Звуковоспроизведение простой стереофонический усилитель

Стереофонический усилитель низкой частоты можно представить как взаимосвязанную совокупность сравнительно Простых блоков, распределенных на два тракта усиления—левый и правый стереоканалы, как это показано на структурной схеме рис. 1 (блок питания не показан, но он также является неотделимой частью стереофонического усилителя).

Усилитель, о котором пойдет речь, обеспечивает: воспроизведение стереозаписи с грампластинок с помощью пьезоэлектрического звукоснимателя, а также с помощью распространенного высококачественного ЭПУ Ве-га-106, когда сигнал с уровнем 250 мВ подается с предварительного усилителя-корректора, смонтированного в самом ЭПУ; воспроизведение монозаписи с грампластинок с помощью пьезоэлектрического звукоснимателя; усиление нишей с переносных монофонических и стереофонических М1ГНИТОфоиов; запись с грампластинок (моно или стерео) на моно- пли стереомагнитофон (участвуют только два входных согласующих блока).

Источник сигнала (ЭПУ или магнитофон) подключается К универсальному входу (X1). В зависимости от характера ВХОДНОГО сигнала тумблер рода работы S1 ставится в положение Моно или Стерео. Магнитофон при записи подключается либо к приборному гнезду Х2 К мономагнитофону, либо к ХЗ К стереомагнитофону. Номинальный уровень сигнала на входе усилителя 250 мВ, максимально допустимый — 0,7 В. Входное сопротивление каждого канала 1 МОм.

Мощность, развиваемая усилителем по каждому каналу, составляет 4 Вт на нагрузке 4 Ом. Об акустических системах речь пойдет ниже. К усилителю могут быть подключены стереофонические динамические головные телефоны ТДС-1 (или другого типа) с модулем полного электрического сопротивления 8—16 Ом, имеющие номинальную мощность 2 мВт, максимальную — 0,5 Вт и снабженные вилкой СШ-5.

При прослушивании записей с помощью головных телефонов выносные громкоговорители В1 и В2 переключателем S2 отключаются.

Усилитель имеет регулировку громкости (R1a, R1б), раздельную по низкой и высокой частоте регулировку тембра (R2a, R26), (R3a, R36) и регулировку стереобаланса (R6a, R6б).

Амплитудно-частотная характеристика равномерная в диапазоне 20 Гц — 20 кГц.

Рассмотрим функциональные блоки усилителя.

Согласующий каскад. На рис. 2 приведена принципиальная схема предварительного согласующего каскада. Это истоковый повторитель, собранный на полевом транзисторе V1 с р — п переходом и каналом типа, у которого напряжение питания, подаваемое на сток, положительно. Питающее напряжение (9—10,5 В) стабилизировано стабилитроном, установленным в блоке питания. Стабилизация нужна для обеспечения постоянства рабочей точки на динамической стоко-затворной вольт-амперной характеристике полевого транзистора, режим работы которого определяется делителем R1R2 (в данном случае напряжение на затворе +1 В). Как показали измерения, крутизна динамической характеристики в рабочей точке S — 1,5 мА/В. Большая протяженность линейного участка динамической характеристики обеспечивает неискаженную передачу сигнала с амплитудой до 1 В (0,7 В эффективных). Входное сопротивление истокового повторителя 1 МОм; амплитудно-частотная характеристика равномерна в полосе 20 Гц — 30 кГц; коэффициент передачи 0,7; выходное сопротивление около 250 Ом.

Ток, потребляемый каскадом, в зависимости от экземпляра полевого транзистора составляет 3,5 мА ± 10 %. Повторяемость схемы хорошая. (Следует заметить, что вместо указанного согласующего каскада может быть применен универсальный входной блок, описанный автором в сборнике ВРЛ №62.)

Темброблок. Его схема приведена на рис. 3. Это двухкаскадный усилитель. Первый каскад— эмиттерный повторитель на транзисторе V1, второй — усилитель напряжение на составном транзисторе V2, V3. Между каскадами включен RC мост — частотно-зависимая комбинация резисторов R5 R10 и конденсаторов С3—С5. Потенциометр R6 обеспечивает подъем или завал амплитудно-частотной характеристики в области низких частот относительно частоты кГц, а потенциометр R9 выполняет аналогичную задачу в области высоких частот. На структурной схеме (см. рис. 1) они обозначены R2 и R3 соответственно.

Параметры темброблока: входной сигнал 50—100 мВ; коэффициент передачи на частоте 1 кГц при среднем положении движков потенциометров равен I; максимальный пыходной сигнал при отсутствии искажений 1,3 В; входное сопротивление 47 кОм; сопротивление нагрузки 3 кОм; глубина регулировки тембра на частотах 50 и 12 500 Гц ± ± 20 дБ; потребляемый ток 3,5—4,5 мА.

Усилитель мощности. Принципиальная схема усилителя мощности показана на рис. 4. Первый каскад построен по схеме с общим эмиттером на транзисторе V3. Предоконечный фазоинверсный каскад построен по последовательной двухтактной схеме на транзисторах V4 (п-р-п) и V5 (р-п-р).

Выходной каскад выполнен по двухтактной бестрансформаторной схеме с последовательно соединенными транзисторами V6 и V7.

В усилителе мощности обеспечивается равномерная амплитудно-частотная характеристика благодаря глубокой частотно-независимой отрицательной обратной связи. Напряжение обратной связи снимается с нагрузки выходного каскада и подается в цепь базы первого каскада через резистор R2 и цепочку C3R4.

Для устранения искажений сигнала типа ступенька на базы транзисторов V4, V5 подано напряжение смещения, снимаемое с диодов V1, V2. Кроме того, как термочувствительные элементы эти диоды поддерживают в заданных пределах ток покоя выходных транзисторов V6, V7 при изменении температуры окружающей среды.

Входное сопротивление усилителя мощности 3,3 кОм. На структурной схеме (см. рис. 1) показаны сдвоенные переменные резисторы R6a и R66. Их движки включены так, что увеличению сопротивления одного резистора соответствует уменьшение сопротивления другого. Так своеобразно осуществляется балансировка каналов усилителя. Номинал переменного резистора (3,3 кОм) берется равным входному сопротивлению усилителя мощности и таким образом ограничивается глубина регулировки стереобаланса только двукратным изменением усиления одного канала по отношению к другому, что соответствует ±6 дБ. Более глубокая регулировка практически не нужна. Для упрощения схемы и эксплуатации стереофонического усилителя регулировку стереобаланса, применяемую редко, можно и исключить, а при воспроизведении записей довольствоваться стереоэффектом, который содержит грамзапись. При этом, разумеется, усиление обоих каналов усилителя мощности должно быть одинаковое.

Нагрузкой каждого канала усилителя может служить самодельная акустическая система, в которой установлен широкополосный электродинамический громкоговоритель, например 4ГД-28, 4ГД-35, 4ГД-36 или 10ГД-36. Громкоговоритель размещается в открытом корпусе (задняя стенка имеет серию отверстий). Наилучший результат дает применение 10 ГД-36Е в корпусе из фанеры толщиной 10—12 мм. Размер корпуса (внутренний) 400X270X180 мм. Минимально допустимый размер корпуса 290x245x115 мм. Корпус акустической, системы можно склеить казеиновым клеем и одновременно скрепить мелкими гвоздями длиной 30 мм с шагом 40—50 мм. Передняя стенка должна быть утоплена на 15 мм. В образовавшееся углубление вставляется рамка, обтянутая легкой и редкой декоративной тканью. Отверстие под диффузор громкоговорителя на передней стенке делается диаметром 180 мм. Центр отверстия сдвинут вверх на 80 мм от центра передней стенки. Со стороны задней стенки внутри корпуса прибивается буртик, также утопленный на 10—15 мм. К нему шурупами крепится задняя стенка с серией отверстий. Через сутки после склеивания корпус зачищается стеклянной шкуркой, наклеенной на деревянный брусок. Затем приклеивается шпон.

Из фабричных акустических систем могут быть использованы 4АС-1, 6АСЛ-1, 6АСШ-2, 6МАС-4, имеющие модуль полного электрического сопротивления 4 Ом. Можно рекомендовать малогабаритную акустическую систему компрессионного типа автора П. Строчкова.

Усилитель с указанными акустическими системами обеспечивает вполне достаточную громкость в условиях современных квартир в комнате площадью 20—30 кв. м при хорошей верности воспроизведения грамзаписи и приятном тембре звучания.

Блок питания (рис. 5) построен на базе унифицированного трансформатора ТН-30 (Т1) и имеет электронно-стабилизированный выход. Регулирующий транзистор V7 управляется двумя транзисторами V6, V8 и стабилитроном V5. Уровень выходного напряжения (20 В) выставляется потенциометром R5. В блоке размещен стабилизатор напряжения для входных согласующих каскадов (V9).

В качестве силового трансформатора Т1, вместо ТН-30-127/220—50, может быть применен трансформатор от любого сетевого лампового приемника, у которого сетевая обмотка не изменяется, а заново проводом ПЭВ-2 0,51 наматывается вторичная обмотка. Число ее витков определяется делением числа витков сетевой обмотки на 220 и умножением полученной цифры на 24. Число витков сбте вой обмотки, рассчитанной на 220 В, берется из паспорта на трансформатор.

Конструкция. Монтируется усилитель на отдельных платах из фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм. Поскольку многие детали имеют такие габариты и массу, что их надо специально закреплять на плате, то в этом случае объемно-навесной монтаж предпочтительнее. Транзисторы V6, 7V крепятся совместно с радиаторами охлаждения. Размеры платы определяются габаритами деталей, в том числе и радиаторов, в качестве которых можно использовать покупные заготовки размером 40X60X20 мм. Блок питания монтируется объемно-навесным способом на пластине из текстолита или другого изоляционного материала толщиной 4 мм. Транзистор V7 устанавливается на радиаторе охлаждения такого же размера, что и для выходных транзисторов.

