» » » Полный усилитель на микросхемах. Часть 2. Предварительный усилитель и регулятор тембра

 
 
 

Полный усилитель на микросхемах. Часть 2. Предварительный усилитель и регулятор тембра

Разместил MVV 5 ноября 2012. Просмотров: 110 649

23
Не мечтай, действуй!


Эксперименты с различными предварительными усилителями, регуляторами громкости и тембра показали, что наилучшее качество звучания обеспечивается при минимальном количестве усилительных каскадов, с пассивными регуляторами. При этом регулировки на входе усилителя мощности нежелательны, так как приводят к увеличению уровня нелинейных искажений комплекса. Данный эффект сравнительно недавно обнаружил известный разработчик аудиоаппаратуры Дуглас Селф [1].

Таким образом, вырисовывается следующая структура этой части звукоусилительного тракта:
- пассивный мостовой регулятор низших и высших частот,
- пассивный регулятор громкости,
- предварительный усилитель с линейной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и минимальными искажениями в рабочем диапазоне частот.
Очевидный недостаток регулировок на входе предварительного усилителя – ухудшение соотношения сигнал/шум в значительной степени нивелируется высоким уровнем сигнала современных устройств звуковоспроизведения.

Предлагаемый предварительный усилитель может применяться в высококачественных стереофонических усилителях звуковой частоты. Регулятор тембра позволяет корректировать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) одновременно по двум каналам в двух частотных областях: нижней и верхней. В результате учитываются особенности помещения и акустических систем, а также личные предпочтения слушателя.

И снова немного истории

Первым претендентом на роль предварительного усилителя с регулятором тембра стала схема Д. Стародуба (рис. 1) [2]. Но конструкция так и не «прижилась» в усилителе мощности: требовалась тщательная экранировка и источник питания с чрезвычайно малым уровнем пульсаций (порядка 50 мкВ). Однако главной причиной стало отсутствие ползунковых переменных резисторов.

Рис. 1. Схема высококачественного блока регуляторов тембра


Путем проб и ошибок я пришел к простой схеме предварительного усилителя (рис. 2), с которой, однако, система звуковоспроизведения намного превзошла в звучании серийно выпускавшуюся аппаратуру, по крайней мере, имевшуюся у моих друзей и знакомых.

Рис. 2. Принципиальная схема одного канала предварительного усилителя для УМЗЧ С. Батя и В. Середы


За основу взята схема предварительного усилителя стереофонического электрофона Ю. Красова и В. Черкунова, демонстрировавшегося на 26 – й Всесоюзной выставке радиолюбителей – конструкторов. Это левая часть схемы, включая регуляторы тембра.

Появление каскада на транзисторах разной проводимости в предварительном усилителе (VT3, VT4) связано с обсуждением усилителей с преподавателем лаборатории телевизионной техники на кафедре Радиосистем А. С. Мирзоянцем, с которым я работал, будучи студентом. В ходе работ понадобились линейные каскады для усиления телевизионного сигнала, и Александр Сергеевич сообщил, что по его опыту наилучшими характеристиками обладают структуры «шиворот – навыворот», как он выразился, то есть усилители на транзисторах противоположной структуры с непосредственной связью. В процессе экспериментов с УМЗЧ я выяснил, что это касается не только телевизионной техники, но и звукоусилительной. Впоследствии я часто применял подобные схемы в своих конструкциях, в том числе пары полевой транзистор – биполярный транзистор.

Попытка применить транзисторы разной структуры в первом каскаде (составном эмиттерном повторителе VT1, VT2) не принесла успехов, т. к. при всех замечательных характеристиках (низком уровне шума, малых искажениях) схема имела существенный недостаток – меньшую перегрузочную способность по сравнению с эмиттерным повторителем.
Характеристики предварительного усилителя:
Входное сопротивление, кОм=300
Чувствительность, мВ=250
Глубина регулировок тембра, дБ:
на частоте 40 Гц=±15
на частоте 15 кГц=±15
Глубина регулировок стереобаланса, дБ=±6

Поскольку в ходе конструирования усилителей возникали новые идеи, старые конструкции я дарил кому-нибудь, или продавал по твердому курсу ватт выходной мощности / рубль. В одну из поездок в Ленинград я захватил с собой этот усилитель, чтобы продать его знакомому друга. Володька сказал, что у этого парня куча всякой западной техники, и увез аппарат к нему на прослушивание. Вечером он сообщил мне результаты: молодой человек включил усилитель, послушал пару вещей и был так удовлетворен звучанием, что без слов отдал положенные деньги.

Честно сказать, когда я узнал, что сравнение будет проходить с импортной техникой, особенно не надеялся, что усилитель произведет впечатление. К тому же, он не был до конца доделан – отсутствовали верхняя и боковые крышки.

Рассмотрим принципиальную схему одного канала предварительного усилителя (рис. 2). На входе установлены высокоомные регуляторы громкости (R2.1) и баланса (R1.1). Со среднего вывода резистора R2.1 через переходной конденсатор С2 звуковой сигнал поступает на составной эмиттерный повторитель VT1, VT2, необходимый для нормальной работы пассивного регулятора тембра, выполненного по мостовой схеме. Для того чтобы устранить вносимое темброблоком затухание и усилить сигнал до необходимого уровня, установлен двухкаскадный усилитель на транзисторах VT3, VT4.

