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

ное сопротивление и высокую чувствительность. Первый каскад инди­ катора собран по схеме эмиттерного повторителя на транзисторе 77. После выпрямителя (диод Д1) включен усилитель постоянного тока на транзисторе Т2, в коллекторную цепь которого включен стрелочный прибор М364 на ток 5 мА.

TI MHWA Т2 МПНОА

дгг%

Рис. 134

Как и в предыдущих схемах, в режиме воспроизведения (переклю­ чатель В1 в положении В) прибор используют для контроля напряже­ ния источника питания.

Индикаторы уровня, схемы которых показаны на рис. 133 и 134, предназначены для использования в магнитофонах с автономным и универсальным питанием.

Для магнитофонов разработаны однострелочные индикаторы с

индикаторы широко применяют в ламповых бытовых магнитофонах благодаря их простоте и дешевизне. В качестве указателя используют электронно-световые индикаторы 6Е5С, 6Е1П или 6ЕЗП (рис. 136, а).

210

Напряжение сигнала через разделительный конденсатор С1 и дели­ тель R1R2 подводится к выпрямителю на диоде Д1. Делитель позво­ ляет подобрать необходимую чувствительность индикатора (порядка 4 В), при которой получаются узкие затемненные секторы на экране лампы.

Выпрямленное диодом напряжение заряжает конденсатор СЗ таким образом, что на его обкладке, соединенной с сеткой лампы, создается отрицательное напряжение, управляющее шириной затемненных

•0+Еа

секторов, чем и определяется величина измеряемого уровня. Время инте­ грации индикатора определяется в основном емкостью конденсатора СЗ и сопротивлением резистора R2. Разряд конденсатора СЗ, определяю­ щий время обратного расхождения краев затемненных секторов, про­ исходит значительно медленнее, так как сопротивление резистора R3 велико. Конденсатор С2 и резистор R1 образуют фильтр, препятствую­ щий попаданию напряжения высокочастотного генератора в цепь индикатора.

Существуют схемы устройств с электронно-световым индикато­ ром, осуществляющие одновременно усиление контролируемого сиг­ нала (рис. 136, б).

Такая схема, например, применена в магнитоле «Миния-3». Чувс­ твительность индикатора 0,5 — 2,5 В, время интеграции—200 мс, время обратного хода —1,5 с.

Напряжение сигнала подается через двухзвенный фильтр (R1C1, R2C2), препятствующий попаданию в цепь индикатора напряжения с частотой генератора тока стирания и подмагничивания. Необходимая чувствительность индикатора устанавливается с помощью переменно­

Для повышения чувствительности индикатора в цепь флюоресцирую­

нять индикатор уровня записи с электронно-световым индикатором 1Е4А-В (рис. 136, в).

ных недостатков в настоящее время практически не применяются и поэтому не рассматриваются.

На рис. 137 показана схема индикатора уровня для стереофониче­ ского магнитофона со сдвоенным регулятором уровня. Индикатор со­ держит два выпрямителя, подключенных через .делители к выходам каждого из каналов. Постоянное напряжение на общем для обоих ка­ налов нагрузочном потенциометре R5 определяется наибольшим из напряжений каналов. Чувствительность указателя регулируется пе­ ремещением движка потенциометра R5. Устанавливая уровень записи с помощью сдвоенного регулятора уровня по электронно-световому индикатору, можно предотвратить перемодуляцию в любом из обоих каналов.

212

Г л а в а 14. АВТОМАТИЧЕСКАЯ РЕГУЛИРОВКА УРОВНЯ ЗАПИСИ

Впоследнее время в бытовых магнитофонах все большее распростра­ нение получает автоматическая регулировка уровня записи (АРУЗ). При работе с таким магнитофоном не требуется большого опыта для получения качественной записи и облегчается сам процесс записи. Это обстоятельство особенно важно для бытовых магнитофонов, запись на которых осуществляют люди, как правило, не имеющие больших навыков или специальной подготовки.

