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

шать 1 -г- 2 дБ во всех положениях регуляторов от максимального усиления до уменьшенного на 20 дБ. При малых громкостях сохране­ ние баланса усиления не так существенно.

Регуляторы усиления в каналах воспроизведения бывают и раздель­ ными. Однако для одновременной регулировки громкости звучания конструкция регуляторов должна предусматривать возможность их механического спаривания. Регуляторы тембра делают обязательно сдвоенными. Номинальная выходная мощность каждого стереоканала обычно такая же, как и для соответствующего класса бытовых монофо­ нических магнитофонов.

Усилители,обоих каналов должны обеспечивать достаточное пере­ ходное затухание между каналами. (Для стереофонических магнито­ фонов I и I I классов не менее —35 дБ на частоте 1000 Гц). Это выдви­ гает требования к хорошей развязке цепей питания и тщательной экра­ нировке первых каскадов усилителей.

Конструкция

Рассмотрим некоторые особенности конструктивного выполнения усилителей магнитофонов. В настоящее время бытовые магнитофоны выпускаются с унифицированными входными и выходными штепсель­ ными соединителями (разъемами) и едиными схемами их распайки для всех магнитофонов (ГОСТ 12368—66). Такие же соединители при­ меняются и в большинстве зарубежных магнитофонов. Использование однотипных разъемов удобно при эксплуатации, особенно, если при­ ходится работать не с одним магнитофоном, например при перезаписи.

Применяются унифицированные соединители следующих типов: трехконтактные вилки СШ-3 и розетки СГ-3, а также пятиконтактные вилки СШ-5 и розетки СГ-5. В трехконтактной розетке отсутствуют 4-и 5-й контакты, поэтому трехконтактные вилки могут соединяться с пятиконтактными розетками, а пятиконтактные вилки с трехконтакт­ ными розетками.

для каждого входа. В магнитофонах I I I и IV классов допускается сов­ мещение в одной розетке микрофонного входа и входа звукоснимателя, а в другой розетке — входа радиоприемника, телевизора и радиотранс­ ляционной линии.

Включение внешних акустических систем производится обычно через специальные двухконтактные разъемы, которые при этом отклю­ чают внутренние громкоговорители. В магнитофонах I I I и IV классов допускается совмещение в одной розетке линейного выхода и входа для подключения внешнего громкоговорителя.

Электрическую часть магнитофона удобно выполнять в виде отдель­ ных блоков. Такая конструкция позволяет более рационально разме­ стить усилитель, удалив его от источников переменных магнитных по­ лей — двигателей и силового трансформатора. Раздельные усилители

200

для записи и воспроизведения выполняют обычно отдельными блоками, причем генератор высокой частоты часто совмещают с усилителем записи.

Монтаж ламповых усилителей производится на шасси, где разме­ щаются ламповые панели и монтажные планки с навесными деталями. В последнее время обычно электрическую часть магнитофонов выпол­ няют на монтажной плате с применением печатного монтажа. Для устойчивой работы усилителя его каскады желательно располагать в линейку, тщательно экранировать входные цепи и цепи коммутации. Для коммутации цепей удобно использовать реечные переключатели,

0~

s U

размещенные непосредственно на печатной плате и приводимые в дей­ ствие с помощью тяг и рычагов, связанных с органами управления магнитофоном. Можно использовать и другие переключатели, напри­ мер типа ПУМ. При этом желательно увеличить расстояние между платами, поместив между ними экраны для предотвращения паразит­ ных связей через емкости монтажа и между контактами переклю­ чателя .

Для регулировки уровней записи и воспроизведения, а также тем­ бра в усилителях применяют одинарные и сдвоенные переменные ре­ зисторы групп.А и В.

Сдвоенные регуляторы стереофонических магнитофонов можно изготавливать на базе одинарных переменных резисторов. Одновре­ менность регулировки в этом случае достигается применением ручек специальной конструкции (рис. 131, в). Если же в магнитофоне при­ менены раздельные регуляторы, то для одновременной регулировки следует предусмотреть возможность их механического спаривания. Пример такой конструкции показан на рис. 131, а.

В последнее время в некоторых зарубежных магнитофонах стали применять так называемые «линейные» потенциометры, сопротивление которых регулируется при линейном перемещении движка (рис. 131,6).

201

Для удобства работы регуляторы уровней и тембра желательно снабжать шкалами или другими устройствами, с помощью которых можно легко определить положение ручек. Назначение органов управ­ ления, штепсельных разъемов и гнезд надо пояснять соответствующими надписями или символами, нанося их на лицевую панель магнитофона. При этом рекомендуется применять надписи и символы, установлен­ ные ГОСТом 16707—71 (см. табл. 8).

