ГЛАВА 3 ЭЛЕКТРОННЫЙ СЕЛЕКТОР НА ПОЛЕВЫХ ТРАНЗИСТОРАХ

Рассматриваемый селектор позво­ляет подключать до пяти источников звуковых программ, его схема достаточно проста, но в то же время параметры селектора соответствуют требованиям, предъ­являемым к высококачественной аппаратуре. Принципиальная схема одного канала се­лектора входных сигналов приведена на рисунке 4. Он имеет следующие основные параметры:

Сигнал с одной из розеток XS 1-XS 5 по­ступает на переключатель аналоговых сиг­налов, выполненный на полевых транзисторах VT 1-VT 5 и микросхеме DA 1. Между входным соединителем XS 1 и транзистором VT 1 включен предусилитель-корректор А1 для магнитного звукоснимателя. Электронным селектором управляют с помощью механи­ческого переключателя SA 1.

В основе работы селектора лежит свойство полевых транзисторов работать в режиме управляемого напряжением сопротивления. Чтобы подключить нужный источник сигнала (например, со входа «Универсальный»), затвор транзистора VT 5 соединяют с общим проводом, а на затворы остальных транзисторов VT 1-VT 4 через резисторы R 23-R 26 пода­ют напряжение -15 В.

Резисторы R 18-R 22 и конденсаторы С5-С9, находящиеся в цепи управления селек­тором, вносят некоторую задержку включе­ния, исключающую коммутационные помехи. Входное сопротивление селектора, опреде­ляемое резисторами R 3- R 7, составляет 100 кОм.

Все стоки транзисторов соединены между собой и нагружены на резистор R 28 сопротивлением 1 МОм.

Сигнал, выбранный переключателем SA 1, через конденсатор связи С10 поступает на инвертирующий вход ОУ DA 1 с коэффициен­том передачи, равным единице (определяется соотношением сопротивлений резисторов R 29 и R 31). Подключенный вход индицируется одним из пяти светодиодов HL 1-HL 5.

При испытании селектора на него необходимо подать напряжение питания от стабилизированного источника с напряжением ±15 В и током не менее 20 мА. Затем на любой вход, например на XS 5, подают вход­ной сигнал с уровнем 200 мВ и частотой 1000 Гц. При этом сигнал на выходе селек­тора должен быть, только когда переключатель SA 1 находится в положении «5». При любых других положениях переключателя сигнал на выходе селектора должен отсутствовать. Аналогично проверяются осталь­ные входы.

Уровень входного сигнала частотой 1 000Гц, подаваемого на вход «Про­игрыватель», должен быть 2,4 мВ.

В качестве входных розеток можно исполь­зовать пятиконтактные штепсельные соединители ОНЦ ВГ-4-5/16-Р или ОНЦ КГ-4-5/16-Р, предназначенные для печатного монтажа. Для коммутации цепей управления можно применить любой галетный переключатель, например ПГ3 5П2Н.

Рис. 4 - Принципиальная схема электронного селектора на полевых транзисторах

ГЛАВА 4 НОРМИРУЮЩИЙ УСИЛИТЕЛЬ

Номинальное выходное напряжение источников звуковых программ, таких как магнитофон или тюнер, составляет около 200 мВ. Таким же обычно делают и выходное напряжение микрофонного усилителя и предусилителя корректора. Проходя через цепи регулировок громкости и баланса, оно, как правило, несколько уменьшается. Вместе с тем номинальное входное напряжение таких уз­лов усилителя, как регуляторы тембра, квадрапреобразователи, усилители мощности, обычно выбирают около 800 мВ.

Для согласования источников звуковых программ со входами предвыходных и выходных каскадов усилителя 3Ч применяют нормирующие усилители. К основным его техническим показателям относятся входное и выходное сопротивления, коэффициент усиления, перегрузочная способность, линейные и нелинейные искажения, отношение сигнал-шум, динамический диапазон, стабиль­ность показателей. Нормирующий усилитель имеет плоскую АЧХ в диапазоне рабочих частот. Он часто является первым каска­дом в тракте усилителя 3Ч, поэтому его шумовые свойства существенно влияют на достижимый динамический диапазон всего усилителя в целом.

Как было отмечено, получить более качественные показатели при отсутствии специализированных микросхем можно, если собрать функциональные узлы усилителя на дискретных компонентах, основываясь на схемотехнике ОУ По схемам, описанным в предыдущих разделах, усилитель можно вы­полнить, изменив цепи ООС и нормируюшие усилители Здесь приведено описание еще одной схемы ОУ на дискретных ком понентах, использованной для нормирую­щего усилителя, обладающего следующими основными техническими характеристиками

Схема нормирующего усилителя, приведен­ная на рисунке 5, сложная, так как требуемые характеристики здесь достаточно высокие гармонические искажения гораздо ниже 0,01 % при выходном напряжении 14 В, что на 25 дБ выше номинального уровня.

Входной каскад усилителя состоит из диф­ференциального усилителя (на транзисторах VT2 и VT4), в котором для улучшения параметров используются источники тока на транзисторах VT1 и VT3. Коллекторный ток каскада оптимизирован, чтобы иметь хоро­шую шумовую характеристику. Кроме того, в качестве входных использованы транзис­торы структуры р-п-р типа, имеющие мень­шее объемное сопротивление базы по срав­нению с транзисторами структуры п-р-п. Эмиттерный повторитель на транзисторе VT5 согласует входной каскад с последующей частью узла.