Впроцессе записи приходится иметь дело с широким диапазоном уровней входного сигнала. При записи необходимо непрестанное вни­ мание, поскольку возможны непредвиденные изменения уровня сиг­ нала в ту или иную сторону. Приходится непрерывно следить за по­ казаниями индикатора уровня и одновременно устанавливать уровень, иногда непрерывно, особенно при репортажной записи с микрофона. Однако даже при тщательном наблюдении избежать кратковременных перегрузок практически не удается. Если же вести запись с «резервом»,

т.е. при пониженном уровне в расчете на непредвиденные перегрузки, то лента не будет полностью намагничиваться, а это ограничит динами­

Во всех указанных случаях, применив автоматическую регулиров­ ку уровня записи, можно повысить качество записи и существенно упростить эксплуатацию магнитофона. При наличии в магнитофоне АРУЗ отпадает необходимость в индикаторе и ручном регуляторе уровня записи.

В схеме автоматической регулировки уровня записи использован тот же принцип работы, что и в схемах автоматической регулировки усиления (АРУ) радиовещательных приемников, с той лишь разницей, что в первом случае усиление регулируется по низкой (звуковой) час­ тоте, а во втором — по высокой. Параметры схемы АРУЗ выбирают таким образом, чтобы обеспечить неискаженную передачу слабых сиг­ налов, следующих непосредственно за сильными, поэтому целесооб­ разнее было бы говорить об автоматической установке уровня записи, а не о его автоматической регулировке, как принято в литературе.

Требования к' схемам автоматической регулировки уровня записи:

1. Обеспечение автоматической регулировки выходного уровня сиг­

3.Малый уровень собственных помех, в том числе возникающих при переходных процессах (при срабатывании системы АРУЗ).

4.Достаточная температурная и временная стабильность.

5.Малая требуемая мощность сигнала управления.

213

В некоторых магнитофонах предусматривают возможность измене­ ния временных характеристик системы АРУЗ при разных видах записи (речь, музыка). Наряду с системой АРУЗ иногда сохраняется также ручной регулятор уровня (при этом должен быть и индикатор уровня). Переход с автоматической регулировки уровня на ручную осуществ­ ляется переключателем.

Удовлетворить всем перечисленным требованиям сложно, поэтому на практике приходится искать компромиссное решение в зависимости от класса и назначения магнитофона. Многие из перечисленных тре­ бований очевидны и не нуждаются в по­

дробном рассмотрении.

Остановимся на выборе временных параметров системы АРУЗ. Инерцион­ ность работы АРУЗ характеризуется вре­ менем установления (или срабатывания) и временем восстановления.

того, способность человеческого уха распознавать нелинейные искаже­ ния коротких звуков значительно понижена по сравнению с восприя­ тием искажений длительных тонов.

Время восстановления определяет запаздывание процесса установ­ ления амплитуды выходного сигнала относительно момента уменьше­ ния уровня входного сигнала (рис. 138). Время восстановления обычно выбирают достаточно большим (порядка секунд), чтобы не вызывать искажений динамического диапазона записи и чтобы подавить шумы микрофона в паузах.

Системы автоматической регулировки уровня записи-в зависимости от качественных показателей магнитофона, вида записи (речь^или му­ зыка) отличаются временными характеристиками. Например, в про­ стейших магнитофонах при записи речи для получения наибольшей разборчивости необходимо иметь малое время восстановления — поряд­ ка 0,5 с, а время срабатывания можно допустить до 100 мс, поскольку искажения речи из-за кратковременных перегрузок вполне допустимы. В репортажных магнитофонах эти требования более жестки. Время

214

срабатывания выбирают порядка 5 мс, а время восстановления — 2 4- 5 с.

В бытовых магнитофонах время срабатывания обычно выбирают равным 20ч80 мс, а время восстановления — l-f-5 с при речевых записях и 5-=-20 с при записи музыки.