Питание предварительного усилителя нестабилизированное, от положительного плеча усилителя мощности. На каскады VT3, VT4 питающее напряжение подается через фильтр R17, C10, C13, а на входной эмиттерный повторитель - R8, C4. Важную роль играет диод VD1: без него не удалось полностью устранить фон переменного тока частотой 100 Гц на выходе усилителя мощности.

Конструктивно предварительный усилитель выполнен в «линейку», все детали установлены на печатной плате, закрытой сверху П-образным экраном из стали толщиной 0,8 мм.

Расчет пассивных мостовых регуляторов тембров

Наиболее распространенной является комбинированная схема регуляторов нижних и верхних частот. Как видно из аппроксимированной логарифмической амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) регулятора тембра (рис. 3), в области средних частот f0?1000 Гц передаточная функция остается неизменной, а на краях частотного диапазона ее можно регулировать в некоторых пределах.

Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики регуляторов нижних и верхних частот


Обычно величины подъема и спада и их частоты регулирования делают одинаковыми. На рис. 3 приняты следующие обозначения: fнр, fвр – соответственно, нижняя и верхняя частоты регулирования, fнп, fвп – нижняя и верхняя частоты перегиба АЧХ, f0 – частота раздела.
Для того чтобы регуляторы нижних и верхних частот не влияли друг на друга, необходимо выполнение условий не перекрытия зон регулирования
 fнп < f0 < fвп

В практических схемах пассивных регуляторов тембра величины подъема и спада АЧХ составляют ±(8…20) дБ, нижняя частота регулирования равна fнр=(20…80) Гц, а верхняя частота регулирования fвр=(5…18) кГц.
Недостатком пассивных корректоров тембра является большое собственное затухание, превышающее полный коэффициент регулирования – (16…40) дБ.

Высококачественный регулятор тембра

В высококачественной аппаратуре нашел применение пассивный регулятор нижних и верхних частот, показанный на рис. 4 [3, 4].

Рис. 4. Высококачественный пассивный регулятор тембра


Здесь элементы R1 – R3, C1, C2 образуют пассивный частотно – зависимый корректор нижних частот; R5 – R7, C3, C4 – корректор верхних частот. Включенный между регуляторами резистор R4 является развязкой, уменьшающей влияние регуляторов друг на друга. Конденсатор C0 служит для развязки по постоянному току.

Для расчета регулятора тембра, приведенного на рис. 4, мною подготовлен файл в табличном процессоре Microsoft Excel. На рис. 5 показан скриншот рабочего листа таблицы (без прилагаемого здесь же графического материала). В ячейки, закрашенные светло – синим цветом заносятся исходные данные, в ячейках таблицы, залитых оранжевым цветом, размещены результаты расчета.
В начале расчета выберем величины сопротивлений переменных резисторов R2 и R7 в килоомах, далее заносим диапазон регулировок нижних и верхних частот в децибелах. Как только запишем в оставшиеся три ячейки светло – синего цвета частоты fнр, fвр и fн, сразу увидим результаты расчета всех остальных элементов регулятора. Останется только привести их к ближайшим значениям из выбранного стандартного ряда Е24 или Е48.

Рис. 5. Расчет регулятора тембра с помощью электронной таблицы Microsoft Excel

Контрольный пример №1. Рассчитаем с помощью электронной таблицы пассивный регулятор тембра с пределами регулирования АЧХ ±20 дБ, рис. 11.2.3 [3]. Исходные данные: R2=R7=100 кОм, fнр=50 Гц, fвр=10000 Гц.
Получаем: R1=R5=10 кОм, R3=R6=1 кОм, R4=10 кОм, C1=0,032 мкФ, C2=0,318 мкФ, C3=0,0159 мкФ, C4=0,159 мкФ, C0=0,16 мкФ. Округляем до ближайшего номинала: R1=R5=10 кОм, R3=R6=1 кОм, R4=10 кОм, C1=0,033 мкФ, C2=0,33 мкФ, C3=0,015 мкФ, C4=0,15 мкФ, C0=0,15 мкФ.

Пассивный упрощенный регулятор тембра

На практике, пожалуй, большее распространение получила еще одна схема пассивного регулятора тембра, с упрощенным регулятором верхних частот (рис. 6) [5-7].

Рис. 6. Схема упрощенного пассивного мостового регулятора тембра


Расчет такого регулятора с помощью таблиц и номограмм предложен Л. Ривкиным [5]. Я переложил методику Л. Ривкина на язык табличного процессора Microsoft Excel, позволившего обойтись без номограмм, не совсем удобных в использовании и снижающих оперативность расчетов.
Скриншот листа таблицы Excel с примером расчета показан на рис. 7. Здесь действуют все соглашения, приведенные выше.

Рис. 7. Расчет упрощенного пассивного мостового регулятора тембра

Контрольный пример №2. Рассчитаем регулятор тембра с пределами регулировок ±17 дБ, R2=R5=47 кОм, fнр=30 Гц, fвр=18000 Гц. Получаем: R1=4,673 кОм, R3=470 Ом, R4=4,7 кОм, C1=0,114 мкФ, C2=1,133 мкФ, C3=1916 пФ, C4=0,019 мкФ. Выбираем из стандартного ряда Е24: R1=4,7 кОм, R3=470 Ом, R4=4,7 кОм, C1=0,1 мкФ, C2=1,0 мкФ, C3=2000 пФ, C4=0,022 мкФ.

