Псевдоквадрафонический усилитесь

Усилитель предназначен для воспроизведения стереофонических и монофонических звуковых программ различных источников: звукоснимателя, микрофона, магнитофона, радиоприемника. Благодаря специальным решениям при разработке принципиальной схемы обеспечивается высококачественное воспроизведение даже при самых малых уровнях громкости. Отличительные особенности усилителя — простота конструкции, легкость настройки и возможность использования транзисторов различных серий без каких-либо дополнительных изменений и регулировок.

Оперативное подключение к различным источникам сигнала звуковой частоты, одновременное изменение частотной характеристики и чувствительности обеспечиваются кнопочным переключателем. Выход усилителя, предназначенный для включения головных стереофонических телефонов, дает возможность использовать темброблок усилителя (при записи или перезаписи) для корректировки частотной характеристики во всем диапазоне звуковых частот.

Это позволит любителям музыки реставрировать ценные звуковые программы.

Рис. 1. Принцип объемного стерео фонического звучания

Питание усилителя осуществляется от сети переменного тока напряжением 127 или 220 В; мощность, потребляемая от сети, не более 100 Вт. Размеры усилителя 125Х310,Х375 мм, масса 6 кг.

Принцип работы. Многоканальный метод записи и воспроизведения звука применяется сравнительно давно. Но только в последние годы, благодаря достижениям в области акустики, двухканальная стереофония стала доступной широкому кругу любителей качественного звуковоспроизведения и все шире стала входить в наш быт.

Основная цель, поставленная при разработке описываемого усилителя,— повышение качества двухканаль-ной стереоаппаратуры введением объемного звучания, присущего четырехканальному звуковоспроизведению — квадрафонии. Схема возможного варианта получения объемного стереофонического звучания изображена на рис. 1. Такое включение и расположение акустических систем показало как хороший стереоэффект, так и субъективное восприятие объемного звучания, ощущаемое почти до задних тыловых акустических систем.

Схема включения тыловых акустических систем приведена на рис. 2. В результате эксперимента выявлено, что наилучшее звуковоспроизведение получается в том случае, если в правую тыловую систему подается звуковой сигнал, пропорциональный разности сигналов правого и левого фронтальных каналов (А—В), а в левую — разностный левого и правого фронтальных каналов (В—А). Сопротивления резисторов R2, R3 зависят от сопротивлений тыловых громкоговорителей и ограничивают их мощность. Введение резистора R1 добавляет к разностным сигналам А—В, В—А сигнал соответственно правого или левого каналов. Его сопротивление подбирают субъективно в зависимости от помещения. Если кет четырех одинаковых акустических систем, в качестве тыловых можно использовать громкоговорители без низкочастотных динамических головок. Но в их цепь необходимо включить разделительный конденсатор (частота разделения 1000 Гц).

Принципиальная схема правого канала усилителя с псевдоквадрафонической приставкой показана на рис. 3, левый канал идентичен правому. Входные цепи и блок питания общие для обоих каналов. Усилительный тракт состоит из усилителя-корректора, тембрового каскада, предварительного усилителя, усилителя мощности и псевдоквадрафонической приставки.

Сигнал звуковой частоты, например, от звукоснимателя (разъем Ш1) через секцию а переключателя В1 поступает на вход усилителя-корректора, собранного на транзисторах Т1 и Т2 серий КТ104А-Г или МП27, обеспечивающего хорошее отношение сигнал/шум. Связь между транзисторами непосредственная. Одновременно секция б переключателя В1 включает цепь частотноза-висимой отрицательной обратной связи C1R5R6C2R7, обеспечивающей лианизацию частотной характеристики магнитного звукоснимателя.

Рис. 2. Схема включения тыловых акустических систем

При работе от других источников низкочастотного сигнала (разъемы Ш2, ШЗ и Ш4) частотная коррекция отсутствует. Секциями а переключателей В2—ВЗ осуществляется деление сигнала (резисторы Rl, R2, R3, R4), а секциями б изменяется коэффициент усиления по напряжению усилителя-корректора.

Если звукосниматель пьезоэлектрический, под него можно приспособить микрофонный вход, заменив резистор R8 цепочкой, схема которой приведена на рис. 4."