Г л а в а 13. ИНДИКАТОРЫ УРОВНЯ

Измерение уровня записи

Качество магнитной записи зависит от уровня намагниченности ленты. Уровень записи следует выбрать таким образом, чтобы при наибольшей величине сигнала намагниченность ленты не превышала максимально допустимого уровня.

С увеличением уровня записи требуется меньшее усиление при вос­ произведении, а следовательно, легче обеспечить необходимое от­ ношение сигнал/помеха. Из этих соображений стремятся повышать уровень записи, но это может привести к перемодуляции ленты и появ­ лению нелинейных искажений при воспроизведении. Поэтому в про­ цессе записи нужно контролировать степень намагниченности ленты. Для каждого типа ленты установлен максимально допустимый уровень намагниченности, при котором коэффициент нелинейных искажений не превышает определенной величины.

В качестве меры уровня записи принято эффективное значение ос­ таточного магнитного потока на частоте 400 Гц в пересчете на 1 м ши­ рины дорожки записи. Так, например, для скоростей ленты 19,05; 9,53 и 4,76 см/с максимально допустимый уровень 256 нВб/м. При записи на ленте шириной 6,25 мм (по всей ширине) это соответствует эффективному значению потока 1600 пВб.

Для ленты типа 6 коэффициент гармонических искажений, воз­ никающий при таком значении остаточного магнитного потока, 2%. Чтобы непосредственно измерить остаточный магнитный поток в лен­ те, нужна сложная измерительная аппаратура. Поэтому в производст­ венных, а тем более любительских условиях, пользуются более про­ стым — сравнительным способом.

Практически определить максимальный уровень записи можно путем сопоставления его с максимально допустимым уровнем записи частоты 400 Гц на измерительной ленте. Сопоставляют путем пооче­ редного воспроизведения на магнитофоне измерительной ленты и запи­ си испытываемой фонограммы. При этом вольтметром измеряют уро­ вень выходного напряжения канала воспроизведения.

204

Так, например, если выходное напряжение при воспроизведении записи измерительной ленты с уровнем 256 нВб/м составляет 1 В, а при воспроизведении записи испытываемой фонограммы — 0,7 В, то можно сказать, что уровень записи был 0,7 от максимального.

Контроль уровня записи необходимо вести во время записи, чтобы своевременно изменить его, если он выходит за установленные преде­ лы. Такие измерения выполняют в магнитофоне с помощью устройств, называемых индикаторами уровня.

Индикаторы уровня содержат:

—электронную схему с выпрямителем и фильтром, а в ряде слу­ чаев и согласующий каскад, например, усилитель или катодный (эмиттерный) повторитель;

—измеритель — указатель. В качестве указателя применяют стре­ лочные приборы—милли- и микроамперметры постоянного тока, элект­

ронно-световые индикаторы, индикаторы тлеющего разряда (неоновые

лампы) и т. п.

Рассмотрим временные характеристики индикатора уровня. Вели­ чина сигнала в процессе записи может меняться довольно быстро. Индикатор уровня должен успевать следить за этими изменениями. Поэтому возникает вопрос, каково же должно быть быстродействие индикатора уровня? Экспериментальная проверка показала, что из-за особенностей слухового восприятия кратковременные искажения сиг­ нала, длящиеся менее 10 -f- 20 мс, практически не ощущаются. Поэто­ му не имеет смысла использовать безынерционные индикаторы, доста­ точно, чтобы они отмечали превышения уровня, длящиеся более 10 — ~ 20 мс.

Индикаторы уровня характеризуются двумя основными показа­ телями: так называемым временем интеграции индикатора и баллис­ тическими свойствами измерителя, входящего в схему индикатора уровня (например, микроамперметра).

Временем интеграции индикатора т называют такую длительность подачи напряжения сигнала на вход индикатора, при которой его по­ казания составляют 80% от показаний при длительной подаче того же сигнала. Таким образом, величина х показывает ту минимальную про­ должительность действия входного сигнала, при которой величина его будет оценена индикатором с ошибкой не более 20%.

Учитывая сказанное об особенностях слухового восприятия, счи­ тают, что величина т должна быть не менее 10 ч-. 20 мс. Баллистиче­ ские свойства измерителя показывают, с каким запаздыванием измере­ ние (точность которого определяется величиной т) будет сделано. Запаздывание некоторых измерителей, например, микроамперметра, обусловливается инерционностью движения стрелки. Считается допу­ стимым запаздывание порядка 200 мс, так как сам оператор не успе­ вает реагировать быстрее.

Обычно для удобства наблюдения за индикатором уровня обрат­ ное движение измерителя (в сторону нулевого отсчета) специально замедляют до 0,5 ч- 2,5 с.

