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

между усилительными каскадами (участок АБ). Сопротивление Rt несколько снижает уровень сигнала, так как на этом сопротивлении теряется часть Ut выходного напряжения первого каскада (/выхО.. Шунтирующий конденсатор Ст подобран так, что на низших и средних частотах его сопротивние намного больше, чем Rj, и поэтому общее сопротивление участка АБ примерно равно R. На высших частотах Rt уже заметно шунтировано емкостным сопротивлением, и общее сопротивление участка АВ становится меньше. При этом, естественно, на участке АБ теряется меньшая часть напряжения Свыхь и на частотной характеристике в области высших частот появляется некоторый подъем (рис. 33).

На схеме рис. 35, 5, а анодная; нагрузка первого каскада составлена из двух соиротиваеяий: /?s, и /?т, причем одно из них зашунтировано конденсатором Ст, Для начала поясним, почему здесь нужно говорить о; шунтировании, каким, образом Ст оказывается подключенным параллельно Rt. Один конец Ст непосредственно подключен к Rt, а другой вывод конденсатора заземлен (соединен с корпусом). Но для переменного тока с корпусом соединен и верхний (по схеме) вывод /?т. На этот вывод с выпрямителя подается laquo;плюс raquo; выпрямленного напряжения (-Ht/.в), а laquo;плюс raquo; выпрямителя всегда заземлен через конденсатор?: фильтра Сф.в (например, рис. 44 и 46). Емкость- конденеазгора фильтра достаточно велика, и можно считать, что верхний по схеме вывод Rt для переменного тока соединен, непосредственно с шасси, а значит, и с Ст (рис. 35, 3, б).

Емкость конденсатора Ст подобрана с таким расчетом, чтобы на низших частотах его емкостное сопротивление было достаточно велико по сравнению с Rt, а на средних и высших частотах сцижало общее сопротивление цепочки.

Практически это означает, что на низших частотах общее сопротивление нагрузки, которое складывается из Ra и сопротивления цепочки Rt Ст, оказывается больше, чем во всем остальном диапазоне. Благодаря увеличенному сопротивлению нагрузки усиление каскада, на низших частотах повышается, то есть на. частотно и характеристике, появляется подъем (рис. 35, 3, в).

Точным подбором, корректируюищх. /?Стцеиочек удается построить схемы регуляторов тембра; к copy;торЬ1е позволяют раздельно регулировать частотную характеристику в области высших и низших, частот. Удается получить весьма большую степень (глубину) регулировки, в частности от -20 дб до -Ь20 дб. Знак laquo;- raquo; соответствует завалу, а - подъему частотной характеристики. Таким образом, общая глубина

регулировки достигает plusmn;20 дб (40 дб), то есть позволяет изменять напряжение сигнала в 100 раз. Так же, как и для громкоговорителей, подъем и завал оценивают по отношению к частоте 1000 гц.

На рис. 35 приведены некоторые схемы раздельной регулировки тембров и соответствующие этим схемам частотные характеристики. Буквой laquo;в raquo; обозначено переменное сопротивление регулировки в области высших частот, буквой laquo;н raquo;- в области низших частот. Некоторые из этих схем применены в усилителях, описанных ниже (рис. 51 и рис. 61). Схемы рис. 35, и 35,5 построены на тех же принципах, что и простейшие корректирующие цепи.

Вот как работает регулятор тембра высших частот в схеме рис. 35, 5, а. Когда движок регулятора .в находится в крайнем нижнем положении, сопротивление Re, с которого снимается напряжение Отз, зашунтировано конденсатором С4, а это приводит к срезанию высших частот. При верхнем положении движка .4 конденсатор С41уже не влияет на частотную характеристику - он подключен к Re через все сопротивление .4. Но в этом случае сопротивление Rs (участок АБ) оказывается зашунтированным конденсатором С3. В результате сопротивление участка АБ для высших частот уменьшается и большая часть переменного анодного напряжения вых действует на участке БВ. Это равносильно подъему высших частот. Аналогично поднимает и заваливает частотную характеристику регулятор низших частот, включенный в сеточную цепь лампы. Главный недостаток схемы состоит в том, что многочисленные делители заметно снижают усиление каскада, и поэтому такие регуляторы можно применять только тогда, когда есть достаточный Запас усиления.

Основей схемы рис. 35, 6, а является заграждающий фильтр, составленный из двух Т-образных ветвей: R1C1C2 и 2зС з. Элементы этого фильтра подобраны с таким расчетом, что он как бы вырезает кусок частотной характеристики, создает резкий завал в области средних частот. Благодаря этому низшие и высшие частоты заметно приподняты. На долю регуляторов тембра достается сравнительно простая работа -Они должны лишь заваливать частотную характеристику в соответствующем участке. А сделать это всегда проще, чем поднять ее.

В один из регуляторов тембра (рйс. 36, /, а) специально введен двойной триод, который в данном случае используется как одна усилительная лампа с раздельными входами и общей нагрузкой Ra. На сетки ламп подается одно и то же Ёходное напряжение Свх, но подается оно через разные

фильтры. Фильтр R1C1R2R3 ослабляет низшие частоты (чем ниже частота, тем больше емкостное сопротивление конденсатора Си тем меньшая часть Ubx попадает на сетку). Фильтр RiRsReCi, наоборот, ослабляет высшие частоты - чем выше частота, тем сильнее цепочка RsRe шунтируется конденсатором Сг, тем, следовательно, меньшая часть Ubx попадаЬ на сетку. Таким образом, левый (по схеме) триод фактически является усилителем высших частот, а правый - усилителем низших частот. Сопротивление R2 и R5 - это обычные регуляторы громкости. Правда, обычными их можно назвать лишь по принципу действия - они подают на сетку некоторую часть подводимого напряжения. Но поскольку каждый из этих регуляторов работает лишь на одном из участков диапазона - на высших или на низших частотах, то они фактически являются эффективными регуляторами тембра. Приведенная схема-это первый шаг к двухполосным усилителям НЧ, б которых amp;удет рассказано в пятой главе.

В заключение этого раздела, в основном посвященного регулировке тембра, остановимся на некоторых особенностях регулировки громкости. Не подумайте, что это оговорка или искусственное объединение разных тем -регулировка громкости и тембра самым непосредственным образом связаны между собой. Во всяком случае, должны быть связаны.

ПрежАе всего заметим, что переменное сопротивление ре-, гулятора громкости должно laquo;знать raquo; закон Вебера - Фехнера. Существуют три типа переменных сопротивлений: А, Ба В (рис. 36,4,а). Они отличаются характером зависимости коэффициента деления R :R от угла поворота подвижного контакта 2, Чтобы регулировка громкости происходила плавно, чтобы повороту ручки регулятора на один и тот же угол всегда соответствовало одинаковое изменение громкости, нужно использовать в качестве регулятора сопротивление типа В с так называемой показательной кривой. По ходу кривой В видно, что при небольших углах поворота а, соответствующих сравнительно небольшой громкости, сопротивление/?, а вместе с ним и Ux меняется незначительно. По мере увеличения /? то есть при регулировке в области более сильных звуков, сопротивление R меняется более резко и это, естественно, приводит к резкому изменению (/вх- Таким образом, при повороте ручки регулятора на определенный угол мы меняем (/вх (а значит, в итоге и звуковое давление громкоговорителя!) в одно и то же число раз, и именно это дает ощущение одинакового изменения громкости.

При конструировании регулятора громкости нужно учитывать еще одну особенность слуха - резкое уменьшение

в W 60 80

т% reg; Проценты от полного угла бращения оси leizsO }

Логарифма-честя

зависимость

Линейная ~т.Ьш:имкть

Показателыт зависимость

ВиЗ сзади

Вид сзада

110 RiZSOK

500 X

..0,003

Вид сзади

Рас. 36. Регуляторы громкости.

чувствительности на низших частотах. Если мы будем постепенно уменьшать громкость с помощью обычного регулятора, то в области самых тихих звуков одновременно, помимо нашей воли, будет происходить регулировка тембра -будут непропорционально ослабляться низшие частоты. Поэтому, уменьшая громкость, нужно одновременно вращать ручку регулятора тембра и поднимать частотную характеристику в области низших частот. Существуют схемы, где такой подъем осуществляется автоматически, -это схемы регуляторов громкости с тонком пенс а 1щей.

В наиболее распространенной из них (рис. 36, 2, а, в) используется переменное сопротивление Яг с отводом 4, к которому подключена цепочка R\C\. Она срезает высшие и средние частоты и таким образом создает некоторый подъем в области низших частот. Однако, когда напряжение Ubx снимается со всего делителя R2. цепочка R\C существенной роли не играет. Значение и влияние ее возрастают по мере того, как движок переменного сопротивления Rz идет вниз (по схеме), приближаясь к зашунтированному участку 4-3. Аналогично работает и регулятор с двумя отводами (рис. 36, lt;?) и более сложной системой фильтрующих цепочек. Если в вашем распоряжении нет переменного сопротивления с отводами, можно сделать компенсированный регулятор громкости по простой схеме (рис. 36, 5) или по схеме (рис. 36,6), где используются спаренные (то есть имеющие общую ось) переменные сопротивления R\ и R%.

Уделив довольно много внимания элементам и цепям усилителя, с помощью которых можно исправить его частотную характеристику, нужно вспомнить и о тех элементах, которые могут частотную характеристику испортить. Это обычные /?С-цепи, занимающие в усилителе самые ответственные laquo;должности raquo;: сопротивление нагрузки i?a, переходной конденсатор Сс2 сопротивление Rc, цепь автоматического смещения Як Ск, цепь питания экранной сетки Яэ Cg и т. п. Чтобы цепи питания не вносили заметных частотных искажений, емкостное сопротивление конденсатора (его называют конденсатором развязки) должно быть на самой низкой частоте, во много раз (обычно считают достаточным в 5- 10 раз) меньше, чем соответствующее активное сопротивление.

Чтобы лучше увидеть, как влияют на частотную характеристику другие элементы усилительного каскада, удобно рассмотреть его эквивалентную схему [8].

Анодной нагрузкой усилителя напряжения служит обычное сопротивление, и поэтому этот каскад называют реостат-

ным. На его эквивалентной схеме (рис. 37, а) лампа заменена условным генератором переменного тока с внутренним сопротивлением Такую замену вполне можно допустить, так как для всех последующих цепей лампа действительно является всего лишь источником переменного тока - источником мощной копии усиливаемого сигнала. Эквивалентная схема составлена только для переменного тока, и поэтому один из выводов анодной нагрузки заземлен. Новым элементом является конденсатор Сек - входная емкость последую-1Цей лампы, к которой следует прибавить паразитную емкость монтажных цепей.

Основные цепи каскада образуют сложный делитель напряжения, который по-разному ведет себя на разных частотах. На высших частотах сопротивление конденсатора Сек уменьшается, он сильнее шунтирует R raquo;\, то есть уменьшает сопротивление нагрузки. Если Ri будет значительно меньше емкостного сопротивления конденсатора Сек, то общее сопротивление участка будет в основном определяться величиной /?а1 и потому будет мало зависеть от частоты (рис. 30, 7, г). Отсюда напрашивается простой вывод: чтобы ослабить влияние Сек на высших частотах, нужно уменьшить R31, жертвуя усилением каскада.

Конденсатор Се2 вместе с участком вг образуют делитель, на правой (по схеме) части которого действует выходное напряжение t/вых- С уменьшением частоты емкостное сопротивление конденсатора Сс2 растет, и на нем действует все большая часть напряжения La и все меньшая часть этого напряжения приходится на долю ?7вых- Иными словами, разделительный (переходный) конденсатор Се2 - один из виновников завала частотной характеристики в области низших частот. Чтобы уменьшить это вредное влияние Сс2, нужно, чтобы его емкостное сопротивление даже на самых низших частотах было значительно меньше, чем сопротивление участка вг. Вот почему в качестве Сег используют конденсаторы сравнительно большой емкости -от 0,005 мкф (5000 пф) при большом сопротивлении /?с2 и до 0,1 мкф (100000 пф) при небольшом.

К разделительному конденсатору, независимо от его емкости, предъявляются два особых требования.

Во-первых, он должен быть рассчитан на сравнительно большое напряжение - не менее чем на 200-300 в. К этому конденсатору, кроме переменного, приложено еще и постоянное анодное напряжение Оао; если он будет пробит (короткое замыкание между обкладками), laquo;плюс raquo; высокого напряжения (Уао попадет на сетку лампы следующего каскада.