Динамо-машины  Однотактные усилители 

1 2 3 4 5 6 7 8 9 10 11 12 13 14 15 16 17 18 19 20 21 22 [ 23 ] 24 25 26 27 28 29

Глава V

ВВВ-ВЫСОКАЯ ВЕРНОСТЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Около сорока лет назад начали работать первые радиовещательные станции, у жителей городов и деревень стали появляться простейшие, как правило, детекторные приемники. Просматривая газеты того времени, можно найти в них фотографии, на которых изображены первые радиослушатели. Склонившись над небольшим деревянным ящиком, прижав к уху головной телефон (наушник), смотрят на вас с фотографин люди со счастливыми, горящими глазами, с нескрываемым выражением удивления и восхищения.

Некоторое время спустя появились ламповые приемники с маломощными громкоговорителями, которые тогда называли репродукторами. Такой приемник уже могли слушать сра-

зу несколько человек. По вечерам вокруг него обычно собиралась вся семья, чтобы послушать музыку, прилетевшую за сотни, а то и за тысячи километров. Люди ходили в гости к обладателям приемников специально, чтобы посмотреть на волшебное радио. Приемники устанавливали в клубах и красных уголках и устраивали коллективное прослушивание передач - радиоконцерты.

Прошли годы. Приемники, а затем радиолы, магнитофоны, магнитолы стали привычным явлением - сегодня в нашей стране их количество исчисляется десятками миллионов. Но дело, разумеется, не только в количестве. Резко шагнула вперед техника радиоприема и звукоусиления, и никого сейчас уже не может удивить laquo;просто приемник raquo;. Радиослушатели научились ценить такие качества приемника, как чувствительность, избирательность, laquo;архитектурное оформление raquo;, точность настройки, удобство управления, надежность. И конечно, одно из самых главных качеств, определяющих достоинства современного приемника, так же как и любого другого звуковоспроизводящего аппарата, - это высокая верность воспроизведения (сокращенно ВВВ). За рубежом высококачественное звучание сокращенно называют laquo;Хи-Фи raquo; (Hi-Fi). Это название первых букв слов: High Fidelity (Хай Фиделити), что в переводе с английского означает laquo;высокая верность raquo;.

Идеальной системой ВВВ можно считать такую, которая воспроизводит звук вообще без искажений, создает звуковое иоле точно такое же, как и перед микрофоном. При этом должен остаться неизменным спектр звука, соотношение его отдельных составляющих, динамический диапазон громкости, распределение звуковых волн в пространстве. Одним словом, воспроизводимый звук должен быть точной, неотличимой копией laquo;настоящего raquo;, того, который звучит в месте передачи - в концертном зале или в студии.

Борьба за высококачественное звучание, за высокую верность воспроизведения звука ведется на различных направлениях. Главный фронт этой борьбы проходит в лабораториях конструкторов и технологов, где создаются новые материалы для диффузоров и трансформаторов, новые конструкции ламп и громкоговорителей, новые схемы усилителей, где ведется борьба за снижение каждого процента Кн. и и каждого децибела Кч. и-

Во всех предыдущих разделах мы часто говорили о том, какими путями можно улучшить качество звучания, снизить разного рода искажения. В ряде случаев именно на это были направлены наши главные усилия и из этих соображений мы

выбирали схему усилителя, конструкцию акустического агрегата, элементы коррекции и регулировки.

Некоторым проблемам улучшения качества звучания и путям борьбы за высокую верность воспроизведения звука специально посвящена эта глава.

Поиски и находки

Конструкторы ищут пути снижения искажений при усилении, передаче, записи и воспроизведении звука примерно столько же лет, сколько существует эта область радиоэлектроники. В мире выходят сотни радиотехнических журналов, и вот уже на протяжении десятилетий почти в каждом из них непрерывно появляются заметки и статьи о каких-нибудь новинках звуковоспроизведения - новых схемах усилителей или конструкциях акустических агрегатов. Однако не все эти новинки (количество их наверняка исчисляется десятками тысяч) завоевывают признание специалистов, и, уж конечно, далеко не все получают путевку в будущее и находят широкое применение в массовой аппаратуре. Иногда новинкой является небольшая схемная laquo;хитрость raquo;, красивая, но не дающая каких-либо существенных улучшений, иногда эффектное, но очень незначительное конструктивное усовершенствование.

Из всех новинок, в разное время появившихся в технике воспроизведения звука, многие навсегда приняты на вооружение и уже стали нормой, превратились в некие обязательные рекомендации и правила. Вспомним некоторые из этих рекомендаций и правил, с которыми мы встречались в предыдущих главах.