С выхода усилителя-корректора сигнал поступает на регулятор громкости R17 с тонкомпенсацией (цепочка R19C9) по высшим звуковым частотам. При малых уровнях сигнала коэффициент передачи регулятора громкости становится частотнозависимым. С перемещением движка резистора RJ7 вверх (по схеме), когда уровень сигнала нарастает, частотная зависимость уменьшается и в верхнем положении движка полностью пропадает. Такое техническое решение улучшает звучание на малых уровнях громкости.

Регулятор стереобаланса, роль которого выполняет резистор R20, построен по схеме регуляторов громкости, включенных в противофазе; при увеличении сигнала в одном из каналов сигнал в другом уменьшается, и наоборот. Баланс наступает при среднем положении движка резистора R20. Такое техническое решение обеспечивает обоим каналам широкий диапазон регулирования усиления.

С узла регулировки стереобаланса сигнал поступает на вход тембрового каскада на транзисторе ТЗ, построенного по схеме равномерно распределенной нагрузки (R23, R24) с частотнозависимыми обратными связями по переменному току. Применена шестиполосная тембровая система из последовательных LC-контуров, настроенных соответственно на частоты 40, 160 Гц, 3, 10 и 18 кГц. Частоты выбраны экспериментальным путем, исходя из условия обеспечения равномерной частотной характеристики во всем диапазоне звуковых частот и эффективности работы каждого LC-контура в отдельности, что особенно важно при малых уровнях громкости, когда необходимо достигнуть отчетливого звучания низших и высших звуковых частот.

Предварительный усилитель на транзисторе Т4 серия КТ104А-Г или МП27 обеспечивает дополнительное усиление сигнала по напряжению и улучшает согласование тембрового каскада с усилителем мощности.

Усилитель мощности, который выполнен на транзисторах Т5—Т11, построен по общеизвестной схеме и не нуждается в особых комментариях. Он не требует какого-либо подбора транзисторов, а в оконечном каскаде возможно применение мощных кремниевых транзисторов различных серий.

Рис, 4, Схема замены резистора R8 цепочкой частотной коррекции

Рабочая точка усилителя мощности жестко удерживается термостабилизирующей цепочкой, составленной из резисторов R43 и R44. Резистор R44, ограничивая диапазон изменения сопротивления терморезистора R43, исключает перекомпенсацию рабочей точки при изменении температуры плиты-радиатора транзисторов. Конденсаторы С6, СЮ снимают возбуждение усилителя по высокой частоте.

Переключатель В6 обеспечивает подключение к выходу усилителя мощности акустических систем или стереофонических головных телефонов, а переключатель В7 — псевдоквадрафонической приставки.

Акустические системы самодельные. Фронтальные построены на базе головок 8ГД-1 и ЗГД-31 с фазоинвер-тором, тыловые—на базе головок ЗГД-1 (4ГД-8Е) и ЗГД-31. Блок питания состоит из двух выпрямителей со стабилизаторами напряжения. Напряжение 45 В используется для питания усилителей мощности обоих каналов, 16 В—для питания предварительных усилителей.

Конструкция и детали. Конструктивно усилитель представляет собой две панели, переднюю и заднюю, соединенные между собой шпильками из латуни или дюралюминия диаметром 10 и длиной 280 мм. Задняя панель имеет форму уголка размерами 90X30 и толщиной 3 мм. На его вертикальной поверхности установлены ребристые радиаторы с мощными транзисторами Т10 и Т11 левого и правого каналов и транзистор. Т15 стабилизатора напряжения. Транзисторы Т11 обоих каналов — без изоляционных прокладок, так как их коллекторы соединены с общим проводом (корпусом) усилителя. На горизонтальной поверхности уголка-тепло-отвода через изоляционные прокладки установлены транзисторы Т8 и Т9 усилителей мощности обоих каналов, там же в правой стороне — разъемы Ш1—Ш4, в левой — разъемы Ш5, Ш7—Ш9, держатель предохранителя Пр1 и сетевой провод. На передней панели находятся переключатели В1—В8, переменные резисторы R17, R20, R25—R29, разъем Ш6 и патрон индикаторной лампы Л1.

