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

На рис. 123, б приведена схема усилителя, где напряжение обрат­ ной связи подается в цепь сетки выходного каскада. Глубину обрат­ ной связи регулируют подбором резистора R2. Катодный или эмиттерный повторитель конструктивно проще, так как не имеет выходно­ го трансформатора, но при работе на сравнительно большую нагрузку,

циент нелинейных искажений меньше 1,5—2%.

В заключение для примера на рис. 124 приведена схема усилителя записи высококачественного магнитофона «Rayal de luxe» фирмы «Uher». Переключатели Bci и Вс2 (контакты которых на схеме не показаны) необходимы для использования усилителя в различных режимах ра­ боты.

Г л а в а 12. УНИВЕРСАЛЬНЫЕ УСИЛИТЕЛИ

Основные требования и выбор параметров. Универсальный усили­ тель, объединяющий в себе функции усилителей записи и воспроизве­ дения, должен удовлетворять тем же требованиям, которые предъяв­ ляются к каждому из этих усилителей. Но реализовать все требования в одном усилителе практически невозможно, поэтому в высококачествен­ ных магнитофонах универсальные усилители обычно не используют.

Поскольку в бытовых магнитофонах универсальный усилитель в большинстве случаев включает в себя и усилитель мощности, разбе­ рем требования к такому усилителю в целом. Максимальную выходную мощность универсальный усилитель должен развивать в режиме вос­ произведения, когда нагрузкой служит громкоговоритель. Величи­ на номинальной выходной мощности, в зависимости от класса магнито­

сальную или записывающую головку. Громкоговоритель может сставаться включенным для слухового контроля записи или заменяется его эквивалентом. Это позволяет избежать нелинейных искажений за счет изменения сопротивления нагрузки выходного каскада, так как потребление энергии головкой при записи ничтожно.

В некоторых магнитофонах выходной каскад универсального уси­ лителя отключается или переключается на работу в качестве генерато­ ра высокой частоты, а записывающая или универсальная головка подключается к выходу предоконечного усилителя. В этом случае к вы­ ходному каскаду предоконечного усилителя предъявляются те же требования, что и к выходному каскаду усилителя записи, в части ста­ билизации сопротивления нагрузки и смешения выходного сигнала с колебаниями высокочастотного генератора.

Нужно предусмотреть возможность подключения индикатора уров­ ня записи.

190

Остановимся подробнее на требованиях к чувствительности уни­ версального усилителя.

Чувствительностью усилителя называется входное напряжение, при котором получается максимальная выходная мощность. Регуля­ тор усиления должен находиться при этом в положении, соответствую­ щем максимальному усилению. Поскольку выходная мощность уни­ версального усилителя при записи остается такой же, как и при вос­ произведении или бывает даже меньше, .чувствительность усилителя выбирают по минимальному входному напряжению сигнала в этих режимах.

При записи из всех применяемых источников звукового напряже­ ния наименьшее дает микрофон. В магнитофонах с универсальным уси­ лителем для упрощения схемы не применяют входной трансформатор, а используют высокоомные микрофоны, имеющие свой повышающий трансформатор. Такие микрофоны (например, МД-47) развивают э. д. с. 3 -т- 4 мВ.

При воспроизведении э. д. с. даже высокоомной воспроизводящей головки на низшей частоте рабочего диапазона составляет всего 0,5.мВ. Таким образом, чувствительность универсального усилителя надо выбирать исходя из условий его работы при воспроизведении.

Требования допустимого отношения сигнал/помеха такие же, как и к усилителю воспроизведения. Величину коэффициента нелинейных искажений не удается сделать такой же, как это необходимо для уси­ лителей записи и воспроизведения из-за большей выходной мощности универсального усилителя. Для универсального усилителя считается допустимым коэффициент нелинейных искажений при номинальной выходной мощности до 2 -г- 2,5%.

Требования в отношении частотной характеристики универсально­ го усилителя при записи и воспроизведении должны быть такими же, как и для соответствующего усилителя записи и воспроизведения. Обыч­ но этого достигают коммутацией элементов, определяющих, частотную характеристику усилителя. Отсюда вытекает требование к конструк­ тивному выполнению универсального усилителя.