Для того чтобы не испортить частотную характеристику усилителя, нужно разумно выбирать элементы его схемы. Не следует чрезмерно увеличивать сопротивление анодной нагрузки и утечку сетки, слишком уменьшать емкость переходного конденсатора, экономить емкость шунтирующего конденсатора катодной цепи автоматического смещения; выходной трансформатор нужно выполнять с достаточной индуктивностью первичной обмотки и минимальной индуктивностью рассеивания; при выборе элементов усилителя удобно пользоваться эквивалентными схемами каскадов.

С помощью RC-, LC- и /L-цепочек, сопротивление которых изменяется с частотой, можно корректировать частотную характеристику усилительного тракта, заваливая либо поднимая ее в том или ином участке.

Цепи с реактивными элементами и в первую очередь RC-

цепочки широко используются для регулировки тембра - для изменения частотной характеристики в зависимости от требований слушателя.

Весьма эффективна раздельная регулировка тембра - завал-подъем частотной характеристики отдельно в области высших и низших звуковых частот.

Чтобы свести к минимуму нелинейные искажения, нужно разумно выбирать режим ламп. Если усилитель работает в классе А, то рабочая точка (начальное отрицательное смещение) должна соответствовать середине прямолинейного участка ламповой характеристики; переменное напряжение на сетке не должно заходить в область нижнего загиба (отсечка) и в область положительных значений (появление сеточных токов).

Усиление в классах В и АВ, а тем более Вг и АВг, возможно только в двухтактных схемах при хорошей их симметрии, в частности при включении ламп с весьма близкими параметрами.

Применение двухтактной схемы снижает нелинейные искажения и в усилителе класса А.

Выходной каскад работает с минимальными искажениями только в том случае, если анодная цепь лампы хорошо согласована с нагрузкой; пересчитанное в первичную цепь выходного трансформатора сопротивление звуковой катушки должно быть равно оптимальному, то есть наивыгоднейшему для данной лампы и данного ее режима сопротивлению анодной нагрузки.

Огромный эффект в улучшении частотной характеристики дает акустическое оформление громкоговорителя, в частности акустический экран больших размеров, достаточно большой ящик, акустический фазоинвертор с регулируемой площадью окна.

Существенно улучшает качество звучания ослабление резонансных явлений в громкоговорителе с помощью демпфирования его подвижной системы; эффективный способ акустического демпфирования- заполнение ящика звукопоглощающим материалом; электрическое демпфирование сводится к уменьшению выходного сопротивления усилителя.

Тщательной экранировкой входных цепей и применением некоторых специальных схем можно заметно снизить уровень фона переменного тока и тем самым улучшить такую важную характеристику, как динамический диапазон громкости.

Значительный эффект в улучшении всех характеристик усилителя дает отрицательная обратная связь. Она снижает

нелинейные искажения, уровень фона, в некоторых случаях и выходное сопротивление. Отрицательная обратная связь с использованием реактивных элементов, например конденсаторов, позволяет в широких пределах корректировать частотную характеристику усилителя.

Иллюстрацией всех этих рекомендаций могут служить практические схемы и конструкции, которые вы встречали в книге. Эти схемы и конструкции появлялись в разное время, но и сейчас многие из них (иногда с незначительными изменениями) находят применение в звуковоспроизводящей аппаратуре. А вот несколько еще незнакомых нам схемных решений. Их, пожалуй, нельзя отнести к числу очень популярных, однако эти схемы все же встречаются в любительских, а некоторые из них и в промышленных установках.

Один из способов уменьшения выходного сопротивления двухтактного усилительного каскада -это параллельное включение элементов нагрузки каждого плеча вместо обычного их последовательного включения (здесь реаь идет о соединении элементов нагрузки для переменного тока). При обычном, то есть последовательном, включении элементов нагрузки каждого плеча /?н и /?н общее сопротивление Ru. общ, которое пересчитывается во вторичную обмотку выходного трансформатора и определяет демпфирующее действие выходного каскада, численно равно сумме Ra и Rh. Поскольку эти сопротивления равны, можно считать, что общее сопротивление вдвое больше любого из элементов нагрузки Rh или Rh (рис. 71, 1,а).

На рис. 71, 1,6 упрощенно показана одна из схем параллельного включения Rh и rh. Параллельное включение элементов нагрузки оказалось возможным благодаря тому, что лампы питаются не от общего источника анодного напряжения Ub, а от двух отдельных источников с одинаковыми на-

пряжениями ив и Ub.

Оправдано ли такое усложнение схемы?

При параллельном соединении общее сопротивление одинаковых элементов нагрузки равно половине любого из них. Таким образом, при параллельном соединении общее сопротивление бщуменьшается в четыре раза по сравнению с последовательной схемой, а это, в свою очередь, резко улучшает демпфирование громкоговорителя.

Соверщенно очевидной для двухтактной параллельной схемы является еще одна особенность: общее оптимальное сопротивление нагрузки,- то есть то сопротивление, которое