Следует напомнить, что для обеспечения расчетной глубины регулировки тембра необходимо, чтобы сопротивление нагрузки регулятора тембра было намного больше его выходного сопротивления Rнрт?(5…10)Rвыхрт?(5…10)[R1R3/(R1+R3)+R4], а внутреннее сопротивление источника сигнала намного меньше входного сопротивления регулятора: Rвыхис?(0,1…0,2)Rвхрт?(0,1…0,2)(R1+R3).

Расчет регулятора тембра с помощью программы Е. Москатова

Для частного случая глубины регулировок ±20 дБ, частот регулировки fнр=72 Гц, fвр=16000 Гц Евгением Москатовым из города Таганрога разработана программа «Timbreblock 4.0.0.0» (рис. 8).

Рис. 8. Вид окна программы Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0» [8]

Результаты расчета для различных значений сопротивлений переменных резисторов регулятора тембра сведены в табл. 1.
table_1.rar | Файл 26,89 Kb загружен 115 раз.
Расчет выполнен по следующим соотношениям: R1 = R3; R2 = 0,1R1; R4 = 0,01R1; R5 = 0,06R1; C1[нФ] = 105/R3[Ом]; C2 = 15C1; C3 = 22C1; C4 = 220C1.
При R1=R3=100 кОм темброблок будет вносить затухание около 20 дБ на частоте 1 кГц. Можно взять переменные резисторы R1 и R3 другого номинала, пусть, для определенности, в наличии оказались резисторы сопротивлением 68 кОм. Несложно пересчитать номиналы постоянных резисторов и конденсаторов мостового регулятора тембра без обращения к программе или табл. 1: уменьшаем величины сопротивлений резисторов в 68/100=0,68 раза и увеличиваем емкости конденсаторов в 1/0,68=1,47 раза. Получаем R1=6,8 кОм; R3=680 Ом; R4=3,9 кОм; С2=0,033 мкФ; С3=0,33 мкФ; С4=1500 пФ; С5=0,022 мкФ.

Для плавной регулировки тембра необходимы переменные резисторы с обратной логарифмической зависимостью (кривая В).
Наглядно просмотреть работу спроектированного регулятора тембра позволяет программа Tone Stack Calculator 1.3 (рис. 9).

Рис. 9. Моделирование регуляторов тембра для схемы, изображенной на рис. 8

Программа Tone Stack Calculator предназначена для анализа семи типовых схем пассивных регуляторов тембра и позволяет сразу показать АЧХ при изменении положения виртуальных регуляторов.

Регулятор тембра с небольшим диапазоном регулировок

В по-прежнему популярной конструкции предварительного усилителя Ю. Солнцева [5] применен пассивный регулятор тембра, показанный на рис. 10.

Рис. 10. Схема пассивного регулятора тембра из [5]


Отличие от регулятора, изображенного на рис. 6 заключается во введении резисторов R5, R7, предотвращающих монотонный подъем (R5) и спад (R7) АЧХ с ростом частоты.

Делаем «правильный» регулятор тембров

На практике могут быть использованы все приведенные выше схемы пассивных регуляторов тембра, что открывает простор для творчества.
Для выбора «своего» регулятора тембра были проведены субъективные прослушивания, в ходе которых выяснилось, что регуляторы с небольшим (от ±6 до ±10 дБ) пределами регулирования практически не ухудшают качество звучания. Небольшой диапазон регулировок вполне достаточен для устранения мелких огрехов фонограмм и в то же время не допускает «накручивания» тембров, которым грешат многие любители.
В итоге я выбрал схему темброблока с пределами регулирования ±8 дБ, показанную на рис. 10 со следующими значениями пассивных элементов: R1=15 кОм, R2=R6=50 кОм, R3=4,02 кОм, R4=5,1 кОм, R5=2,4 кОм, R7=2 кОм, C0=1 мкФ, C1=0,1 мкФ, C2=0,33 мкФ, C3=3300 пФ, C4=0,01 мкФ.

Предварительный усилитель для «студенческого» УМЗЧ

Перейдем к построению предварительного усилителя для «студенческого» УМЗЧ.
Принципиальная схема одного канала усилителя для УМЗЧ Питера Смита представлена на рис. 11. Входной сигнал подается непосредственно на пассивный регулятор тембра. Дело в том, что современные источники звука (персональный компьютер, ноутбук, проигрыватель компакт-дисков, DVD – проигрыватель) имеют малое выходное сопротивление и высокий уровень сигнала, достаточный для непосредственной работы с усилителем мощности (0,5…2 В эфф.).

Фильтр R1 – R3, C2, C3 производит регулировку тембра в нижней частотной области, а R5, - R7, C4, C5 – в верхней. Буферный резистор R4 служит для уменьшения влияния фильтров друг на друга. Параметры элементов фильтров выбирают таким образом, чтобы примерно в среднем положении движков резисторов регуляторов тембра R2 и R6 АЧХ была горизонтальной; при этом коэффициент передачи регулятора тембра меньше единицы.

При перемещении движка резистора R2 в верхнее (по схеме рис. 11) положение получаем подъем АЧХ на нижних частотах; смещая движок в нижнее положение – завал. Аналогичным образом работает регулятор тембра R6, который осуществляет регулировку АЧХ в области высоких частот.

Регулятор тембра нагружен на регулятор уровня сигнала R8.1, далее следует усилительный каскад на малошумящем операционном усилителе OPA2134, включенном по неинвертирующей схеме. Его назначение – компенсировать затухание, вносимое регулятором тембра и обеспечить низкое выходное сопротивление, необходимое для работы усилителя мощности.

