О звукоснимателях (советы самодельщика)
Сейчас намного легче приобрести хорошую гитару, чем скажем лет 40 назад. Но все же, возможно из-за финансовой стороны вопроса, я думаю, есть еще энтузиасты-самодельщики делающие гитары своими руками. Вот им то, начинающим, и адресована моя заметка самодеятельного музыканта. Первые наши попытки электрифицировать обычную акустическую гитару были предприняты с товарищем, Сергеем Омельченко, еще в 1966 году.
Самым простым решением оказалось прикрепить головку с пьезоэлектрическим преобразователем, от проигрывателя грампластинок, к корпусу гитары. В дальнейшем вынули сам пьезоэлемент и сделали для него специальный держатель, совмещенный с розеткой для присоединения экранированного кабеля подключения к усилителю. Эта деревянная конструкция приклеивалась к деке гитары вблизи струнодержателя. Для увеличения уровня сигнала на конец пластины пьезодатчика помещали пластилиновый шарик увеличивающий момент инерции преобразователя. Сигнал был достаточен для подключения к любому радиоприемнику имеющему высокоомный вход для проигрывателя грампластинок. Этот первый «звукосниматель» и изображен на Рис.0. Его недостатком была высокая чувствительность к акустическим шумам, шорохам, свисту пальцев по струнам и механическая непрочность самой пьезоэлектрической пластины. Зато стоимость головки звукоснимателя в сборе была всего 1р.60 коп., а сделать держатель можно за пол часа простым инструментом.
Следующей самоделкой стал «настоящий» электромагнитный звукосниматель из наушников летных шлемофонов. Использовались наушники (телефонные капсули) сопротивлением 2200 Ом, нынче практически не встречающиеся. Аккуратно расколов корпус, извлекали магнитную систему телефонов в сборе с двумя катушками на полюсных наконечниках магнитов. Эти полюсные наконечники удивительным образом соответствовали расстоянию между струнами гитары. Расколов три наушника (к сожалению иногда приходилось и больше) на латунной пластинке приклеивали магнитопроводы и соединяли все катушки последовательно.. Получался звукосниматель с сопротивлением 6600 Ом, дающий достаточно мощный электрический сигнал (Рис.1). Вместо клея, все же лучше бы использовать для закрепления магнитопроводов припайку полюсных наконечников к латунной пластине, а сверху накрыть экранирующим и одновременно защитным экраном. Но наша осмысленная борьба с электрическими и магнитными помехами началась несколько позже… Таких звукоснимателей было изготовлено множество, (только представьте сколько шлемофонов было испорчено и оснащались ими уже не акустические а самодельные досчато-фанерные «электрогитары». Но звучание у этих звукоснимателей было «кукольное». Из-за неравномерности магнитного поля вблизи полюсных наконечников колебания струн преобразовывались в электрический сигнал нелинейно, «обогащая» звук гармониками и вызывая ощущение «мусорности» сигнала.
В следующем звукоснимателе (на Рис.2) этот недостаток был уже устранен. На отдельных, для каждой струны, магнитах размещались катушки, содержащие каждая по 4000 витков провода ПЭЛ 0,08 мм диаметром, соединенные последовательно. Получилось объединение в одной конструкции 6-7 струнных звукоснимателей, помещенных в одну общую пластмассовую коробку. Покраска ко робки изнутри серебрянкой, для экранировки звукоснимателя, показала полную несостоятельность такого решения. Звук был чистым, пропорциональным колебаниям струн, но недостаточно сильным. Полагаю, что звукоснимателю не хватало магнитомягкой стальной пластины вместо пластмассового основания, к тому же множество небольших магнитов создавало несильное локальное поле для струн. Ну и чисто умозрительно, представь те, как трудно «продирался» сигнал отдельных струн через индуктивность остальных 5-6 катушек!
Значительно лучшим получился звукосниматель (Рис.3) содержащий всего один, но мощный маг нит, и одну большую катушку. Его магнитопровод-основание концентрировал мощное и равномерное магнитное поле вблизи струн, также хорошо защищая катушку от повреждений. Накрытый сверху латунным экраном звукосниматель был нечувствительным к электро статическим наводкам и давал сильный, чистый звук. Единственным значительным его недостатком, впрочем свойственным большинству электромагнитных звукоснимателей, была его чувствительность к внешнему переменному магнитному полю, создаваемому различными трансформаторами и сетевыми проводами.
