1.6. Цепи развязки

Цепи развязки применяют для того, чтобы устранить пара­зитную обратную связь между каскадами через общий источ­ник питания. Цепи развязки используют также в качестве схе­мы частотной коррекции усилителя для компенсации потерь усиления на низких частотах. Кроме того, такие цепи обеспе­чивают требуемый режим питания цепи коллектора по постоян­ному току. В связи с этим цепи развязки часто находят приме­нение в различных звуковых и радиочастотных усилителях.

Рис. 1.8. Схема развязки по питанию.

В НЧ-усилителе (рис. 1.8) в качестве развязывающей цепоч­ки используются резистор R₃ и конденсатор С₃. Конденсатор имеет малое реактивное сопротивление для сигнала (особенно на высоких частотах) и поэтому уменьшает паразитную связь через источник питания.

Резистор R₂ является нагрузкой, на которой выделяется сигнал, передаваемый на следующий каскад. Конденсатор С₃ шунтирует резистор R₃ и таким образом заземляет сигнал, по­скольку имеет для него малое реактивное сопротивление. Реак­тивное сопротивление конденсатора различно на разных часто­тах — для высокочастотных составляющих сигнала оно меньше. По этой причине развязывающая цепь действует как схема ча­стотной коррекции, которая при изменении частоты сигнала ме­няет сопротивление нагрузки транзистора. На высоких частотах, где реактивное сопротивление конденсатора мало, конден­сатор С₃ в сильной степени шунтирует резистор R₃, поэтому почти все напряжение сигнала выделяется на резисторе R₂. Поскольку разделительный конденсатор С₂ также имеет малое реактивное сопротивление на высоких частотах, большая часть сигнала поступает на следующий каскад. Однако на низких ча­стотах реактивное сопротивление С₂ возрастает, поэтому ампли­туда сигнала, поступающего на следующий каскад, уменьша­ется, т. е. низкочастотные сигналы ослабляются. Цепочка R₃C₃ осуществляет развязку до тех пор, пока на низких частотах не ослабляется шунтирующее действие конденсатора С₃. В этом случае сигнал выделяется как на R₂, так и на Rз и общая ве­личина сопротивления нагрузки увеличивается, так же как воз­растает и падение на нем напряжения сигнала. Это увеличение амплитуды сигнала компенсирует ослабление, вызываемое раз­делительным конденсатором С₂. Таким образом, развязываю­щая цепочка имеет разные параметры для разных частотных составляющих сигнала.

На практике величину сопротивления R₃ выбирают из усло­вия Rз = 0,2R₂, и Rз должно быть примерно в 10 раз больше ре­активного сопротивления С₃ на самой низкой частоте, которую должен пропускать усилительный каскад. На рис. 1.8 приведе­на часть схемы усилителя с типичными значениями элементов. В усилителях радиочастоты величина емкости может быть значительно меньше, так как для ВЧ-сигналов реактивное со­противление емкости существенно ниже.

1.7. Регуляторы тембра

Регуляторы тембра применяются в звуковоспроизводящих устройствах для того, чтобы изменять в сигнале содержание низких и высоких частот или тех и других вместе. В основных схемах регуляторов тембра содержание частот меняется путем снижения усиления в той или иной области частот. Так. напои-мер, содержание высоких частот увеличивается, когда ослабля­ется низкочастотная часть сигнала, а содержание низких частот увеличивается, когда ослабляется высокочастотная часть сиг­нала. Поэтому, если нет схемы автоматического регулирования усиления (АРУ), то после увеличения уровня, например, низ­ких частот необходимо изменить общее усиление так, чтобы уровень громкости остался неизменным.

Рис. 1.9. Схемы регулирования тембра.

Типичная схема регулирования уровня низких частот пока­зана на рис. 1.9, а. В этой схеме к обычной разделительной це­почке C₁R₂ добавлена цепочка, состоящая из переменного рези­стора R₁ и последовательно включенного конденсатора С₂. Ког­да движок переменного резистора находится в верхнем положении, конденсатор С₂ оказывается подключенным между выво­дом базы и землей и поэтому шунтирует вывод базы. Это при­водит к ослаблению ВЧ-составляющих сигнала, и относитель­ное содержание низких частот возрастает. Аналогично, когда движок резистора находится в нижнем положении, то сопротив­ление R₁ большой величины уменьшает шунтирующее действие С₂ уровень ВЧ-составляющих сигнала возрастает и относитель­ное содержание низких частот уменьшается. Регулируя величи­ну сопротивления резистора R₁, можно устанавливать желаемый тембр усилителя.

Схема регулирования уровня высоких частот приведена на рис. 1.9,6. Когда движок переменного резистора R₁ находится в крайнем левом положении, конденсатор С₂ закорачивается и входной сигнал, поступающий на базу через конденсатор С₃ большой емкости, получает нормальное усиление. Однако, если движок резистора находится в крайнем правом положении, кон­денсатор С₃ закорачивается и входной сигнал поступает на базу через конденсатор Cz. Малая величина емкости последнего кон­денсатора приводит к относительному ослаблению НЧ-состав-ляющих сигнала и, следовательно, к увеличению содержания ВЧ-составляющих. При других положениях движка перемен­ного резистора устанавливаются промежуточные уровни высо­ких частот.

Рис. 1.10. Цепи обратной связи по напряжению.

Во многих высококачественных устройствах устанавливают так называемый переключатель громкости, который в положе­нии «Тихо» обеспечивает высокое содержание низких частот (особенно при малых уровнях громкости, что необходимо для компенсации пониженной чувствительности человеческого уха к НЧ-сигналам). На рис. 1.9, в показана соответствующая схе­ма в сочетании с регулятором громкости, выполненным на пе­ременном резисторе R₂. В положении «Выключено» кнопка пе­реключателя закорачивает конденсатор С₂, а также отключает конденсатор С₁. В этом случае обеспечивается нормальный тембр. В положении «Включено» переключатель присоединяет нижний вывод конденсатора С₁ к верхнему выводу конденсато­ра Сч, соединенному с нижней частью переменного резистора. Теперь, поскольку конденсатор Ci шунтирует на высоких часто­тах часть резистора R₄, уровень высоких частот понижается и, следовательно, относительное содержание низких частот возра­стает. По мере того как движок регулятора громкости переме­щается вниз, он приближается к точке подключения конденса­тора Сч, в которой наблюдается максимальное относительное ослабление высоких частот и, следовательно, максимальное от­носительное содержание низких частот.