Схему коммутации следует выполнять таким образом, чтобы не увеличивать уровень помех и не снижать устойчивость работы универсального усилителя из-за возможных паразитных обратных связей через цепи коммутации.

Универсальный усилитель должен иметь регулятор уровня записи и регулятор усиления. Иногда для этой цели используется один и тот же регулятор, но в магнитофонах I и I I классов их выполняют раздель­ ными. В некоторых магнитофонах используют автоматическую регули­ ровку уровня записи. Имеются также магнитофоны, в которых наряду с автоматической регулировкой уровня записи предусматривается воз­ можность переключения на ручной регулятор уровня. Регулировка тембра включается только в режиме воспроизведения. Диапазон ре­ гулировки тембра, как уже указывалось, оговорен ГОСТом. Стандар­ тизованная частотная характеристика в режиме воспроизведения долж­ на получаться на линейном выходе (до регуляторов тембра).

191

Особенности схем коммутации

Применение универсального усилителя позволяет создавать эко­ номичные, дешевые и компактные магнитофоны с достаточно высокими качественными показателями. Практика отечественного и зарубежного производства магнитофонов показывает, что бытовые магнитофоны,

ность к самовозбуждению со­ храняется, хотя и в меньшей степени, чем в предыдущем случае. Схема рис. 125, в исключает опасность самовозбуждения усилителя, так как переключатель В2, поочередно заземляя выводы универсальной голов­ ки, предотвращает попадание выходного напряжения через паразит­ ную емкость СП1 на вход усилителя.

192

Входные и выходные цепи монтируют экранированными прово­ дами.

Применение для коммутации реле в любительских магнитофонах позволяет еще больше ослабить нежелательные связи в универсальном усилителе. Реле можно располагать в непосредственной близости от переключаемой цепи, за счет этого укорачиваются цепи коммутации, облегчается их экранировка. Управление реле производится постоян­ ным током, что упрощает переключатель рода работы, позволяя распо­ лагать его в наиболее удобном, с точки зрения эксплуатации, месте. Хорошие результаты получаются также с переключателем в виде пе­ ремещающейся рейки с контактами. Применение такого переключате­ ля дает возможность коммутировать цепи на монтажной плате непо­ средственно в местах расположения коммутируемых элементов.

В большинстве универсальных усилителей переход из одного режи­ ма в другой, а также при изменении скорости ленты сопровождается переключением элементов, определяющих частотную характеристику усилителя. Для упрощения коммутации стараются использовать одно­ типные схемы формирования частотной характеристики универсально­ го усилителя в режиме записи и воспроизведения. Эти схемы рассмот­ рены ниже. Кроме перечисленных цепей, переключатель рода работы осуществляет включение и выключение генератора тока стирания и подмагничивания. В некоторых магнитофонах применяется переклю­ чение выходного каскада универсального усилителя на работу в ка­ честве генератора в режиме записи. Примеры подобных схем рассмотре­ ны в гл. 15.

Входной каскад

В ламповом универсальном усилителе в режиме воспроизведения используют обычно высокоомную универсальную или воспроизводящую головку. Низкоомные воспроизводящие головки, требующие входного трансформатора, удорожают и усложняют конструкцию, поэтому в универсальных усилителях бытовых магнитофонов обычно не приме­ няются. В режиме записи, ввиду различных уровней входного сигнала, применяют те же схемы делителей напряжения, что и в усилителе записи.

Поскольку уровень сигнала при записи превышает э. д. с. воспроиз­ водящей головки, записываемый сигнал иногда подают на второй кас­ кад универсального усилителя, а первый используют только в режиме воспроизведения, вводя в него необходимую коррекцию. Тогда комму­ тацию режимов можно осуществлять во втором каскаде, при более сильном сигнале, а следовательно, при меньшей опасности воздействия помех на цепи коммутации.

Так, например, сделано в магнитофоне «Днепр-11» (рис. 126). За­ писываемый сигнал поступает на сетку второго каскада универсаль­ ного усилителя (правый триод лампы Л1) через контакты переключа­ теля В2.

При воспроизведении универсальная головка с помощью переклю­ чателя В1 подключается к сетке первого каскада универсального уси­ лителя (левый триод лампы Л1).