205

Основные требования к индикаторам уровня

Для обеспечения высококачественной записи индикатор уровня записи должен отвечать определенным условиям. Чувствительность индикатора должна быть регулируемой и соответствовать подводимому к нему напряжению сигнала. Время интеграции (согласно ГОСТу 12392—71) берут в пределах 150 -f- 350 мс, а время обратного хода ин­ дикатора — 0,5 -f- 2,5 с. Частотная характеристика индикатора уров­ ня записи (по току записи) должна иметь в рабочем диапазоне частот неравномерность не более ± 3 дБ. Входное сопротивление индикато­ ра уровня в рабочем диапазоне частот выбирают в 5 -f- 10 раз больше выходного сопротивления усилителя магнитофона, к которому он под­ ключается, чтобы избежать дополнительных нелинейных искажений.

В некоторых индикаторах из-за наличия на входе нелинейного элемента (например, диода) входное сопротивление не остается постоян­ ным, а зависит от приложенного напряжения (его величины и поляр­ ности). Чтобы избежать в этом случае дополнительных нелинейных искажений, минимальное входное сопротивление индикатора необхо­ димо делать значительно больше (в 10 -f- 20 раз) выходного сопротив­ ления той части устройства, к которой он подключается.

Индикатор уровня должен обеспечивать достаточный диапазон из­ мерений: для полупрофессиональных магнитофонов — порядка 40 дБ (отношение крайних измеряемых величин 100/1), для бытовых и любительских магнитофонов — порядка 18 дБ (что соответствует из­ менению уровня в 6 раз). В полупрофессиональной аппаратуре инди­ катор уровня имеет шкалу, проградуированную в децибелах или в процентах от максимального уровня записи.

Индикатор уровня должен быть простым и удобным в эксплуа­ тации.

В носимых магнитофонах желательно, чтобы индикатор потреблял минимальное количество энергии по питанию, был бы компактным и обеспечивал нормальную работу при транспортировке (на ходу). В некоторых магнитофонах стрелочный индикатор уровня дополнитель­ но используется и для других целей. Например, в магнитофонах с

в качестве указателя номера дорожки. В некоторых сетевых магнито­ фонах индикация включения осуществляется подсветкой шкалы стре­ лочного индикатора.

Типы индикаторов уровня

Индикаторы уровня, применяемые в магнитофонах, можно разде­ лить на три типа: максимального уровня, среднего уровня и промежу­ точного типа.

Индикаторы первого типа имеют т порядка 10 -ь 20 мс и позволяют достаточно точно следить за величиной уровня записи. Эти индикаторы

206

сложны и их используют лишь в некоторых профессиональных зару­ бежных магнитофонах. В бытовых магнитофонах применяют индика­ торы среднего уровня с т порядка 250 мс. Они достаточно просты и удобны в работе, хотя точность измерений их меньше, чем у индикато­ ров первого типа.

Чтобы избежать нелинейных искажений при записи, эти индикато­ ры настраивают по испытательной ленте таким образом, чтобы их мак­ симальное показание соответствовало 30 -н 40% от максимально допус­ тимой величины уровня записи. Индикаторы уровня записи промежу­ точного типа имеют т порядка 60 мс и применяются в профессиональной аппаратуре.

Включение индикатора уровня в схему магнитофона

В магнитофонах, имеющих сквозной канал, индикатор уровня казалось бы целесообразно включать на выходе канала воспроизве­ дения. Тогда на измерения не должны влиять разница в чувствитель­ ности лент, смена головки записи или изменение величины подмагничивания. Но это справедливо лишь для индикации низких и средних частот. На этих частотах существует пропорциональность между выход­ ным напряжением сигнала и остаточным магнитным потоком ленты, а также величиной нелинейных искажений.

На высоких частотах такая пропорциональная зависимость нару­ шается. При одинаковом магнитном воздействии на ленту остаточный магнитный поток на высоких частотах получается значительно меньше, чем на низких и средних. В результате одинаковая величина нелиней­ ных искажений на высоких частотах получается при меньшем значении остаточного магнитного потока по сравнению с низкими и средними частотами. Индикация уровня записи по выходному напряжению не дает в таком случае правильного результата.

Наиболее точно контролировать уровень записи можно путем из­ мерения тока в записывающей головке, так как при этом во всем диа­ пазоне рабочих частот сохраняется пропорциональность между ампли­ тудой этого тока и величиной нелинейных искажений при записи (индикатор можно включить параллельно резистору, включенному по­ следовательно с головкой записи).

Однако контроль тока в головке записи имеет недостаток, связан­ ный с трудностью установления максимально допустимой величины тока. Чтобы пояснить, рассмотрим, как производится настройка ин­ дикатора уровня в магнитофоне с раздельными усилителями. Вначале воспроизводят измерительную ленту с записью максимального уровня сигнала частоты 400 Гц и измеряют вольтметром выходное напряжение усилителя воспроизведения. Затем производят ряд записей сигнала частоты 400 Гц при разных значениях тока записи. По выходному напряжению усилителя воспроизведения определяют, при каком токе записи намагниченность ленты получается максимально допустимой. (Показания вольтметра должны быть такими же, как и при воспроиз­ ведении измерительной ленты).

