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.
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.
Содержание / Contents
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.
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.
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.
fнп < f0 < fвпВ 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.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.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.
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).
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.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
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.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.
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.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!
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.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
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.Сдвоенный операционный усилитель DA1 с полевыми транзисторами на входе типа OPA2134 может быть заменен на ОРА2604 или LM4562NA.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.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).
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
Напряжение питания, В=±15Ток 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.
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте. 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»).
Камрад, смотри полезняхи!
Владимир Мосягин (MVV)
Россия, Великий Новгород
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.
Это статья посвящена музыкантам, которые мечтают о ламповом усилителе, но не очень «дружат с паяльником». Сам я начинающий, и побаиваюсь собирать сложные схемы, для двухтактных усилителей, где нужно мотать самому трансформаторы
. Поэтому, полазив по интернету, нашел отличную схему, минимум деталей, минимум затраченного времени на сборку, как раз то что нужно.
Корпус взят от транзисторного комбика Fender r15. Получилось, на мой взгляд, очень неплохо.
Содержание / Contents
За основу была взята схема однотактного усилителя на лампе 6П14П с темброблоком, но его (темброблок) в последующем пришлось выкинуть (далее объясню, почему).
Начну с самого главного — с трансформаторов. На выходе стоит ТВ3-Ш, силовик я использовал ТАН 28. Перематывать мне ничего практически не пришлось, кроме выходного трансформатора, т.к. он расчитан на сопротивление динамика 4Ом(если у вас есть такой, вам повезло, доматывать не придется). В моем усилителе стоит 8 омный динамик, пришлось доматывать(поверх вторички 35-38 витков проводом 0.62).
По силовому трансформатору: напряжения на вторичках должны быть примерно 200-220В(после выпрямлителя около 300В)и 6.3В. Пойдут трансформаторы ТАН 32, 33, 35, 37, 46, 47.
Для спайки всех элементов я использовал навесной монтаж, кроме схемы блока питания. БП я спаял на макетной плате (нарисовал в формате .lay)
▼ Файловый сервис недоступен. Зарегистрируйтесь или авторизуйтесь на сайте.
Конденсаторы использовал пленочные к73-17, резисторы проволочные, переменные резисторы Alpha (можно и наши аналоги). Усилитель начинает работать сразу, дополнительных настроек не требует.
Спаяв схему с темброблоком я наткнулся на небольшую проблемку: потеря мощности. Для такого усилка, это ,как мне показалось, очень плохо. На максимальной громкости не «дотягивает». Поэтому я решил выкинуть его из схемы (спасибо за помощь датагорцам, которые помогли мне в этом). Что получилось в итоге:
Результат превзошел все мои ожидания, мощность возросла существенно. На полной громкости уши не терпят!!! Очень доволен звучанием, четкий, прозрачный, сочный. Если правильно собрать, то усилитель фонить не будет: провода идущие на силовой транс и от него замотать в «косичку».
Усилитель на шасси
Для дома, мне думается, лучший вариант.
Дерзайте! :bully:
Камрад, смотри полезняхи!
Имя героя неизвестно (Felix)
Местоположение в тайне.
О себе автор ничего не сообщил.
Я бы не был столь категоричным. Некоторые двухполосные активные мониторы звучат весьма ровно.Да и собственный опыт опровергает эти утверждения. У меня три стерео усилителя разной конфигурации(два РР и один SE) обеспечивают абсолютно однородную сцену и легко подстраиваются под разную акустику.
Не надо путать божий дар с яичницей. Подстройка усиления каналов многоканального усилителя под конкретную акустику — обязательная операция, которая делается один раз. Если предположить, что каждый из динамиков АС в своей полосе звучит правильно, эта подстройка обязана убрать разнобой отдачи динамиков и получить ровную АЧХ. А задача регуляторов тембра другая. Они должны скомпенсировать дефекты фонограммы, проявляющиеся в наши дни, в основном, завалом на ВЧ (пережатый МП3) и дефекты АС, проявляющиеся, в основном, в виде завала на самых низких из-за малогабаритности АС. Если пытаться скомпенсировать эти дефекты, регулируя усиление каналов многоканального усилителя, ничего хорошего не будет.
Может и лучше. Только это годится для какой-нибудь отдельной раритетной записи, а не для DVD с пятью сотнями МП3-файлов. Это во-первых. Во-вторых, слухи о нелинейности РТ сильно преувеличены, если, конечно, не пользовать в них керамические конденсаторы с высокой удельной емкостью. Фазовые характеристики, конечно, могут пострадать, но их мы не очень-то и слышим, не считая разнобоя фазовых характеристик между стереоканалами, а уж эту беду нетрудно свести к минимуму, подобрав детали РТ строго одинаковыми в обоих каналах.Добавляя в усилитель регулятор тембра, мы увеличиваем количество нелинейных элементов, что, возможно, скажется на ухудшении фазовых характеристик и увеличении нелинейных искажений. А не лучше ли подавать на усилитель сигнал, уже скорректированный по частоте в хорошем звуковом редакторе и записанный на болванку. С учётом характеристики АС, помещения, слуха и т.д.(это не относится к любителям граммзаписи…)
Кстати, никто не мешает поставить переключатель, который будет отключать при надобности этот РТ.
РЕГУЛЯТОР ТЕМБРА С ПСЕВДООБХОДОМ
Схем различных регуляторов тембра (РТ) много, но все они имеют свои недостатки. В этой статье хочется предложить несколько иной вариант РТ, призванный устранить некоторые недостатки существующих РТ и поднять качество регулировки тембра в целом. Для начала давайте рассмотрим недостатки, как пишут, самого лучшего из РТ (дающего самые меньшие искажения) — пассивного РТ Баксандала (Джонса). Вот его схема, взятая из интернета (Рис.1):
Рисунок 1. Схема пассивного РТ Баксандала
Посмотрите – здесь в среднем положении резисторов-регуляторов НЧ и ВЧ – когда тембр не изменен — сигнал гасится в несколько раз резисторами и конденсаторами. То есть в целом выполняется не какая-либо коррекция, а простое линейное снижение амплитуды сигнала при участии конденсаторов. Это очень не хорошо, т.к. перезарядка обкладок конденсаторов вносит паразитные призвуки в сигнал (об этом много написано в интернете). Для качественного звука требуются дорогие аудиофильские конденсаторы.
Вторым недостатком в среднем положении является некоторое искривление АЧХ теми же резисторами и конденсаторами. Нужны очень точные резисторы и конденсаторы. Но все равно абсолютной линейности АЧХ не получится.
Поэтому хорошо бы сделать так, чтобы в среднем положении регуляторов НЧ и ВЧ, конденсаторы полностью бы исключались из работы, а включались в работу постепенно, по мере поворота регуляторов к крайним положениям пропорционально величине изменения тембра. Таким образом в среднем положении регуляторов осуществлялся бы режим близкий к «Обходу» (как с помощью переключателя) — характеристика была бы без влияния конденсаторов на звук (без призвуков и нелинейности), а по мере изменения тембра, конденсаторы потихоньку включались бы в работу. Причем такой режим был бы более выгодным даже чем «Обход» с помощью переключателя – так как в положениях близких к средним задуманный РТ задействовал бы конденсаторы постепенно, а РТ Баксандала при выключении «Обхода» включает конденсаторы сразу «на полную».
Третий недостаток пассивного РТ Баксандала — это не вполне корректное суммирование ветвей НЧ и ВЧ вблизи частоты разделения сигнала (~1000 Гц) – простое суммирование на резисторах. Хотя для точного суммирования необходимо было бы суммирование сигналов ветвей НЧ и ВЧ выполнять на инвертирующем входе ОУ. Об этом так же написано в интернете. Соответственно звуки в районе 1000 Гц несколько размываются. В этом смысле все многополосные эквалайзеры размывают уже несколько частот звукового диапазона, это уже хорошо слышно. Как правило все многополосные эквалайзеры хочется выключить и слушать без них. Правда есть активный РТ Баксандала (схемы в Интернете) – там суммирование ветвей НЧ и ВЧ выполняется уже на инвертирующем входе ОУ – это некоторый плюс.
Четвертый недостаток пассивного РТ баксандала — это зачастую сильные трески при вращении движков регулировочных резисторов. Трески эти обусловлены плохим контактом ползунка, вызванным неоправданно большим током через этот ползунок, так как он участвует и в делении сигнала в несколько раз при любых положениях и в самой регулировке. Было бы лучше, чтобы в среднем положении резистора ток через ползунок вообще бы не шел – то есть можно было бы, грубо говоря, подковырнуть чем-то ползунок и звук бы не изменился. Ну, а по мере вращения ползунка к краям, ток по ползунку увеличивался бы постепенно (примерно так, как описано выше про конденсаторы). В этом случае вероятность треска снизилась бы в десятки раз.
Еще одним свойством РТ Баксандала (думаю, что это то же недостаток) является тот факт, что вблизи частот раздела НЧ и ВЧ (рис. 2) при регулировке тембра происходит очень резкое (не плавное) изменение амплитуд сигнала со слишком большим перемещением по частотам. На мой взгляд на рис. 2 вблизи частот разделения просто какой-то хаос кривых АЧХ. От нуля идет резкий изгиб характеристики. Практически так и есть, а в литературе обычно приводятся слишком красивые кривые, скорее даже желаемые или теоретические. Было бы лучше иметь плавный отход от нуля.
Рис. 2. Реальная характеристика пассивного РТ Баксандала, взятая из Интернета
Вот пожалуй это и все основные недостатки пассивного РТ Баксандала. Конечно, существует много схем активных РТ, в том числе и активный РТ того же Баксандала. Но везде пишут, что эти схемы дают звук похуже пассивного РТ. Мне кажется объяснить это отставание в качестве можно применением конденсаторов именно в обратной связи ОУ, когда микроискажение от конденсатора начинает циклически прокручиваться через обратную связь по нескольку раз — примерно как если смотреть в два направленных друг на друга зеркала – получаем бесконечное количество отражений. Думаю, можно утверждать, что конденсаторы при прямом прохождении сигнала (пассивном) меньше портят звук, чем находясь в обратной связи усилителя. Так что если стремиться к высококачественному РТ, то вероятно лучше – пассивному. Ну а в обратных связях ОУ применять только постоянные резисторы.
Вот и встала задача сделать РТ с отсутствием указанных выше недостатков. Но в основном он должен быть таким, чтобы в среднем положении регуляторов конденсаторы полностью исключались бы из работы и ток на ползунках в среднем положении был бы нулевым. Это – главное. Ну и, конечно, РТ должен быть пассивным. В целом задача решена. Так что читаем статью дальше и наслаждаемся.
Давайте посмотрим на схему варианта РТ, призванного снизить указанные выше недостатки – рис.3:
Рис. 3. Схема регулятора тембра (РТ) с псевдообходом
«С псевдообходом» этот РТ назван потому, что в среднем положении регулировочных резисторов в цепи прохождения сигнала нет ни одного конденсатора и участков резистивных дорожек переменных резисторов. Это почти то же, что и через контакты переключателя «Обход», но все-таки не переключатель – вот и «псевдо». В основе работы схемы лежит суммирование на резистивной дорожке регулировочных резисторов R3 и R4 рис.3 противофазных сигналов. На верхние выводы идет сигнал с А1-1 в фазе с входным, а на нижние выводы сигнал c А1-2 противофазный. В результате в среднем положении регуляторов (резистивной дорожки) сигналы суммируются и взаимно уничтожаются. На ползунке в среднем положении сигнал становятся равными нулю.
Благодаря этому нулю нет никакой добавки НЧ или ВЧ в чистый сигнал, который уже идет на инвертирующий смеситель А3 (точку «Е») через R7. Ни конденсаторы, ни переменные резисторы не принимают участие в прохождении сигнала. Ну а при отклонении ползунка регулировочных резисторов от среднего положения, в чистый сигнал с R7 добавляются или вычитаются сигналы с фильтров ВЧ и НЧ (с резисторов R8 и R9). В результате тембр изменяется. Хотя в обратной связи ОУ есть конденсаторы С2, С9, но они работают на частотах значительно выше звуковых – для устранения возможного самовозбуждения и отразиться на звуковых частотах никак не могут.
Данный РТ имеет интересную особенность – средняя точка регулировочных резисторов – обычно обозначаемая «0» или «Обход» или «Defeat» или «System direct» или «Direct tone» находится не в середине резистивной дорожки резисторов регуляторов тембра, а значительно смещена влево. Положение «0» показано на рис. 4. Это обусловлено тем, что вычитание того же числа в большей степени изменяет относительный результат, чем суммирование. Приходится противофазный сигнал при подаче на регулировочные резисторы делать примерно 0,4 от фазного. Только тогда регулировки в + и в – будут одинаковы (в децибелах) относительно входного сигнала.
Рис. 4. Место нулевой точки (Обхода) на регулировочных резисторах
Важным свойством данного РТ, является то, что он не имеет завала частот на самых краях звукового диапазона (30 Гц и 16 кГц) – рисунок 5, особенно по сравнению с РТ на основе гираторов или колебательных контуров.
Рис. 5. Практическая характеристика регулятора тембра (РТ) с псевдообходом
Здесь характеристика НЧ плавная от нуля до предела слышимости (~30 Гц), а у других регуляторов ниже 100 Гц усиление может падать. Примерно та же ситуация и с ВЧ – здесь плавная вогнутая кривая идет за частоты предела слышимости. На обычных РТ характеристика горбатая с завалом частот на краях звукового диапазона (после 60 … 100 Гц). Горбатость — это очень прискорбный факт, приводящий к тому, что часто на низких частотах можно услышать бубнение и гул, а на высоких частотах – металлический призвук. Для правильного восприятия звука горбы не желательны. В интернете много графиков РТ с горбатостью. На рис.2 один из них.
Так для высококачественной аппаратуры горбы вообще недопустимы, а, вот для простенькой аппаратуры с небольшими звуковыми колоночками – наоборот хорошо – динамики не будут перегружаться глубокими НЧ, ну и не требуются фильтры, отсекающие глубокие НЧ в некоторых устройствах. Так что предлагаемый РТ подходит в основном для относительно мощных качественных систем с большими колонками, способными воспроизводить глубокий бас. Ну и для качественных наушников. Тогда можно реально насладиться полным и ровным диапазоном звуковых частот. А для маленьких колоночек – пожалуйста РТ Баксандала или те, что с гираторами, индуктивностями или многополосные.
Наличие резисторов R5, R8 на путях прохождения сигналов с ползунков переменных резисторов гарантирует полное отсутствие потрескиваний при вращении и работе. Здесь важно отметить, что, если, при вращении регулятора своего РТ на своем усилителе Вы услышали потрескивания, значит все очень плохо. Значит и при неподвижном регуляторе под ползунком происходят микро неконтакты или микро изменения сопротивления резистора – звук портится. Надо как — то снижать ток через ползунок. В предлагаемом регуляторе такая плохая ситуация исключена.
Другой особенностью данного РТ является то, что практически сложно получить одинаковую глубину регулировки в + и — более ±10 дБ. Но та же практика показала, что большая глубина регулировки и не требуется. Современные фонограммы достаточно качественные и нечего там значительно регулировать. Здесь выбран диапазон около ±8 дБ, что вполне достаточно. Этот диапазон регулировки измерен на частотах 30 Гц и 16 кГц.
Теперь давайте посмотрим на практическую реализацию опытного варианта предлагаемого РТ, на котором и отрабатывался окончательный вариант схемы. Сразу была задумка сделать РТ вместе с усилителем для наушников (УН) – чтобы все изменения элементов немедленно и максимально хорошо слышать. А так же оценить, возможно ли качественное питание РТ и УН от простого однополярного импульсного блока питания. Вот какое устройство получилось (Рис.6).
Рис. 6. Готовое устройство регулятора тембра (РТ) и усилителя наушников (УН)
На рис. 6 фото собранного устройства РТ + УН. Слева – направо: Гнездо подвода однополярного питания 24 В; фильтр-формирователь напряжения питания; регулятор громкости; транзисторы с ОУ УН; конденсаторы питания УН; гнезда входа-выхода УН и входа в РТ; схема РТ; резисторы-регуляторы тембра и выходные гнезда РТ. Конденсаторы поставлены довольно больших номиналов, т.к. формируют среднюю точку «0» питания, т.е. +12 В и – 12 В. В этом же формировании участвуют и стабилитроны с резисторами (слева).
Все радиодетали среднего качества – не аудиофильские. Разводка платы выполнена в соответствии с рекомендациями статьи «Разводка земли методом Серебряного веера» Волкова И. То есть в одной точке сосредоточены входные гнезда, выходные гнезда, конденсаторы питания, все земляные выводы элементов. Ну и выходные транзисторы «сидят» непосредственно на своих конденсаторах. Каждому транзистору – свой конденсатор. Правда эта точка имеет вид большой кляксы, но по-другому и не сделаешь. У меня именно такая разводка уже неоднократно показывала наилучшие результаты. Вид на печатную разводку платы – рис. 7, 8. Изготовлена по-старинке с помощью рейсфедера, лака для ногтей и хлорного железа. Плата опытная.
Рис. 7 Вид на лицевую сторону платы
Рис. 8. Вид на тыльную сторону платы
На рис. 9 показано как устройство настраивалось. УН сразу показал отличную работу. Схему давать смысла нет. Это УНЧ Рода Элиота. Подобных схем много в Интернете. Возможно эта схема не самая лучшая. Здесь ОУ и два транзистора симметрично эмиттерными повторителями. Нагрев транзисторов средний, радиаторы не нужны. Регулятор громкости поставлен в обратной связи. Никаких признаков самовозбуждения или искажений или фона мои уши не отметили, а слушал долго. Наушники были разные, R от 22 до 60 Ом. Думаю, из рис. 10 схема УН в общем понятна.
Рис. 9. Настройка устройства
Жалко, что у меня нет специальных приборов для измерений искажений и АЧХ, но, думаю, цифры были бы неплохие как у РТ так и у УН.
Рис. 10. Вид на усилитель для наушников (УН) устройства
Так же не было никаких отрицательных моментов при применении импульсного питания и того, что это питание однополярное. Сам сетевой блок питания с Алиэкспресса, регулируемый до 24 В, что очень хорошо – не надо делать самому блок питания. Как ни пытался услышать или измерить какие-либо недостатки такого питания – не смог. Главное – было четко организовать среднюю точку, становящуюся нулевой – чтобы относительно этой нулевой точки не было колебаний напряжений + 12 В и – 12 В. Вот такой получился формирователь нуля и одновременно фильтр импульсных помех от блока питания — рис. 11.
Рис 11. Фильтр-формирователь напряжения питания
Все фильтры-дроссели (L1… L51…, рис. 3, 11) поставил какие были чисто интуитивно, без расчетов, которых просто не знаю. Откуда выпаяны не помню. В целом никакой разницы с питанием от сетевого трансформатора (50 Гц) не выявил. Возможно от самого блока питания 24 В есть помехи в эфир – не проверял, но они никак не проявлялись. По всей видимости можно было и не ставить дроссели L53, L54 с конденсаторами С53, С54 (рис. 11) – вряд ли им остается что-либо фильтровать. Положение нулевой точки задается на вполне достаточном уровне стабилитронами D51, D52 с резисторами.
Несколько отвлекаясь от темы, скажу, что пытался «отвязаться» от потенциала сети 220 В различными фильтрами – ничего не получилось. Общий потенциал сети так и проходит на устройство, видимо, несколько портя звук. Обидно – хоть от аккумулятора питай. Отрицательное действие потенциала сети выражается в том, что если отключить межблочный кабель от источника сигнала, то резко возрастает фон и разные помехи. Но если при этом отключить штекер питания, то фон в десятки раз снижается (пока держат конденсаторы).
Вот и надо добиться того, чтобы фон не появлялся и при подключении штекера питания. Как это сделать не ясно, но если кто-то смог это сделать — просьба написать. Думаю, что этот вопрос в десятки раз более важный, чем сотни раз обсуждать какая схема УНЧ лучше или правильней, какие конденсаторы лучше и т.п. Ну и кто знает как работают дорогие аудиофильские сетевые кабели – просьба написать.
Очень удобно для настройки РТ брать сигнал звуковых частот со смартфона. Программ генераторов НЧ в интернете много. В этом случае нет никакой привязки к потенциалу источника звука, что очень хорошо.
Интересно проявили себя микросхемы. Если менять по одной – звук на слух не меняется. Но если менять одновременно все четыре микросхемы, то ясно чувствуется разница в звучании. NJM4558, -4556 дают отвратительное звучание. TL072 чуть получше. NE5532 еще лучше, но все эти микросхемы слушать тяжело. Более-менее ровный и качественный звук дают NJM4580, но и эту микросхему лучше не использовать.
Совсем другое дело ОУ LM4562 – самый качественный звук из имеющихся у меня ОУ. Звук явно более чистый. Но эти ОУ и подороже. Слушая их даже не верится, что может быть ОУ с еще лучшим звуком, да и представляется, что и незачем более лучший ОУ, ведь даже с этой микросхемой все упирается в качество фонограммы. У меня из сотни дисков СД только 3-4 % обладают приемлемым для оценки аппаратуры качеством. Все остальные СД имеют грязь. И где брать качественные СД? В Интернете во Флаке ничего качественного не слышал. Кроме самого звука вторым критерием качества, видимо, является правильная передача пространства. Например в начале песни «Зима» Ю. Лозы звук поземки на LM4562 слышится ниже подбородка – можно представить что поземка под ногами. Здорово слушается, очень красиво. Другие микросхемы дают звук поземки где-то под носом – уже не то. Так что в предлагаемом РТ ОУ рекомендую только LM4562. Этим методом можно проверять и наушники. Отбраковка наушников очень большая.
Особых требований к переменным резисторам нет. Те, что недорогие с Алиэкспресса вполне достаточны. Обусловлено это тем, что в среднем положении резистивный слой и бегунок вообще не участвуют в передаче сигнала. Характеристика переменных резисторов безразлична, так как глубина регулировки тембра небольшая. Приводить типы использованных резисторов и конденсаторов нет смысла – все они б/у среднего качества, но чем качественнее Вы примените свои детали, тем, видимо, будет лучше. О качестве радиоэлементов много написано в Интернете – тут я не советчик. Но именно дорогие аудиофильские детали не требуются. Этим схема и хороша. Вероятно даже применение SMD компонентов в простых устройствах будет оправдано именно в данной схеме. Приводить печатную плату то же нет смысла – ведь РТ вставляется внутрь устройства по месту. Это место и определяет компановку, а из фотографий разводка предлагаемой платы итак ясна.
Рис. 12. Вид на монтаж радиоэлементов регулятора тембра (РТ)
Рис. 13. Вид на монтаж радиоэлементов РТ – 2
Маленькие индуктивности развязки по питанию микросхем (L1… L4, рис. 3, 11) поставлены исходя из единственного условия (их номинал мне даже неизвестен) – минимального сопротивления, чтобы не терять напряжение питания (здесь 0,2 Ома). То есть чтобы было минимальное падение напряжения на этих индуктивностях. Ведь питание ±12 В снижать-то нежелательно. По этой же причине не поставлены последовательные стабилизаторы напряжения – на них будет большое падение напряжения и получится в лучшем случае ±10 В. А это маловато для микросхем. Поэтому точка нуля питания жестко стабилизируется стабилитронами D1, D2 с резисторами R51, R52 (параллельно питанию (рис.11). В процессе работы они потребляют приличный ток, греются. Но зато нет никакого падения напряжения, как было бы на последовательных стабилизаторах.
И еще, в этом случае в устройстве пришлось поставить несколько завышенные емкости. Если питание было бы трехпроводное (- 12 В, 0, + 12 В) и хорошо стабилизированное, то емкости на микросхемах (1000 мкФ) можно значительно уменьшить. Важно отметить, что иногда в статьях пишут, о необходимости соединять емкостью вывод + и – питания микросхемы. Этого делать нельзя. Только на землю и + и – через свой конденсатор. Естественно электролитический конденсатор должен быть в параллели с пленочным или керамическим. Ну и рекомендуют в фильтрах для импульсных блоков питания ставить параллельно керамические и пленочные конденсаторы (как на рис.11).
Рис. 14. Проверка РТ на звуковых колонках через усилитель
На рис. 14 – фото проверки РТ на колонках через усилитель. Собственно это – самое главное. Можно сравнить со штатным РТ самого усилителя. И что в результате? Сразу отметил, что очень низких частот стало больше и ВЧ чуть другие. Но, что самое главное – это низкое качество звука ресивера по сравнению с прослушиванием в наушниках. Так что тестирование стало совсем не корректным. Надо ресивер покачественнее. Хотя много лет назад звук именно этого Грюндика был явно лучше аналогичных Пионеров, Техниксов … Сравнивали. Но зато в наушниках звучание предлагаемого РТ + УН обалденное. Значительно лучше, даже на порядок и более лучше, чем если брать сигнал с лазерного проигрывателя или усилителя сразу на наушники с выхода собственно на наушники. Редко мне приходилось слушать что-либо более качественное, чем предлагаемый РТ + УН. Интересно отметить, что вполне неплохой звук дает лазерный проигрыватель автомагнитолы JVC. Ее удобно носить туда-сюда. Да и личные уши уже «настроены» на именно этот звук для лучших сравнений. Сам сигнал в магнитоле вывел непосредственно с ЦАП, ну и заменил NJM4580 на LM4562.
Конечно, хорошо бы сравнить чисто два РТ, находящихся рядом – Баксандала и предлагаемый. Но делать опытный РТ Баксандала уже не хочется. За свою жизнь мне пришлось спаять много разных РТ и могу четко сказать – предлагаемый получше. Но для своих задач – только для немаленьких колонок и качественных наушников.
От себя хочется сказать: уверен, что тот, кто повторит предлагаемый РТ тот будет очень доволен и еще много раз будет делать такие РТ. Все указанные выше недостатки РТ Баксандала и других РТ полностью устранены. Кроме того звук предлагаемого РТ получается совершенно естественным и правильным. В других же РТ, например с обратными связями не удается даже толком уменьшить глубину регулировки – звук неестественный, только очень глубокая регулировка дает звук естественный, но глубокая регулировка не нужна на слух и создает новые проблемы.
Теперь несколько слов о влиянии элементов на звук предлагаемого РТ (рис.3). Емкость С8 отвечает за горбатость характеристики НЧ. Если колоночки небольшие, то эту емкость необходимо уменьшить. Например до 0,1 мк – очень низких частот поуменьшится. А если колонки огромные, усилитель мощный, то можно и добавить емкости до 0,22 мк – тогда НЧ будут еще более глубокие и обволакивающие. Емкость С7 определяет наклон характеристики ВЧ, но вряд ли придется корректировать эту емкость – она оптимальна и практически не зависит от размеров колонок. Увеличение сопротивления резистора R7 увеличит глубину регулировки тембра. Увеличение номинала резистора R2 увеличит глубину регулировки НЧ и ВЧ только в « — «. Резистор R6 нужен для уравнивания пределов регулировки НЧ и ВЧ. Резисторы R5 и R9 по идее должны быть примерно одинаковыми. Оба влияют на наклон, горбатость характеристики НЧ и громкость НЧ. Резистор R8 (сигнал ВЧ) необходимо подгонять в последнюю очередь под соответствие НЧ.
Значительно изменять номиналы деталей не следует, так как потянется цепочка необходимой коррекции смежных деталей. Резистором R10 устанавливается общий уровень сигнала под последующие каскады аппаратуры. Его можно изменять в широких пределах для своих задач. При указанном номинале коэффициент передачи РТ 1:1. Входное сопротивление РТ примерно 15 кОм. В отдельных случаях оно может оказаться маловатым. Поэтому лучше иметь источник сигнала на ОУ. Выходное сопротивление РТ целиком определяется применяемым ОУ. Ну, а, если от РТ требуется очень высокое входное сопротивление, например для ламповых источников, то резисторы R1 и R7 можно перенести с вывода 3 А1-1 на вывод 1. А вывод 3 заземлить через нужное сопротивление. Тогда входное сопротивление РТ целиком будет определяться входным сопротивлением ОУ и этим сопротивлением. Так же эта мера может пригодиться тем аудиофилам, которые неприемлют электролитические конденсаторы. При большом входном сопротивлении можно будет поставить пленочный суперконденсатор С1 (рис.3) относительно недорогой, ведь его емкость будет совсем небольшой. Да и габариты небольшие.
