4.2.5 Эффекты •

При работе с живым звуком наиболее часто применяются такие эффекты, как реверберация, задержка, фэйзер, флэнжер, и хорус. Любой эффект добавляется к звуку, поэтому перед включением эффектов необходимо убедиться в чистоте основного сигнала. Реверберация и задержка используются в концертной практике в основном при работе с вокалом, создавая эффект присутствия и избавляя слушателей от ощущения сухости звучания. Хорус обычно используется когда звучание инструментов «бедное». Добавляя задержки, время которых меняется в зависимости от входного сигнала, он делает звучание источника более сочным и богатым. Фэйзер и флэнжер являются вещью в себе, эффектами ради эффекта и необходимость в них обуславливается творческими задачами конкретного коллектива.

4.3 Усилители мощности

Усилители мощности звуковой частоты являются предпоследним звеном в цепи оборудования на пути от исполнителя до слушателя. Их качество работы в значительной степени определяет успех мероприятия, где используется звукоусиление. Современные требования к качеству звучания звукового материала весьма высоки, а звуковые мощности, используемые в музыкальной индустрии просто огромны.

Среди разных схемотехнических решений в сфере профессионального театрально-концертного звукоусиления наибольшей популярностью пользуются усилители класса АВ, выполненные на биполярных транзисторах, из-за их экономичности, достаточно малого уровня нелинейных искажений и относительной простоты схемотехники.

4.3.1 Типы усилительных каскадов

Существует несколько типов усилительных каскадов.

4.3.1.1 Класс а

Самым простым и качественным является усилитель, реализованный по схеме эмиттерного повторителя. Такие схемы называются усилителями класса А. Их особенностью является то, что ток покоя (ток при отсутствии входного сигнала) должен быть, по крайней мере, таким же большим, как максимальный выходной ток при пиковых значениях сигнала. В результате, схема в состоянии покоя рассеивает значительную мощность. На рисунке 7 показана схема повторителя мощностью 10 Вт, который работает на нагрузку с сопротивлением 8 Ом.

Входной сигнал может изменяться в диапазоне ± 15В (пиковые значения) и отдавать в нагрузку мощность 10 Вт (эффективное значение 9В на сопротивлении 8Ом). В отсутствие сигнала выходной транзистор рассеивает мощность 5 5 Вт, а эмиттерный резистор - еще 110Вт!

Несмотря на такие потери мощности, схема все же находит применение из-за низкого уровня нелинейных искажений. Однако эта схема из-за своей маломощности не используется в концертных системах.

Схема повторителя

+15В

Ubx

-ЗОВ

8 0м АС

рис. 7

4.3.1.2 Класс В

На рисунке 8 показана схема двухтактного повторителя. Транзистор Т1 открыт при положительных значениях сигнала, а транзистор Т2 - при отрицательных. При нулевом входном напряжении коллекторного тока нет и мощность не рассеивается. При выходной мощности 10Вт каждый транзистор рассеивает мощность менее; 10Вт.

Схеме на рис.8 присуще следующее свойство: Выходной сигнал отслеживает входной сигнал, при положительном интервале входного сигнала выходное напряжение примерно на 0.6 В меньше, чем входное, а на отрицательном интервале - больше. Для синусоидального входного сигнала выходной сигнал будет таким, как показано на рис.9. Такое искажение называется переходным.

Для снижения переходного искажения двухтактный каскад смещают в состояние проводимости. На рис.10 показана самая простая схема смещения.

Резисторы смещения R переводят диоды в состояние проводимости, благодаря этому напряжение на базе Т1 превышает входное напряжение на величину падения напряжения на диоде. Аналогично и для Т2. Теперь, когда входной сигнал проходит через нуль, проводящим транзистором вместо Т1 становится Т2; один из выходных транзисторов всегда открыт.

Такие схемы называют усилителями класса В. Они имеют один серьезный недостаток - не обладают температурной стабильностью. По мере того, как выходные транзисторы нагреваются, ток коллектора возрастает. Это вызывает выделение дополнительного тепла и возникает вероятность возникновения неконтролируемой положительной тепловой обратной связи (саморазогрев), что ведет к выходу транзисторов из строя. Даже если этого не произойдет, необходимо обеспечить более надежную работу схемы.

Схема двухтактного повторителя +15В

Тг

-15В

рис. 8

Переходное искажение

_и

Переходное искажение

Входной сигнал

выходной сигнал

рис. 9

Схема смещения

рис. 10

4.3.1.3. Класс АВ

В двухтактных усилителях, собранных по схеме АВ смещение используется для получения достаточно большого тока покоя в момент перехода сигнала через нуль. Подразумевается, что в течение некоторого интервала времени оба транзистора находятся в состоянии проводимости. При выборе тока покоя ищется компромисс между уменьшением искажений и рассеиваемой мощностью в состоянии покоя. Для повышения температурной стабильности используются порой весьма изощренные схемы смещения. Почти всегда для ослабления переходного искажения используется глубокая отрицательная обратная связь.

4.3.1.4 Класс D

В усилителях выполненных по схеме класса D выходные транзисторы работают в ключевом режиме. Сигнал, усиливаемый выходными транзисторами, представляет собой широтно-модулируемые высокочастотные импульсы (сотни мегагерц). Теоретически, КПД такого усилителя может приближаться к 100%, т.к. выходные транзисторы или закрыты и тока в них нет, или полностью открыты, и ток течет в нагрузку, практически не вызывая падения напряжения на транзисторах. Потери возникают в транзисторах в моменты^; их переключения (кратковременный режим класса А) и, очевидно, зависят от быстродействия транзисторов и частоты следования импульсов. Между тем, увеличение частоты импульсов улучшает качество звучания усилителя. Это только один из компромиссов, которые возникают при разработке импульсных усилителей. Кроме того, этим усилителям свойственен большой уровень радиоизлучения, сложность схем и низкая ремонтопригодность (касание щупом осциллографа некоторых точек - может привести к выходу из строя большей части схемы).