Регулировка тембра, которая действует только при воспроизведе­ нии, производится в первом каскаде раздельно на высших (переменный резистор R15) и на низших (переменный резистор R11) частотах.

Выбор режима и типа усилительного элемента входного каскада универсального усилителя для обеспечения допустимого уровня шумов и фона производится по тем же рекомендациям, что и для усилителя воспроизведения. Следует иметь в виду, что особенно в транзисторных магнитофонах с многодорожечной записью из-за малой ширины дорож­ ки э. д. с. головки получается небольшой, особенно при воспроизве­ дении низких частот. В таких магнитофонах повышаются требования

Рис. 126

к параметрам входного каскада универсального усилителя. Чтобы обеспечить необходимое отношение сигнал/шум, нужно брать опти­ мальную индуктивность универсальной головки для выбранного типа транзистора и режима его работы. Обычно оптимальное значение ин­ дуктивности головки составляет 50 -ь 100 мГ. Поэтому в транзистор­ ных магнитофонах используют низкоомные универсальные или вос­ производящие головки.

В транзисторных магнитофонах с многодорожечной записью высокоомные универсальные головки не применяют, поскольку для них необходим во входном каскаде согласующий эмиттерный повто­ ритель. А такая схема не сможет обеспечить достаточно высокого отношения сигнал/шум. При конструировании многодорожечного маг­ нитофона в любительских условиях надо тщательно подбирать режим первого каскада, добиваясь максимального превышения сигнала над шумом. Иногда для этого приходится опробовать несколько транзи­ сторов выбранного типа.

194

Частотная характеристика

Частотная характеристика универсального усилителя при воспро­ изведении должна соответствовать стандартизованной для скорости ленты, на которую рассчитан магнитофон. Таким образом, требования в отношении частотной характеристики остаются такими же, как и для раздельных усилителей записи и воспроизведения.

Это позволяет рекомендовать схемы частотных предыскажений и коррекции, которые рассматривались применительно к усилителям записи и воспроизведения.

Рассмотрим возможные варианты схем формирования частотной характеристики универсального усилителя.

В каскаде, собранном по схеме, показанной на рис. 127, частотные предыскажения и коррекция создаются RLC элементами, включенны­ ми в коллекторную цепь транзистора. Такую схему используют, на­ пример, в универсальном усилителе магнитофона «Орбита». Схема ана­ логична приведенной на рис. 111, б с той лишь разницей, что роль ре­ зистора R4 на схеме рис. 127 выполняет резистор R1. Этот резистор, кроме того, влияет на величину частотной коррекции в области высших частот, снижая добротность контура ЫС1С2. (На схеме рис. 111, б это достигается переменным резистором R7.)

Врежиме записи переключатель В1 подключает параллельно кон­ денсатору СЗ, обеспечивающему подъем в области нижних частот, конденсатор С4 большой емкости. Одновременно включается рези­ стор R3.

Вуниверсальных усилителях для изменения частотной характе­ ристики часто используется переключение частотно-зависимых цепочек отрицательной обратной связи. На рис. 128 показаны два каскада универсального усилителя с коммутируемыми цепями частотных преды­ скажений и коррекции магнитофонной приставки «Нота». При вос-

произведении необходимый подъем частотной характеристики осущест­ вляется корректирующей цепочкой R6C3, подключаемой переключа­ телем В1. Подъем на высших частотах осуществляется контуром ЫС4, настроенным на частоту 10 кГц. В режиме записи переключатель В1 вместо цепочки R6C3 включает резистор R7, чтобы исключить подъем усиления на низших частотах рабочего диапазона.

Существуют универсальные усилители, в которых необходимая частотная характеристика при записи формируется не в самом усили­ теле, а путем подключения головки к выходу усилителя через частот­ ный предысказитель. Такие усилители не нашли широкого применения из-за недостатка, заключающегося в зависимости величины предыска­ жений, от индуктивности и сопротивления потерь головки, что приво­ дит к необходимости при смене головки подстраивать цепь частотного лредысказителя.

В качестве примера рассмотрим схему универсального усилителя магнитофона «Дельфин-2» (рис. 129).

