Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы - Сворень Рудольф Анатольевич (читать книги онлайн бесплатно полностью без txt) 📗
Идеальной системой ВВВ можно считать такую, которая воспроизводит звук вообще без искажений, создает звуковое поле точно такое же, как и перед микрофоном. При этом должен остаться неизменным спектр звука, соотношение его отдельных составляющих, динамический диапазон громкости, распределение звуковых волн в пространстве. Одним словом, воспроизводимый звук должен быть точной, неотличимой копией «настоящего», того, который звучит в месте передачи — в концертном зале или в студни.
Борьба за высококачественное звучание, за высокую верность воспроизведения звука ведется на различных направлениях. Главный фронт этой борьбы проходит в лабораториях конструкторов и технологов, где создаются новые материалы для диффузоров и трансформаторов, новые конструкции ламп и громкоговорителей, новые схемы усилителей, где ведется борьба за снижение каждого процента Кн.и и каждого децибела Кч.и. Во всех предыдущих разделах мы часто говорили о том, какими путями можно улучшить качество звучания, снизить разного рода искажения. В ряде случаев именно на это были направлены наши главные усилия и из этих соображений мы выбирали схему усилителя, конструкцию акустического агрегата, элементы коррекции и регулировки.
Некоторым проблемам улучшения качества звучания и путям борьбы за высокую верность воспроизведения звука специально посвящена эта глава.
Конструкторы ищут пути снижения искажений при усилении, передаче, записи и воспроизведении звука примерно столько же лет, сколько существует эта область радиоэлектроники. В мире выходят сотни радиотехнических журналов, и вот уже на протяжении десятилетий почти в каждом из них непрерывно появляются заметки и статьи о каких-нибудь новинках звуковоспроизведения — новых схемах усилителей или конструкциях акустических агрегатов. Однако не все эти новинки (количество их наверняка исчисляется десятками тысяч) завоевывают признание специалистов, и, уж конечно, далеко не все получают путевку в будущее и находят широкое применение в массовой аппаратуре. Иногда новинкой является небольшая схемная «хитрость», красивая, но не дающая каких-либо существенных улучшений, иногда эффектное, но очень незначительное конструктивное усовершенствование.
Из всех новинок, в разное время появившихся в технике воспроизведения звука, многие навсегда приняты на вооружение и уже стали нормой, превратились в некие обязательные рекомендации и правила. Вспомним некоторые из этих рекомендаций и правил, с которыми мы встречались в предыдущих главах.
Для того чтобы не испортить частотную характеристику усилителя, нужно разумно выбирать элементы его схемы. Не следует чрезмерно увеличивать сопротивление анодной нагрузки и утечку сетки, слишком уменьшать емкость переходного конденсатора, экономить емкость шунтирующего конденсатора катодной цепи автоматического смещения; выходной трансформатор нужно выполнять с достаточной индуктивностью первичной обмотки и минимальной индуктивностью рассеивания; при выборе элементов усилителя удобно пользоваться эквивалентными схемами каскадов.
С помощью RC-, LC- и RL-цепочек, сопротивление которых изменяется с частотой, можно корректировать частотную характеристику усилительного тракта, заваливая либо поднимая ее в том или ином участке.
Цепи с реактивными элементами и в первую очередь RC-цепочки широко используются для регулировки тембра — для изменения частотной характеристики в зависимости от требований слушателя.
Весьма эффективна раздельная регулировка тембра — завал-подъем частотной характеристики отдельно в области высших и низших звуковых частот.
Чтобы свести к минимуму нелинейные искажения, нужно разумно выбирать режим ламп. Если усилитель работает в классе А, то рабочая точка (начальное отрицательное смещение) должна соответствовать середине прямолинейного участка ламповой характеристики; переменное напряжение на сетке не должно заходить в область нижнего загиба (отсечка) и в область положительных значений (появление сеточных токов).
Усиление в классах В и АВ, а тем более В2 и АВ2, возможно только в двухтактных схемах при хорошей их симметрии, в частности при включении ламп с весьма близкими параметрами.
Применение двухтактной схемы снижает нелинейные искажения и в усилителе класса А.
Выходной каскад работает с минимальными искажениями только в том случае, если анодная цепь лампы хорошо согласована с нагрузкой; пересчитанное в первичную цепь выходного трансформатора сопротивление звуковой катушки должно быть равно оптимальному, то есть наивыгоднейшему для данной лампы и данного ее режима сопротивлению анодной нагрузки.
Огромный эффект в улучшении частотной характеристики дает акустическое оформление громкоговорителя, в частности акустический экран больших размеров, достаточно большой ящик, акустический фазоинвертор с регулируемой площадью окна.
Существенно улучшает качество звучания ослабление резонансных явлений в громкоговорителе с помощью демпфирования его подвижной системы; эффективный способ акустического демпфирования — заполнение ящика звукопоглощающим материалом; электрическое демпфирование сводится к уменьшению выходного сопротивления усилителя.
Тщательной экранировкой входных цепей и применением некоторых специальных схем можно заметно снизить уровень фона переменного тока и тем самым улучшить такую важную характеристику, как динамический диапазон громкости.
Значительный эффект в улучшении всех характеристик усилителя дает отрицательная обратная связь. Она снижает нелинейные искажения, уровень фона, в некоторых случаях и выходное сопротивление. Отрицательная обратная связь с использованием реактивных элементов, например конденсаторов, позволяет в широких пределах корректировать частотную характеристику усилителя.
Иллюстрацией всех этих рекомендаций могут служить практические схемы и конструкции, которые вы встречали в книге. Эти схемы и конструкции появлялись в разное время, но и сейчас многие из них (иногда с незначительными изменениями) находят применение в звуковоспроизводящей аппаратуре. А вот несколько еще незнакомых нам схемных решений. Их, пожалуй, нельзя отнести к числу очень популярных, однако эти схемы все же встречаются в любительских, а некоторые из них и в промышленных установках.
Один из способов уменьшения выходного сопротивления двухтактного усилительного каскада — это параллельное включение элементов нагрузки каждого плеча вместо обычного их последовательного включения (здесь речь идет о соединении элементов нагрузки для переменного тока). При обычном, то есть последовательном, включении элементов нагрузки каждого плеча R'н и R''н общее сопротивление Rн. общ, которое пересчитывается во вторичную обмотку выходного трансформатора и определяет демпфирующее действие выходного каскада, численно равно сумме R'н и R''н. Поскольку эти сопротивления равны, можно считать, что общее сопротивление вдвое больше любого из элементов нагрузки R'н и R''н (рис. 71, 1, а).
На рис. 71, 1, б упрощенно показана одна из схем параллельного включения R'н и R''н . Параллельное включение элементов нагрузки оказалось возможным благодаря тому, что лампы питаются не от общего источника анодного напряжения Uв, а от двух отдельных источников с одинаковыми напряжениями U'в и U''в.
Оправдано ли такое усложнение схемы?
При параллельном соединении общее сопротивление одинаковых элементов нагрузки равно половине любого из них. Таким образом, при параллельном соединении общее сопротивление R'н. общ уменьшается в четыре раза по сравнению с последовательной схемой, а это, в свою очередь, резко улучшает демпфирование громкоговорителя.
