низком уровне входного сигнала начинают проявляться помехи, связанные с недостаточной стабильностью подвижного контакта, проявляющиеся в виде треска при изменении уровня громкости. Поэтому в усилителях с высокой чувствительностью и большим усилением регулятор уровня ставится на выходе первого или второго каскада. Протекание постоянного тока через регулировочное сопротивление нежелательно, так как в этом случае появляются дополнительные помехи из-за нестабильности подвижного контакта. Поэтому сопротивление в цепи коллектора каскада с общим эмиттером или сопротивление в цепи эмиттера каскада с общим коллектором не используются в качестве регуляторов громкости. Для регулировки уровня сигнала применяют отдельное сопротивление с разделительными конденсаторами на входе и выходе. Пример реального регулятора громкости приведен на рис. 9.8. Чтобы переменное сопротивление RP не нагружало предыдущий каскад, его величину выбирают в несколько раз большей, чем величина сопротивления RК.

9.3.Регулировка тембра

9.3.1.Общие положения

Регулировка тембра предназначена для изменения частотной характеристики усилителя сигналов звуковой частоты в соответствии с индивидуальными особенностями слуха владельца. Обычно регуляторы тембра позволяют увеличивать или ослаблять низкочастотные и высокочастотные составляющие спектра сигнала по отношению к среднечастотным. Регуляторы тембра могут строиться по пассивной или активной схеме. В последнее время стали широко применяться в качестве регуляторов тембра эквалайзеры. Эти устройства позволяют плавно изменять коэффициент усиления в узкой полосе частот, расположенной внутри общей полосы пропускания усилителя. Эквалайзер состоит из нескольких узкополосных полосовых фильтров с полосами пропускания, расположенными внутри общей полосы пропускания усилителя. Центральные частоты этих фильтров изменяются с постоянным шагом, а их количество выбирается таким образом, чтобы перекрыть весь диапазон усиливаемых частот. В каждом из фильтров эквалайзера предусматривается определенная глубина регулировки коэффициента передачи при сохранении неизменной его полосы пропускания. Чаще всего в эквалайзерах используются активные фильтры.

273

9.3.2. Пассивные регуляторы тембра

Пассивные регуляторы тембра строятся в виде пассивных четырехполюсников, состоящих из сопротивлений и конденсаторов. Для изменения частотных свойств одно или несколько сопротивлений в них делаются переменными. Из-за низкой технологичности индуктивности в таких схемах применяются крайне редко. Среди таких схем наибольшее распространение получила схема раздельной регулировки по низким и высоким частотам, позволяющая получить подъем и завал частотной характеристики в области низких и высоких частот в зависимости от положения движка переменного резистора

(рис. 9.9).

Рис. 9.9

На рис. 9.9, а представлено звено регулировки тембра в области нижних частот. Конденсаторы С1 и С2 имеют достаточно большую емкость, и их сопротивление для области средних и высоких частот стремится к нулю. Следовательно, из всего спектра частот на сопротивлении R2 выделяются только низкочастотные составляющие спектра сигнала, а все остальные оказываются закороченными. Поэтому переменный резистор R2 регулирует только низкочастотную область частотной характеристики. Перемещение движка вверх приводит к подъему частотной характеристики, а вниз – к спаду относительно среднего уровня. Следует отметить, что средний уровень частотной характеристики не соответствует среднему положению движка. Необходимые пределы регулировки обеспечиваются соотношениями между сопротивлениями R1, R2 и R3.

274

Схема, приведенная на рис. 9.9, б, предназначена для регулировки тембра в области верхних частот. Сравнительно маленькие емкости С1 и С2 представляют значительное сопротивление для токов низкочастотных и среднечастотных составляющих спектра сигнала. Поэтому на сопротивлении R1 выделяется напряжение, соответствующее верхней части частотной характеристики. Подъем движка вверх приводит к подъему частотной характеристики, а движение вниз – к спаду. Предел регулировки здесь определяется в первом приближении отношением емкостей С1 и С2.

На рис. 9.9, в оба регулятора объединены в реальную схему раздельной регулировки тембра, позволяющей получить подъем или спад частотной характеристики в области низких и высоких частот. Сопротивление R4 в этой схеме служит для развязки между регуляторами и обеспечивает независимость регулировки одного из них от положения движка другого. Для нормальной работы такого регулятора тембра желательно, чтобы на его входе был включен генератор ЭДС, а нагрузка имела по возможности большее сопротивление. Невыполнение этого условия приводит к чрезмерному уменьшению сопротивлений и увеличению емкостей.