На выходе предварительного усилителя установлена индуктивность L1 – «бусинка» из феррита, применяемая в телевизорах и компьютерной технике (материнских платах, платах ввода-вывода, мониторах и т.п.). В результате принятых мер коэффициент гармоник предварительного усилителя на частоте 1 кГц не превышает одной десятитысячной доли процента!
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Рис. 11. Принципиальная схема темброблока и предварительного усилителя для «студенческого» УМЗЧ


Экспериментальная проверка нескольких экземпляров операционных усилителей показала, что и без конденсатора в заземленной ветви делителя отрицательной обратной связи постоянное напряжение на выходе составляет единицы милливольт. Тем не менее, из соображений универсальности применения, на входе темброблока и выходе предварительного усилителя включены разделительные конденсаторы (С1, С6).
В зависимости от требуемой чувствительности усилителя величину сопротивления резистора R10 выбирают из табл. 2. Следует стремиться не к точному значению сопротивлений резисторов, а их попарному равенству в каналах усилителя.
Таблица 2

table_2.rar | Файл 11,53 Kb загружен 128 раз.

Главным недостатком пассивного регулятора тембра является низкий коэффициент передачи. Другой недостаток заключается в том, что для получения линейной зависимости уровня громкости от угла поворота необходимо использовать переменные резисторы с логарифмической характеристикой регулирования (кривая «В»).
Достоинством пассивных регуляторов тембра является меньшие искажения, чем активных (например, регулятора тембра Баксандала, рис. 12).

Рис. 12. Активный регулятор тембра П. Баксандала

Как видно из схемы, показанной на рис. 12, активный регулятор тембра содержит пассивные элементы (резисторы R1 - R7, конденсаторы C1 – C4), включенные в стопроцентную параллельную отрицательную обратную связь по напряжению операционного усилителя DA1. Коэффициент передачи данного регулятора в среднем положении движков регуляторов тембра R2 и R6 равен единице, а для регулировки используются переменные резисторы с линейной характеристикой регулирования (кривая «А»). Иными словами, активный регулятор тембра свободен от недостатков пассивного регулятора.
Однако по качеству звучания этот регулятор явно хуже пассивного, что замечают даже неискушенные слушатели.

Детали

Сдвоенный операционный усилитель DA1 с полевыми транзисторами на входе типа OPA2134 может быть заменен на ОРА2604 или LM4562NA.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.


Монтаж и налаживание

Перед монтажом желательно провести входной контроль всех элементов. Я уже давно взял за правило попарно подбирать компоненты в каналах усилителя. Вот и для этой конструкции подобрал резисторы и конденсаторы с точностью до одного процента. Сделать это оказалось не так сложно: отбор происходил из 6 – 8 элементов каждого номинала.

Наверняка такая точность подбора не нужна, но результатом проделанной работы стало практически идеальное совпадение АЧХ по каналам предварительного усилителя.

Все детали предварительного усилителя размещены на печатной плате размером 125х45 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм (рис. 13).
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен только полноправным членам сообщества и подписчикам.
Пожалуйста, ознакомьтесь с условиями доступа.

Рис. 13. Размещение деталей на печатной плате


Элементы, относящиеся к правому каналу предварительного усилителя, обозначены со штрихом. Такая же маркировка выполнена и в файле печатной платы (с расширением *.lay) – надпись появляется при подведении курсора к соответствующему элементу.
Вначале на печатной плате устанавливают малогабаритные детали: проволочные перемычки, резисторы, конденсаторы, ферритовые «бусинки» и панельку для микросхемы. В последнюю очередь монтируют клеммники и переменные резисторы.
После проверки монтажа включают питание и контролируют «ноль» на выходах операционного усилителя. Смещение составляет 2 – 4 мВ.
При желании можно погонять устройство от синусоидального генератора и снять характеристики (рис. 14).


Рис. 14. Установка для снятия характеристик предварительного усилителя


Характеристики предварительного усилителя:

Напряжение питания, В=±15
Ток потребления, мА=8…10
Номинальное входное напряжение, В=0,775
Номинальное выходное напряжение, В=0,775
Полоса частот по уровню -0,5 дБ, Гц=25…100000
Диапазон регулировки тембра, дБ
на частоте 40 Гц=±7,
на частоте 10 кГц=±7
Коэффициент гармоник при входном напряжении 1 В, %
на частоте 1 кГц=0,0001,
на частоте 20 кГц=0,002
Отношение сигнал/шум (невзвешенное), дБ=89
Входное сопротивление, кОм=20
Выходное сопротивление источника сигнала, кОм, не более=1,8

Можно включить устройство с усилителем мощности и послушать музыку.
Об этом в следующей части проекта.

Файлы

Файл XLS с расчетом регуляторов тембра, схему и печатную плату предварительного усилителя можно взять тут:
part2.rar | Файл 90,61 Kb загружен 532 раз.

Упомянутые источники

1. Дайджест // Радиохобби, 2003, №3, с.10, 11.
2. Стародуб Д. Блок регуляторов тембра высококачественного усилителя НЧ // Радио, 1974, №5, с. 45, 46.
3. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. – М.: Мир, 1991, с. 150 – 153.
4. Шихатов А. Пассивные регуляторы тембра // Радио, 1999, №1, с. 14, 15.
5. Ривкин Л. Расчет регуляторов тембра // Радио, 1969, №1, с. 40, 41.
6. Солнцев Ю. Высококачественный предварительный усилитель // Радио, 1985, №4, с.32 – 35.
7. //www.moskatov.narod.ru/ (Программа Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0»).
Владимир Мосягин (MVV)
Россия, Великий Новгород
Профиль MVV
Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.
Специальность по диплому радиоинженер. К.т.н.