Предварительный усилитель выполнен на транзисторах 77 -~- Т5 с использованием каскадов с непосредственной связью. Стабилизация режимов транзисторов осуществляется за счет отрицательной обратной связи по постоянному току (через резисторы R7, R18). При этом ста­ билизируется и положение рабочей точки транзистора Т5, поскольку он связан непосредственно с коллектором транзистора Т4. Транзистор­ ный фильтр (Т6) обеспечивает хорошую фильтрацию питающего на­ пряжения этих каскадов.

Изменение частотной характеристики усилителя осуществляется с помощью цепей отрицательных обратных связей. Изменение режима работы (запись — воспроизведение) осуществляется контактами пере­ ключателя В1, а при изменении скорости ленты цепи отрицательной обратной связи дополнительно коммутируются с помощью переключа­ теля В2.

В режиме воспроизведения при скорости 9,53 см/с частотная*характеристика корректируется цепочкой R33C12 и контуром L2C11, на­ строенным на частоту 10 ООО Гц. Необходимый подъем частотной ха­ рактеристики на высших частотах устанавливается резистором R30. На скорости 4,76 см/с параллельно конденсатору С12 включается кон­ денсатор С14, а контур переключателем В2а перестраивается на часто­ ту 6300 Гц. Необходимый подъем частотной характеристики на высших частотах в этом случае регулируется резистором R27.

В режиме записи параллельно конденсатору С12 включается кон­ денсатор С13, а частотная характеристика в области высших частот регулируется резисторами R28 и R29 соответственно на меньшей и большей скоростях ленты.

Особенностью усилителя мощности является использование в ба­ зовом делителе его первого каскада (транзистор Т9) участка эмиттер —

196

5

~4

Рис. 129

коллектор транзистора 77. Это повышает температурную стабильность каскада.

Смещение на базах транзисторов фазоинверсного каскада (770, Т11) поддерживается токостабилизирующим элементом, в качестве которого применен транзистор Т8, а не диод, как это обычно делается. Подобная схема усилителя мощности обладает высокой температур­ ной стабильностью.

Особенности усилителей для двухканальной стереофонической записи

Двухканальные стереофонические магнитофоны отличаются в ос­ новном от магнитофонов для монофонической записи удвоенным ко­ личеством соответствующих усилителей и тем, что головки заменены блоками головок. Поэтому требования к ним по существу те же, что и к усилителям для монофонической звукозаписи.

Остановимся на специфических требованиях к стереофоническим усилителям. Вследствие малой ширины записываемой дорожки на ленте, особенно в кассетных стереофонических магнитофонах, особое внимание надо обратить на параметры входных каскадов усилителей. Приходится тщательно отрабатывать схему и конструкцию таких маг­ нитофонов, особенно коммутационные цепи. Для получения высоко­ качественной стереофонической записи в усилителях обоих каналов необходима идентичность параметров. Усилители обоих каналов должны иметь одинаковые коэффициенты усиления и обладать одина­ ковыми частотно-фазовыми характеристиками, чтобы обеспечить синфазность записанных сигналов обоих стереоканалов при синфазных входных сигналах. Для примера укажем, что ГОСТ 12392—71 уста­ навливает рассогласование частотных характеристик стереоканалов на линейном выходе в рабочем диапазоне частот для стереофонических магнитофонов I и I I классов не более 3 дБ для каналов воспроизведе­ ния и не более 5 дБ для каналов записи — воспроизведения. Нужно также обеспечить правильное включение громкоговорителей в каждом канале, чтобы получить синфазность акустических сигналов при вос­ произведении.

Как уже говорилось, в стереофонических магнитофонах с раздель­ ными регуляторами уровня записи надо использовать и раздельные индикаторы уровня. При сдвоенных регуляторах уровня записи инди­ катор берут один. Разбаланс уровней записи на частоте 400 Гц для уси­ лителей записи стереофонических магнитофонов I и I I классов не дол­ жен превышать 1 дБ.

Регуляторы усиления в каналах воспроизведения бывают сдвоен­ ными, однако при этом необходим регулятор стереобаланса, позволяю­ щий за счет изменения усиления одного канала относительно другого сдвигать акустическую ось области оптимального стереоэффекта. Счи­ тается достаточным иметь регулировку стереобаланса в пределах

± 6 дБ. Установленный баланс усиления каналов не должен изменять­ ся при регулировке громкости. Разбаланс усиления не должен превы-

199