Принципиальная схема регулятора громкости с дистанционным управлением

Отличительной особенностью рассматриваемого регулятора является включение вместо катодного резистора триода усилительного каскада еще одного триода, который выступает в роли регулирующего элемента. При изменении величины постоянного отрицательного напряжения, подаваемого на сетку второго триода, изменяется величина его сопротивления. В результате меняется глубина отрицательной обратной связи для первого триода. Так, например, при возрастании внутреннего сопротивления второго триода отрицательная связь возрастает, а усиление первого триода снижается. В данной схеме импортный двойной триод типа ЕСС82 можно заменить, например, отечественной лампой 6Н1П.

В высококачественной ламповой звуковоспроизводящей аппаратуре широкое распространение получили регуляторы громкости с тонкомпенсацией. Необходимость применения таких регуляторов громкости объясняется тем, что чувствительность уха человека изменяется в зависимости от частоты и громкости воспринимаемого звукового сигнала. Так, например, лучшая чувствительность соответствует восприятию составляющих средних частот по сравнению с составляющими высших и особенно низших частот. Поэтому при уменьшении громкости у слушателя появляется субъективное ощущение, что одновременно уменьшается уровень составляющих высших и низших частот воспроизводимого диапазона. В результате проведенных в этой области исследований были составлены определенные зависимости, которые получили название кривых равных громкостей.

Чтобы при разных уровнях громкости все частотные составляющие воспроизводимого сигнала воспринимались одинаково, в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре применяются регуляторы громкости, в которых при уменьшении громкости осуществляется необходимый подъем составляющих низших и высших частот, а с увеличением громкости подъем составляющих граничных частот уменьшается. Такие регуляторы называют тонкомпенсированными или частотнозависимыми. Естественно, разработчики стремятся к тому, чтобы характеристики тонкомпенсированных регуляторов громкости были как можно ближе к кривым равной громкости.

Самым простым вариантом построения частотнозависимого регулятора громкости является объединение непосредственно

регулятора громкости и регулятора тембра с использованием спаренных переменных резисторов. Принципиальные схемы таких регуляторов громкости приведены на рис. 3.63, а и 3.63, 6. Нередко в тонкомпенсированных регуляторах громкости используются потенциометры с одним или с двумя отводами, к которым подключаются соответствующие RCцепочки. Принципиальная схема одного из вариантов такого регулятора громкости приведена на рис. 3.63, в.

Токомпенсированный регулятор громкости может иметь и ступенчатую регулировку. К достоинствам таких регуляторов, помимо отсутствия потенциометра соответствующей конструкции, следует отнести возможность выбора значительно более широкого диапазона регулировки. Принципиальная схема одного из вариантов входного каскада лампового УНЧ с таким регулятором приведена на рис. 3.64.

Тонкомпенсация в регуляторах громкости может быть реализована и с помощью специальных фильтров.

В рассматриваемой схеме фильтр тонкомпенсации представляет собой двойной Тмост, коэффициент передачи которого для составляющих средних частот воспроизводимого диапазона меньше, чем коэффициент передачи для составляющих низших и высших частот. В режиме максимальной громкости движок потенциометра R4 должен находиться в верхнем по схеме положении, при этом фильтр замкнут накоротко и не влияет на форму частотной характеристики. Для уменьшения громкости движок потенциометра R4 следует перемещать вниз, при этом уменьшается шунтирующее действие верхней части данного потенциометра на фильтр. В результате через фильтр начинают проходить составляющие определенных частот в соответствии с его частотной характеристикой. Поскольку составляющие средних частот ослабляются этим фильтром в большей степени, чем составляющие крайних частот, изменение частотной характеристики усилителя происходит по зависимости, близкой к кривым равной громкости. Потенциометр R4 должен иметь логарифмическую характеристику (тип В).

Регуляторы тембра

Оценка качества воспроизведения звукового сигнала ламповым УНЧ, как и любым звуковоспроизводящим устройством, осуществляется каждым слушателем индивидуально, на основании субъективного восприятия усиливаемого сигнала. При этом каждый пользователь в процессе прослушивания какой либо фонограммы не только оценивает ее качество, но и желает иметь возможность изменять параметры воспроизводимого НЧ сигнала в соответствии со своими личными запросами. Качество воспроизведения, в первую очередь, определяется частотной характеристикой звуковоспроизводящего устройства, поэтому в нем необходимо использовать регулятор частотной характеристики, который позволил бы устанавливать наилучшее для слушателя соотношение напряжений в диапазоне воспроизводимых частот. Для этой цели в УНЧ применяются специальные каскады, представляющие собой регуляторы частотной характеристики. В этих каскадах, часто называемых регуляторами тембра, обеспечиваются подъем или завал сигналов определенных частот по отношению к сигналам других частот в пределах полосы пропускания. Довольно часто задача таких регуляторов ограничивается подъемом или завалом сигналов крайних частот звукового диапазона относительно сигналов средних частот. В ламповых УНЧ эффективно действующие регуляторы частотной характеристики позволяют скорректировать характеристику усиливаемого

сигнала в соответствии с акустическими свойствами помещения, компенсировать возможные отклонения от типовых характеристик вследствие возможных искажений, добиться наиболее естественного звучания фонограммы.

