Ne sanjajte, djelujte!
Eksperimenti s raznim pretpojačalima, kontrolama glasnoće i tona pokazali su da se najbolja kvaliteta zvuka postiže s minimalnim brojem stupnjeva pojačanja, uz pasivne kontrole. U ovom slučaju, podešavanja na ulazu pojačala snage su nepoželjna, jer dovode do povećanja razine nelinearnog izobličenja kompleksa. Ovaj efekt nedavno je otkrio poznati programer audio opreme Douglas Self.
Tako se pojavljuje sljedeća struktura za ovaj dio puta pojačanja zvuka:
- pasivni mosni regulator niskih i visokih frekvencija,
- pasivna kontrola glasnoće,
- predpojačalo s linearnim amplitudno-frekvencijskim odzivom (AFC) i minimalnim izobličenjem u radnom frekvencijskom području.
Očigledni nedostatak podešavanja na ulazu pretpojačala je da se pogoršanje omjera signala i šuma u velikoj mjeri nadoknađuje visokom razinom signala modernih uređaja za reprodukciju zvuka.
Zaprosio pretpojačalo Može se koristiti u visokokvalitetnim stereo audio pojačalima. Kontrola tona omogućuje vam podešavanje amplitudno-frekvencijskog odziva (AFC) istovremeno na dva kanala u dva područja frekvencija: niže i gornje. Kao rezultat toga, uzimaju se u obzir karakteristike prostorija i akustičkih sustava, kao i osobne preferencije slušatelja.
I opet malo povijesti
Prvi kandidat za ulogu predpojačala s kontrolom tona bio je sklop D. Staroduba (slika 1). Ali dizajn nikada nije zaživio u pojačalu snage: bili su potrebni pažljivo oklop i napajanje s iznimno niskom razinom valovitosti (oko 50 μV). Međutim, glavni razlog bio je nedostatak kliznih promjenjivih otpornika.
Riža. 1. Dijagram visokokvalitetnog bloka kontrole tona
Pokušajima i pogreškama došao sam do jednostavnog sklopa pretpojačala (slika 2), s kojim je, međutim, sustav reprodukcije zvuka daleko nadmašio zvuk komercijalne opreme, barem one koju su imali moji prijatelji i poznanici.
Riža. 2. Shematski dijagram jednog kanala predpojačala za UMZCH S. Batya i V. Sereda
Osnova je preuzeta iz kruga pretpojačala stereofonskog elektrofona Yu. Krasova i V. Cherkunova, prikazanog na 26. Svesaveznoj izložbi radioamaterskih dizajnera. Ovo je lijeva strana kruga, uključujući kontrole tona.
Pojava kaskade na tranzistorima različite vodljivosti u pretpojačalu (VT3, VT4) povezana je s raspravom o pojačalima s nastavnikom laboratorija za televizijsku tehnologiju na Zavodu za radio sustave A. S. Mirzoyants, s kojim sam radio kao student. Tijekom rada bile su potrebne linearne kaskade za pojačavanje televizijskog signala, a Aleksandar Sergejevič je izvijestio da, po njegovom iskustvu, najbolja svojstva imaju strukture "naopačke", kako je rekao, odnosno pojačala na tranzistorima suprotna struktura s izravnom spregom. U procesu eksperimentiranja s UMZCH-om, saznao sam da se to odnosi ne samo na televizijsku opremu, već i na opremu za pojačavanje zvuka. Kasnije sam često koristio slične sklopove u svojim projektima, uključujući parove tranzistor s efektom polja - bipolarni tranzistor.
Pokušaj korištenja tranzistora različitih struktura u prvom stupnju (složeni emiterski pratilac VT1, VT2) nije donio uspjeha, jer uz sve izvrsne karakteristike (niska razina šuma, niska izobličenja), sklop je imao značajan nedostatak - manju sposobnost preopterećenja u usporedbi s emiterskim pratiocem.
Specifikacije pretpojačala:
Ulazni otpor, kOhm= 300
Osjetljivost, mV= 250
Podešavanje dubine tona, dB:
na frekvenciji 40 Hz=± 15
na 15 kHz=± 15
Dubina podešavanja stereo ravnoteže, dB=± 6
Budući da su se nove ideje pojavile tijekom dizajna pojačala, dao sam stare dizajne nekome ili ih prodao po fiksnoj stopi vat izlazne snage / rublja. Na jednom od mojih putovanja u Lenjingrad, uzeo sam ovo pojačalo sa sobom da ga prodam prijatelju prijatelja. Volodka je rekao da ovaj tip ima mnogo zapadnjačke opreme i odnio mu je uređaj na audiciju. Navečer mi je javio rezultate: mladić je upalio pojačalo, poslušao par stvari i bio toliko zadovoljan zvukom da je bez riječi platio novac.
Da budem iskren, kada sam saznao da će se usporedba odvijati s uvezenom opremom, nisam se posebno nadao da će pojačalo ostaviti dojam. Osim toga, nije bio u potpunosti dovršen - nedostajali su gornji i bočni poklopci.
