Принципиальная схема мостового регулятора тембра

Нетрудно заметить, что предлагаемый каскад представляет собой комбинацию двух регуляторов тембра, схемы которых были рассмотрены ранее (рис. 3.69).

Особенностью данного регулятора является то, что он вносит в тракт усиления постоянное затухание на средней частоте. При этом уровень сигналов средних частот и диапазон регулирования устанавливаются подбором величин сопротивлений резисторов R7 и R8. Принципы работы регуляторов высших и низших частот такого каскада ничем не отличаются от рассмотренных ранее схем (рис. 3.69). При необходимости можно значительно изменить диапазоны регулирования как низших, так и высших частот. Для этого достаточно изменить соотношение емкостей конденсаторов С1 и СЗ для высших частот воспроизводимого диапазона, а также соотношение емкостей конденсаторов С4 и С5 для низших частот. При этом

увеличение соотношения повышает подъем уровня сигнала в соответствующем канале, а уменьшение снижает подъем.

Рассмотренную схему можно представить в виде хорошо знакомого радиолюбителям и профессионалам RCрегулято ра так называемого мостового типа, принципиальная схема которого изображена на рис. 3.70, б. Как уже отмечалось, данный каскад обеспечивает постоянное затухание сигналов средних частот, а перемещение движков потенциометров уменьшает или увеличивает затухание сигналов высших или низших частот. При этом пределы регулировки на крайних частотах воспроизводимого диапазона зависят от затухания, вносимого регулятором на средней частоте. Так, например, если сигнал уменьшается в десять раз, то есть затухание равно 20 дБ, то уровень сигналов на высших и низших частотах можно поднимать примерно на 15 дБ. Главным недостатком рассматриваемого регулятора является то, что для компенсации вносимого каскадом затухания в тракт усиления приходится вводить дополнительный усилительный каскад. При этом напряжение сигнала на аноде лампы этого каскада должно быть в несколько раз больше напряжения сигнала, которое подается на сетку следующей лампы (в приведенном примере в десять раз). Однако необходимость получения большого напряжения сигнала может привести к появлению нелинейных искажений, соизмеримых с искажениями, которые вносит выходной каскад усилителя. Регуляторы тембра, выполненные по мостовой схеме, обычно применяются в ламповых УНЧ мощностью от 5 Вт и более, однако могут использоваться и в усилителях меньшей мощности.

Регуляторы тембра могут располагаться в цепях частотнозависимой отрицательной обратной связи. Упрощенные принципиальные схемы простейших регуляторов тембра с изменением глубины ООС приведены на рис. 3.71.

В каскаде, изображенном на рис. 3.71, а, напряжение обратной связи снимается с вторичной обмотки выходного трансформатора Тр1 и с резистора R2 подается в цепь катода лампы Л1 первого каскада УНЧ. Резистор R2 в данном случае является сопротивлением нагрузки цепи обратной связи. Регулирование уровня сигналов низших частот осуществляется потенциометром R3, параллельно которому включен конденсатор С2.

Если движок потенциометра R3 находится в левом по схеме положении, то частотная характеристика имеет подъем на низших частотах, поскольку реактивное сопротивление конденсатора С2 на этих частотах велико, а напряжение обратной связи мало. При регулировании тембра с уменьшением сопротивления потенциометра R3 (при перемещении движка вправо) сопротивление участка цепи R3C2 для низших звуковых частот уменьшается, напряжение отрицательной обратной связи возрастает, а усиление на этих частотах падает. Регулирование уровня сигналов высших частот воспроизводимого диапазона осуществляется потенциометром R2. В крайнем верхнем по схеме положении

движка этого потенциометра конденсатор С1 оказывается включенным параллельно резистору R1. При этом на катод лампы Л1 подается полное напряжение ООС, и ослабление усиления на высших звуковых частотах становится максимальным. По мере передвижения движка потенциометра R2 вниз напряжение ООС на катоде лампы Л1 для высших частот уменьшается, а уровень сигнала на этих частотах возрастает.

На рис. 3.71, б приведена принципиальная схема комбинированного регулятора тембра, в котором один из регуляторов помещен в цепи усиления, а другой в цепи отрицательной обратной связи. В этой схеме с помощью потенциометра R1 обеспечивается изменение усиления сигналов высших частот воспроизводимого диапазона. Регулятор тембра низших частот, в качестве которого используется потенциометр R5, установлен в цепи частотнозависимой отрицательной обратной связи и функционирует точно так же, как и аналогичный регулятор в рассмотренной ранее схеме.

Принципиальная схема более сложного комбинированного регулятора тембра для лампового УНЧ приведена на рис. 3.72.

Рис. 3.72. Принципиальная схема сложного комбинированного регулятора тембра в цепи ООС

Нетрудно заметить, что в рассматриваемом регуляторе схема регулировки низших частот аналогична схеме, приведенной на рис. 3.68, а. При этом форма частотной характеристики на низших частотах воспроизводимого диапазона изменяется с помощью потенциометра R1. Регулировка уровня сигналов высших частот осуществляется с помощью потенциометра R8. Если движок потенциометра R8 находится в крайнем нижнем положении, напряжение высших звуковых частот на нагрузочном сопротивлении цепи ООС (резистор R4) невелико, а частотная характеристика на этих частотах имеет подъем. По мере передвижения движка потенциометра R8 вверх сопротивление на участке цепи, состоящем из конденсатора С6 и нижней части потенциометра R8, для высших звуковых частот возрастает. В результате напряжение высших частот на нагрузочном сопротивлении R4 увеличивается, а их усиление падает. При этом одновременно уменьшается сопротивление на участке цепи, состоящем из конденсатора С5 и верхней части потенциометра R8, что также приводит к ослаблению усиления на высших частотах воспроизводимого диапазона. Таким образом, в крайнем верхнем положении движка потенциометра R8 усиление сигналов высших звуковых частот минимально.

Одним из недостатков рассмотренных ранее RC регуляторов мостового типа является необходимость компенсации вносимого каскадом затухания, для чего в УНЧ приходится вводить дополнительный усилительный каскад. При этом напряжение сигнала на аноде лампы этого каскада должно быть в несколько раз больше напряжения сигнала, которое подается на сетку следующей лампы. Однако необходимость получения большого напряжения сигнала может привести к появлению значительных нелинейных искажений. От указанных недостатков свободен регулятор тембра с глубокой обратной связью, принципиальная схема которого, предложенная еще в середине прошлого века, приведена на рис. 3.73.

Данный регулятор тембра представляет собой каскад с глубокой ООС. При средних положениях движков потенциометров R2 и R5 частотная характеристика регулятора линейна, а его усиление равно единице. Перемещение движка того или иного потенциометра уменьшает глубину обратной связи соответственно на низших или высших частотах, что приводит к увеличению усиления на них. Даже при максимальном подъеме характеристики на крайних частотах воспроизводимого диапазона регулятор тембра все же охвачен

Рис. о.73. Принципиальная схема регулятора тембра с глубокой обратной связью

достаточно глубокой обратной связью, поскольку коэффициент усиления каскада (без обратной связи) составляет около 23 дБ. Именно этот факт обеспечивает минимальные нелинейные искажения. К тому же преимуществом такого регулятора является большая крутизна срезов частотной характеристики, почти не меняющаяся при регулировке.

Недостатком схемы, приведенной на рис. 3.73, является необходимость применения потенциометра с отводом от средней точки. Поэтому в радиолюбительской практике широкое распространение получила схема регулятора тембра, в которой можно применять обычные потенциометры. Принципиальная схема такого регулятора приведена на рис. 3.74.

Рис 3 74 Принципиальная схема усовершенствованного регулятора тембра с глубокой обратной связью

Как уже отмечалось, вследствие глубокой отрицательной обратной связи усиление каскада, выполненного на лампе Л 2, на средней частоте звукового диапазона близко к единице. Когда движки регулятора низших (потенциометр R2) и высших (потенциометр R5) частот находятся в среднем положении, частотная характеристика каскада прямолинейна. По мере передвижения движков в ту или иную сторону изменяется глубина отрицательной обратной связи, а это, в свою очередь, приводит к изменению усиления на соответствующих частотах.

Необходимо отметить, что выходное сопротивление рассматриваемого каскада сравнительно невелико благодаря наличию обратной связи. Это свойство можно использовать, когда, например, предварительный и оконечный усилители размещены на разных шасси, а регулятор тембра является оконечным каскадом предварительного усилителя. В этом случае включение дополнительной емкости величиной до 500 пФ (емкость соединительного экранированного провода) не влияет на форму частотной характеристики тракта. Остается добавить, что выходное сопротивление каскада, после которого включен регулятор тембра, должно быть небольшим (около 10 кОм). Это условие выполняется автоматически, если в каскаде используется, например, триод лампы 6Н8С.

Многополосные регуляторы тембра, применяемые в ламповых УНЧ, имеют свои отличительные особенности. В таких регуляторах сигналы воспроизводимого диапазона частот сначала с помощью фильтров разделяются на составляющие отдельных поддиапазонов, уровень громкости которых регулируется соответствующими регуляторами усиления. В одноканальных УНЧ сформированные на выходах регуляторов усиления сигналы суммируются и поступают на последующие усилительные каскады, а в многоканальных усилителях сигналы выделенных составляющих воспроизводимого диапазона частот подаются на входы соответствующих усилительных трактов. Принципиальная схема простейшего двухканального регулятора тембра приведена на рис. 3.75.

В данной схеме звуковой сигнал с помощью RCфильтров разделяется на составляющие низших и высших частот. При этом сигналы высших частот усиливаются каскадом, выполненным на

Рис. 3.75. Принципиальная схема простейшего двухканального регулятора тембра

левом по схеме триоде лампы Л1, а сигналы низших частот каскадом на правом триоде этой лампы. Усиленные сигналы суммируются и через конденсатор С4 подаются на вход следующего каскада. Уровень усиления сигналов в каждом из каналов регулируется соответственно потенциометрами R3 и R6. Таким образом, регуляторы усиления, установленные в каждом из каналов, являются регуляторами высших (потенциометр R3) и низших (потенциометр R6) частот. Пределы регулирования можно изменять путем подбора величин сопротивлений резисторов R4 и R7.

В регуляторе тембра, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.76, сигналы спектра воспроизводимых частот разделяются на три канала. При этом составляющие низших частот подаются на сетку лампы Л2 через конденсатор С1 и потенциометр R3, средних частот через потенциометр R2, а высших через потенциометр R1. Изменить степень подъема сигналов высших и низших частот, а также подобрать необходимый уровень составляющих средних частот можно подбором величин сопротивлений R4, R5 и R6.

Широкий диапазон регулирования частотной характеристики обеспечивает регулятор тембра, принципиальная схема которого дана на рис. 3.77. В нем разделение сигналов

Рис. 3.76. Принципиальная схема простейшего трехканального регулятора тембра

обеспечивается RCфильтрами, а регулировка тембра производится отдельными регуляторами.

Низкочастотные составляющие проходят через фильтр, выполненный на элементах R4, С6, R6 и С7, который срезает высшие и средние частоты. Уровень сигнала в этом канале регулируется потенциометром R3. Потенциометр R2 является регулятором уровня составляющих средних частот, в цепи

которого низшие частоты срезаны конденсатором СЗ, а высшие шунтированы конденсатором С5. Регулировка уровня составляющих высших частот осуществляется потенциометром R1, который одновременно является составной частью фильтра, выполненного на элементах С2, Rl, С4, R7. С выходов фильтров каждого из каналов сигнал подается на усилительный каскад, выполненный на отдельной лампе. Анодные цепи ламп соединяются через сопротивления R8, R9 и R10, которые служат для уменьшения взаимного влияния каналов.

Многоканальные ламповые УНЧ, в которых тракт усиления сигналов звуковой частоты разделяется на несколько каналов, пользуются особым вниманием меломанов благодаря высокому качеству воспроизведения. Обычно в таких усилителях количество каналов составляет два или три канала. В трехканальных усилителях составляющие сигналов низших, средних и высших частот усиливаются в отдельных каналах. В двухканальных усилителях составляющие сигналов низших и средних частот обычно усиливаются в одном канале, а составляющие сигналов высших частот во втором канале.

Регуляторы тембра, применяемые в многоканальных УНЧ, имеют много общего с многоканальными регуляторами, выполненными на основе фильтров. Главное отличие заключается лишь в том, что сформированные на выходах регуляторов сигналы выделенных составляющих воспроизводимого диапазона частот в многоканальных УНЧ не суммируются, а подаются на

Рис. 3.78. Принципиальная схема регулятора тембра для двухканального лампового УНЧ

входы соответствующих усилительных трактов. Так, например, принципиальная схема регулятора тембра, предназначенного для работы с двухканальным ламповым УНЧ, приведена на рис. 3.78.

В данной схеме низкочастотный сигнал, поступающий на вход регулятора через конденсатор С1, далее проходит через разделительный фильтр R3C5R4C6 на фильтр низкочастотного канала, а через разделительные конденсаторы С2 и СЗ сравнительно малой емкости, представляющие большое сопротивление для составляющих низших частот, подается на вход канала, где усиливаются составляющие высших и средних частот. В низкочастотном канале после фильтра включен дополнительный регулятор уровня сигналов низших частот. Регулировка усиления в этом канале осуществляется потенциометром R6 за счет изменения сопротивления частотнозависимого делителя R5, R6, R7, R8, С7 и С8. При нижнем положении движка переменного резистора R6 происходит срез составляющих низших частот. Если же движок потенциометра R6 находится в верхнем по схеме положении, в области низших частот воспроизводимого диапазона происходит подъем.

Рис. 3.79. Принципиальная схема регулятора тембра для трехканального лампового УНЧ

Для работы с трехканальным ламповым УНЧ можно использовать регулятор тембра, принципиальная схема которого приведена на рис. 3.79. Нетрудно заметить, что этот регулятор практически полностью идентичен регулятору, схема которого показана на рис. 3.77. Единственное отличие заключается в том, что сигналы выделенных составляющих после усиления не суммируются, а подаются на входы соответствующих усилительных трактов.

Особое место среди многоканальных регуляторов тембра занимают регуляторы, в которых количество каналов, на которые разделяется входной сигнал, может достигать десяти и более. Сформированный такими многополосными регуляторами тембра сигнал может усиливаться как одноканальными, так и многоканальными усилителями. К сожалению, ограниченный объем данной книги не позволяет подробно остановиться на особенностях схемотехники этих регуляторов, часто называемых эквалайзерами.

Ознакомившись с некоторыми теоретическими основами схемотехники ламповых усилителей низкой частоты, некоторые заинтересованные читатели, вполне вероятно, пожелают проверить полученные знания на практике. Однако в современной специализированной литературе довольно сложно найти необходимые схемы и описания. Поэтому в отдельных разделах данной главы рассматриваются принципиальные схемы ламповых УНЧ, которые как начинающие, так и опытные радиолюбители смогут собрать в домашних условиях.

При повторении предлагаемых конструкций особое внимание необходимо обратить на соблюдение мер безопасности, поскольку питание рассматриваемых ниже УНЧ осуществляется переменным напряжением сети. Помимо этого в цепях анодного питания ламп усилителей также присутствуют опасные для жизни и здоровья постоянные напряжения.

Одна из наиболее часто совершаемых начинающими радиолюбителями ошибок переоценка своих возможностей, приводящая к попыткам сразу же собрать высококачественный ламповый УНЧ сложной конструкции. Конечно, стремление постичь секреты мастерства, не пугаясь предстоящих трудностей, весьма похвально. Однако чаще всего вследствие излишней торопливости и отсутствия необходимого опыта такие попытки заканчиваются неудачей, что приводит

к необоснованной утрате веры в собственные силы. Для того чтобы помочь начинающим радиолюбителям избежать подобных ошибок, при выборе рекомендуемых для повторения конструкций ламповых усилителей низкой частоты автор особое внимание обращал на то, чтобы рассмотренные в первых разделах простые усилители могли послужить основой для более сложных конструкций. Таким образом, как начинающие, так и подготовленные радиолюбители на основе простейших устройств смогут путем постепенных дополнений и усовершенствований создать высококачественные ламповые УНЧ.