Ну и наилучшими характеристика ми обладает звукосниматель на Рис.4, отличающийся от предшествующей конструкции лишь наличием одинаковых сдвоенных катушек. Абсолютно одинаковые, намотанные одновременно и надетые на общий магнитопровод, они генерируют одинаковый сигнал под воздействием внешнего магнитного поля. Но будучи включенными встречно, этот же мешающий сигнал они взаимно уничтожают, обеспечивая звукоснимателю нечувствительность к внешним магнитным помехам. Это оказалось особенно важно при применении различных бустеров, усилителей-ограничителей и fuzz-устройств.
Дополнив гитару переключателем полярности одной из катушек (Рис.6), можно получить значительно различающееся звучание при синфазном и противофазном их включении. Подавление же магнитных помех происходит только лишь при противофазном включении катушек. Вообще же такое встречное включение катушек на общей магнитной системе образует интересную пространственно-частотную фильтрацию сигнала колеблющихся струн!
И, наконец, общие рекомендации для самодельщиков звукоснимателей:
— все металлические детали звукоснимателей должны быть соединены между со бой и заземлены, желательно пайкой;
— абсолютно все детали звукоснимателей должны быть жестко фиксированы, и не допускать «дребезга» для исключений щелчков, призвуков и микрофонного эффекта;
— для сильного сигнала желательно катушки делать с максимально-возможным числом витков, заполняя обмоткой все доступное пространство и используя про вод диаметром 0,06-0,08 мм или еще тоньше;
— обязательно используйте электростатический экран катушек и соединительных проводов, однако для борьбы с вихревыми токами и связанными с ними потерями этот экран должен иметь проницаемые окна напротив струн (Рис.5);
— не используйте регулировочные винты в составе полюсов магнитопровода для выравнивания силы звучания струн, лучше используйте магнитно-выровненные ферромагнитные струны. Паразитный микрофонный эффект, зацепы и порывы струн из-за этих винтов убедят вас в порочности таких конструкций;
— используйте магниты максимальной силы (ферриты кобальта) для большего сигнала и лучшего соотношения сигнал/шум;
— используйте только жесткие и надежные механизмы регулировки положения звукоснимателей относительно струн или не используйте вообще, установив звукосниматель сразу оптимально;
— разбирайте и изучайте «фирменные» звукосниматели – нет ничего такого, что самодельщики не смогли бы сделать так же или еще лучше!
Звукосниматель, имея значительную индуктивность и межвитковую емкость, вместе с емкостью соединительных экранированных шнуров и сопротивлением регуляторов и нагрузки, обладает сложной частотной зависимостью. Максималь ное сокращение емкостей шнуров, за счет их длинны, и увеличение сопротивления нагрузки положительно сказывается на качестве сигнала гитары. Подробнее здесь…
Источник
ДЛЯ МАГНИТНОГО ЗВУКОСНИМАТЕЛЯ
Граммофонные пластинки в настоящее время являются одним из основных носителей высококачественной звуковой информации. Их качество звучания в большой степени зависит от технических показателей предварительного тракта воспроизведения. Одним из основных качественных показателей тракта является АЧХ. В электрофонах высшего класса АЧХ должна быть равномерной в диапазоне частот 20. 20 000 Гц. Амплитудно-частотная характеристика тракта воспроизведения определяется частотными характеристиками головки звукоснимателя, частотной характеристикой канала записи и предусилителя-корректора.
Амплитудно-частотная характеристика головки звукоснимателя представляет собой зависимость напряжения, развиваемого звукоснимателем на номинальной нагрузке, от частоты при воспроизведении гармонических сигналов с неизменной амплитудой колебательной скорости. Частотная характеристика канала записи — это зависимость колебательной скорости резца рекордера от частоты сигнала при условии, что ЭДС входного источника одинакова во всем диапазоне рабочих частот. Амплитудно-частотная характеристика предусилителя-кор-ректора зависит от типа головки звукоснимателя (пьезоэлектрическая или магнитная) и выбирается таким образом, чтобы с учетом собственной АЧХ обеспечить коррекцию АЧХ канала записи. На рис. 14 штриховой линией показана стандартная АЧХ канала записи в соответствии с ГОСТ 7893 — 72. Ослабление низких час-гот и подъем высоких в стандартной характеристике канала механической записи позволяет сохранить одинаковую ширину записываемой канавки во всем рабочем диапазоне частот, что улучшает отношение сигнал-шум на высоких частотах и снижает нелинейные искажения на низких.