Автор книг "Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником", "Секреты радиолюбительского мастерства", соавтор серии книг "Для прочтения с паяльником" в издательстве "СОЛОН-Пресс", имею публикации в журналах "Радио", "Приборы и техника эксперимента" и др.
 

Понравилось? Палец вверх!

  • всего лайков: 123

Поделись с друзьями!

Связанные материалы:


Входной буфер и регулятор уровня громкости для УМЗЧ. Часть 1

В усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), выполненных по схеме инвертирующего усилителя...

Усилитель для наушников с параллельным повторителем по Солнцеву. Creative E-MU 0204

К сожалению, встроенный телефонный усилитель USB-ЦАПа «Creative E-MU 0204» с трудом справляется...

Варианты цепей защиты входа интегратора УМЗЧ

Учитывая, что напряжение питания усилителя мощности обычно превышает напряжение питания...

Новое звучание TDA2822M. Усилитель с изменяемым выходным сопротивлением

Известно, что повышение выходного сопротивления усилителя мощности звуковой частоты (УМЗЧ) способно...

Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-3. Усилитель в режиме ИТУН

Не мечтай, действуй! Незабываемый кадр из незабываемого фильма. Сейчас Марти МакФлай вжарит!!!...

История ремонта и модернизации «Радиотехника У-101-стерео»

Хочу рассказать о моей истории ремонта и модернизации усилителя «Радиотехника У-101-стерео». Вроде...

Ламповый усилитель для гитарного комбика

Всем привет !! Давно хочу собрать какой нибудь усилитель и колонки чтоб дома можно было слушать...

Предусилитель для гитарного комбика и самый дешевый комбик для дома

С завидным постоянством на форуме в той или иной интерпретации мелькает тема о том как сделать...

Усилитель "The Naked Amp" на 3-х транзисторах.

Этот усилитель я собрал 4 месяца назад на работе из того, что было под рукой. Название усилителя...

Allegro - усилитель для наушников на LT1259

Хотелось сделать быстро, но по возможности качественно. После непродолжительных поисков, из...

Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. Атаев Д. И., Болотников

Атаев Д. И., Болотников В. А. Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. — М.:...

Рачев Д. Вопросы любительского высококачественного звуковоспроизведения.

Рачев Д. Вопросы любительского высококачественного звуковоспроизведения. - Л.: Энергоиздат, 1982. -...
<
  • Гражданин
5 ноября 2012 13:04

Сергей / metrolog

  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Владимир, спасибо. Познавательно и полезно.
Предварительный усилитель с регулятором тембра по схеме Д. Стародуба я несколько лет готовился собрать, и главным тормозом стало не отсутствие ползунковых резисторов, а необходимость мотать дроссели на колечках (особенно НЧ звено). Сдался в конце концов...

<
  • Гражданин
5 ноября 2012 14:14

Александр / Халява

  • С нами с 22.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 16 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Metrolog, я как раз про эти дросселя и хотел узнать. Их надо как-то по особому мотать или можно купить готовые? Хотя на подобие таких я уже выпаивал от плат телевизора или откуда-то ещё, точно не вспомню. Но где-то лежат они точно.
Я уже просто начинаю печатку травить. Половина деталей есть, кроме OPA2134PA; dip 8, SCSM-8; ну и ещё пару деталей. Да и правда транса у меня такого нет. Ну ничего... Что-нибудь придумается. Главное появилось желание собрать это и проверить.
Статья великолепна.

<
  • Гражданин
5 ноября 2012 16:35

Егор / Diamond

  • С нами с 13.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 18 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Вот это труд! Спасибо огромное за качественную статью! Может и КИТ наклюнется. drinks

<
  • Гражданин
5 ноября 2012 23:28

Сергей / metrolog

  • С нами с 5.01.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 90 комментариев
  • 5 публикаций
 
  • 0
Metrolog, я как раз про эти дросселя и хотел узнать.

Саша, по-моему вы немного запутались, я имел ввиду схему Д. Стародуба ( Рис.1).
А в вашей схеме действительно стоит дроссель-развязка, коих полно в телевизорах, так что все нормально.

<
  • Гражданин
6 ноября 2012 02:04

Александр / al Ex

  • С нами с 13.12.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 112 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Цитата: metrolog
необходимость мотать дроссели на колечках (особенно НЧ звено).

Это не самое сложное, я аккуратно раскалывал кольцо пополам и мотал на разных половинах. Проблема была в чувствительности к наводкам, причем каждый фильтр вылавливал из общего шума-гама свои и "преподносил" их слушателю. Очень критично было и расположение этих дросселей в пространстве. Пришлось ставить их отдельно в экранах, да и еще крутить-вертеть.
Спасибо, молодость напомнили...

<
  • Гражданин
6 ноября 2012 03:47

Дмитрий / Dimonos

  • С нами с 23.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 48 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
Статья очень хорошая, практически все разъяснения даны.
У меня вопрос к автору: не заметили ли Вы отличий в переменных резисторах выпускавшихся в СССР и импортных, которых сейчас большинство.
А именно разницу в сопротивления половин дорожек при установке движка ровно на середину.
В резисторах одинакового сопротивления и одинаковой зависимости регулирования.
Отношение большей половины к меньшей дает разные числа. Т.е кривые немного разные.
Это имеет отношение к расчету и к АЧХ в среднем положении.

