книги из ГПНТБ / Козырев А.В. Конструирование любительских магнитофонов

высокочастотных колебаний делают маломощным (только для под­ магничивания). Запись ведется на предварительно размагниченной ленте или используется стирающая головка в виде постоянного маг­ нита.

Магнитофоны, рассчитанные только на воспроизведение (рис. 95, б), можно использовать, например, для рекламных целей, в качестве ав­ томатических информаторов в музеях и во время экскурсий,т. е. в тех случаях, когда нужно только воспроизведение, а запись не требуется. Иногда такие магнитофоны выполняют без усилителя мощности.

Мы рассмотрели структурные схемы монофонических магнитофо­ нов. Магнитофон «полный моно» с раздельными усилителями достаточ­ но громоздок и сложен, поэтому по такой схеме строят лишь отдельные полупрофессиональные магнитофоны.

В большинстве же бытовых и любительских магнитофонов исполь­ зуют один универсальный усилитель с необходимой коммутацией цепей в режимах записи и воспроизведения. Такие магнитофоны более эко­ номичны, а следовательно, и дешевле. Их выполняют по схемам «пол­ ный моно» и «deck-моно» как для записи двухдорожечиых, так и многодорожечных фонограмм. Эти магнитофоны имеют автономное, се­ тевое или универсальное питание. Магнитофоны можно снабжать дополнительными устройствами управления, например, устройст­ вом дистанционного управления, генератором импульсов для записи сигналов управления работой диапроектора и т. п.

Структурные схемы стереофонических магнитофонов. Наибольшее распространение в настоящее время получили двухканальные стерео­ фонические магнитофоны. В таких магнитофонах вместо одиночных магнитных головок используют блоки головок, содержащие по две головки, каждая из которых подключена к своему каналу.

На рис. 96 приведена структурная схема двухканального стерео­ фонического магнитофона с раздельными усилителями записи и вос­ произведения, а также усилителями мощности. По аналогии со струк­ турной схемой рис. 92 такой магнитофон называют «полный стерео». Он содержит два идентичных канала, один из которых называется правым, а другой — левым. Усилители обоих каналов практически не отличаются от соответствующих усилителей монофонического маг­ нитофона. Генератор высокой частоты — общий для обоих каналов. Напряжение питания на него подается только в режиме записи.

Усилители записи могут иметь раздельные регуляторы уровня в каждом канале. При этом магнитофон должен иметь два отдельных индикатора уровня записи, как показано на рис. 96. При совмещенных регуляторах уровня применяется один индикатор, показывающий наибольший из двух уровней записи в каналах.

Регуляторы усиления в каналах воспроизведения бывают раздель­ ными (рис. 96) и сдвоенными. При сдвоенных регуляторах усиления в усилителе мощности необходимо иметь регулятор стереобаланса, позволяющий путем взаимосвязанного изменения усиления в каналах сдвигать акустическую ось области оптимального стереоэффекта так, чтобы она проходила через точку прослушивания.

150

При раздельных регуляторах усиления перемещение акустической оси достигается изменением усиления в каналах. Для одновременной регулировки громкости звучания конструкция регуляторов усиления предусматривает их механическое спаривание.

Регулировка тембра в усилителях мощности осуществляется сдво­ енными регуляторами.

Стереофонические магнитофоны, выполненные по структурной схе­ ме рис. 96, совершенные аппараты. Их можно использовать и для моно­ фонической записи.

1 miiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiiii

2 1

Применение раздельных усилителей для записи и воспроизведения позволяет расширить возможности магнитофона по осуществлению ком­ бинированных записей.

К числу таких записей наряду с созданием искусственной ревер­ берации (эхо) относятся синхронная и многократно-синхронная запись (называемые за рубежом соответственно «Synchro play» и «Multi play»).

При синхронной записи каждый из источников сигнала звуковой частоты записывается на свою дорожку отдельно, а воспроизведение производится одновременно с обеих дорожек.

Синхронная запись применяется, например, для озвучивания лю­ бительских фильмов. Для этого музыкальное сопровождение записы­ вают на одну из дорожек, затем воспроизводят его и одновременно за­

синхронной записи — воспроизведения показан на рис. 97, а.

Еще большими возможностями обладает многократно-синхронная запись. При такой записи происходит смешивание звуковых сигналов различных источников путем перезаписи их с одной дорожки на другую с одновременной записью сигналов от других источников колебаний звуковой частоты. Для этого один канал включают на монофоническое воспроизведение, а сигнал с его линейного выхода («Выход 1») подается в другой канал, работающий в режиме записи (например, от микро­ фона). Полученную таким путем комбинированную запись перезапи­ сывают еще раз, одновременно смешивая с сигналами какого-либо ис­ точника колебаний звуковой частоты и т. д. Получается многократная

152

перезапись. Условно режим многократно-синхронной записи — вос­ произведения показан на рис. 97, б.

Для создания искусственной реверберации (эхо) сигнал от источника колебаний звуковой частоты записывают одновременно на две дорож­ ки (рис. 97, в). Кроме того, как и при многократно-синхронной записи, сигнал с одной из дорожек перезаписывают одновременно на дру­ гую дорожку. Сигнал для перезаписи на эту дорожку поступает с за­ держкой, определяемой временем прохождения участка ленты от запи­ сывающей до воспроизводящей головок. Полученная таким образом запись сигнала отличается от исходного окраской звука. Звук стано­ вится более красивым.

В то время, как в монофоническом магнитофоне комбинированная запись осуществляется путем наложения новой записи на уже имею­ щуюся с неизбежным ослаблением ее полем высокочастотного подмагничивания, комбинированная запись в стереофоническом магнитофоне производится со значительно меньшей потерей качества, поскольку в работе участвуют одновременно обе дорожки на ленте.

Наличие раздельных усилителей для записи и воспроизведения позволяет вести контроль качества записи фонограммы по сквозному каналу запись — воспроизведение, подобно тому, как это описыва­ лось для монофонического магнитофона.

Рассмотрим возможные режимы работы стереофонического магни­ тофона, выполненного по структурной схеме, показанной на рис. 96.

Стереофоническая запись осуществляется при установке переклю­ чателя режима работы В1 в положение 1. Установка уровня записи производится в каждом канале по своему индикатору. Если запись ведется от микрофонов, то качество звучания контролируется с по­ мощью телефонов, а громкоговорители отключаются с помощью пере­ ключателей ВЗ и В4. Переключатель перезаписи В2 при этом нахо­ дится в положении / («Отключено»).

Стереофоническое воспроизведение производится при установке пере­ ключателя В1 в положение 2. В этом режиме питание на усилители записи и генератор высокой частоты не подается. «Выходы 2», как и в монофоническом магнитофоне, позволяют подключать внешнюю акусти­ ческую систему. При этом собственные громкоговорители отключаются.

Монофоническая запись левым каналом производится при установ­ ке переключателя В1 в положение 3. Головка записи правого канала отключается, а'вместо стирающей головки правого канала включается

установке переключателя В1 в положение 4. При этом головки воспро­ изведения остаются подключенными к усилителям воспроизведения. Оба усилителя мощности подключаются к «Выходу /» усилителя вос­ произведения левого канала.

Монофоническая запись правым каналом производится при установ­ ке переключателя В1 в положение 5. Головка записи левого канала

1БЗ

отключается, а вместо стирающей головки левого канала включается эквивалентная нагрузка R3rn- Для перезаписи с левого канала на пра­ вый с возможностью примешивания сигналов входных источников переключатель В2 устанавливается в положение 2. Потенциометры Run и Rnn позволяют подбирать необходимый уровень сигнала при пе­ резаписи со смешиванием сигналов.

Монофоническое воспроизведение правым каналом осуществляется при установке переключателя В1 в положение 6. При этом оба усили­ теля мощности подключаются к выходу 1 усилителя воспроизведения правого канала. Если магнитофон рассчитан на работу с несколькими скоростями движения ленты, то в усилителях предусматривается пере­ ключение цепей, изменяющих частотную характеристику при измене­ нии скорости.

На рис. 98 приведена структурная схема двухканального стерео­ фонического магнитофона (это также «полный стерео») с универсаль­ ными усилителями для записи и воспроизведения в каждом канале. По такой структурной схеме строится большинство современных быто­ вых стереофонических магнитофонов.