Схемы устройств автоматической регулировки уровня записи. Рас­ смотрим обобщенную структурную схему системы АРУЗ (рис. 139). Регулировка усиления производится в регулируемом каскаде РК (или в нескольких каскадах), на который поступает управляющий сигнал.

ния. Этот усилитель должен иметь достаточно малое выходное сопро­ тивление, чтобы совместно с выпрямителем Д и фильтром Ф обеспе­ чить необходимые временные характеристики регулятора. Выпрямитель Д и фильтр Ф преобразуют сигналы звуковой частоты в сравнительно медленно меняющееся управляющее напряжение (или управляющий ток). Временные параметры фильтра, т. е. время разряда и заряда конден­ сатора обычно бывают разными, чтобы обеспечить необходимые величины времени^срабатывания и восстановления. Для того чтобы автоматиче­ ская регулировка уровня начиналась с определенного порога, выпря­ митель выполняют по схеме с задержкой аналогично тому, как это де­ лается в схемах АРУ некоторых приемников, или ставят каскад УУН в режим работы с отсечкой. Усилитель постоянного тока (УПТ) обеспе­ чивает необходимую мощность управляющего сигнала.

Реальные схемы автоматических регуляторов уровня записи не обязательно должны содержать все перечисленные элементы структур­ ной схемы. Так, например, в ламповых усилителях записи, где уровень регулируют изменением сеточного смещения, изменяющего крутизну лампы, УПТ не нужен. В ряде случаев обходятся также н без УУН.

Схемы регулируемых каскадов. Регулируемый каскад (или несколь­ ко каскадов) представляет собой усилительный каскад на лампе или на транзисторе. Коэффициент передачи регулируемого каскада можно менять несколькими способами: изменением крутизны лампы за счет подачи управляющего напряжения отрицательной (относительно ка­ тода) полярности на управляющую сетку лампы; изменением в усили­ тельном каскаде величины отрицательной обратной связи; использо-

215

ванием делителя напряжения с регулируемым сопротивлением одного из плеч. Во избежание заметных нелинейных искажений автоматиче­ скую регулировку уровня записи следует производить в первых каска­ дах усилителя, т. е. там, где сигнал еще достаточно мал. Пример схе­ мы с изменением коэффициента передачи регулируемого каскада за счет подачи на сетку управляющего напряжения приведен на рис. 140. Там же показана регулировочная характеристика каскада.

л

Выход

43

С вых. УЗ

Рис. 140

Чем выше требования к автоматической регулировке уровня записи, тем выше должна быть крутизна ее регулировочной характеристики, которая показывает зависимость изменения коэффициента передачи каскада от величины регулирующего напряжения. В радиоприем­ никах для целей АРУ применяются лампы с удлиненной сеточной харак­ теристикой. Использование таких ламп в усилителях записи, где регули­

Автоматическую регулировку уровня записи с помощью отрицатель­ ной обратной связи по переменному току в регулируемом каскаде можно рекомендовать для транзисторных усилителей записи. Приме­ нять этот способ в ламповых каскадах из-за сравнительной сложности вряд ли целесообразно.

На рис. 141 приведена схема транзисторного каскада, в котором параллельно резистору R4 в цепи эмиттера транзистора 77 включена

216

цепочка, состоящая из конденсатора сравнительно большой емкости С2 и участка эмиттер — коллектор транзистора Т2. В начальный момент

зистора 7 7 увеличивается, и коэффициент усиления каскада снижается.

,функции переменного ре­ зистора, шунтирующего на­ грузку усилительного кас­ када (рис. 142). В качестве таких элементов могут ис­ пользоваться лампы, полу­ проводниковые диоды, тран­ зисторы, а также фоторе­ зисторы с лампочками на­ каливания и терморезисто­ ры с подогревом.

На рис. 143, а представлена схема каскада с делителем напряжения, в котором в качестве регулируемого сопротивления используется диод Д1. Дифференциальное сопротивление диода Rt, включенного в пря-

217

мом направлении по отношению к управляющему напряжению, умень­ шается с ростом управляющего тока (рис. 143, б).