Razmotrimo shemu sklopa jednog kanala predpojačala (slika 2). Na ulazu su instalirane kontrole glasnoće (R2.1) i ravnoteže (R1.1) visoke impedancije. Sa srednjeg terminala otpornika R2.1, preko prijelaznog kondenzatora C2, zvučni signal se dovodi do kompozitnog emiterskog sljedbenika VT1, VT2, koji je neophodan za normalan rad pasivne kontrole tona, izrađene u premosnom krugu. Kako bi se uklonilo prigušenje uvedeno tonskim blokom i pojačao signal na potrebnu razinu, na tranzistorima VT3, VT4 ugrađeno je dvostupanjsko pojačalo.
Napajanje pretpojačala je nestabilizirano, iz pozitivnog kraka pojačala snage. Napon napajanja dovodi se u kaskade VT3, VT4 kroz filtar R17, C10, C13, a na sljedbenik ulaznog emitera - R8, C4. VD1 dioda igra važnu ulogu: bez nje nije bilo moguće potpuno eliminirati pozadinu izmjenične struje s frekvencijom od 100 Hz na izlazu pojačala snage.
Strukturno, pretpojačalo je izrađeno u "liniji", svi dijelovi su ugrađeni na tiskanu ploču, zatvorenu na vrhu sa zaslonom u obliku slova U od čelika debljine 0,8 mm.
--
Hvala na pozornosti!
Proračun je obavljen korištenjem sljedećih odnosa: R1 = R3; R2 = 0,1 R1; R4 = 0,01 R1; R5 = 0,06R1; C1[nF] = 105/R3[Ohm]; C2 = 15C1; C3 = 22C1; C4 = 220C1.
S R1=R3=100 kOhm, tonski blok će uvesti prigušenje od oko 20 dB na frekvenciji od 1 kHz. Možete uzeti promjenjive otpornike R1 i R3 različite vrijednosti, čak i ako su, za određenost, dostupni otpornici s otporom od 68 kOhm. Lako je ponovno izračunati vrijednosti fiksnih otpornika i kondenzatora kontrole tona mosta bez pozivanja na program ili tablicu. 1: smanjujemo vrijednosti otpora otpornika za 68/100=0,68 puta i povećavamo kapacitete kondenzatora za 1/0,68=1,47 puta. Dobivamo R1=6,8 kOhm; R3=680 Ohm; R4=3,9 kOhm; C2=0,033 µF; C3=0,33 µF; C4=1500 pF; C5=0,022 µF.
Za glatku kontrolu tona potrebni su promjenjivi otpornici s inverznom logaritamskom ovisnošću (krivulja B).
Program vam omogućuje jasan pregled rada dizajnirane kontrole tona Kalkulator skupa tonova 1.3(slika 9).
Riža. 9. Modeliranje kontrola tona za sklop prikazan na sl. 8
Program Kalkulator snopa tonova dizajniran je za analizu sedam tipičnih sklopova pasivnih kontrola tona i omogućuje vam da odmah prikažete frekvencijski odziv kada promijenite položaj virtualnih kontrola.
Riža. 11. Shematski dijagram tonskog bloka i predpojačala za "student" UMZCH
Eksperimentalno ispitivanje nekoliko primjeraka operacijskih pojačala pokazalo je da čak i bez kondenzatora u uzemljenoj grani razdjelnika negativne povratne sprege, konstantni izlazni napon iznosi nekoliko milivolti. Međutim, zbog svestranosti uporabe, spojni kondenzatori (C1, C6) uključeni su na ulazu jedinice za kontrolu tona i izlazu pretpojačala.
Ovisno o potrebnoj osjetljivosti pojačala, vrijednost otpora otpornika R10 odabire se iz tablice. 2. Ne biste trebali težiti točnoj vrijednosti otpora otpornika, već njihovoj parnoj jednakosti u kanalima pojačala.
tablica 2 
▼ 🕗 25.02.12 ⚖️ 11,53 Kb ⇣ 149 Pozdrav, čitatelju! Moje ime je Igor, imam 45 godina, Sibirac sam i strastveni elektroničar amater. Smislio sam, stvorio i održavam ovu prekrasnu stranicu od 2006.
Više od 10 godina naš časopis postoji samo na moj trošak.
Dobro! Gratis je gotov. Ako želite datoteke i korisne članke, pomozite mi!
--
Hvala na pozornosti!
Igor Kotov, glavni urednik časopisa Datagor
Glavni nedostatak pasivne kontrole tona je nisko pojačanje. Drugi nedostatak je da je za dobivanje linearne ovisnosti razine glasnoće o kutu rotacije potrebno koristiti promjenjive otpornike s logaritamskom upravljačkom karakteristikom (krivulja "B").
Prednost pasivnih kontrola tona je manja distorzija od aktivnih (na primjer, Baxandal kontrola tona, sl. 12).