Рис. 14. Стандартная частотная характеристика канала механической записи и пред-усилителя-корректора
Как правило, в высококачественной аппаратуре применяются звукосниматели с магнитными головками. Возникающая в них ЭДС пропорциональна колебательной скорости воспроизводящей иглы. Следовательно, она воспроизводит характеристику канала записи. Поэтому выходное напряжение звукоснимателя должно быть скорректировано. Это делают в предварительном усилителе-корректоре. На рис. 14 сплошной линией изображена стандартная АЧХ преду-силителя-корректора для магнитной головки звукоснимателя.
Большое влияние на качество воспроизведения механической записи оказывают, наряду с параметрами магнитной головки, характеристики предусилите-ля-корректора [6]. Корректор, предназначенный для работы в составе высококачественной аппаратуры, должен иметь хорошие технические характеристики: низкий уровень собственных шумов, незначительный коэффициент гармоник, большой динамический диапазон, АЧХ, обратную АЧХ канала записи по ГОСТ 7893 — 72, входное и выходное сопротивления, обеспечивающие согласование соответственно с магнитной головкой и основным усилителем 34.
Для большинства выпускаемых в настоящее время отечественной и зарубежной промышленностью магнитных головок звукоснимателей унифицирован средний уровень выходного сигнала на частоте l000 Гц при амплитуде колебательной скорости 10 см/с. Он равен 2,5 мВ. Оптимальное сопротивление нагрузки составляет 47 кОм. При таком сопротивлении для большинства головок гярантируется отсутствие заметных электрических резонансов в рабочем диапазоне частот и максимальное отношение сигнал-шум. Искажения и шумы, вносимые головкой звукоснимателя в общий тракт звуковоспроизведения, невелики, поэтому степень искажений и шумов в тракте в основном определяется характеристиками корректора.
Предусилители-корректоры магнитных головок звукоснимателя характеризуются следующими «сновными параметрами:
максимальное входное напряжение [мВ] — наибольшее действующее значение синусоидального входного напряжения на частоте 1 кГц, при котором коэффициент гармоник выходного напряжения не превышает 0,5%;
максимальное выходное напряжение [В] — наибольшее значение выходного напряжения на частоте 1 кГц при коэффициенте гармоник не более 0,5%;
перегрузочная способность [дБ] — отношение максимального входного напряжения к номинальному входному, равному 2,5 мВ;
коэффициент усиления — отношение выходного номинального напряжения к номинальному входному, равному 2,5 мВ, на частоте 1 кГц;
отклонение АЧХ от стандартной [дБ] — максимальное отклонение АЧХ реального корректора от стандартной АЧХ предусилителя-корректора, определяемой ГОСТ 7893 — 72 (RIAA). Нередко для уменьшения помех от вибраций движущегося механизма на низких частотах устанавливают меньший подъем частотной характеристики предусилителя-корректора. В этом случае отклонение АЧХ от стандартной задается в полосе 100. 20000 Гц;
отношение сигнал-шум (невзвешенное) [дБ] — отношение действующего значения номинального выходного напряжения |(при номинальном входном, равном 2,5 мВ) к действующему значению напряжения выходного шума. Измерения проводят без взвешивающих фильтров. Напряжение шумов измеряют при шунтировании входа усилителя-корректора резистором, имеющим сопротивление 2,2 кОм (равном эквивалентному сопротивлению головки звукоснимателя на частоте 1 кГц);
коэффициент гармоник [%] — наибольшее значение коэффициента нелинейных искажений выходного синусоидального сигнала; его измеряют в полосе частот 20 . 20 000 Гц при входном напряжении 1 В.
Далее будут описаны схемы предусилителей-корректоров, согласованных по входу с выходом магнитных звукоснимателей, работающих на нагрузку сопротивлением 47 кОм. Для всех корректоров номинальный уровень входных сигналов 2,5 мВ, выходное сопротивление 1 кОм.
Чтобы конструкции обладали приводимыми далее техническими характеристиками, монтаж корректоров следует вести в соответствии с данными чертежами печатной и монтажной плат. Изменение компоновки может привести к ухудшению коэффициента гармоник и отношения сигнал-шум. Для изготовления всех печатных плат авторы использовали односторонний фольгированный стеклотекстолит толщиной 1,5 мм. На каждой плате в основном размещено два идентичных канала корректора для работы со стереофонической головкой звукоснимателя. При соединении корректора с головкой звукоснимателя и с остальным усилителем следует руководствоваться рекомендациями на с. 126.
Простой корректор на двух транзисторах. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение. 40 мВ
Максимальное выходное напряжение. 4В
Перегрузочная способность, не менее . 24 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 10О
Отклонение АЧХ от стандартной. ± 1 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 65 дБ
Коэффициент гармоник, не более. 0,1%
Напряжение питания. 15В
Ток потребления. 1,5 мА
Рис. 15. Принципиальная схема простого корректора на двух транзисторах
Такой корректор является наиболее простым и распространенным. Несмотря на простоту, он обладает достаточно хорошими показателями качества, обеспечивает необходимое усиление, коррекцию АЧХ записи, а также не сложен в изготовлении и настройке.
Принципиальная схема усилителя приведена на рис. 15. Он состоит из входного (на транзисторе VT1) и выходного (VT2) каскадов, транзисторы в них включены по схеме с общим эмиттером. Гальваническая связь между каскадами улучшает частотную и фазовую характеристики усилителя без ООС. Для стабилизации рабочей точки транзистора VT1 смещение на его базу подается через резистор R5 с эмиттера транзистора VT2. Цепь ООС на элементах R3, С2, R4, СЗ, установленных между коллектором VT2 и эмиттером VT1, обеспечивает необходимую коррекцию частотной характеристики предусилителя-коррек-тора. Чтобы уменьшить влияние пульсаций источника питания используется RC фильтр C6R9C7.
Рис. 16. Печатная (а) и монтажная (б) платы простого корректора на двух тран зисторах
Конструктивно предусилитель-корректор смонтирован на печатной плате, показанной на рис. 16. На ней размещают детали и второго корректора. При работе с магнитным стереофоническим звукоснимателем каждую пару транзисторов, работающих на отдельный корректор, необходимо подобрать по коэффициенту передачи тока. Коэффициент прямой передачи тока транзисторов VT1 в VT2 должен быть не менее 200. Кроме указанных на схеме можно использовать транзисторы КТ315Б и КТ342В. При этом изменять номиналы элементов не нужно. Чтобы АЧХ каждого корректора не отклонялась от стандартной более чем на ±1 дБ, номиналы резисторов и конденсаторов в цепях коррекции (R3, С2, R4, СЗ) не должны отличаться от указанных на схеме более чем на 2%.
Налаживание усилителя заключается в проверке правильности монтажа. При правильно выполненном монтаже и исправных деталях корректоры практически не нуждаются в настройке. На частоте 1 кГц коэффициент гармоник каждого корректора не должен превышать 0,08% при UВыт=1 В. Для питания двух корректоров необходим источник, обеспечивающий при напряжении 15 В ток не менее 3 мА.
Корректор на микросхеме К548УН1. Одним из основных недостатков простых предусилителей-корректоров, состоящих из двух-трех транзисторных усилительных каскадов, является рост нелинейных искажений с понижением частоты входного сигнала. Это связано с особенностями коррекции АЧХ записи к уменьшением глубины ООС на этих частотах. Один из путей устранения этого недостатка — применение усилителей с большим коэффициентом усиления, охваченных глубокой ООС. В качестве таковых можно использовать операционные усилители (ОУ).
Хорошие результаты дает применение микросхемы К548УН1, которая имеет пониженный уровень собственных шумов, лучшее подавление фона и помех источника питания. Принципиальная схема предусилителя-корректора, выполненного на ней, приведена на рис. 17.