Крепление плат — вертикальное, позволяющее полнее использовать объем корпуса. Блок питания крепится горизонтально. Корпус и шасси выполняются по принципу спичечного коробка. Корпус —из фанеры толщиной 10— 12 мм, оклеивается шпоном ценных пород дерева. Вдвигаемое шасси усилителя представляет собой пластину из фанеры толщиной 10—12 мм и двух стенок — передней и задней, желательно из изоляционного материала с декоративным покрытием. На передней стенке крепятся потенциометры регулятора громкости, тембра и стереобаланса и выключатель сети (S1) блока питания. На задней стенке крепятся все приборные гнезда типа СШ-5, а их шесть, переключатель Моно-Стерео (S1 на рис. 1), переключатель Громкоговоритель-Стереотелефоны (S2 на рис. 1), предохранитель F1 блока питания. В местах, свободных от арматуры, и в днище футляра шасси делаются вентиляционные отверстия. Футляр имеет круглые ножки высотой 10 мм, оклеенные снизу фетром.

Радиоэлементы, показанные на рис. 1 и не вошедшие в принципиальную схему соответствующей платы, монтируются объемно-навесным способом. Платы 1, 4, 2, 5 располагаются около передней панели, а платы 3, 6 и блок питания ближе, к задней панели. Входные цепи от разъема X1 и цепи к разъемам Х2 и ХЗ рекомендуется выполнять экранированным проводом. Экран соединяется с общим корпусом. Экранированные провода заключают в хлорвиниловые трубки, что позволяет прокладывать их без нежелательных замыканий цепей. При общем монтаже усилителя конденсатор С1 в блок усилителя мощности можно не ставить, так как разделительный конденсатор С7 стоит на выходе темброблока.

О деталях. Вначале о резисторах. Для регулировки громкости применяются сдвоенные резисторы, переменные непроволочные — любого типа с функциональной зависимостью В (можно и А).

Для регулировки тембра и стереобаланса применяются аналогичные резисторы, но с функциональной зависимостью А. Удобны для монтажа переменные резисторы с поворотным движком, хотя ползунковые подходят больше по стилю современного дизайна в бытовой аппаратуре. Резисторы R7, R8 — ОМЛТ-2, R9 — R10 ОМЛТ-1 (см. рис. 1). Конденсаторы, как видно из схем, в основном электролитические, применяются также любых типов с учетом указанных рабочих напряжений. Для печатного монтажа подойдут К50-6.

Конденсаторы СЗ, С4, С5 в регуляторе тембра составляются из двух (или трех) соединенных параллельно конденсаторов меньших номиналов.

Детали должны быть заведомо исправны. Особое внимание уделяется транзисторам и диодам. Транзисторы все без исключения проверяются, причем средней мощности (ГТ402, ГТ404, КТ602) при коллекторном токе 25 мА, а транзисторы большой мощности — при токе 0,5 А.

Значение статического коэффициента передачи тока h21э для транзисторов усилителя указано в табл. 1. В ней же указаны и возможные замены транзисторов и диодов. Транзисторы V4, V5 (см. рис. 4) следует подобрать с одинаковыми h21э ±10 %, аналогичное условие и для транзисторов V6, V7 (см. рис. 4).

Регулировка. Каждый блок проверяется на функционирование и регулируется отдельно. Затем блоки соединяются и проверяется усилитель в целом.

Блок питания. К выходным контактам блока питания подключается нагрузочный резистор с номиналом 40 Ом и мощностью рассеивания 10 Вт. Потенциометром R5 устанавливается выходное напряжение 20 В. Потом нужно заменить эквивалент нагрузки на 400 Ом и убедиться, что выходное напряжение не изменяется. Таким образом находится положение потенциометра R5 для устойчивой работы блока питания при нагрузке и ее отключении. В дальнейшем потенциометр R5 может быть заменен двумя постоянными резисторами, сопротивление которых измерено после окончания регулировки блока питания.

Согласующий каскад проверяется только на функционирование, темброблок — на функционирование, замеряется потребляемый ток при нагрузке 3 кОм и входном сигнале 100 мВ.

Усилитель мощности каждого канала регулируется отдельно. Указанные на схеме режимы транзисторов устанавливаются при подключенной нагрузке. Подбором резистора R2 обеспечивается напряжение +10 В в точке подключения выходного конденсатора С4. Измерение делается через 10 с, в течение которых заряжается конденсатор СЗ. Вначале используется эквивалент нагрузки (два резистора ОМЛТ-2 8,2 Ом, включенные параллельно). Ток покоя выходного каскада 15±30 % мА. При синусоидальном сигнале на частоте 1 кГц потребление возрастает и при выходной мощности 4 Вт составляет 0,4—0,45 А.

Функционирование всего усилителя проверяется при воспроизведении грамзаписи. Контролируется качество звучания с подключенными громкоговорителями и замеряется суммарный ток от блока питания по цепи с напряжением +20 В. Средний потребляемый ток 150—180 мА; при продолжительной громкой записи +250 мА; при пиковой громкости 0,5 А.