Riža. 12. Aktivna kontrola tona P. Baxandala
Kao što se može vidjeti iz dijagrama prikazanog na Sl. 12, aktivna kontrola tona sadrži pasivne elemente (otpornike R1 - R7, kondenzatore C1 - C4) uključene u stopostotnu paralelnu negativnu povratnu naponsku vezu operacijskog pojačala DA1. Koeficijent prijenosa ovog regulatora u srednjem položaju klizača za kontrolu tona R2 i R6 jednak je jedinici, a za podešavanje se koriste promjenjivi otpornici s linearnom regulacijskom karakteristikom (krivulja "A"). Drugim riječima, aktivna kontrola tona lišena je nedostataka pasivne kontrole tona.
Međutim, u pogledu kvalitete zvuka, ovaj regulator je očito lošiji od pasivnog, što čak i neiskusni slušatelji primjećuju.
Riža. 13. Postavljanje dijelova na tiskanu ploču
Elementi koji se odnose na desni kanal pretpojačala označeni su slovom. Ista oznaka je napravljena u datoteci tiskane ploče (s ekstenzijom *.lay) - natpis se pojavljuje kada se kursor pomakne na odgovarajući element.
Prvo se na tiskanu ploču ugrađuju dijelovi male veličine: žičane premosnice, otpornici, kondenzatori, feritne "kuglice" i utičnica za mikrokrug. Na kraju se postavljaju terminalni blokovi i promjenjivi otpornici.
Nakon provjere instalacije, uključite napajanje i provjerite "nulu" na izlazima operacijskog pojačala. Pomak je 2 – 4 mV.
Ako želite, možete pogoniti uređaj iz sinusoidnog generatora i uzeti karakteristike (slika 14).
Riža. 14. Instalacija za karakterizaciju pretpojačala
--
Hvala na pozornosti!
Igor Kotov, glavni urednik časopisa Datagor
Spomenuti izvori
1. Digest // Radiohobby, 2003, br. 3, str. 10, 11.2. Starodub D. Blok kontrole tona za visokokvalitetno bas pojačalo // Radio, 1974, br. 5, str. 45, 46.
3. Shkritek P. Referentni vodič za audio sklopove. – M.: Mir, 1991, str. 150 – 153 (prikaz, stručni).
4. Shikhatov A. Pasivne kontrole tona // Radio, 1999, br. 1, str. 14, 15.
5. Rivkin L. Izračun kontrola tona // Radio, 1969, br. 1, str. 40, 41.
6. Solntsev Yu. Visokokvalitetno predpojačalo // Radio, 1985, br. 4, str. 32 – 35.
7. //www.moskatov.narod.ru/ (Program E. Moskatova “Timbreblock 4.0.0.0”).
Vladimir Mosjagin (MVV)
Rusija, Veliki Novgorod
Za radioamaterstvo sam se zainteresirao od petog razreda srednje škole.
Diplomirana specijalnost - radio inženjer, dr. sc.
Autor knjiga “Mladom radioamateru za čitanje s lemilom”, “Tajne radioamaterskog umijeća”, koautor serije knjiga “Za čitanje s lemilom” u izdavačkoj kući “SOLON- Tisak”, imam objave u časopisima “Radio”, “Instrumenti i eksperimentalna tehnika” itd. .
Glasanje čitatelja
Članak je odobrilo 70 čitatelja.
Kako biste sudjelovali u glasovanju, registrirajte se i prijavite se na stranicu sa svojim korisničkim imenom i lozinkom.Krugovi pretpojačala su brojni i, pod uvjetom da se poduzmu nekoliko jednostavnih mjera opreza i koriste moderna op-pojačala, vrlo ih je lako dizajnirati i pružaju visoke performanse. Apeliram na one kojima je obrazovna ustanova “zabranjena”: preskočite ovaj odjeljak, ali TEK nakon što pročitate sljedeća dva paragrafa.
Dok se op-pojačala smatraju lošom stvari u krugovima audiofila, mora se zapamtiti da zvuk od glazbenikovog instrumenta do ušiju slušatelja prolazi kroz bilo koje mjesto između 10 i 100 op-pojačala - u mikseru (obično više od jednom), u uređajima za vanjske efekte, u uređaju za snimanje (analognom ili digitalnom), te na kraju u samom CD playeru. Mnogi od njih nisu tako dobri kao oni korišteni u ovom dizajnu.
To ne znači da dobro cijevno pretpojačalo neće zvučati bolje (ili možda samo drugačije), ali nemojte vjerovati mitovima o lošem "čip zvuku" koji su prilično popularni. Ovo je mišljenje onih koji su koristili cijevna pretpojačala također i pretpojačala temeljena na op-pojačalima mog dizajna.
Opis
Predpojačalo ima izborne kontrole tona i balansa, koje se po želji mogu izostaviti. Izbornik ulaza može se proširiti ako je potrebno kako bi se osiguralo više izvora signala.
Kontrola tona temelji se na pasivnim kontrolama, ali ne uključuje tradicionalni Baxandal povratni krug. Omogućuje maksimalnu kontrolu od ±6 dB, što se možda ne čini mnogo (većina kontrola tona nudi između 12 i 20 dB), ali u stvarnosti je to obično dovoljno za prilagodbe koje su obično potrebne.
Napomena: Kontrola tona je neznatno modificirana otkad je ovaj dijagram izvorno objavljen. RF regulator bi idealno trebao koristiti kondenzator od 1 nF (prije je korišten 10 nF). Gornji sklop omogućuje podešavanje od ±3 dB na frekvencijama od 6 kHz i 55 Hz u krajnjim položajima potenciometara. Ako je promjena boje premala, povećanje kapaciteta kondenzatora u krugovima za kontrolu basa i visokih tonova (100 nF odnosno 1 nF) snizit će frekvenciju i obrnuto. Kada koristite male sustave zvučnika, bolje je koristiti kondenzator od 47 nF u krugu upravljanja basom.
Krug nudi izborni izlaz za snimanje. Može se isključiti ako nije potrebno. Nepotrebno je reći da se može koristiti bilo koji uređaj za snimanje i to ne mora biti magnetofon.
Riža. 1. Selektor ulaza i prebacivanje strujnog kruga
Ovdje nema posebnih značajki dizajna, ali tijekom instalacije treba paziti da žice lijevog i desnog kanala budu odvojene gdje god je to moguće kako bi se spriječilo preslušavanje. Preporuča se koristiti okretni prekidač s produljenom osovinom kao birač ulaza. To će vam omogućiti da postavite sve ulaze i prekidač unutar jednog odjeljka i pouzdano ih zaštitite.
Ulazne kontrole za CD i DVD ulaze omogućuju vam balansiranje razina s drugim izvorima. Nakon provedbe malog broja eksperimenata, potrebno je osigurati mogućnost prebacivanja s jednog ulaza na drugi uz održavanje razine glasnoće.
Riža. 2. Ulazni međuspremnik i kontrola tona
Dijagram prikazuje samo lijevi kanal. Desni kanal je identičan i koristi drugu polovicu operacijskog pojačala NE5532. Obratite pozornost na to kako je napajanje spojeno na op-amp:
+V - Pin 8, –V - Pin 4
Ako se spoji pogrešno, operacijska pojačala neće uspjeti!
Ulazni stupanj ima pojačanje od 2 (6 dB) i djeluje kao međuspremnik za tonski blok. Stupanj međuspremnika na izlazu tonskog bloka također ima dvostruki dobitak za kompenzaciju gubitaka u stupnju kontrole tona (6 dB). Dakle, ukupno pojačanje nakon kontrola tona je 4 (za one frekvencije koje su pojačane do maksimuma). Uzimajući u obzir standardni 2V RMS signal iz CD playera, izlaz će biti 8V RMS ili 11,3V vršne amplitude (pod pretpostavkom da je kontrola ulazne razine na maksimumu).
Kako bi se spriječilo odsijecanje signala na vrhovima, napon napajanja operacijskog pojačala mora biti najmanje ±15 V. Razina signala drugih izvora bit će znatno niža od 2 V RMS CD playera. Stoga su sve moguće mogućnosti klipinga eliminirane.
Imajte na umu da kontrole tona u središnjem položaju daju gotovo ravan frekvencijski odziv. Svako odstupanje će najvjerojatnije biti uzrokovano mehaničkim, a ne električnim razlozima.
Prilikom prebacivanja S2, svi elementi tonskog bloka i izlaznog međuspremnika isključeni su iz sklopa.
Riža. 3. Balans, volumen, izlazni stupanj pojačanja
Izlazni stupanj daje najveći dio pojačanja (12,6 dB) i uključuje kontrole glasnoće i balansa. Kontrola ravnoteže unosi 2,3 dB prigušenja u središnjem položaju i ima polu-logaritamski odziv. Stoga se precizno upravljanje lako postiže u području središnjeg položaja motora. Kada se kontrola okrene u krajnji položaj, suprotni kanal prima 1 dB signala. Korištenje postupne kontrole pojačanja može smanjiti razinu buke
Ako vaše pojačalo ima neobično visoku osjetljivost, morat ćete povećati vrijednost R19. Dobitak ove kaskade određuje se formulom:
Ku = 20log((R18 + R17) / R17) - 2,3 dB (2,3 dB se gubi u kontroli ravnoteže)
Ukupno pojačanje sustava sa svim kontrolama (osim kontrola tona) na maksimumu je 18,5 dB, tako da će 230 mV pokrenuti pojačalo s ulaznom osjetljivošću od 2 V na punu snagu.
Ako je potrebno veće pojačanje (što je vrlo malo vjerojatno), to se može postići smanjenjem R17 u konačnom izlaznom stupnju (trenutno 22 k ohma). Ako se, na primjer, želi ukupno pojačanje od 24 dB, tada vrijednost R17 treba smanjiti na 12 kOhm. U ovom slučaju, intrinzični šum raste proporcionalno povećanju pojačanja.
Za pogon pojačala snage normalne osjetljivosti (pojačanje od 27 dB), ukupno pojačanje pretpojačala od 10 dB dovoljno je za većinu izvora. Ova se vrijednost može postići povećanjem R17 na 82 kΩ, tako da će ukupni dobitak biti
6 dB + 7 dB – 2,3 dB = 10,7 dB
Po želji, vrijednosti R17 i R18 mogu se podijeliti s 10 (do 10 kΩ i 2,2 kΩ kao što je prikazano na dijagramu). To može smanjiti buku zbog nižih impedancija. Nisam mjerio razinu buke u obje konfiguracije, ali one će u svakom slučaju biti vrlo niske.
Svi potenciometri koriste se s linearnom karakteristikom.
Svako operacijsko pojačalo mora biti spojeno s elektrolitskim kondenzatorima od 10 µF x 25 V od svake strujne noge do mase i kondenzatorima od 100 nF između pinova za napajanje (vidi sliku 4). Potonji bi se trebao nalaziti što je moguće bliže terminalima napajanja op-amp; položaj elektrolita od 10 µF nije kritičan. Neuspjeh premošćivanja rezultirat će visokofrekventnim oscilacijama koje će značajno izobličiti zvuk pretpojačala.
Riža. 4. Shuntni krug op-amp napajanja
Ova operacijska pojačala su vrlo česta i neće ih biti teško pronaći. Nedvojbeno postoje bolji uređaji, ali ukupna kvaliteta NE5532 korištenih u ovom dizajnu trebala bi zadovoljiti i najizbirljivijeg slušatelja. Ovi uređaji imaju unutarnji stabilizator i nije potrebna vanjska stabilizacija.
Imajte na umu da sva operacijska pojačala (osim tonskog međuspremnika) rade s istosmjernim pojačanjem. To dovodi do pojave konstantnog napona unutar nekoliko milivolti na izlazima op-amp. Kako bi se to eliminiralo, bila bi potrebna uporaba elektrolitskih kondenzatora u putu signala, što je bilo nešto što sam želio izbjeći.
Korištenje izlaznog kondenzatora od 2,2 uF sprječava ulazak istosmjernog napona u nizvodne uređaje. Strogo se ne preporučuje uklanjanje ovih kondenzatora, jer DC napon (čak ni u malim količinama) se ne smije prenositi na pojačalo! Paralelno spajanje dvaju kondenzatora od 2,2 μF daje signal na razini -3 dB pri frekvenciji do 5 Hz i opterećenju od 10 kOhm. Ovo bi trebalo biti prihvatljivo za većinu pojačala
Otpornik od 100 ohma na izlazu je dizajniran da spriječi bilo kakve oscilacije operativnog pojačala kada je spojeno na koaksijalni kabel.
Preporučljivo je koristiti vanjski transformator kao odgovarajući izvor napajanja kako bi se uklonila svaka mogućnost smetnji, osobito ako se koristi gramofonski stupanj.
Odgovarajuće napajanje osigurano je u Projektu 05 (vidi Projekt 05). U ovom slučaju, transformator se koristi za osiguranje 16 VAC, a ispravljanje, filtriranje i stabilizacija montirani su unutar šasije pretpojačala.
Ako želite uključiti transformator u šasiju, koristite transformator toroidalnog tipa (20 VA je više nego dovoljno) kako biste smanjili magnetska polja na minimum.
Prilikom spajanja na električnu mrežu budite oprezni i pridržavajte se mjera opreza, mrežni napon je opasan po život! U tom slučaju upotrijebite standardni IEC konektor za napajanje. Za spajanje na izvor izmjeničnog napona od 12 V preporučujem korištenje XLR konektora. Znatno su izdržljiviji od cjevastih konektora za napajanje i nikada neće ispasti. XLR priključci opisani su na stranici projekta napajanja
Nedavno me je izvjesna osoba zamolila da mu napravim pojačalo dovoljne snage i odvojene kanale pojačanja za niske, srednje i visoke frekvencije. Prije toga već sam ga skupljao više puta za sebe kao eksperiment i, moram reći, eksperimenti su bili vrlo uspješni. Kvaliteta zvuka čak i jeftinih zvučnika ne baš visoke razine primjetno je poboljšana u usporedbi, na primjer, s mogućnošću korištenja pasivnih filtara u samim zvučnicima. Osim toga, postaje moguće prilično jednostavno mijenjati frekvencije skretnice i pojačanje svakog pojedinog pojasa i, na taj način, lakše je postići ujednačeni frekvencijski odziv cijelog puta pojačanja zvuka. Pojačalo je koristilo gotove sklopove koji su prethodno više puta testirani u jednostavnijim dizajnima.
Strukturna shema
Donja slika prikazuje dijagram strujnog kruga kanala 1:
Kao što se može vidjeti iz dijagrama, pojačalo ima tri ulaza, od kojih jedan pruža jednostavnu mogućnost dodavanja pretpojačala-korektora za svirač vinila (ako je potrebno), prekidač ulaza, zaključavanje predpojačala-timbre (također tri -pojas, s podesivim razinama HF/MF/LF), kontrola glasnoće, blok filtera za tri pojasa s podešavanjem razine pojačanja svakog pojasa s mogućnošću onemogućavanja filtriranja i napajanje za finalna pojačala velike snage (nestabilizirana) i stabilizator za "slabostrujni" dio (preliminarni stupnjevi pojačanja).
Blok predpojačalo-timbre
Korišten je već više puta testiran sklop koji unatoč jednostavnosti i dostupnosti dijelova pokazuje dosta dobre karakteristike. Dijagram (kao i svi sljedeći) jednom je objavljen u časopisu "Radio", a zatim više puta objavljen na raznim stranicama na Internetu:
Ulazni stupanj na DA1 sadrži prekidač razine pojačanja (-10; 0; +10 dB), koji pojednostavljuje usklađivanje cijelog pojačala s izvorima signala različitih razina, a kontrola tona je izravno sastavljena na DA2. Krug nije kapriciozan prema nekim varijacijama u vrijednostima elemenata i ne zahtijeva nikakvo podešavanje. Kao op-amp, možete koristiti bilo koje mikro krugove koji se koriste u audio stazama pojačala, na primjer, ovdje (i u sljedećim krugovima) isprobao sam uvezene BA4558, TL072 i LM2904. Bilo koji će poslužiti, ali bolje je, naravno, odabrati opcije op-amp s najnižom mogućom razinom buke i visokim performansama (faktor pada ulaznog napona). Ovi parametri mogu se vidjeti u referentnim knjigama (tablice). Naravno, ovdje uopće nije potrebno koristiti ovu posebnu shemu; sasvim je moguće, na primjer, napraviti ne tropojasni, već obični (standardni) dvopojasni tonski blok. Ali ne "pasivni" sklop, već sa stupnjevima za usklađivanje pojačanja na ulazu i izlazu na tranzistorima ili operacijskom pojačalu.
Blok filtera
Ako želite, također možete pronaći puno krugova filtera, jer sada ima dovoljno publikacija na temu višepojasnih pojačala. Kako bih olakšao ovaj zadatak i samo kao primjer, ovdje ću navesti nekoliko mogućih shema koje se nalaze u različitim izvorima:
- krug koji sam koristio u ovom pojačalu, budući da su se frekvencije skretnice pokazale upravo ono što je "kupcu" trebalo - 500 Hz i 5 kHz i nisam morao ništa preračunavati.
- drugi krug, jednostavniji na op-ampu.
I još jedan mogući krug, koristeći tranzistore:
Kao što je vaš već napisao, odabrao sam prvu shemu zbog prilično kvalitetnog filtriranja pojaseva i podudarnosti frekvencija razdvajanja pojasa s navedenim. Samo su na izlazima svakog kanala (pojasa) dodane jednostavne kontrole razine pojačanja (kao što je učinjeno, na primjer, u trećem krugu, korištenjem tranzistora). Regulatori se mogu isporučiti od 30 do 100 kOhm. Operacijska pojačala i tranzistori u svim sklopovima mogu se zamijeniti suvremenim uvoznim (uzimajući u obzir pinout!) za postizanje boljih parametara sklopa. Svi ovi krugovi ne zahtijevaju nikakvo podešavanje osim ako ne trebate promijeniti frekvencije skretnice. Nažalost, nisam u mogućnosti pružiti informacije o ponovnom izračunavanju ovih frekvencija skretnica, budući da su krugovi traženi kao "gotovi" primjeri i nisu im priloženi detaljni opisi.
Mogućnost onemogućavanja filtriranja na MF i HF kanalima dodana je u krug bloka filtera (prvi od tri kruga). U tu svrhu ugrađena su dva prekidača s tipkama tipa P2K, uz pomoć kojih možete jednostavno zatvoriti spojne točke ulaza filtera - R10C9 s pripadajućim izlazima - "HF izlaz" i "MF izlaz". U ovom slučaju, puni audio signal se prenosi kroz ove kanale.
Pojačala snage
Sa izlaza svakog filtarskog kanala, HF-MF-LF signali se dovode do ulaza pojačala snage, koji se također mogu sastaviti pomoću bilo kojeg od poznatih sklopova, ovisno o potrebnoj snazi cijelog pojačala. Napravio sam UMZCH prema odavno poznatoj shemi iz časopisa "Radio", br. 3, 1991., str. 51. Ovdje dajem poveznicu na "izvorni izvor", budući da postoji mnogo mišljenja i sporova u vezi s ovom shemom u pogledu njezine "kvalitete". Činjenica je da se na prvi pogled radi o krugu pojačala klase "B" s neizbježnom prisutnošću "koračnog" izobličenja, ali to nije tako. Krug koristi strujnu kontrolu tranzistora izlaznog stupnja, što vam omogućuje da se riješite ovih nedostataka tijekom normalnog, standardnog uključivanja. U isto vrijeme, krug je vrlo jednostavan, nije kritičan za dijelove koji se koriste, pa čak ni tranzistori ne zahtijevaju poseban preliminarni odabir parametara. Osim toga, krug je prikladan u tome što se moćni izlazni tranzistori mogu staviti na jednu toplinu sudoper u paru bez izolacijskih odstojnika, budući da su kolektorske stezaljke spojene na točku " izlaz", što uvelike pojednostavljuje instalaciju pojačala:
Prilikom postavljanja VAŽNO je samo odabrati ispravne načine rada tranzistora predzavršnog stupnja (odabirom otpornika R7R8) - na bazama ovih tranzistora u načinu mirovanja i bez opterećenja na izlazu (dinamika ) trebao bi postojati napon u rasponu od 0,4-0,6 volti. Napon napajanja za takva pojačala (trebalo bi ih biti 6) podignut je na 32 volta zamjenom izlaznih tranzistora s 2SA1943 i 2SC5200, otpor otpornika R10R12 također bi trebao biti povećan na 1,5 kOhm (kako bi se "napravilo" život lakši” za zener diode u strujnom krugu napajanja ulaznih op-pojačala). Op-pojačala su također zamijenjena s BA4558, u kojem slučaju krug "nulte postavke" (izlazi 2 i 6 na dijagramu) više nije potreban i, sukladno tome, pinout se mijenja prilikom lemljenja mikro kruga. Kao rezultat toga, prilikom testiranja, svako pojačalo koje koristi ovaj krug proizvelo je snagu do 150 W (kratkotrajno) uz potpuno odgovarajući stupanj zagrijavanja radijatora.
ULF napajanje
Kao napajanje korištena su dva transformatora s blokovima ispravljača i filtara prema uobičajenoj, standardnoj shemi. Za napajanje kanala niske frekvencije (lijevi i desni kanal) - transformator od 250 W, ispravljač temeljen na sklopovima dioda kao što je MBR2560 ili sličan, i kondenzatori od 40 000 uF x 50 volti u svakoj grani napajanja. Za srednje i visokofrekventne kanale - transformator od 350 W (preuzet iz izgorjelog Yamaha prijemnika), ispravljač - diodni sklop TS6P06G i filtar - dva kondenzatora od 25 000 uF x 63 volta za svaku snagu. Svi elektrolitski filtarski kondenzatori su spojeni filmskim kondenzatorima kapaciteta 1 mikrofarada x 63 volta.
Općenito, napajanje može imati jedan transformator, naravno, ali s odgovarajućom snagom. Snaga pojačala u cjelini u ovom slučaju određena je isključivo mogućnostima izvora napajanja. Sva pretpojačala (blok boje, filtri) također se napajaju iz jednog od ovih transformatora (moguće iz bilo kojeg od njih), ali preko dodatne jedinice bipolarnog stabilizatora sastavljene na KREN (ili uvezenom) MS-u ili pomoću bilo kojeg od standardnih krugova tranzistora.
Dizajn pojačala domaće izrade
Ovo je možda bio najteži trenutak u proizvodnji, jer nije bilo odgovarajućeg gotovog kućišta i morao sam smisliti moguće opcije :-)) Kako ne bih oblikovao hrpu zasebnih radijatora, odlučio sam upotrijebiti kućište radijatora iz automobilskog 4-kanalnog pojačala, prilično velikih dimenzija, otprilike ovako:
Sve "unutarnje" su, naravno, uklonjene i raspored je ispao otprilike ovako (nažalost, nisam snimio odgovarajuću fotografiju):
— kao što možete vidjeti, šest terminalnih UMZCH ploča i ploča predpojačala-tonskog bloka ugrađeni su u ovaj poklopac radijatora. Ploča filterskog bloka više nije odgovarala, pa je pričvršćena na konstrukciju napravljenu od aluminijskog kuta koji je zatim dodan (vidi se na slikama). Također, u ovaj "okvir" ugrađeni su transformatori, ispravljači i filtri za napajanje.
Pogled (sprijeda) sa svim prekidačima i kontrolama ispao je ovako:
Pogled straga, s izlaznim terminalima zvučnika i kutijom s osiguračima (budući da nisu napravljeni elektronički zaštitni krugovi zbog nedostatka prostora u dizajnu i kako se krug ne bi komplicirao):
Naknadno, okvir iz kuta bi, naravno, trebao biti prekriven ukrasnim pločama kako bi proizvod dobio "tržišniji" izgled, ali to će učiniti sam "kupac", prema svom osobnom ukusu. Ali općenito, u pogledu kvalitete zvuka i snage, dizajn se pokazao sasvim pristojnim. Autor materijala: Andrey Baryshev (posebno za stranicu web stranica).
Moderno digitalni izvori zvuk (CD playeri, DAC, itd.) imaju vrlo nisku razinu buke. Mnogo niži od vinila ili magnetske trake. Zbog toga su zahtjevi za šumom naknadnog puta pojačanja danas postali puno veći nego u eri analognog zvuka. U svjetlu ovih zahtjeva, dolje opisano pretpojačalo dizajnirano je s primarnim ciljem postizanja visokokvalitetnog zvuka pri ultra niskim razinama buke bez upotrebe egzotičnih ili skupih komponenti.
U većini stupnjeva autor je koristio svoja omiljena operacijska pojačala NE5532, ali u nekim čvorovima se koriste LM4562, odnedavno su postali dostupniji i omogućuju postizanje mnogo manjeg izobličenja pri radu s opterećenjem niske impedancije.
Kakav je ljubitelj glazbe (a još više audiofil) bez vinila? Za njih je pretpojačalo opremljeno s dva korektori pozadine za različite vrste podizača. Osim toga, dizajn ima kontrola tona, vizualno indikator razine I uravnoteženi izlazi, što je danas postalo gotovo standard za visokokvalitetna audio oprema.
Blok dijagram pretpojačala prikazan je na slici:
Kliknite za povećanje
Svi moduli sastavljeni su na zasebnim tiskanim pločicama, što pojednostavljuje njihovo postavljanje u kućište i olakšava prebacivanje.
Ovaj dio serije članaka opisuje sklop samog pojačala s kontrolama glasnoće, balansa i tona, kao i organizaciju simetričnog izlaza.
Shematski dijagram modula pretpojačala:
Kliknite za povećanje
Svi otpori (ne samo otpornici, već i otpori aktivnih komponenti, na primjer otpor baze tranzistora) stvaraju šumovi, čija razina ovisi o vrijednosti otpora i temperaturi. Budući da je prilično teško utjecati na temperaturu u prostoriji za slušanje, jedini način da se smanji šum otpornika je smanjiti vrijednost samog otpora. To podrazumijeva glavnu značajku prikazane sheme - korištenje otpornici niskog otpora duž cijele putanje zvučnog signala.
Ako za stalne otpornike izbor vrijednosti niskog otpora ne predstavlja problem, onda je za promjenjive otpornike (za kontrolu glasnoće, ravnoteže i tona) nazivni raspon značajno ograničen. Tipično u ovim krugovima možete vidjeti promjenjive otpornike od 47 kOhm, 22 kOhm ili u najboljem slučaju 10 kOhm. U ovom dizajnu, Douglas Self koristio je promjenjive otpornike od 1 kOhm - ovo je možda minimalna dostupna vrijednost među promjenjivim otpornicima.
Usput, evo karakteristika koje smo uspjeli postići:
(Mjerenja su provedena pri naponu napajanja od 17 V, s isključenim kontrolama tona, korištenjem balansiranih ulaza i izlaza)
| Harmonijska distorzija + šum (ulazni signal 0,2 V, izlazni signal - 1 V) | 0,0015% (1 kHz, B = 22 Hz do 22 kHz) 0,0028% (20 kHz, B = 22 Hz do 80 kHz) |
| Harmonijska distorzija + šum (ulazni signal 2V, izlazni signal - 1V) | 0,0003% (1 kHz, B = 22 Hz do 22 kHz) 0,0009% (20 kHz, B = 22 Hz do 80 kHz) |
| Omjer signala i šuma (na ulaznom signalu od 0,2 V) | 96 dB (B = 22 Hz do 22 kHz) 98,7 dBA |
| Ponovljivi frekvencijski pojas: | 0,2 Hz do 300 kHz |
| Maksimalna razina izlaznog signala (na ulazu od 0,2 V): 1,3 V | |
| Podešavanje ravnoteže | +3,6 dB do -6,3 dB |
| Podešavanje basa | ±8 dB (100 Hz) |
| Podešavanje visokih tonova | ±8,5 dB (10 kHz) |
| Odvajanje kanala (R->L) | -98 dB (1 kHz) -74 dB (20 kHz) |
| Odvajanje kanala (L->R) | -102 dB (1 kHz) -80 dB (20 kHz) |
Korištenje otpornika niske impedancije također smanjuje prednapon op-pojačala od strane ulaznih struja, što također smanjuje buku uzrokovanu fluktuacijama u op-amp strujama.
Kako bi se smanjio šum aktivnih komponenti, u krugu se koristi paralelna veza kaskade. Naravno, mogu se koristiti moderna op-pojačala niske razine buke poput AD797. Ali to će biti puno skuplje i kompliciranije (jer jedno pakiranje sadrži samo jedno op-amp). Imajte na umu da ne govorimo o paralelnom povezivanju mikro krugova (kada su zalemljeni jedan na drugi), već o paralelnom povezivanju stupnjeva pojačala. Samo u ovom slučaju buka elemenata pojačala bit će nekorelirana, zbog čega se ukupna razina buke smanjuje za 3 dB kada su 2 stupnja paralelna. Kada su 4 stupnja paralelno spojena, buka se smanjuje za 6 dB, tj. dvaput.
Ako se paralelizira 8 kaskada, šum će se smanjiti za 9 dB, ali za takav dobitak troškovi su neopravdano visoki.
Zbog upotrebe otpornika niskog otpora u kontroli tona, vrijednosti kondenzatora bile su mnogo veće nego inače. Ali danas to nije problem za modernu bazu elemenata.
Linijski unos i kontrola ravnoteže.
Za smanjenje buke i smetnji, filtar R1C1 i R2C2 instaliran je izravno na ulazu pojačala. Stupnjevi međuspremnika IC1A i IC1B daju približno 50 kