Многополосные усилительные системы

При проектировании звуковоспроизводящей аппаратуры разработчику приходится учитывать ряд противоречивых требований: высокое качество звучания, низкую стоимость изделия, простоту, надежность, эстетичность и т. п.

Если разрабатывается изделие, основными требованиями к которому будут низкая стоимость и простота при среднем качестве звучания, то можно однозначно сказать, что усилительный канал нужно строить по схеме: широкополосный усилитель через разделительные фильтры подключен к нескольким динамическим головкам.

Проектирование высококачественной аппаратуры не отвергает подобной схемы, однако разделительные фильтры могут существенно повлиять на параметры аппаратуры, так как они, во-первых, определяют нагрузку усилителя, во-вторых, ухудшают демпфирование громкоговорителей. Подобный недостаток легко устранить, если перенести разделительные фильтры, поставив их внутри электронного усилителя. Функциональная схема подобной системы примет вид, показанный на рис. 1, для случая деления частотного диапазона сигналов на три полосы.

Функциональная схема многополосной усилительной системы содержит: 1 — предусилитель-корректор; 2 — регулятор громкости, тембров и баланс каналов; 3, 4, 5 — разделительные фильтры низкой (3), средней (4) и высокой (5) частоты; 6, 7, 8 — три усилителя мощности; 9, 10, 11 —три динамические головки.

Преимущества подобной схемы построения сводятся к следующему [ 1 ]:

Хорошее электрическое демпфирование подвижной части громкоговорителя (катушка динамика непосредственно подсоединена к малому выходному сопротивлению усилителя мощности).

Лучшие переходные характеристики усилителей.

Возможность получения фильтров с большой крутизной АЧХ и согласованными характеристиками.

Снижение напряжения источника питания (выходная мощность усилителя равна сумме мощностей трех усилителей мощности 5, 6, 7 на рис. 1).

Рис. 1. Функциональная схема многополосной усилительной системы

На вход предусилителя-корректора поступают сигналы с магнитной головки звукоснимателя проигрывателя, уровень которых не превышает 2,5...8 мВ. В соответствии с принятыми стандартами сигнал на входе и на выходе регулятора громкости (тембров и баланса каналов) не превышает 0,7...1,0 В. Для того чтобы в подобной конструкции можно было использовать стандартные усилители мощности (со входными сигналами 0,7...1,0 В), необходимо предусмотреть постоянство уровня сигналов фильтров в пределах своей полосы пропускания.

Легко заметить, что блоки 1 и 2 идентичны для однополосной и многополосной систем. Для многополосной системы специфичным являются вопросы, связанные с разделением по частоте сигналов (на этапе проектирования фильтров) и разделением сигнала по мощности (на этапе проектирования усилителя мощности). Это деление определяется частотными параметрами динамических головок.

Рассмотрим вопросы проектирования и выбора номиналов элементов электрических схем отдельных блоков.