9.3.3.Активные регуляторы тембра

В активном регуляторе тембра можно использовать ОУ или любой другой усилитель с обратной связью [19], в цепи обратной связи которого включен регулятор (см. рис. 9.9, в). Такой регулятор тембра представлен на рис. 9.10. На этом рисунке сопротивления R1, R2, R3 и конденсаторы C2, C3 образуют регулятор тембра в области низких частот. Цепочка C4, R5,C5 позволяет регулировать частотную характеристику в области высоких частот. Сдвиг движков потенциометров вправо приводит к увеличению глубины частотно-зависимой обратной связи и сужению частотной характеристики. Сдвиг движков влево уменьшает обратную связь и способствует подъему и расширению частотной характеристики в области низких и высоких частот. Сопротивление R4 устраняет влияние одного регулятора на другой. Чтобы по переменным сопротивлениям не протекал постоянный ток и не создавал дополнительных помех, включены разделительные конденсаторы C1 и C6. Сопротивление R6 создает обратную связь по постоянному току, необходимую для задания рабочей точки и температурной стабилизации. Его величина выбирается в десятки раз большей, чем

275

величина регулировочных сопротивлений. Цепь R7 - C7 является цепью частотной коррекции и предназначена для устранения самовозбуждения при подъеме частотной характеристики.

Рис. 9.10

Для построения эквалайзера используются полосовые фильтры с разными центральными частотами, перекрывающие весь частотный диапазон. Все фильтры обычно строятся по одной схеме, например, по изображенной на рис. 9.11, но с различными номиналами цепей, задающих частотные параметры. Шаг между центральными частотами отдельных полос чаще всего берут равным октаве. В этом случае в полосе пропускания до двадцати килогерц раз-

гласно рис. 9.11. Каждый узкополосный фильтр собирается на отдельном ОУ по одной и той же схеме. Средняя частота последующего фильтра отличается от

частоты предыдущего в два раза. На входе схемы включен общий для всех

276

фильтров согласующий каскад. Им служит неинвертирующий повторитель напряжения на операционном усилителе.

C1

R9

Рис. 9.12.

Иногда согласующие усилители устанавливаются отдельно перед каждым полосовым фильтром. Сигналы, прошедшие через отдельные фильтры, складываются на входе сумматора, собранного на оконечном ОУ. Для первоначальной установки коэффициента передачи и частотной характеристики всей системы используется прямой канал передачи, образованный за счет активного сопротивления R9. Эквалайзер, использующий сумматор на выходе, обладает существенным недостатком, заключающимся в том, что шумы всех фильтров складываются на входе сумматора. Поэтому такой эквалайзер приходится ставить в том сечении усилителя, где уже имеется достаточно высокий уровень сигнала.

277

ЛИ Т Е Р А Т У Р А

1.Войшвилло Г.В. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1975.

2.Цыкин Г.С. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1971.

3.Мамонкин И.Г. Усилительные устройства. - М.: Связь, 1977.

4.Манаев Е.И. Основы радиоэлектроники. - М.: Радио и связь, 1990.

5.Гусев В.Г., Гусев Ю.М. Электроника. - М.: Высш. шк.,1991.

6.Лурье О.Б. Усилители видеочастоты. - М.: Сов. радио, 1961.

7.Шило В.Л. Линейные интегральные схемы. - М.: Сов. радио, 1979.

8.Кофлин Р. Операционные усилители и линейные интегральные схемы. -

М.: Мир, 1979.

9.Белецкий А.Ф. Основы теории линейных электрических цепей. - М.:

Связь, 1967.

10.Баскаков С.И. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Высш. шк.,

1983.

11.Гоноровский И.С. Радиотехнические цепи и сигналы. - М.: Сов.

радио, 1977.

12.Атаев Д.Н., Болотников В.А. Аналоговые интегральные схемы для бытовой радиоаппаратуры. - М.: Изд-во МЭИ, 1991.

13.Ван-дер-Зил А. Флуктуационные явления в полупроводниках. - М.: ИЛ, 1961.

14.Ши Р.Ф. Расчёт транзисторных цепей. - М. - Л.: Энергия, 1964.

15.Брауде Г.В. Коррекция телевизионных и импульсных сигналов. - М.:

Связь, 1967.

16.Попов Э.Г. Аналоговые электронные устройства. В 4 - ч. - Мн.:

БГУИР, 1996.

17.Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника. – М.: Мир, 1982.

18.Коннели Дж. Аналоговые интегральные схемы. – М.: Мир, 1977.

19.Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. – М.:

Мир, 1991.

20.Павлов В.Н., Ногин В.Н. Схемотехника аналоговых электронных устройств. – М.: Радио и связь, 1997.

Св.план 2006, поз. 83

278