Корректор имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение. 45 мВ
Максимальное выходное напряжение. 5,9 В
Перегрузочная способность, не менее. 25 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 130
Отклонение АЧХ от стандартной. ±0,6 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 69 дБ
Коэффициент гармоник, не более. 0,2%
Напряжение питания. 24 В
Ток потребления. 10 мА
Микросхема DA1 включена по схеме неинвертирующего усилителя с использованием обоих транзисторов входного дифференциального каскада. Отрицательная обратная связь по постоянному току (через резисторы R2, R4, R6) определяет режим работы микросхемы. Конденсаторы СЗ и С4, входящие в цепь ООС, формируют стандартную АЧХ. Конденсаторы С1 и С5 служат для развязки по постоянному току источника сигнала и нагрузки, конденсатор С6 устраняет паразитную связь по цепи питания.
Рис. 17. Принципиальная схема корректора на микросхеме К548УН1
Рис 18. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на микросхеме К548УН1
Основная проблема при создании корректора на микросхеме типа К548УН1 сводится к выбору цепи ООС, позволяющей вписаться в стандартную частотную характеристику записи, и к выбору режима работы схемы, при котором достигается большой динамический диапазон входных сигналов при минимальном коэффициенте гармоник.
Конструктивно описываемый корректор размещен на одной печатной плате размерами 50X50 мм. Расположение токопроводящих дорожек и размещение деталей на плате показано на рис. 18.
В устройстве применены конденсаторы К.М-5, К50-6, резисторы МЛТ-0,125. Резисторы и конденсаторы цепи частотной коррекции должны иметь разброс не более 2%, что позволит сформировать АЧХ усилителя, отличающуюся от стандартной не более чем ±1 дБ. Остальные элементы могут иметь разброс ±10%.
Для питания корректора при налаживании необходим стабилизированный источник, обеспечивающий при напряжении 24 В ток не менее 20 мА. При исправных элементах и правильно выполненном монтаже устройство в настройке не нуждается. На частоте 1 кГц коэффициент гармоник каждого корректора не превышает 0,05 . 0,06%.
Корректор на ОУ К153УД2. Операционные усилители общего применения могут быть использованы для создания предварительных усилителей 34, в том числе и для построения на их базе корректоров. При этом по сравнению с предыдущей конструкцией ухудшается только отношение сигнал-шум, э остальные параметры могут быть даже улучшены. Корректор на ОУ имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение. 120 мВ
Максимальное выходное напряжение. 9,5 В
Перегрузочная способность, не менее. 33,6 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 80
Отклонение АЧХ от стандартной. ±0,5 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 61 дБ
Коэффициент гармоник, не более. 0,06%
Напряжение питания. ±15 В
Ток потребления. 6 мА
Рис. 19. Принципиальная схема корректора на ОУ К153УД2
Принципиальная схема корректора, построенного на ОУ К153УД2, приведена на рис. 19. Микросхема включена по схеме неинвертирующего усилителя с корректирующей цепочкой R3C3R4C4 в цепи ООС. Чтобы облегчить формирование АЧХ, резистор R3 составлен из двух резисторов, включенных последовательно, a R4 — соединенных параллельно. Входное сопротивление усилителя определяется практически резистором R1. Конденсатор С1, через который поступает сигнал на вход микросхемы DA1, вместе с резистором R1 образует фильтр нижних частот, ослабляющий нежелательные сигналы сверхнизкой частоты, создаваемые механическими движущимися частями электрофона. Резистор R2 определяет коэффициент передачи корректора и позволяет при необходимости устанавливать необходимое усиление узла. При использовании деталей с номиналами, указанными на схеме, усиление корректора на частоте 1000 Гц составляет 80 (38 дБ).
Устройство смонтировано на печатной плате (рис. 20). Конденсаторы фильтра в цепи питания (на схеме не показаны) КА1-5 емкостью 0,1 мкФ установлены непосредственно в точках подключения источника питания.
Кроме ОУ К153УД2 можно применить микросхемы К.140УД7, К140УД8, К140УД6, К153УД1, К153УДЗ и т. п. без переделки печатной платы или с небольшими изменениями (включают соответствующие цепи коррекции).
Перед подключением корректора к источнику питания (двухполярный стабилизированный с выходным напряжением ±15 В) необходимо проверить исправность элементов и правильность монтажа. При этих условиях узел практически не требует настройки. Если необходимо, то, подбирая сопротивление резистора R2, можно регулировать коэффициент передачи усилителя на частоте 1000 Гц. Коэффициент гармоник корректора на частоте 1 кГц не должен превышать 0,03%.
Рис. 20. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на ОУ К153УД2
Корректор на двух операционных усилителях К140УД7. Такойкорректор позволяет уменьшить шумы по сравнению с предыдущим корректором. Основной недостаток корректора, выполненного на ОУ общего применения, по сравнению со специальными микросхемами, — повышенный уровень шума. Один из методов, позволяющих улучшить отношение сигнал-шум на 5. 10 дБ по сравнению с тем, что дает предыдущая конструкция, заключается в том, что сигнал с головки звукоснимателя сначала усиливается с уровня 2,5 примерно до 100 мВ, а уже затем корректируется.
Корректор имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение. 150 мВ
Максимальное выходное напряжение. 9,5 В
Перегрузочная способность, не менее . . 36 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 60
Отклонение АЧХ от стандартной. ±1 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное) . 68 дБ
Коэффициент гармоник, не более. 0,07%
Напряжение питания. +24 В
Ток потребления. 15 мА
Рис. 21. Принципиальная схема корректора на двух ОУ К140УД7
Практическая реализация корректора представлена на рис. 21. Каждый канал корректора (на схеме показан один) выполнен на двух операционных усилителях DAI, DA2. Требование к шумовым характеристикам ОУ DA2 можег быть менее жестким. Входной каскад на микросхеме DA1 выполнен как линейный усилитель с коэффициентом передачи примерно равным 25. Ограничение усиления этого каскада позволяет сохранить ширину полосы пропускания и способность его к значительным перегрузкам. На микросхеме DA2 собран собственно корректор. Устройство питают от однополярного стабилизированного источника питания с выходным напряжением 24 В. Фильтр R10C3C4 снижает влияние пульсаций источника питания.
Оба канала усилителя смонтированы на печатной плате, приведенной на рис. 22. Вместо ОУ К14ОУД7, приведенного на схеме, можно использовать практически любой ОУ общего применения с соответствующими цепями коррекции, например КНОУДб, К153УД2, К14ОУД8, и т. п. При этом необходимо ввести соответствующие изменения в печатную плату.
Перед монтажом необходимо проверить исправность элементов, а после их установки на печатной плате — правильность монтажа. При использовании элементов (R6, R7, С5, С6), имеющих класс точности не хуже 5%, кривая коррекции будет выдержана с точностью не хуже ±1 дБ. Если монтаж выполнен правильно, узел работает практически без настройки.
Рис. 22. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на двух ОУ К140УД7
Корректор на одном ОУ К140УД7 с малошумящим транзисторным каскадом на входе. В этом корректоре для уменьшения шума на входе установлен дифференциальный каскад на малошумящих транзисторах, чем достигается сочетание простоты корректора на микросхеме с возможностью получения малого шума за счет использования такого входного каскада. Корректор имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение . 120 мВ
Максимальное выходное напряжение . . . . . 9,5 В
Перегрузочная способность, не менее . 33 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 80
Отклонение АЧХ от стандартной. ± 1 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 66 дБ
Коэффициент гармоник, не более . . . . 0,08%
Напряжение питания. ±15 В
Ток потребления. . 10 мА
Практическая схема такого устройства приведена на рис. 23. Оно состоит из входного дифференциального каскада на транзисторах VT1 и VT2 и выходного каскада на микросхеме DA1. Для получения минимального шума входного каскада коллекторный ток транзисторов VT1 и VT2 установлен минимальным, примерно 50 мкА. Конденсатор С2 обеспечивает стабильность работы корректора. Других особенностей корректор не имеет.
Рис. 23. Принципиальная схема корректора на ОУ КНОУД7 с дифференциальным каскадом на входе
На рис. 24,а показана печатная плата (со стороны токопроводящих дорожек) двух каналов усилителя. Как и в предыдущих случаях, вместо микросхемы К140УД7 можно применить ОУ, например К153УД1, К153УД2, К140УД6, К140УД8 и т. п. с соответствующими цепями коррекции.
Вид платы со стороны деталей изображен на рис. 24,6.
Проверив исправность элементов и правильность монтажа, плату можно подключать к источнику питания (двухполярному стабилизированному с выходным напряжением ±15 В). При желании, подбирая резистор R5, изменяют усиление корректора.
Рис. 24. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на ОУ К140УД7 с дифференциальным каскадом на входе
Высококачественный корректор на транзисторах. Можно заметно улучшить параметры корректора, несколько видоизменив схему простого корректора на двух транзисторах (см. рис. 15), подключив к его выходу двухтактный эмнт-терный повторитель. Принципиальная схема такого усилителя-корректора приведена на рис. 25. Он имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение. 200 мВ
Максимальное выходное напряжение. 8В
Перегрузочная способность, не менее. 38 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 40
Отклонение АЧХ от стандартной . . ± 1 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 66 дБ
Коэффициент гармоник, не более. 0,02%
Напряжение питания. 24 В
Ток потребления. 5 мА
Входной каскад этого усилителя для уменьшения шума выполнен на транзисторе КТ3107Л, работающем в режиме с малым током коллектора (около 100 мкА). Транзисторы VT1 и VT2 обеспечивают основное усиление; выходной каскад (VT3, VT4) уменьшает выходное сопротивление узла, ослабляя тем самым влияние нагрузки на АЧХ усилителя. Постоянная составляющая тока эмиттера транзистора VT1 используется для стабилизации режима работы выходного каскада.
Рис. 25. Принципиальная схема высококачественного корректора с минимальным числом компонентов
Амплитудно-частотная характеристика корректора формируется цепью ООС R3R8C4C7C8. Конденсатор С5 обеспечивает устойчивость работы устройства. Резистор R16 позволяет установить необходимое выходное напряжение.
Печатная плата для двух каналов изображена на рис. 26. Транзисторы VT1, VT2 должны иметь достаточно высокий коэффициент передачи ток» (150. 200), a VT4 и VT3 — одинаковый. Помимо указанных на схеме можно применять (с некоторым ухудшением характеристик корректора) транзисторы типов КТ315Б, КТ361Б, КТ342В, КТ203, КТ208 и т. п., конденсаторы К50-6, КМ-4, КМ-5, КМ-6, резисторы МЛТ-0,25.
Для питания корректора во время налаживания необходим стабилизированный источник с выходным напряжением 24 В. Исправные элементы и правильный монтаж узла позволяют использовать корректор практически без настройки. При желании установить более точно АЧХ корректора, необходимо подобрать элементы цепи коррекции (R3, R8, С4, С7, С8).
Рис. 26. Печатная (с) и монтажная (б) платы высококачественного корректора с минимальным числом компонентов
Корректор на дискретных элементах с использованием схемотехники ОУ. Из-за своеобразия частотной характеристики корректора для магнитной головки звукоснимателя, для сохранения достаточно высоких его характеристик требуется усилитель с большим коэффициентом усиления при разомкнутой цепи ООС. Применение ОУ в интегральном исполнении дает в целом хорошие результаты, но шумовые характеристики этих корректоров оказываются невысокими. Существуют различные способы решения этой проблемы, некоторые из которых уже были описаны. Наиболее высокие характеристики корректора удается получить при выполнении его на дискретных элементах с использованием схемотехники ОУ. Описанный далее корректор имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение. . 100 мВ
Максимальное выходное напряжение. 8В
Перегрузочная способность, не менее . 32 дБ
Коэффициент передачи на частоте 1 кГц. 38 дБ
Отклонение АЧХ от стандартной. ±1 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 68 дБ
Коэффициент гармоник, не более. 0,01%
Напряжение питания. +15 В
Ток потребления. 10 мА
Входной каскад корректора (рис. 27) — дифференциальный усилитель на транзисторах VT2, VT4 — построен так же, как и ОУ. Для достижения большого коэффициента усиления эмиттерные и коллекторная цепи питаются от источников тока на транзисторах VT1, VT3. Режимы транзисторов VT2, VT4 выбраны из условия получения минимального шума, для чего коллекторный ток каждого из них установлен примерно равным 100 мкА. Источник тока на транзисторе VT3 улучшает подавление фона и пульсаций источника питания. Для уменьшения нелинейных искажений усиление каскада выбрано максимально возможным, что достигается включением динамической нагрузки на транзисторе VT1 в коллекторную цепь VT2. Чтобы предотвратить перегрузку входного каскада и увеличить его усиление, использован согласующий каскад нг транзисторе VT5. Для получения максимального усиления и увеличения линейности в качестве нагрузки выходного каскада на транзисторе VT6 используется источник тока (VT7).
Цепь коррекции состоит из элементов Rll, R12, С5, Сб. Резистор R13 и конденсатор С4 определяют частотную характеристику усилителя на частотах выше 50 кГц.
Каждый канал корректора смонтирован на отдельной печатной плате (рис. 28), Резистор R9 распаян со стороны токопроводящих дорожек на выводах конденсатора СЗ. Вместо указанных на схеме можно применять транзисторы и других типов, например, КТ315, КТ361, КТ209, КТ203 и т. п. Однако технические характеристики корректора при этом несколько ухудшатся. Точность элементов цепи коррекции должна быть не хуже 5%.
Рис. 27. Принципиальная схема корректора на дискретных элементах по схемотехнике ОУ
При испытаниях усилителя следует использовать двухполярный стабилизированный источник питания с выходным напряжением ±15 В. Если монтаж выполнен правильно и элементы исправны, устройство работает без настройки и обеспечивает приведенные характеристики.
Рис. 28. Печатная (а) и монтажная (б) платы корректора на дискретных элементах по схемотехнике ОУ
Высококачественный корректор на усилителе с параллельной обратной связью. Известно, что применение параллельной обратной связи по напряжению формирует источник напряжения (выходное полное сопротивление которого близко к нулю). Это позволяет строить усилитель с хорошими нагрузочными характеристиками. Следует отметить, что усилитель с параллельной ОС также имеет лучшую, по сравнению с последовательной, переходную характеристику. Корректоры, построенные на базе усилителей с параллельной ОС, при простых схемных решениях позволяют получить довольно высокие технические характеристики.
Высококачественный корректор на усилителе с параллельной обратной связью имеет следующие основные технические характеристики:
Максимальное входное напряжение . . 40 мВ
Максимальное выходное напряжение. 4В
Перегрузочная способность . 24 дБ
Коэффициент усиления на частоте 1 кГц. 100
Отклонение АЧХ от стандартной. ±0,5 дБ
Отношение сигнал-шум (невзвешенное) . . . . . . . 70 дБ
Коэффициент гармоник, не более . 0,01%
Напряжение питания. ±15 В
Ток потребления. 10 мА
На рис. 29 приведена схема этого корректора. Он состоит из входного каскада на транзисторах VT1 — VT3 и двухтактного выходного каскада (транзисторы VT4 — VT7), работающего в режиме А. Входной каскад для получения максимального усиления выполнен по каскодной схеме на транзисторах VT2, VT3, с источником тока на полевом транзисторе VT1 в качестве его нагрузки. Усиление такого каскада на частоте 100 Гц составляет около 50 000, что дает возможность вводить глубокую ООС, уменьшающую искажение сигнала. Для согласования с нагрузкой используется двухтактный выходной каскад (транзисторы VT4, VT6 и VT5, VT7). Выходная мощность каскада оказывается достаточной для непосредственного подключения головных телефонов. В данном случае в качестве нагрузки можно использовать высокоомные головные телефоны, например, ТДС-5. В этом случае уровень громкости регулируют резистором R15. Необходимую частотную характеристику формируют цепи R5C5 и R8C6.
Рис. 29. Принципиальная схема корректора с параллельной обратной связью
Печатная плата корректора (рис. 30) рассчитана на монтаж двух корректоров. Резисторы R2 и R11 — СПЗ-22, R15 — СПЗ-12а с экспоненциальной зависимостью сопротивления от угла поворота движка.
Первоначально, устанавливая резистором R11 на положительной обкладке конденсатора С8 напряжение +7,5 В, необходимо сбалансировать корректор, Затем резистором R2 нужно добиться, чтобы коллекторный ток выходных транзисторов был равен 10 мА. После этого повторно проверить баланс и, если необходимо, вновь подстроить К.11. На этом налаживание заканчивается. Для питания корректоров во время налаживания следует использовать стабилизированный источник, обеспечивающий при напряжении 15 В ток не менее 100 мА.
Рис. 30. Печатная (а) и монтажная (б) платы усилителя с параллельной обратной связью.
Источник