Найти на регуляторах среднюю точку «0» (для графического нанесения, как на рис.4) можно с помощью генератора звуковых частот – подавая сигналы 20… 1000 Гц и 1000 Гц…20 кГц. Именно в точке «0» изменение сигналов на выходе должно быть минимальным соответственно для НЧ и ВЧ.
Еще очень хочется сказать свое мнение об одном интересном моменте. Если фонограмма и аппаратура не особо качественные, то положение регуляторов тембра можно устанавливать в довольно широких пределах. Слушается приемлемо. Но если фонограмма и аппаратура очень качественные, то положение регуляторов устанавливается на слух очень точно – в место с максимально естественным звуком.
А небольшое отклонение от этого места значительно ухудшает восприятие звука. Создается впечатление, что в музыке есть еще что-то второе кроме тембровой окраски, что сильно влияет на восприятие. В этом смысле мнение многих аудиофилов о том, что регулятор тембра вообще не нужен представляется неверным. Именно поймать тембром вот это второе – очень важно. Здесь и поможет с максимально возможным успехом предлагаемый РТ.
Вот пожалуй и все про данный РТ. Буду рад прочитать отзывы, а особо об усовершенствованиях данного регулятора тембра. Успехов в творчестве и да прибудет с нами совершенство! Всем удачи, Волков И., г. Пермь. 2020 г. Пишите на [email protected]
Форум по аудио
Обсудить статью РЕГУЛЯТОР ТЕМБРА С ПСЕВДООБХОДОМ
Лампа 6Э5П (тетрод) — DataSheet
|
|
|
|
Схема соединения электродов лампы 6Э5П
Корпус лампы 6Э5П
Цоколь миниатюрных ламп с диаметром 22,5 мм
Корпус лампы 6Э5П-ИОписание
Тетроды для усиления напряжения высокой частоты в выходных каскадах широкополосных усилителей и в импульсных схемах (6Э5П-И). Оформление — в стеклянной оболочке, миниатюрное. Масса 20 г.
| Параметр | Условия | 6Э5П | 6Э5П-И | Ед. изм. |
| Аналог | — | — | — | — |
| Ток накала | — | 600±40 | 700±40 | мА |
| Ток анода | — | 43±10 | ≥35 | мА |
| в начале характеристики при Uс1 = -12 В | ≤10 | — | мкА | |
| Ток второй сетки | — | ≤14 | ≤18 | мА |
| Обратный ток первой сетки | при Uс1 = -2.5 В | ≤0.5 | ≤2 | мкА |
| Ток эмиссии катода в импульсе | при Uа = 150 В, τ = 1÷2 мкс, f = 50 Гц | — | ≥6 | А |
| Uн = 5.7 В | — | ≥3 | ||
| Ток утечки между катодом и подогревателем | — | ≤25 | ≤30 | мкА |
| Напряжение отсечки тока анода (отрицательное) | — | ≤15 | ≤12 | В |
| Напряжение отсечки электронного тока первой сетки (отрицательное) | — | ≤1.1 | ≤1.5 | В |
| Крутизна характеристики | — | 30.5±6.5 | ≥24 | мА/В |
| Uн = 5.7 В | ≥18 | ≥20 | ||
| Внутреннее сопротивление | — | 8 | 14 | кОм |
| Эквивалентное сопротивление шумов | — | 0.35 | 0.35 | кОм |
| Длительность импульсов | Uн = 5.7 В | — | ≤0.1 | мкс |
| Длительность фронта импульса | Uн = 5.7 В | — | ≤30 | нс |
| Длительность спада импульса | Uн = 5.7 В | — | ≤40 | нс |
| Коэффициент широкополосности | — | 1.5 | 1.5 | мА/(В·пФ) |
| Напряжение виброшумов | Rа = 0.5 кОм | ≤120 | ≤120 | мВ |
| Межэлектродные емкости | входная | 15±2 | 15±2 | пФ |
| выходная | 2.55±0.3 | 2.5±0.3 | ||
| проходная | ≤0.065 | ≤0.075 | ||
| катод-подогреватель | ≤13.5 | ≤13.5 | ||
| Наработка | — | ≥500 | ≥500 | ч |
| Критерии оценки | ||||
| Обратный ток первой сетки | — | ≤1.5 | — | мкА |
| Крутизна характеристики | — | ≥18 | — | мА/В |
| Изменение крутизны характеристики | — | ≤25 | — | % |
| Напряжение отсечки тока анода (отрицательное) | — | — | ≤12 | В |
| Ток эмиссии катода в импульсе | — | — | ≥6 | А |
| Uн = 5.7 В | — | ≥3 | ||
| Параметр | Условия | 6Э5П | 6Э5П-И | Ед. изм |
| Напряжение накала | — | 5.7-7 | 5.7-7 | В |
| Напряжение анода | — | 250 | 250 | В |
| при запертой лампе | 470 | 470 | ||
| Напряжение второй сетки | — | 250 | 250 | В |
| при запертой лампе | 470 | 470 | ||
| Отрицательное напряжение первой сетки | — | 100 | 100 | В |
| Напряжение между катодом и подогревателем | при положительном потенциале подогревателя | 100 | 100 | В |
| при отрицательном потенциале подогревателя | 150 | 150 | ||
| Ток катода | — | 100 | 100 | мА |
| в импульсе | — | 9 | А | |
| Мощность, рассеиваемая анодом | — | 8.3 | — | Вт |
| Мощность, рассеиваемая второй сеткой | — | 2.3 | 2 | |
| Мощность, рассеиваемая анодом и второй сеткой | — | — | 3 | |
| Сопротивление в цепи первой сетки | — | 0.5 | 0.5 | МОм |
| Температура баллона лампы | — | 210 | — | °C |
| Устойчивость к внешним воздействиям | ||||
| Ускорение | при вибрации (в диапазоне частот) | 10 (5-600 Гц) | 10 (10-600 Гц) | g |
| при многократных ударах | 75 | — | ||
| ускорение при одиночных ударах | 500 | — | ||
| ускорение постоянное | 100 | 100 | ||
| Интервал рабочих температур окружающей среды | — | -60…+85 | -60…+90 | °C |
Описание всех параметров смотрите в буквенных обозначениях параметров радиоламп.