Со времени появления первых ламповых УНЧ в звуковоспроизводящей аппаратуре применялось множество схемотехнических решений регуляторов тембра. Некоторые из них не выдержали проверку временем, так как не удовлетворяли постоянно растущим требованиям пользователей. Другие же, после многочисленных модернизаций и усовершенствований, и сейчас используются в современной промышленной и радиолюбительской высококачественной ламповой аппаратуре. Ограниченный объем предлагаемой книги не позволяет подробно рассказать обо всех возможных вариантах регуляторов тембра для ламповых УНЧ. Поэтому ниже будут рассмотрены лишь наиболее часто используемые схемы.

Подавляющее большинство схемотехнических решений регуляторов тембра базируется на использовании переменных сопротивлений и постоянных конденсаторов. Работа этих регуляторов основана на том, что с увеличением частоты сопротивление конденсатора уменьшается. Необходимо отметить, что обычно в высококачественной звуковоспроизводящей ламповой аппаратуре регулировка тембра осущест вляется с использованием отдельных регуляторов для сигналов низших, средних и высоких частот. Однако часто, особенно в радиолюбительских конструкциях, можно встретить регуляторы тембра, объединенные механически. Элементы схемы таких каскадов подбираются так, чтобы при одновременном регулировании тембра получить сбалансированное измене яие полосы пропускания лампового УНЧ, чем обеспечивается приятное звучание усиливаемого сигнала даже при сравнительно узкой полосе пропускания.

Чаще всего в каскадах регуляторов тембра высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры непосредственно в качестве регуляторов используются переменные резисторы, позволяющие постепенно или плавно изменять усиление в пределах воспроизводимого диапазона частот. Однако нередко в ламповых усилителях НЧ применяются и ступенчатые регуляторы, которые иногда называют тонрегистрами. С их помощью для наилучшего воспроизведения определенной фонограммы можно сразу выбрать соответствующую частотную характеристику усилительного тракта. Особого внимания заслуживают многоканальные (чаще всего трехканальные) регуляторы тембра, которые применяются совместно с раздельными усилительными трактами, например, для высших, средних и низших частот, работающих на соответствующие отдельные акустические системы. Преимущества этих систем особенно заметны в больших аудиториях и при больших мощностях.

В ламповых УНЧ промышленного производства каскады, обеспечивающие регулировку тембра, обычно входят в состав предварительного усилителя. Регуляторы тембра могут устанавливаться и на входе усилителя, а также между предварительным и оконечным усилителями. Аналогичные схемотехнические решения применяются и в некоторых радиолюбительских конструкциях.

В современной ламповой аппаратуре высокой верности воспроизведения звука регулирование тембра обычно осуществляется с использованием как частотнозависимых регуляторов усиления, так и регуляторов уровня частотнозависимой отрицательной обратной связи. Помимо этого возможно построение регуляторов тембра с применением различных комбинаций указанных способов. При выборе схемы регулятора тембра необходимо учитывать, что для первого способа регулирования характерна переменная крутизна наклона частотной характеристики на границах диапазона и неизменная частота перехода. Регуляторы тембра, установленные в цепи частотнозависимой отрицательной обратной связи, имеют переменную частоту перехода и неизменную крутизну наклона частотной характеристики.

Одним из важнейших условий, определяющим выбор схемы регулировки тембра в ламповом УНЧ, является устойчивость работы усилителя и отсутствие нелинейных искажений или генерации. На практике довольно часто регуляторы тембра, включенные в цепь отрицательной обратной связи, являются причиной искажений. Эти искажения обусловлены изменениями фазовой характеристики при глубокой регулировке частотной характеристики. Поэтому в любительских конструкциях предпочтение нередко отдается схемам, в которых регулировка тембра осуществляется в канале усиления, а не в цепи отрицательной обратной связи.

Необходимо отметить, что заметное на слух изменение тембра обычно происходит, когда соответствующие регуляторы обеспечивают изменение усиления на данной частоте не менее чем на 6 дБ, то есть в 2 раза. Однако для высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры этого минимального изменения усиления оказывается недостаточно. Поэтому, для того чтобы слушатель мог в широких пределах изменять тембр звучания любой фонограммы, регуляторы тембра должны обеспечивать изменение усиления на крайних частотах звукового спектра не менее чем до 1520 дБ. При этом выбор пределов для каждого отдельного регулятора тембра должен определяться и с учетом свойств и особенностей акустической системы.

Следует также учитывать, что для регулирования тембра в широких пределах и с подъемом частотной характеристики на крайних частотах полосы пропускания при любом способе регулирования необходимо иметь в усилителе соответствующий запас по усилению.