207

Далее чувствительность индикатора регулируют таким образом, чтобы его максимальное показание соответствовало определенному таким путем максимально допустимому значению тока записи.

При смене записывающей головки, ленты или при изменении подмагничивания настройка индикатора нарушается и должна производить­ ся заново. Но каждый раз производить калибровку сложно. Если же этого не делать, точность измерения уровня получается низкой.

Более точно контролировать уровень записи можно, если включить индикатор уровня в усилителе воспроизведения через частотный кор­ ректор (составленный из RC-цепочек) с харак­ теристикой, соответствующей частотной харакг теристике усилителя записи. Частотный кор­ ректор обеспечивает работу индикатора уровня аналогично его включению индикатором тока записи. В этом случае индикатор уровня ре­ гистрирует сигнал всего тракта и его показания не будут зависеть от головки записи, чувст:

вительности ленты и подмагничивания. Чтобы показания индикатора уровня не зависели от коэффициента усиления усилителя воспроизвел дения, его надо включать до регулятора громг кости. При этом показания индикатора уровня

будут верны во всем рабочем диапазоне частот только в случае, если коррекция усилителя воспроизведения производится до регулятора громкости.

Если же коррекция осуществляется в каскадах после регулятора громкости, то индикатор уровня можно подключить к выходу усилите­ ля воспроизведения, но настройку индикатора и контроль записи сле­ дует вести при определенном (обычно среднем) положении регулятора громкости.

В универсальном усилителе индикатор уровня подключают к тому же каскаду, что и головку записи. Контроль по току записи будет по­ лучаться только в том случае, если частотные предыскажения происхо­ дят в каскадах универсального усилителя, а не в цепи головки записи. При этом достаточно включить индикатор параллельно цепи головки записи (рис. 132). Если же частотные предыскажения осуществляются в цепи головки, то индикатор уровня даст неточные показания на вы­ соких частотах, поскольку соотношение между выходным напряжением усилителя и током записи изменяется с частотой.

В простейших бытовых магнитофонах с этим приходится мириться.

Особенности использования индикаторов уровня в стереофонических магнитофонах

Бытовые стереофонические магнитофоны, имеющие раздельные регуляторы уровня в каждом канале, снабжают двумя индикаторами уровня. Иногда в таких конструкциях используют совмещенный

208

указатель, представляющий собой, например, двухстрелочный при­ бор с общей шкалой. Индикатор содержит два выпрямителя с фильтра­ ми, подключенными к правому и левому каналам записи. Использова­ ние индикатора с одним указателем, который бы поочередно подключался к каждому каналу, практически неудобно, так как не позволяет вести одновременное наблюдение за записью по обоим каналам и оперативно регулировать уровень в случае необходимости.

Бытовые стереофонические магнитофоны с совмещенными регуля­ торами уровня (управляемые одной ручкой) снабжают обычно инди­ катором с одним указателем, который показывает наибольший уровень сигнала, имеющийся в любом из каналов.

Практические схемы

Стрелочные индикаторы среднего уровня. Схема простейшего инди­ катора приведена на рис. 133. Он представляет собой вольтметр пере­ менного тока, состоящий из диодного выпрямителя (диоды Д1 и Д2) и магнитоэлектрического прибора ИП с током полного отклонения

ся низкое и к тому же нели­ нейное (из-за диодного выпрямителя) входное сопротивление индикатора,

что позволяет подключать его только к каскаду усилителя записи с низ­ ким выходным сопротивлением. Такой индикатор применялся в магнито­ фоне «EL3587» фирмы «Philips», где он подключен в режиме записи к выходному каскаду, собранному по схеме эмиттерного повторителя. В режиме воспроизведения прибор используют для контроля напря­ жения питания. (Переключатель В1 ставится в положение В).

В индикаторе (рис. 134, а) для увеличения чувствительности исполь­ зован усилитель на транзисторе 77. Выпрямитель собран по схеме удвоения напряжения на диодах Д1 и Д2. Резистор R4 подбирают в процессе настройки таким образом, чтобы при максимальном уровне записи стрелка прибора отклонялась примерно на 3 / 4 шкалы.

Резистор R4 и конденсатор С2 образуют фильтр, ослабляющий на­ пряжение высокочастотного генератора. Резистор R5 повышает входное сопротивление выпрямителя. В режиме воспроизведения (переключа­ тель В1 в положении В) прибор контролирует напряжение источника питания.

На рис. 134, б приведена схема индикатора, имеющего большое вход-