|
|
Анодные характеристики
Анодно-сеточные характеристикиЕсли вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
ТЕМБРОБЛОК
Представленное ниже устройство обладает хорошим качеством звучания и низким уровнем шумов, а также имеет функцию обхода темброблока (прямая АЧХ), в тоже время простота схемы не отпугнет начинающих радиолюбителей. В основу пассивной части схемы входит разработка, описанная E.J.James’ом еще в 1948 году, а все устройство вместе смахивает на работу Baxandall’a образца 1952 года 🙂 Смахивает использованием усилительного каскада, в данном случае ОУ, которым можно поднять амплитуду, «съеденную» (у этого регулятора амплитуда падает в пять раз или -13дБ!) темброблоком. Анализируя широко известные любому радиолюбителю источники (в коих наблюдается некоторая историческая неточность), было принято решение поэкспериментировать с этой вещичкой:
Схема простейшего блока тембров
К сожалению, реальные графики АЧХ так и не успел снять, однако приведем результат моделирования в программе Tone Stack Calculator. Данная схема примечательна использованием R5-R6, которые обеспечивают более узкий подъем частот, не затрагивая середину. Этих резисторов нет в разработке E.J.James’a, поэтому симуляция произойдет без них :). Однако на общее впечатление от графика это не скажется, просто полоса подъема высоких частот будет более широкой.
Но мне хотелось бы большего: ещё больший подъем на НЧ и в особенности ВЧ, так сказать с запасом, хотя в вашем случае все может быть совершенно иначе. Вернее не в вашем случае, а в случае вашей акустики :). К примеру из опыта эксплуатации продукции бердского радиозавода ВЕГА 50АС-106 регулировка низких частот темброблока в RRR УП-001 совсем не подходила, поскольку поднимала лишь область верхнего баса (200-250 Гц, басом это трудно назвать, скорее гул). Однако на акустических системах производства рижского радиозавода Radiotehnika RRR S50b, можно было добиться приемлимого качества звучания. Хотя все это считается баловством, поскольку корректирует лишь впечатление от прослушивания, корректировку АЧХ колонок и, если усилитель ущербен, проводят другими схемотехническими изысканиями, к примеру параметрическими эквалайзерами с регулировками не только по усилению, но и с возможностью перемещения подымаемой частоты и добротности. Но мы же здесь не собрались исправлять огрехи дорогой акустики?
Итого +6 дБ на основной низкой частоте, и +5 дБ на высокой. Спад -3 дБ в области средних частот решено поднять усилением на ОУ. Признаюсь, стало немного многовато. В схеме поворотом регуляторов трудно добиться ровной АЧХ (вернее совсем не добиться), поэтому решено добавить устройство, отключающее темброблок. Это может оказаться полезным при эксплутации с вашим усилителем более «продвинутого» эквалайзера. Простым замыканием входа и выхода пассивной части или же всего темброблока (в первом случае замыкается конденсатор С3 и как следствие заваливаются верха, во втором — регулировка ВЧ и НЧ сохраняется, правда в небольших пределах) здесь не обойтись. Поэтому можно осуществить элементарную коммутацию на реле с перекидными контактами (типа РЭС-9, РГК-14 и т.д.).
Стоит отдельно затронуть изъезженную тему конденсаторов в блоке тембров. По своему субъективному опыту эксплуатации известного предусилителя Шмелева [2], в конструкции которого применял незадумываясь керамику импортного производства, широкораспространенную в магазинах, выходной сигнал был насыщен гармониками, что ощущалось на слух. Быть может в слепом тесте этого темброблока с другими конденсаторами я бы этого и не заметил, но тем не менее у меня это глубоко отложилось в памяти. В данной конструкции решил использовать исключительно конденсаторы на бумажной основе. Конечно, здесь я не буду описывать опыт использования импортных конденсаторов за сотни долларов, но как говорится, чем богат :). Из накопленных запасов были вытащены конденсаторы серий БМТ-2, БМ-2 и МБМ.
Итак, при использовании данных конденсаторов, первое что необходимо сделать, это измерить их емкость и осмотреть на внешние повреждения (в особенности для БМТ-2). Среди десятка образцов конденсаторов серии МБМ, 90% имели превышение номинальной емкости на 40-50%, что в двое больше их допуска. Измерение емкости позволяет подобрать конденсаторы в пары для 2-х каналов для обеспечения симметричной регулировки. Первое включение и вердикт — однозначно предпочтительнее использования китайской керамики. К своему стыду, мне не удалось отыскать бумажный конденсатор в цепи ВЧ, поэтому применил конденсатор серии КТК, широко использовался в ламповых телевизовах и прочей аппаратуре. Кроме всего прочего данный конденсатор обладает хорошей термостабильностью. Обкладки из серебра на звуке никак не сказались 🙂 (хотя после пополнения багажа знаний о данном конденсаторе, звук постепенно стал становиться краше и… 🙂 ). Графики, которые получилось снять:
Регуляторы повернуты на максимум:
Регуляторы повернуты на минимум:
Схема получившегося устройства:
Характеристики данного темброблока:
- Коэффициент гармоник, %: не более 0,02.
- Диапазон регулировки, не менее: НЧ +-16 дБ, ВЧ +-17 дБ.