Отличительной особенностью простых регуляторов тембра, применяемых, чаще всего, в маломощных ламповых УНЧ, является обеспечение относительного подъема сигналов низших частот, достигаемого за счет завала высших частот. В свое время такие регуляторы получили широкое распространение по нескольким причинам. Вопервых, простейшие акустические системы на низких частотах имеют весьма заметный завал частотной характеристики, а вовторых, чувствительность человеческого слуха к низким тонам несколько понижена, особенно при малой громкости. Помимо этого, такие регуляторы просты в обращении.

Принципиальные схемы простых регуляторов тембра, которые обеспечивают возможность регулировать уменьшение высокочастотных составляющих воспроизводимого сигнала, приведены на рис. 3.66.

В обеих схемах рассматриваемых регуляторов тембра частотная характеристика каскада определяется положением движка переменного резистора R2. Если движок потенциометра R2 находится в крайнем нижнем по схеме положении,

частотная характеристика не имеет завалов. Если же движок переменного резистора R2 находится в крайнем верхнем положении, то конденсатор С2 шунтирует цепь прохождения сигнала на высших частотах. В результате частотная характеристика в области высших частот имеет завал.

Изменение параметров отдельных элементов данных регуляторов тембра также приведет к изменению вида частотной характеристики каскада. В схеме, изображенной на рис. 3.66, а, емкость конденсатора С2 может изменяться в пределах от 3000 пФ до 0,01 мкФ, а в схеме на рис. 3.66, б сопротивление резистора R1 в пределах от 200 до 430 кОм. Если в схеме установить потенциометр R2 сопротивлением 10 кОм, то при емкости конденсатора С2, равной 0,001 мкФ, завал частотной характеристики будет проявляться на более низших частотах, а при емкости 5100 пФ на более высоких частотах

воспроизводимого диапазона. На практике обе рассматриваемые схемы в процессе регулировки обеспечивают почти идентичный результат.

В маломощных ламповых УНЧ упоминавшийся ранее завал частотной характеристики акустической системы на низших частотах можно частично компенсировать при помощи корректирующих цепочек, принципиальные схемы которых приведены на рис. 3.67.

В схеме, приведенной на рис. 3.67, а, частотная характери а каскада определяется положением движка переменного стора R3. В верхнем по схеме положении движка потен іетра R3 частотная характеристика не имеет ни подъе ни завалов. Если же движок переменного резистора R3?

находится в крайнем нижнем положении, то в области низших частот воспроизводимого диапазона наблюдается подъем. При необходимости обеспечить постоянный фиксированный подъем составляющих низших частот можно применить корректирующую цепочку, принципиальная схема которой приведена на рис. 3.67, б.

Принципиальные схемы простых регуляторов тембра, которые можно установить на входе лампового УНЧ, показаны на рис. 3.68. С помощью таких регуляторов обеспечивается только ослабление усиления сигналов на высших и низших частотах воспроизводимого диапазона.

Принципиальная схема регулятора тембра, обеспечивающего как подъем, так и срез уровня сигналов высших частот воспроизводимого диапазона, дана на рис. 3.69, а. При верхнем по схеме положении движка переменного резистора R3 на выход каскада через конденсатор СЗ поступают, преимущественно, колебания высших частот, то есть частотная характеристика имеет подъем в области высших частот. Если же движок потенциометра R3 находится в крайнем нижнем положении, то на выход каскада поступают колебания низших и средних частот, а колебания высших частот срезаются конденсатором С1.

В результате частотная характеристика на высших частотах имеет завал.

Принципиальная схема одного из вариантов регулятора, в котором положение движка потенциометра определяет завал или подъем сигналов низших частот, приведена на рис. 3.69, б. В этой схеме при нижнем положении движка переменного резистора R3 на выход каскада через конденсатор С2 проходят преимущественно сигналы высших и средних частот. При этом происходит срез составляющих низших частот. Если же движок потенциометра R3 находится в верхнем по схеме положении, сигналы высших и средних частот шунтируются через конденсатор СЗ, а в области низших частот происходит подъем.

Следует отметить, что при использовании рассмотренных схем для реализации требуемого подъема частотной характеристики необходимо, чтобы усилительное устройство имело запас по коэффициенту усиления и по мощности. Так, например, если общая мощность будет ограничена, то регулировка тембра произойдет за счет снижения мощности на средних частотах. При максимальной мощности усилителя, например, в 2 Вт и заданном подъеме на низших частотах на 10 дБ мы получим лишь 0,2 Вт мощности на средних частотах. Если такая мощность недостаточна, необходимо установить меньшую величину подъема характеристики, то есть меньший диапазон регулирования.

Рассмотренные простейшие регуляторы тембра широко применялись в ламповых усилителях НЧ малой мощности (от 1 до 3 Вт) с однотактной схемой оконечного каскада. Однако такие регуляторы не всегда обеспечивают требуемое улучшение качества звучания, что особенно заметно при воспроизведении музыкальных фонограмм. Поэтому постоянно растущие требования к качеству звучания ламповых УНЧ привели к появлению так называемых универсальных регуляторов тембра,