<
  • Гражданин
6 ноября 2012 14:11

Роман / 2780

  • С нами с 20.01.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Автор проделал большую и полезную работу по систематизации информации. Как это часто бывает, автоматически были систематизированы и некоторые мифы :)
Нужно иметь в виду что Селф - это вообще ни разу не истина в последней инстанции, не позиция РТ в тракте определяет общий уровень искажений, а межкаскадное согласование уровней и импедансов.
Что касается активных усилителей - ключевая проблема это параметры ОУ при большом сигнале на высоких частотах. Для избежания этой проблемы при уровне регулировок +20дБ и более на ВЧ необходимо обеспечить достаточный выходной ток и петлевое усиление на частотах от 10кГц, что конечно может не каждый ОУ - отсюда и легенды о каких-то специфических искажениях. На самом деле это касается и пассивных РТ, просто в силу меньших уровней сигнала в пассивном тракте требования по нагрузочной способности на ВЧ меньше.
Входной каскад на составном повторителе на КТ361 - стесняюсь спросить, какой там уровень шума.

<
  • Гражданин
6 ноября 2012 21:28

Сергей Илларионов / illarionovsp

  • С нами с 25.06.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Статья хороша. Сразу видно, что призведена большая работа. Владимир, а вопросы такие.
1. Ваше отношение к китайским комплектующим. Я для смеха купил сдвоенные потенциометры по 20 руб/шт. Так доволен. Крутятся легко, без скрипа. При вращении в звуке нет посторонних шумов и тресков.
2. Что даёт дроссель в выходной цепи. То, что хуже не будет, ясно. А лучше?
3. Электролитический конденсатор С6 в сигнале. Аудиофилы нас не побьют?
4. Ваше отношение к повсеместному уменьшению сопротивлений потенциометров? Может уменьшить до 10 .. 20 кОм?

<
  • Автор
7 ноября 2012 19:17

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Дмитрий,
вопрос о кривых регулировки отечественных и зарубежных переменных резисторов как нельзя лучше походит к вашей статье «Характеристика резистора для пассивного регулятора громкости» wink .
А если серьезно, возможности сравнить, практически нет, к каждой конструкции приобретаю импортные переменные резисторы, поскольку отечественные встречаются все реже и реже.

Роману.
Лично я уважаю Дугласа Селфа как специалиста. Взять хотя бы его книги, систематизирующие знания в области построения усилителей звуковых частот. Да, не со всеми постулатами можно полностью согласиться, где-то и поспорить, но для этого нужно как минимум провести эксперименты и подготовить публикацию с веской аргументацией своей позиции. Говорить, что «Селф – это вообще ни разу не истина в последней инстанции» по меньшей мере, неуважительно.

Систематизировать мифы я не планировал, а говорю о конкретной группе усилителей мощности звуковой частоты, в которых присутствует проблема согласования, обнаруженная Д. Селфом. Тут же дана ссылка на литературу, где размещены исчерпывающие подробности вопроса.

Что касается сравнения активных и пассивных регуляторов тембра (РТ), я не случайно привел схему активного РТ (рис. 12). Именно для того, чтобы не было легенд, а пытливые и заинтересованные читатели смогли сами сравнить их звучание.

Входной каскад на КТ361Б. В своем блокноте нашел только, что поставил транзисторы с коэффициентом передачи h21э=250. Если бы схема имела неприемлемые шумовые параметры, я искал бы другое построение тракта и навряд ли слушал бы пластинки с «Веги-106 Стерео».

Сергею.
Отношение к комплектующим изделиям из Китая. В последнее время заметил, что есть, по крайней мере, две группы таких комплектующих. Одна представляет собой низкосортные изделия мелких фирм, а другая – заметно лучшие, изготовленные на крупных предприятиях поднебесной. К настоящему проекту я также как и вы, приобрел китайсткие переменные резисторы (правда, подороже), и тоже доволен.

Дроссель на выходе предварительного усилителя позволяет убрать из сигнала различные артефакты, коих сейчас предостаточно: помехи, вызванные беспроводным оборудованием, мобильными телефонами и т.п. По идее, такие дроссели нужны как на входе, так и на выходе предварительного усилителя.

Электролитический конденсатор на выходе – кощунство с точки зрения аудиофилов. Могут побить yes . Но эта конструкция для начинающих, и нельзя допустить, чтобы они разочаровались в электронике, не осилив такой простой УЗЧ. Желающие могут поэкспериментировать: убрать С6, поискать биполярный конденсатор и т.п.

Уменьшение сопротивления переменных резисторов. Понятно, что с точки зрения шумов, чем меньше сопротивление, тем лучше. С позиций звука – совершенно необязательно. Я заметил, что высокое входное сопротивление каскадов предварительного усиления способствует лучшему воспроизведению низких частот.

Можно уменьшить сопротивление переменных резисторов до 10…20 кОм, но это приведет к уменьшению входного сопротивления (до 4…8 кОм), и необходимости иметь источник сигнала с низким выходным сопротивлением (360…1000 Ом). Напрашивается каскад предварительного усиления (или повторитель) перед регуляторами тембра.

Учитывая это, я еще на этапе проектирования предлагаемого в этом проекте предварительного усилителя разработал и проверил на макетной плате новый предварительный усилитель с буферным каскадом перед РТ. Конструкция получилась удачной и универсальной, и при благоприятных стечениях обстоятельств я опишу ее отдельной статьей.

<
  • Гражданин
8 ноября 2012 01:11

Сергей / Sergey49

  • С нами с 5.11.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 60 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
...а для чего нужен контактный пяточёк между R4 и R1 на печатной плате?