- Входной сигнал: ~1V.
Показатели по КГ, сигнал/шум зависят от примененного ОУ. Выбор пал на TL072, (это сдвоенный ОУ фирмы ST) в силу его дешевизны и распространенности. Отлично сюда впишутся и такие операционники, как NE5532, NJM4558, LM358. Поэкспериментировать можно и с одиночными ОУ (с дальшейшей переделкой ПП) TL071, NE5534, КР544УД1,2, К157УД2 (с цепями коррекции) и так далее. С бумажными конденсаторами и ОУ в золотом корпусе, чем не раритет? Для оперативной замены микросхемы (если отдали предпочтение другому ОУ), рекомендуется предварительно установить на соответствующее место панельку DIP-8.
Для питания активной части устройства используется параметрический стабилизатор напряжения на два плеча + и — без использования каких-либо усилительных элементов, поскольку в данной схеме общий ток потребления меньше номинального тока стабилитронов. Для сглаживания остатков пульсаций, вызванных пульсациями блока питания УМЗЧ, в схеме присутствуют два электролита. Их емкость невелика для обеспечения низкой инерционности. Такой небольшой набор дает низкий уровень фона при эксплуатации устройства.
Разумеется, для обеспечения минимального уровня фона этого бывает недостаточно. Снизить фон может помочь заземление корпусов переменных резисторов. У некоторых групп регуляторов для этого есть отдельный вывод (например СП3-33-23). В моем распоряжении оказались широко распространенные резисторы В-группы (для регулировки баланса они не подходят), корпус которых после обработки наждачкой я и заземлил. Земли свел к одной выбранной точке (корпус регулятора низких частот), откуда направил их земле блока питания УМЗЧ. Фотография устройства и печатная плата:
Размер печатной платы 140х60 мм, здесь можно скачать файлик в формате .lay. Желаю успехов в повторении! Автор: sheriff.
Форум по аудио
Обсудить статью ТЕМБРОБЛОК
ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ТЕМБРОБЛОКОМ
Добрый вечер уважаемые радиолюбители! Представляю вашему вниманию схему темброблока который я собрал и успешно испытал. Схема этого предварительного усилителя с регулятором НЧ-ВЧ довольно проста и не содержит дефицитных радиоэлементов, что делает её не намного сложнее пассивного. Ниже представлен их список и краткие технические характеристики темброблока.
Схема включения ТА7630
Технические характеристики
- Напряжение питания 8-14 В;
- Выходное напряжения 0,05-1 В
- Коэффициент гармоники 0,1 %
- Уровень шума 70 dB.
- Пределы регулировки:
- Громкости -80/10 dB
- Тембр низких частот -15/14 dB
- Тембр высоких частот -20/14 dB
- Баланса -20/20 dB
- Fработы – 20-20000 Гц.
Список радиоэлементов
- R1-R4 – 33 kOm (R1 — регулятор громкости, R2 — регулятор баланса, R3 — регулятор тембра высоких частот, R4 — регулятор тембра низких частот)
- R5, R6 – 47 kOm
- R7, R8 – 100 kOm
- R9–R11 – 1.5 kOm
- R12, R13 – 10 kOm
- C1-C4 – 4.7 uFx10V
- C5,C6 – 100 nF
- C7,C8 – 10 nF
- C9-C11 – 47 mFx16V
- DA1 – TA7630P
Назначение выводов микросхемы ТА7630
- Общий
- Вход 1
- Конденсатор фильтра
- Конденсатор фильтра
- Напряжение вспомогательное
- Выход 2
- Регулировка баланса
- Регулировка громкости
- Регулировка тембра НЧ
- Регулировка тембра ВЧ
- Выход 1
- Питание
- Конденсатор фильтра
- Конденсатор фильтра
- Вход 2
- Выход обратной связи
После пайки желательно поверить плату на отсутствия короткого замыкания и соплей между дорожками если такого не замечено, выставляем ограничительные резисторы R5, R6 (эти сопротивления которые ограничивают максимальный ток на входе микросхемы (выводы 2,15) в средние положения и производим первый пуск схемы. Сопротивления R1-R4 тоже желательно поставить в средние положение. Правильно собранная схема работает сразу и никакие настройки не нужны. Автор материала — Владислав Ярский.
Форум по аудио
Обсудить статью ПРЕДВАРИТЕЛЬНЫЙ УСИЛИТЕЛЬ С ТЕМБРОБЛОКОМ
Product Mix Solution Decision
Продукты и бренды
Подробнее о товаре
Omega Electronics выходит с Galaxy
Два года назад Omega launched — мобильный телефон Omega Star. Теперь у наших дизайнеров есть developed — еще лучший телефон. Мы рады сообщить о прибытии Omega Galaxy. Galaxy изготовлен исключительно для использования клиентами TeleCom Wireless. Omega гордится партнерством с ведущим национальным оператором мобильной связи .
Galaxy включает в себя все features, которые предлагает звезда. Но он имеет более длительное время автономной работы и более яркий дисплей. Это было assembled по стандартам качества Omega. Преимущества от Galaxy включают более удобный сенсорный экран и более скоростные возможности Интернета. Для клиентов, которые предпочитают более простой телефон, Star останется доступным для покупки.
Галактика будет отправлена с наших заводов на этой неделе.Затем они будут распределены по TeleCom Wireless в своих магазинах по всей стране. Телефон поступит в продажу в магазинах TeleCom 13 мая 2005 года.
Задание 1. Отметьте следующие утверждения как истинные или ложные. Чем телефон Galaxy лучше звездного? 1. Мобильный телефон модели Star больше не продается. 2. Galaxy будет работать только с одним поставщиком услуг.
3. Галактика доступна напрямую от Omega Electronics. Задание 2. Сопоставьте слова с определениями.
