Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы - Сворень Рудольф Анатольевич - Страница 31

рис. 35, 2

На высших частотах R_Т уже заметно шунтировано емкостным сопротивлением, и общее сопротивление участка АБ становится меньше. При этом, естественно, на участке АБ теряется меньшая часть напряжения U_вых1 и на частотной характеристике в области высших частот появляется некоторый подъем (рис. 33).

На схеме рис. 35, 3, а анодная нагрузка первого каскада составлена из двух сопротивлений: R_a и R_T, причем одно из них зашунтировано конденсатором С_Т. Для начала поясним, почему здесь нужно говорить о шунтировании, каким образом С_Т оказывается подключенным параллельно R_T. Один конец С_Т непосредственно подключен к R_T, а другой вывод конденсатора заземлен (соединен с корпусом). Но для переменного тока с корпусом соединен и верхний (по схеме) вывод R_T. На этот вывод с выпрямителя подается «плюс» выпрямленного напряжения (+U_в), а «плюс» выпрямителя всегда заземлен через конденсатор фильтра С_{ф. в} (например, рис. 44 и 46). Емкость конденсатора фильтра достаточно велика, и можно считать, что верхний по схеме вывод R_T для переменного тока соединен непосредственно с шасси, а значит, и с С_Т (рис. 35, 3, б).

рис. 35, 3

Емкость конденсатора С_Т подобрана с таким расчетом, чтобы на низших частотах его емкостное сопротивление было достаточно велико по сравнению с R_T, а на средних и высших частотах снижало общее сопротивление цепочки. Практически это означает, что на низших частотах общее сопротивление нагрузки, которое складывается из R_a и сопротивления цепочки R_T С_Т, оказывается больше, чем во всем остальном диапазоне. Благодаря увеличенному сопротивлению нагрузки усиление каскада на низших частотах повышается, то есть на частотной характеристике появляется подъем (рис. 35, 3, в).

Точным подбором корректирующих RС-цепочек удается построить схемы регуляторов тембра, которые позволяют раздельно регулировать частотную характеристику в области высших и низших частот. Удается получить весьма большую степень (глубину) регулировки, в частности от —20 дб до +20 дб. Знак «—» соответствует завалу, а «+» — подъему частотной характеристики. Таким образом, общая глубина регулировки достигает ±20 дб (40 дб), то есть позволяет изменять напряжение сигнала в 100 раз. Так же, как и для громкоговорителей, подъем и завал оценивают по отношению к частоте 1000 гц.

На рис. 35 приведены некоторые схемы раздельной регулировки тембров и соответствующие этим схемам частотные характеристики. Буквой «в» обозначено переменное сопротивление регулировки в области высших частот, буквой «н» — в области низших частот. Некоторые из этих схем применены в усилителях, описанных ниже (рис. 51 и рис. 61). Схемы рис. 35, 4 и 35, 5 построены на тех же принципах, что и простейшие корректирующие цепи.

рис. 35, 4, 5

Вот как работает регулятор тембра высших частот в схеме рис. 35, 5, а. Когда движок регулятора R_в находится в крайнем нижнем положении, сопротивление R₆, с которого снимается напряжение U_вx3, зашунтировано конденсатором С₄, а это приводит к срезанию высших частот. При верхнем положении движка R₄ конденсатор С₄ уже не влияет на частотную характеристику — он подключен к R₆ через все сопротивление R₄. Но в этом случае сопротивление R₅ (участок АБ) оказывается зашунтированным конденсатором С₃. В результате сопротивление участка АБ для высших частот уменьшается и большая часть переменного анодного напряжения U_выx2 действует на участке БВ. Это равносильно подъему высших частот. Аналогично поднимает и заваливает частотную характеристику регулятор низших частот, включенный в сеточную цепь лампы. Главный недостаток схемы состоит в том, что многочисленные делители заметно снижают усиление каскада, и поэтому такие регуляторы можно применять только тогда, когда есть достаточный запас усиления.

Основой схемы рис. 35, 6, а является заграждающий фильтр, составленный из двух Т-образных ветвей: R₁C₁C₂ и R₂R₃C₃. Элементы этого фильтра подобраны с таким расчетом, что он как бы вырезает кусок частотной характеристики, создает резкий завал в области средних частот. Благодаря этому низшие и высшие частоты заметно приподняты. На долю регуляторов тембра достается сравнительно простая работа — они должны лишь заваливать частотную характеристику в соответствующем участке. А сделать это всегда проще, чем поднять ее.

рис. 35, 6

В один из регуляторов тембра (рис. 36, 1, а) специально введен двойной триод, который в данном случае используется как одна усилительная лампа с раздельными входами и общей нагрузкой R_a. На сетки ламп подается одно и то же входное напряжение U_вх, но подается оно через разные фильтры. Фильтр R₁C₁R₂R₃ ослабляет низшие частоты (чем ниже частота, тем больше емкостное сопротивление конденсатора C₁, тем меньшая часть U_вх попадает на сетку).

рис. 36, 1

Фильтр R₄R₅R₆C₂, наоборот, ослабляет высшие частоты — чем выше частота, тем сильнее цепочка R₅R₆ шунтируется конденсатором С₂, тем, следовательно, меньшая часть U_вх попадает на сетку. Таким образом, левый (по схеме) триод фактически является усилителем высших частот, а правый — усилителем низших частот. Сопротивление R₂ и R₅ — это обычные регуляторы громкости. Правда, обычными их можно назвать лишь по принципу действия — они подают на сетку некоторую часть подводимого напряжения. Но поскольку каждый из этих регуляторов работает лишь на одном из участков диапазона — на высших или на низших частотах, то они фактически являются эффективными регуляторами тембра. Приведенная схема — это первый шаг к двухполосным усилителям НЧ, о которых будет рассказано в пятой главе.

В заключение этого раздела, в основном посвященного регулировке тембра, остановимся на некоторых особенностях регулировки громкости. Не подумайте, что это оговорка или искусственное объединение разных тем — регулировка громкости и тембра самым непосредственным образом связаны между собой. Во всяком случае, должны быть связаны.

Прежде всего заметим, что переменное сопротивление регулятора громкости должно «знать» закон Вебера — Фехнера.

Существуют три типа переменных сопротивлений: А, Б и В (рис. 36, 4, а). Они отличаются характером зависимости коэффициента деления R':R от угла поворота подвижного контакта 2. Чтобы регулировка громкости происходила плавно, чтобы повороту ручки регулятора на один и тот же угол всегда соответствовало одинаковое изменение громкости, нужно использовать в качестве регулятора сопротивление типа В с так называемой показательной кривой. По ходу кривой В видно, что при небольших углах поворота α, соответствующих сравнительно небольшой громкости, сопротивление R' вместе с ним и U_вх меняется незначительно. По мере увеличения R', то есть при регулировке в области более сильных звуков, сопротивление R' меняется более резко, и это, естественно, приводит к резкому изменению U_вх. Таким образом, при повороте ручки регулятора на определенный угол мы меняем U_вх (а значит, в итоге и звуковое давление громкоговорителя!) в одно и то же число раз, и именно это дает ощущение одинакового изменения громкости.