зв’язком між транзисторами. По постійному струму підсилювач охоплений глибокою зворотним зв’язком, що забезпечує високу стабільність робочого режиму.

Коефіцієнт посилення сигналу змінного струму визначається дільником R5Rj. Вхідний опір підсилювача на частоті 1000 Гц – близько 200 кОм. Смуга відтворюваних частот 20 – 50000 Гц з нерівномірністю + 3 дБ.’Коеффіціент нелінійних спотворень при поминальному вхідному сигналі (200 мВ) – не більше 0,2% на частоті 1000 Гц. Номінальний опір навантаження підсилювача 100 Ом. Можливе підключення телефонів, що мають більший опір. При застосуванні низькоомних телефонів послідовно з ними необхідно включати додатковий резистор (наприклад, з телефоном опором 8 Ом опір резистора повинно бути 80- 100 Ом).

Вихідний підсилювач можна умовно розділити на дві частини – передпідсилювач і крайовий підсилювач. Основне посилення і поділ частотного спектру сигналу на дві смуги забезпечує передпідсилювач. Замість звичайно використовуваних для розділення частотних смуг пасивних / JC-ланцюгів, які вносять помітну нерівномірність у результуючу частотну характеристику поблизу частоти розділу, тут застосовані активні 2? С-фільтри другого порядку (фільтри Баттеорта). Вони дозволяють отримати теоретично нульову нерівномірність сумарною частотної характеристики по звуковому тиску і, крім того, хороші фазочастотную і перехідну характеристики. Активні

ЯС-фільтри зібрані на транзисторах Т2, Т9, Т10, Причому фільтри на транзисторах Т2 і Т9 служать власне для розділення частотних смуг. .

Вибір частоти розділу частотних смуг практично залежить від потужних і частотних характеристик акустичних випромінювачів. Для отримання рівномірної характеристики по звуковому тиску поблизу частоти розділу динамічні головки, складові навантаження по НЧ і ВЧ смугах, повинні мати рівне опір і однакову віддачу. ·

Задовільні результати можна отримати при використанні як навантаження підсилювача акустичних колонок від радіоприймача «Рига-101» з додаванням в кожну з них среднечастотной головки 1ГД-4А. Схема колонки показана на рис. 5. Частота розділу НЧ і ВЧ смуг 2 кГц.

Практично без переробки можна використовувати акустичну систему від радіоли «Симфонія». У цьому випадку з кожної колонки · видаляють (або відключають) дросель і електролітичні конденсатори. Схема буде відрізнятися від показаної на рис. 5 тільки відсутністю дроселя Li. У колонці застосовані наступні динамічні головки: Гр \ – 6ГД-2, Гр2– ЗГД-1, /> ГД-3. Частота розділу смуг тут може бути · обрана в межах 700 – 1400 Гц. Для цього потрібно змінити ємність конденсаторів активних фільтрів. Наприклад, для частоти 1400 Гц ємності конденсаторів будуть рівні С2 – С3 – С13 – = 0,022 мкФ, С4 = 0,047 мкФ.

Фільтр на транзисторі Ti0 призначений для обмеження загальної смуги робочих частот підсилювача при відтворенні програм з обмеженим частотним спектром, наприклад при прослуховуванні стерео програм з радіомовного приймача. Частота зрізу цього фільтру 12,5 кГц; він включається в тракт високочастотного каналу прі’срабативаніі реле Р7. ‘

Вихідні ступені предусилителя виконані по бестрансформорной схемою на транзисторах Т5 – Т8 і Тп, Т14. Підсилювальні ступені, зібрані на транзисторах Т4 і Ті, Харчуються підвищеною напругою. Це дозволяє підвищити стабільність напруги -вредней точки »вихідного підсилювача за рахунок збільшення опору резисторів в емітерний ланцюгах транзисторів Т4 і Т1218 і R45) І получіть’прі цьому розмах сигналу, достатній для максимального використання напруги живлення кінцевих транзисторів. Змінні резистори Ri5 і R41 служать для установки початкового струму транзисторів кінцевого підсилювача, а резисторами R18 і R45 встановлюють напругу «середньої точки» вихідного підсилювача.

Застосування глибокої негативного зворотного зв’язку (більше 30 дБ) крім малих нелінійних спотворень дозволило отримати низький вихідний опір підсилювача. Введення ступені на транзисторах ΤΊ і Т% забезпечує додаткове зниження вихідного опору по смузі НЧ, що покращує електричне демпфірування низькочастотної головки гучномовця.

Конденсатор Сп коригує характеристику підсилювача по смузі НЧ на нижчих частотах. Напруга зворотного зв’язку по смузі НЧ подається через резистор (по смузі ВЧ – через R42) На базу транзистора Т412). Крім того, передбачена додаткова зворотний зв’язок по змінному напрузі між емітерної ланцюгом транзистора Тьп) Через резистори R2i, R24 (R48, R49). Підбираючи глибину цієї зворотного зв’язку, встановлюють однакове посилення по обидва смугах. Ланцюжок Cl2R25 усуває високочастотну генерацію при малих навантаженнях. Конденсатор ^ 23 коректує амплитудную характеристику підсилювача по ВЧ смузі на високих частотах (вище 50 кГц).