Как видно из рис. 98 магнитофон содержит два одинаковых канала усиления с универсальными усилителями УУ, общий генератор высо­ кой частоты ГВЧ для стирания и подмагничивания и общий индикатор уровня записи И. Универсальный усилитель каждого канала иденти­ чен универсальному усилителю монофонического магнитофона (см. рис. 93). Предварительные усилители имеют сдвоенные регуляторы уровня записи РУ, подключаемые переключателем Ble в режимах записи. На входе усилителей мощности имеются сдвоенные регуляторы усиления РУ и регуляторы тембра РТ. Усилители мощности имеют регулятор стереобаланса Rce.

Рассмотрим режимы работы стереофонического магнитофона с уни­ версальными усилителями (см. рис. 98).

Стереофоническая запись производится при установке переключа­ теля режима работы В1 в положение В этом режиме подается напря­ жение питания на генератор ГВЧ. Записываемый сигнал в каждом из каналов поступает через входное устройство ВУ на предварительный усилитель ПУ, а с его выхода — на универсальную головку ГУ.

Установка уровня записи осуществляется сдвоенными регулятора­ ми уровня РУ по индикатору И, показывающему наибольший уровень сигнала в каналах.

Внутренние громкоговорители Гр позволяют вести слуховой конт­ роль записи. При работе от микрофонов громкоговорители отключаются (переключателем В4), а вместо них подключаются соответствующие эквиваленты нагрузки (7?э л и R3n)-

Слуховой контроль при этом можно вести на головные телефоны. Частотные предыскажения создаются в предварительном усилителе (переключатель В1г). При работе магнитофона на нескольких скорос­ тях движения ленты предусматривается соответствующая дополни­ тельная коммутация цепочек, создающих частотные предыскаже­ ния.

154

Стереофоническое воспроизведение осуществляется при установке переключателя В1 в положение 2. В этом режиме питание на генератор высокой частоты не подается. Универсальные головки подключаются

Рис. 98

ко входам предварительных усилителей. «Выход /» можно использовать для перезаписи фонограммы на другой магнитофон. «Выход 2» предна­ значен для подключения внешней акустической системы (при этом обыч­ но предусматривается отключение внутренних громкоговорителей). Индикатор уровня И отключен.

Регулировка усиления и тембра производится сдвоенными регу­ ляторами в усилителях мощности. Регулятор стёреобаланса ^ с б позво­ ляет симметрировать звучание обоих каналов.

Монофоническая запись левым каналом осуществляется при уста­ новке переключателя рода работ В1 в положение 3. При этом вместо стирающей головки правого канала включается эквивалентная на­ грузка Ram- Индикатор уровня И контролирует величину сигнала на выходе предварительного усилителя левого канала. Слуховой контроль может производиться через усилитель мощности левого канала.

155

Для перезаписи с правого канала на левый переключатель ВЗ ста­ вится в положение 2. При этом можно одновременно подмешивать сиг­ налы от других входных источников, осуществляя комбинированную запись в левом канале.

Правый канал при этом работает на воспроизведение. К его входу подключается универсальная головка ГУп, а переключатель В1гп под­ ключает цепи частотной коррекции, соответствующие режиму воспро­ изведения. Уровень сигнала с выхода предварительного усилителя пра­ вого канала регулируется потенциометром Rnn.

Монофоническое воспроизведение левым каналом производится при установке переключателя рода работ В1 в положение 4. В этом режиме питание на генератор не подается. Универсальная головка левого ка­ нала ГУЛ подсоединяется ко входу предварительного усилителя левого канала (переключатели В1ал и В1бл),а оба усилителя мощности подклю­ чаются к его выходу (переключатели В1дл и В1дп).

Аналогичным путем производится монофоническая запись и вос­ произведение правым каналом (переключатель В1 — в положениях 5 и 6 соответственно). При этом для перезаписи с левого канала на пра­ вый переключатель В2 устанавливается в положение 2.

Помимо рассмотренной структурной схемы возможны и другие ва­ рианты построения стереофонических магнитофонов с универсальными усилителями. Например, вместо одного блока универсальных маг­ нитных головок можно использовать блоки раздельных головок для записи и воспроизведения. В этом случае появляется возможность контролировать качество звучания путем сопоставления при монофони­ ческой записи. Воспроизводящая головка дорожки, на которой ведется запись, подключается ко входу универсального усилителя другого канала.

В схеме рис. 98 возможности контроля качества звучания по сквозному каналу запись — воспроизведение нет, поскольку на каждой дорожке ленты работает только одна универсальная го­ ловка.

Стереофонические магнитофоны «полный стерео» можно выпол­ нять и в варианте магнитофонной приставки. Их строят по струк­ турным схемам рис. 96 или рис. 98 с усилителями воспроизведения или предварительными универсальными усилителями, оканчиваю­ щимися «линейными выходами» («Выход /»), т. е. они не имеют в сво­ ем составе усилителей мощности. Для громкоговорящего воспроиз­ ведения требуется отдельный стереофонический усилитель низкой ча­ стоты.

Встречаются упрощенные стереофонические магнитофоны (иногда их называют «неполный стерео»), выполненные по структурной схеме, показанной на рис. 98, но с одним усилителем мощности. Для стерео­ фонического воспроизведения в этом случае требуется второй усилитель мощности, в качестве которого можно использовать отдельный усили­ тель низкой частоты, а также низкочастотную часть радиоприемника или телевизора. Запись в таком магнитофоне обычно только монофони­ ческая.

156

Стереофонические кассетные магнитофоны изготавливают по любой из приведенных выше схем. Но наибольшее распространение получили магнитофоны с универсальными усилителями.

Г л а в а 10. УСИЛИТЕЛЬ ВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Основные требования. Параметры усилителя соответствующих клас­ сов магнитофонов оговорены ГОСТом 12392—71. Входным сигналом усилителя воспроизведения является э. д. с. воспроизводящей или уни­ версальной головки, а оканчивается усилитель так называемым «ли­ нейным выходом» (на структурных схемах рис. 91—93 — «Выход /»). Выходное напряжение линейного выхода находится в пределах от 250 до 500 мВ. Полное электрическое сопротивление линейного выхода не должно быть более 10 кОм.

В профессиональных магнитофонах усилитель воспроизведения обычно работает на линию с сопротивлением нагрузки 200—600 Ом. При этом выходное сопротивление усилителя берется порядка 20 Ч- 60 Ом вследствие того, что при работе на линию к выходу усилителя подключается значительная межпроводная емкость, приводящая к за­ валу частотной характеристики в области высоких частот. Завал ча­ стотной характеристики будет тем меньше, чем ниже выходное сопро­ тивление усилителя. Кроме того, к выходу усилителя воспроизведения могут в процессе работы подключаться различные потребители, изме­ няющие в момент коммутации выходной уровень. Поскольку это изме­ нение происходит скачком, то могут прослушиваться помехи в виде щелчка. Уменьшение выходного сопротивления усилителя уменьшает изменение выходного уровня и, следовательно, ослабляет влияние помех. При работе на линию амплитуда выходного сигнала должна

быть 1—6 В.

В любительской практике включение усилителя воспроизведения на линию может встретиться при работе магнитофона в школьном радио­ узле и т. п.

Входное сопротивление усилителя мощности обычно бывает до­ статочно большим, поэтому выходной каскад усилителя воспроизведе­ ния по существу является обычным усилителем напряжения.

Из-за малой величины входного сигнала, особенно в многодорожечных магнитофонах, коэффициент усиления усилителя воспроизведения необходимо иметь достаточно большим — порядка 104 -f- 10s раз. Это требует такого конструктивного выполнения усилителя, чтобы исклю­ чить влияние внешних помех, микрофонного эффекта и паразитных обратных связей, нарушающих устойчивость его работы.

Усилитель воспроизведения должен обладать минимальным уров­ нем собственных помех. Этот параметр в основном определяется пер­ вым каскадом усилителя воспроизведения, поэтому он наиболее ответ­ ственный узел. Учитывая, что уровень помех усилителя воспроизведе-

157

ния является лишь частью общих помех канала воспроизведения, он должен быть хотя бы в два раза меньше допустимого уровня помех, установленного ГОСТом для данного класса магнитофонов.

Так, относительный уровень помех в канале воспроизведения для магнитофонов с числом дорожек на ленте, равным двум, не должен превышать для I класса — 52, а для IV класса — 43 дБ. При этом от­

Йоэтому можно говорить не об относительном уровне помех, а об отно­ сительном уровне шума.

Кусилителю воспроизведения предъявляются жесткие требования

вотношении коэффициента нелинейных искажений, который на ли­

термодуляционных искажений, который должен быть возможно меньше.

Усилитель воспроизведения может иметь регулятор усиления. Диапазон регулировки усиления в зависимости от класса магнитофона должен соответствовать данным табл. 1.

Для воспроизведения без частотных искажений фонограмм, сде­ ланных на другом магнитофоне, частотная характеристика усилителя йбспроизведения строго стандартизуется, т. е. должна быть опреде­ лённого вида.

Собственные помехи усилителя

Электродвижущая сила, развиваемая воспроизводящей головкой, обычно невелика, особенно на низких частотах. Поэтому вопрос о со­ здании усилителя с минимальным уровнем собственных помех, зави­ сящих в основном от первого каскада, особенно важен для усилителя воспроизведения. Все помехи по их спектру можно условно разделить на две группы: низкочастотные (примерно до 200 Гц) и высокочастот­ ные (выше 200 Гц).

К низкочастотным помехам ламповых схем относится фон перемен­ ного тока и шум из-за «эффекта мерцания» катода. К высокочастотным— термические шумы сопротивления входной цепи и шумы из-за дробо­ вого эффекта анодного и сеточного токов. В ламповых усилителях могут иметь место помехи, обусловленные микрофонным эффектом ламп

йпроводов сеточной цепи.

Втранзисторных усилителях к низкочастотным помехам относятся мерцательные шумы и фон при питании от сети, а к высокочастотным — тепловой шум сопротивления базы, дробовой шум эмиттерного и кол­ лекторного переходов и шумы перераспределения тока эмиттера. Низ­ кочастотные помехи слышны как гудение или отдельные шорохи и трески, обусловленные эффектом мерцания.

158

Громкоговорители обычно плохо воспроизводят помехи ниже 30 -т- -f- 40 Гц из-за завала частотной характеристики в области низких ча­ стот и ухо на них слабо реагирует.

Высокочастотные шумы ощущаются на слух как шипение. Они хорошо воспроизводятся громкоговорителем и оказывают раздража­ ющее, неприятное впечатление на слушателей. Поэтому в относитель­ ном уровне суммарных помех усилителя воспроизведения доля высоко­ частотных шумов должна быть существенно меньше. Так, например, если относительный уровень суммарных помех усилителя при воспроиз­

Перечисленные выше помехи доста­ точно подробно освещены в литера­

туре и здесь не рассматриваются. Укажем лишь, что в первом кас­ каде лампового усилителя следует использовать лампы с малым уров­ нем собственных шумов и жесткой конструкцией электродов (менее подверженных микрофонному эффекту).

Наиболее подходящими для этой цели являются нувисторы, напри­ мер, 6С62Н и сверхминиатюрные лампы типа 6С6Б, из ламп пальчи­ ковой серии — двойные триоды типа 6НЗП, 6Н1П, пентод 6Ж32П. Осла­ бить микрофонный эффект лампы первого каскада можно путем амор­ тизации ее панельки с помощью пружин или резиновых шайб и приме­ нения мягкого многожильного провода, уложенного без натяжения при монтаже сеточной цепи. Пальчиковые лампы нужно помещать в экран, у которого внутренняя пружина хорошо защищает лампу от вибра­ ции. Первый каскад усилителя следует максимально удалять от ис­ точников вибраций — громкоговорителя и электродвигателя ЛПМ.

Для ослабления фона при питании подогревных ламп переменным током или плохо сглаженным выпрямленным напряжением рекомен­ дуется блокировать резисторы RK в цепи катодов ламп первых каска­ дов конденсаторами Ск большой емкости (порядка 100—200 мкФ) (рис. 99, а). Желательно также по возможности уменьшать сопротив­ ление резистора в цепи катода. Хорошие результаты дает непосредст­ венное заземление катода лампы первого каскада усилителя. Необхо­ димое напряжение смещения получается при этом за счет протекания сеточного тока через резистор в цепи сетки (рис. 99, б). Сопротивление этого резистора выбирают равным 3—бМОм. Напряжение сигнала в та­ кой схеме подается на сетку лампы через разделительный конденсатор, который предотвращает намагничивание головки сеточным током лампы.

В высококачественных магнитофонах для снижения уровня фона питание накала ламп первых каскадов обычно производится хорошо сглаженным выпрямленным током.

159