Монтаж усилителя выполнен на трех печатных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. На первой плате (рис. 6) смонтированы детали усилителей-корректоров, тембровые каскады и предварительные усилители обоих каналов, на второй плате (рис. 7) — оба усилителя мощности и стабилизатор с выходным напряжением 45 В, на третьей (рис. 5) — выпрямители, конденсаторы фильтров, стабилизатор с выходным напряжением 16 В и трансформатор питания.

В усилителе используются постоянные резисторы МЛТ, МТ, ВС, ПЭВ; переменные резисторы R17 и R25—R29 — группы В, R20 — группы А типа СП23А; конденсаторы типов К50-6, КМ, КЛС, КТМ; переключатели П2К; разъемы СГЗ и СГ5. Катушки индуктивности LI—L5 и трансформатор питания Tpl самодельные. Их данные приведены в таблице.

Налаживание устройства начинают с проверки усилителя мощности одного из каналов, например правого. Все остальные узлы в это время должны быть отсоединены от источников напряжения 16 и 45 В. К левой (по схеме) обкладке электролитического конденсатора С 20 вместо предварительного усилителя (коллектор транзистора Т4) подключают выход генератора звуковой частоты, а к разъему Ш5 вместо фронтальной акустической системы — проволочный остеклованный резистор типа ПЭВ сопротивлением 8 Ом на мощность рассеяния 10—20 Вт. Не включая генератор звуковой частоты, кратковременно подсоединяют источник питания и одновременно измеряют напряжение в точке симметрии, которое должно быть равно примерно половине напряжения источника.

Если отклонение от этого условия велико, необходимо проверить правильность монтажа или исправность транзисторов. Затем включают генератор и на эквиваленте нагрузки осциллографом контролируют форму сигнала. На частоте 1 кГц, изменяя уровень сигнала с генератора, подбором резистора R40 добиваются наступления на выходе усилителя мощности равностороннего ограничения синусоидальной формы сверху и снизу. Переходную ступеньку при малых уровнях сигнала устраняют подбором резистора R44. Аналогично проверяют и настраивают усилитель мощности левого канала. При этом усилитель мощности правого канала отключают. Затем при удаленном предохранителе Пр2 проверяют рабочие точки усилителей-корректоров, тембровых каскадов и предварительных усилителей. Рекомендуемые режимы (указаны на схеме) устанавливают подбором резисторов R14, R21, R36.

Особое внимание нужно уделить настройке тембрового каскада по переменному току. Здесь важно добиться равномерности общей характеристики при верхнем (по схеме) положении движков переменных резисторов R25—R29.

Рис. 5. Плата выпрямителей, конденсаторов фильтров, стабилизатора напряжения 16 В и трансформатора питания

Рис 6, Плата усилителей-корректоров, тембровых каскадов и предварительных усилителей обоих каналов

1

Рис. 7. Плата усилителей мощности и стабилизатора напряжения 45В

Сигнал генератора звуковой частоты подают на магнитофонный вход (разъем ШЗ), а электронный осциллограф или милливольтметр переменного тока подключают к коллектору транзистора Т4. Конденсатор С20 остается отключенным от коллектора транзистора Т1. Изменяя частоту звукового генератора от 20 до 20 000 Гц, снимают частотную характеристику усилителя-корректора совместно с тембровым каскадом. В первую очередь необходимо проверить соответствие заданным значениям резонансных частот пятиполосного тембрового каскада, что достигается подбором емкостей конденсаторов С14—С18. Равномерности частотной характеристики вблизи значения какой-либо конкретной частоты можно добиться подбором соответствующих резисторов R30—R34 или, в крайнем случае, изменением соотношения индуктивности катушки и емкости конденсатора данного последовательного колебательного контура.

Затем, подключив к выходным разъемам Ш5 и Ш7 эквиваленты нагрузок, проверяют работу всего усилителя. Возбуждение усилителя на высших частотах звукового диапазона устраняют подбором конденсаторов С6, С19. Желательно еще раз проверить форму сигнала на выходе и отсутствие переходных ступенек (при малых уровнях сигнала) для установленных рабочих точек обоих усилителей мощности (в цепи эмиттера транзистора Т5 стоит резистор R45, 100 Ом).