Підсилювач розвиває зазначену вище синусоидальную потужність при номінальному навантаженні і напрузі живлення 27 В. Криві залежності максимальної неспотвореної потужності від опору навантаження зображені на рис. 6. Для порівняння ті ж характеристики показані штриховою лінією при напрузі живлення 24 В. Кінцеві транзистори вихідного підсилювача не бояться коротких замикань ланцюга навантаження. При короткому замиканні транзистори П210А в силу своїх щодо невисоких частотних властивостей не встигають вийти з ладу перш, ніж спрацює захисний пристрій в блоці живлення. Транзистори КТ903Б також витримують короткочасні короткі замикання в навантаженні, так як струм через транзистори обмежений досить великим опором насичення і не перевищує максимально допустимого.

Для усунення різкого клацання в гучномовцях при включенні підсилювача вони підключаються до кінцевих транзисторів не відразу, а з затримкою в 2 – 3 с після подачі живлення. Затримку забезпечує спеціальне пристрій, представляющее’собой реле часу на складеному транзисторі Т {Г2 і електромагнітно.м реле Ργ (див. рис. 1).

Кожен з каналів підсилювача живиться від власного блоку живлення. Блок складається з двох, малопотужних і одного основного потужного стабілізаторів напруги. Малопотужні стабілізатори зібрані кожен на одному транзисторі (Т1 і Г6), А потужний – на чотирьох транзисторах (Т2 – Т5). Для збільшення коефіцієнта стабілізації і розширення меж регулювання вихідної напруги транзистор Т5 підсилювача зворотного зв’язку потужного стабілізатора харчується підвищеною напругою (через резистори R4, R5). Конденсатор С8 підвищує коефіцієнт передачі підсилювача зворотного зв’язку по змінному струмі, що сприяє зниженню пульсацій вихідної напруги.

При спрацьовуванні реле Р8 і Р9 вихідна напруга потужного стабілізатора зменшується до 24 В. Знижена напруга літанія підсилювача використовується при малопотужної навантаженні.

Пристрій захисту від перевантажень обмежує вихідний струм потужного стабілізатора на рівні 2,5 А. При короткому замиканні на виході струм через регулюючий транзистор не перевищує 50 мА при температурі корпусу транзистора Ть в межах 22-25 ° С і 200 мА при Температурі корпусу 50 ° С. Вихідний опір потужного стабілізатора – близько 0,05 Ом. Подвійна амплітуда пульсацій вихідної напруги – приблизно 1 мВ при струмі навантаження 1 А. Пульсації на виході малопотужних стабілізаторів – менше 1 мВ при струмі навантаження 20 мА.

Введення в підсилювач спеціального блоку контролю значно полегшує процес налагодження і дає можливість контролювати всі основні електричні та теплові характеристики обох каналоз підсилювача в процесі експлуатації. Необхідні параметри за допомогою перемикача Βγ можна почергово контролювати за шкалами стрілочних приладів, встановлених на лицьовій панелі підсилювача. Всі характеристики мають практично лінійну струмовий залежність, що дозволяє використовувати для контролю всіх параметрів одну загальну шкалу. Перелік контрольованих параметрів, відповідні їм межі виміру стрілочних приладів, а також номінальні значення параметрів наведені в табл. 3.

При вимірюванні напруги мережі (положення 1 перемикача В {) діод Д3 оберігає конденсатор від пробою при відключеному вимірювальному приладі. Температура корпусів кінцевих транзисторів НЧ смуги (положення 4) вимірюється блоком контролю лівого каналу, а ВЧ смуги – блоком контролю правого каналу. Робота пристрою контролю температури заснована на вимірюванні струму в ланцюзі терморезистора. У цьому пристрої залежність струму від температури в інтервалі від плюс 20 до плюс 7Q ° C близька до лінійної. Терморезістори- датчики температури живляться від параметричних стабілізаторів напруги, виконаних на стабисторов Д6 і Д7.

– Початкові струми кінцевих транзисторів і струм стабілізатора контролюють за допомогою резисторів-датчиків струму (R2 і R4 – В крайовому підсилювачі, R19 – В блоці живлення). Вихідні напруги по НЧ і ВЧ смугах, напруги в «середніх точках» підсилювачів каналів і напруга живлення знімаються безпосередньо з виходів підсилювачів і стабілізатора.

Підсилювач конструктивно виконаний у вигляді декількох окремих блоків, змонтованих на каркасі з дюралюмінієвих куточків. На рис. 7 показано розташування блоків і деталей на каркасі (вид зверху). Кожен канал включає в себе блоки вхідного підсилювача 9, крайового підсилювача 10, передпідсилювача, розміщеного під блоком крайового підсилювача і блоку живлення 19. Спільними для обох каналів є блоки телефонного підсилювача, регулювань і контролю, зібрані на трьох друкованих платах 1, 2 й 5.

Блоки попереднього і кінцевого підсилювачів та блоки живлення прикріплені до каркаса на стійках. Блоки з’єднані між собою

Таблиця 3

Примітка. При номінальній напрузі С ^ стаб – 24 В номінальні значення Umx нч і Х1ВЬТК вч дорівнюють 7 В а С7 ІГ /з <