Закон изменения Rt определяется вольт-амперной характеристикой

сигнала, поступающего на диод, должна быть достаточно малой (5 Ч- Ч- 10 мВ).

Остановимся на схеме делителя напряжения с использованием тран­ зистора в качестве регулируемого переменного сопротивления.

Рис. 144

На рис. 144, а показана экспериментально снятая зависимость сопротив­ ления участка коллектор—эмиттер от тока базы транзистора типа П13Б, работающего без коллекторного напряжения, т. е. в начальном участ­ ке коллекторных характеристик. Такой транзистор можно использо­ вать в качестве переменного резистора в схеме делителя напряжения. Из характеристики (имеется в виду схема с общим эмиттером), пока­ занной на рис. 144, б, видно, что при малых напряжениях на коллекто­ ре угол наклона характеристики а зависит от тока базы. Сопротивле­ ние участка коллектор — эмиттер транзистора на линейном участке характеристики определяется котангенсом этого угла

При R1 ^> £?к -э (рис. 144, в) коэффициент передачи каскада пропор­ ционален RK—3. Во избежание заметных нелинейных искажений ве­ личина сигнала на транзисторе не должна превышать 15 ч- 25 мВ. Достоинство такого управляемого элемента — он требует значительно меньшей мощности управляющего сигнала. Для эффективной работы делителя напряжения входное сопротивление каскада, следующего за регулируемым, должно быть достаточно большим. Обычно этот

218

каскад выполняют по схеме эмиттерного повторителя. Лучшие результа­ ты можно получить, если вместо обычных транзисторов использовать полевые. Управляющее напряжение при этом подается на затвор тран­ зистора, а изменяющееся сопротивление участка исток — сток исполь­ зуется для регулировки уровня сигнала. Начальный участок семейст­ ва стоковых характеристик имеет примерно такой же вид, как коллек­ торные характеристики, приведенные на рис. 144, б. Однако линейный участок характеристик имеет большую протяженность, что позволяет избежать нелинейных искажений при работе на большем уровне сиг­ нала.

Кроме того, преимущество регулируемого элемента на полевом

в основном, выходным сопротивлением усилителя, с которого сигнал поступает на выпрямитель, и емкостью его фильтра. Поскольку емкость этого конденсатора определяет также и время восстановления, кото­ рое обычно бывает достаточно большим (порядка нескольких секунд), то ее выбирают также достаточно большой: в транзисторных устрой­ ствах— порядка 100 -г- 500 мкФ, в ламповых — 20 -г- 50мкФ. Поэто­ му выход усилителя должен быть достаточно низкоомным. Обычно сиг­ нал на выпрямитель подают с низкоомной обмотки трансформатора или через каскад катодного (или эмиттерного) повторителя.

Простые системы АРУЗ не обеспечивают постоянства установки уровня записи. Лучшие результаты дает система регулировки с задерж­ кой, имеющая порог срабатывания. В ней управляющее напряжение появляется лишь при сигнале, превышающем выбранный порог, ко­ торый устанавливается например подачей запирающего напряжения в цепь выпрямителя.

13 регуляторе, схема которого показана на рис. 140, запирающее напряжение на диод Д1 снимается с делителя, состоящего из резисто­ ров R5 и R6. Порог срабатывания системы устанавливают изменением величины сопротивления R5 или R6.

Для получения большего постоянства уровня сигнала на выходе усилителя записи, в цепи формирования управляющего напряжения применяется, как указывалось, дополнительно усилитель управляю­ щего напряжения (УУН). При этом порог срабатывания системы уста­ навливают либо подачей запирающего напряжения в цепь выпрямите­ ля, либо переводом каскада УУН в режим работы с отсечкой.

Иногда в автоматическом регуляторе уровня записи в качестве ре­ гулируемого элемента используют фоторезистор, освещаемый лампоч­ кой накаливания. В этом случае для обеспечения необходимой мощнос­ ти управляющего сигнала после фильтра выпрямителя включают УПТ.

219