Основное усиление обеспечивает каскад на транзисторе VT6, в котором, чтобы получить максимальное усиление при минималь­ных искажениях, применяется источник тока на транзисторе VT7. Выходной эмиттерный повторитель на транзисторе VT8 с активной нагрузкой на транзисторе VT9 устраняет влияние нагрузки на параметры нормирую­щего усилителя. Для улучшения темпера­турной стабильности узла в качестве образ­цов источников напряжения используются светодиоды HL1 и HL2. Диод VDI защищает конденсатор С6 от положительного напря­жения. Цепь ООС С6, R10, R11, охваты­вающая усилитель, обеспечивает его необ­ходимый коэффициент усиления. Конденса­торы С7 и С8 предотвращают самовозбуждение нормирующего усилителя.

Налаживание усилителя заключается в установке необходимого коэффициента уси­ления подбором резистора R10.

Рис. 5

ГЛАВА 5 РЕГУЛЯТОР ГРОМКОСТИ

Для наиболее комфортного прослушивания, АЧХ регулятора громкости должна иметь вид, представленный на рисунке 6.

Рис. 6 АЧХ при трех положениях регуляторах громкости, a – максимальную, b – среднюю, c – минимальную.

Реализовать такие кривые электронно довольно сложно. При снижении уровня громкости, хуже воспринимаются НЧ и ВЧ составляющие звука (по кривым равной громкости). Частотно – зависимые регуляторы громкости выравнивают громкость звучания звуковой картины в соответствии с субъективными особенностями слуха человека.

Тон компенсацию почти во всех устройствах можно исключить, т.к. её применение не всегда оправдано, по причинам:

1. Для данного положения регулятора громкости и заданного им уровня тонкомпенсации, реальные уровни входного сигнала могут меняться.

2. Практическая реализация АЧХ отличается от желаемой по экономическим параметрам.

3. Нелинейные характеристики чувствительного слуха, теоретически требуют дополнительного сжатия сигнала, зависящего от его уровня.

4. Вносятся дополнительные фазовые искажения в сигнал

5. Для многих инструментов тембральная окраска меняется с уровнем громкости на них.

Пассивный цифровой регулятор громкости изображен на рисунке 7.

Регулятор используют совместно сселек­тором входных сигналов. Регулятор громкости состоит из элект­ронного переключателя на 32 положения и цифрового узла управления им. До­стоинством этого регулятора также является большая точность совпадения каналов, определяемая допуском резисторов делителя.

Цифровой регулятор громкости имеет следующие основные технические ха­рактеристики:

Рис. 7. Принципиальная схема цифрового регулятора громкости

Собственно электронный переключатель выполнен на микросхемах DD 1, DD 2 и DA 1. Управляется он цифровой частью на микросхемах DD 3 — DD 9. Пе­реключатель состоит из двух секций: одной (на микросхеме DD 2 и резисторах R 13 — R 16) на четыре положения с шагом 2 дБ, второй (на микросхеме DD 1 и резисторах R 3 — R 10) на восемь положений с шагом 8 дБ.

Между ним» установлен развязывающий усилитель на микросхеме DA 1.1 с коэффициентом передачи около 1. Такое построение позволяет создать переключатель на 32 положения, используя всего 12 резисторов делителя. Состояние секций пере­ключателя определяется пятиразрядным кодом, вырабатываемым цифровым узлом управления, собранным на микросхемах DD 3 — DD 9.

Узел управления содержит задающий генератор (на элементах DD 3,3, DD 3.4, DD 5.2), вырабатывающий сигнал с частотой около 4 Гц, и реверсив­ный счетчик ( DD 4.1, DD 9), вырабатывающий пятиразрядный код управления.

Элементы DD 6.2, DD 6.3, DD 8.1, DD 8.2, DD 5.3, DD 3.5, DD 3.6, DD 7.1 — DD 7.3 обеспечивают реверсирование счетчика и ограничение счета снизу и сверху. Элементы DD 6.1, DD 3.2, DD 5.1, DD 5.2 необходимы, чтобы задающий генератор работал при нажатии любой из кнопок SB 1 или SB 2. Триггер DD 4.2 устраняет дребезг их контактов. С помощью кнопок SB 3 — SB 6 дела­ют предварительную установку счетчика DD 9 и тем самым задают любой на­чальный уровень громкости. Элемент DD 3.1 совместно с резисторами Rl , R 2 и конденсатором С1 формирует импульс установки счетчика в нулевое состо­яние.

Особенностью регулятора является то, что при разомкнутых контактах кнопок SB 1 и SB 2 весь электронный переключатель находится в статическом положении и не вносит в усиливаемый аналоговый сигнал дополнительных по­мех. Это позволяет монтировать аналоговую и цифровую части регулятора на одной плате.

Узел управления общий для двух каналов. Стереобаланса добиваются из­менением усиления выходного каскада в селекторе входных сигналов. Если сделать цифровое управление раздельным для левого и право­го каналов, то баланс устанавливают раздельной регулировкой громкости.

Регулятор смонтирован на унифицированной монтажной плате с примене­нием переходных панелей для микросхем серии К564. В устройстве исполь­зованы резисторы МЛТ-0,25 (с точностью 5% в делителе и 10% — остальные) и конденсаторы КМ-4, КМ-5, К53-1. В качестве кнопок SB 1, SB 2 можно при­менять переключатели без фиксации любого типа (например МП-3), вместо SB 3 — SB 6 — переключатели любого типа с фиксацией.

Учитывая сложность устройства, необходимо обратить внимание на пра­вильность монтажа. Для проверки работоспособности регулятора необходим стабилизированный источник питания с напряжением 15 В и током не менее 30 мА. Напряжение 7,5 В берется с селектора входных сигналов. Налаживание устройства состоит в попарном подборе резисторов делителя R 3 — R 10 и R 13 — R 16.