Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы
Шрифт:
рис. 35, 3
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 снижало 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,
Точным подбором корректирующих RС-цепочек удается построить схемы регуляторов тембра, которые позволяют раздельно регулировать частотную характеристику в области высших и низших частот. Удается получить весьма большую степень (глубину) регулировки, в частности от —20 дб до +20 дб. Знак «—» соответствует завалу, а «+» — подъему частотной характеристики. Таким образом, общая глубина регулировки достигает ±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 «в» обозначено переменное сопротивление регулировки в области высших частот, буквой «н» — в области низших частот. Некоторые из этих схем применены в усилителях, описанных ниже (рис. 51 и рис. 61). Схемы рис. 35, 4 и 35, 5 построены на тех же принципах, что и простейшие корректирующие цепи.
рис. 35, 4, 5
Вот как работает регулятор тембра высших частот в схеме рис. 35, 5, а. Когда движок регулятора Rв находится в крайнем нижнем положении, сопротивление R6, с которого снимается напряжение Uвx3, зашунтировано конденсатором С4, а это приводит к срезанию высших частот. При верхнем положении движка R4 конденсатор С4 уже не влияет на частотную характеристику — он подключен к R6через все сопротивление R4. Но в этом случае сопротивление R5 (участок АБ) оказывается зашунтированным конденсатором С3. В результате сопротивление участка АБ для высших частот уменьшается и большая часть переменного анодного напряжения Uвыx2 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.
Основой схемы рис. 35, 6, а является заграждающий фильтр, составленный из двух Т-образных ветвей: R1C1C2 и R2R3C3. 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.
рис. 35, 6
В один из регуляторов тембра (рис. 36, 1, 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 входное напряжение Uвх, но подается оно через разные фильтры. Фильтр R1C1R2R3 ослабляет низшие частоты (чем ниже частота, тем больше емкостное сопротивление конденсатора C1, тем меньшая часть Uвх попадает на сетку).
рис. 36, 1
Фильтр R4R5R6C2, наоборот, ослабляет высшие частоты — чем выше частота, тем сильнее цепочка R5R6 шунтируется конденсатором С2, тем, следовательно, меньшая часть Uвх попадает на сетку. Таким образом, левый (по схеме) триод фактически является усилителем высших частот, а правый — усилителем низших частот. Сопротивление R2и 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, о которых будет 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.
Прежде всего заметим, что переменное сопротивление регулятора громкости должно «знать» закон Вебера — Фехнера.
Существуют три типа переменных сопротивлений: А, Б и 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 , соответствующих сравнительно небольшой громкости, сопротивление R' вместе с ним и Uвх меняется незначительно. По мере увеличения R', то есть при регулировке в области более сильных звуков, сопротивление R' меняется более резко, и это, естественно, приводит к резкому изменению Uвх. Таким образом, при повороте ручки регулятора на определенный угол мы меняем Uвх (а значит, в итоге и звуковое давление громкоговорителя!) в одно и то же число раз, и именно это дает ощущение одинакового изменения громкости.
рис. 36, 4
При конструировании регулятора громкости нужно учитывать еще одну особенность слуха — резкое уменьшение 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 тонкомпенсацией.
В наиболее распространенной из них (рис. 36, 2, а, в) используется переменное сопротивление R2 с отводом 4, к которому подключена цепочка R1C1. Она срезает высшие и средние частоты и таким образом создает некоторый подъем в области низших частот. Однако, когда напряжение U'вхснимается со всего делителя R2 цепочка R1C1 существенной роли не играет. Значение и влияние ее возрастают по мере того, как движок переменного сопротивления R2 идет вниз (по схеме), приближаясь к зашунтированному участку 4–3.