<
  • Гражданин
8 ноября 2012 01:32

Дмитрий / Dimonos

  • С нами с 23.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 48 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
Цитата: MVV
Можно уменьшить сопротивление переменных резисторов до 10…20 кОм, но это приведет к уменьшению входного сопротивления (до 4…8 кОм), и необходимости иметь источник сигнала с низким выходным сопротивлением (360…1000 Ом). Напрашивается каскад предварительного усиления (или повторитель) перед регуляторами тембра.

К тому же, чем меньше сопротивление переменных резисторов, тем больше емкости.
При 10 ком нужны емкости под 2мкф. а при 50ком максимум 0.15мкф.

<
  • Гражданин
8 ноября 2012 09:43

Сергей Илларионов / illarionovsp

  • С нами с 25.06.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Дима, при уменьшении сопротивлений потенциометров с 50 до 10 кОм, все номиналы изменятся ровно в 5 раз. и конденсатор потребуется 0.75 мкФ, а никак не 2 мкФ.

<
  • Гражданин
9 ноября 2012 08:53

Роман / 2780

  • С нами с 20.01.2009
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 8 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Владимир!
Не обижайтесь. Селф - действительно много чего написал. На русский переведено от силы статьи 3-4. Он конечно талантливый популяризатор. Но право, ссылка на него как на гуру - это перебор.
Что касается шума КТ361: это довольно шумный прибор, с таким h - особенно. Кстати, чем мерили и при каких режимах? У таких транзисторов не маленькие для кремния обратные токи, не каждый мультиметр честно померяет h.
Составной повторитель на входе с током покоя 3мА - это хозяйство должно шипеть как паровоз при торможении
А про Вегу-106 как качественный источник я правда не понял - это вы шутите?

<
  • Автор
9 ноября 2012 12:59

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Роман, никакой обиды не держу. Все-таки посмотрите ссылку на журнал «Радиохобби». Кстати, там же свое мнение по данному вопросу высказывает Николай Сухов.
На макетке собрал повторитель по схеме рис. 2, включил в тракт с ламповым усилителем, звук ухудшает, но никакого паровоза, все в пределах допустимого, ведь уровень сигнала 250…500 мВ.
Про «Вегу-106» - не шутка. Напоминаю, что рис. 2 – схема 1975 года, извлеченная из моего блокнота. Мультиметров в современном исполнении тогда не было. Измерения h21э проводил на самодельном приборе, довольно точном.

Сергей, контактный пятачок на печатной плате нужен для красоты, хотя, если честно, когда его делал, то думал, вдруг пригодится при борьбе с фоном. Не забудьте соединить с общим проводом корпуса переменных резисторов или поместить устройство в металлический корпус.



<
  • Гражданин
9 ноября 2012 22:32

Сергей / Sergey49

  • С нами с 5.11.2008
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 60 комментариев
  • 1 публикация
 
  • 0
Цитата: MVV
контактный пятачок на печатной плате нужен для красоты, хотя, если честно, когда его делал, то думал, вдруг пригодится при борьбе с фоном.

Печатку уже подкорректировал, вся плата будет заключена в жестяной корпус. smile

<
  • Гражданин
10 ноября 2012 22:38

Дмитрий / Dimonos

  • С нами с 23.02.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 48 комментариев
  • 3 публикации
 
  • 0
Цитата: illarionovsp
Дима, при уменьшении сопротивлений потенциометров с 50 до 10 кОм, все номиналы изменятся ровно в 5 раз. и конденсатор потребуется 0.75 мкФ, а никак не 2 мкФ.

Верно, я видимо ошибся с мах 0.15 мкф. Скорее всего я не в ту ячейку таблицы посмотрел...
Невнимательность....
Тем не менее в расчете из статьи фигурируют емкости C2 довольно приличные. Смотря какую схему и на какую частоту считать.
С2 может быть и больше 2мкф с переменниками 10ком.
Я думаю это неважно, раз не пугают большие габариты емкостей.
Я вот до сих пор не видел сдвоенных переменников нужной группы на 10ком. Вот это да.
20 есть , а ниже нету.

Переменники на 50 ком (по виду точно такие как на фото в статье) купленные недавно для темброблока показывают разброс в парах. Довольно приличный. Причем один из пары ( сдвоенной) почти идеально подходит к другой из другого резистора.Попробую переставить...
Почему бы прямо на заводе этим не заниматься, на ейном скоростном производстве
made in china ???

Сдвиг кривой регулирования у переменников времен СССР и теперешних импортных
имеется. По крайней мере у всех которые есть у меня.
Я это к тому, что расчеты скорее всего сделаны для резисторов советского производства.
Т.е посчитав по программе и применив импортные резисторы бдьте готовы к тому, что АЧХ
в среднем положении будетиметь некоторый подъем (около 3дб).
Физически угол различается в около 30 градусов.
Т.е 0 АЧХ будет не на 12 часов, а на 11.
Это легко поправимо-ручку переставить и все, но думаю знать не помешает.
Если я не прав, будет только лучше.

Еще интересно почему полная схема пассивного темброблока (с шунтирующими резисторами) позиционируется как высококачественная в отличие от упрощенной схемы?
В чем особенность?
Дело в том, что ВЧ тембр регулируется как то по особенному: сначала очень плавно и незаметно, потом более резко. И АЧХ на ВЧ необычная (АЧХ из примера расчета автора)
Мелькнула даже мысль, а не линейные ли резисторы нужны в ВЧ тембр?
Кто в курсе?
Форма АЧХ (из примера автора), кстати чем то напоминает форму АЧХ регулятора тембра В. П. Матюшкина. Разница только в изгибе кривой НЧ.

