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,
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.