<
  • Гражданин
13 ноября 2012 14:38

Сергей Илларионов / illarionovsp

  • С нами с 25.06.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 13 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Мои китайцы чуть другие, очень похожие. Написано на них IEC A10K. Только они не А латинское, а В латинское, т.е. линейные. У меня 4 шт.
Самый худший 8.92+9.51 кОм. Лучший 9.47+9.48 кОм.
Среднее положение: 4.49+4.89 кОм и 4.73+4.74 кОм. Точнее, вроде, не бывает.
Конденсаторы плёночные, согласен, габаритные, но что делать.

<
  • Главный редактор
15 ноября 2012 02:04

Игорь Петрович Котов / Datagor

  • С нами с 25.02.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 1 604 комментария
  • 257 публикаций
 
  • 0
2780,
Роман, спасибо за вашу публичную заявку!
Возможность комментирования вернется к вам после опубликования 3х ваших статей.

<
  • Гражданин
5 января 2015 00:38

Николай / VNN84

  • С нами с 9.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Уважаемый автор, есть пара вопросов по схеме:
1) для чего такой большой номинал на выходе (22 мкФ)?
2) почему не стоит ФНЧ на входе схемы или ОУ чтобы не собирать всякий хлам вокруг?

<
  • Гражданин
4 февраля 2015 23:09

Николай / VNN84

  • С нами с 9.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Зачем-то почистили мои вопросы, не понятно вообще...?
Собрал я эту схему РТ. Как и были мои опасения - регулировка НЧ происходит на совсем низкой частоте и на слух воспринимается как регулировка не басса, а "бубнежа". Даже чисто субъективно такая регулировка не воспринимается: крутишь с одной целью, а получается совсем другое и в неявном виде.
РТ с частотам 100 Гц и 10 кГц (как у Москатова) идеально регулируют НЧ зону, там реально крутиться тот басс, который прям "стучит", а не "бубнит".
Поэтому повторю вопрос: как в последней схеме пересчитать частоты регулировки. Файл EXCEL считает только первые две схемы, а как быть с конечной?

<
  • Автор
10 апреля 2015 15:03

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Николай, проще было написать личное сообщение, такая возможность имеется на сайте. Тем более, что ваши высказывания подвергались правке модератором.

Общение на уровне оскорблений не делают чести ни одной стороне споров. Ведь неадекватность чьего-то поведения объясняется тремя причинами: гениальностью, личным несчастьем или чьим-то успехом. Подтверждения этому, к сожалению, имеются на сайте. Посмотрите обсуждения многих статей, и вы отчетливо увидите вторую и третью причины такого поведения.

Несмотря на простоту, предварительный усилитель с регулятором тембра (РТ) обеспечивает высокое качество звучания, особенно с подобающей акустикой.

Я не сомневаюсь, что любители творчески подойдут к выбору «своего» РТ, оценив возможности имеющихся акустических систем.

Про фильтр нижних частот на входе косвенно упомянуто в комментарии к данной статье от 07.11.2012 (про дроссель и электролитический конденсатор на выходе). Чтобы не пропустить наводки от массы современного электронного оборудования можно включить дроссель (бусинку) на входе РТ.

Выбор величины емкости переходных конденсаторов обоснован в Полный усилитель на микросхемах. Часть 5-4. Токовая помпа Хоуленда в выходном каскаде УМЗЧ. Цель такого решения – снижение искажений и уровня шумов устройства.

Я рекомендую провести расчет регулятора тембра, показанного на рис. 10 (рис. 11) следующим образом. Воспользуйтесь материалом, имеющимся в статье, например, расчетом упрощенного мостового РТ (рис. 6, 7) или программой Евгения Москатова (рис. 8), определите значения элементов РТ.

Затем вычислите значения двух недостающих резисторов по следующим приближенным выражениям:
R5[кОм]=(7…9)/C4[нФ],
R7[кОм]=(13…20)/C5[нФ].

Значения указанных резисторов уточняются при налаживании РТ.

<
  • Гражданин
10 апреля 2015 15:27

Николай / VNN84

  • С нами с 9.03.2010
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 11 комментариев
  • 0 публикаций
 
  • 0
Спасибо за ответ! Обозначает ли последнее утверждение, что уточнение резисторов R5 и R7 несет многократное снятие АЧХ РТ?

<
  • Автор
10 апреля 2015 15:59

Владимир Мосягин / MVV

  • С нами с 21.09.2011
  • Ушёл в реал Пользователь offline
  • 146 комментариев
  • 37 публикаций
 
  • 0
Нет, все гораздо проще. Достаточно убедиться, что в верхнем и нижнем положениях резистора R6 (R6.1) уровни затухания на частоте fвр и верхней частоте рабочего диапазона (20 кГц) примерно равны.
Назначение резисторов как раз и состоит в том, чтобы убрать монотонный подъем (R5) и спад (R7) АЧХ с ростом частоты.

Информация
Вы не можете участвовать в комментировании. Вероятные причины:
— Администратор остановил комментирование этой статьи.
— Вы не авторизовались на сайте. Войдите с паролем.
— Вы не зарегистрированы у нас. Зарегистрируйтесь.
— Вы зарегистрированы, но имеете низкий уровень доступа. Получите полный доступ.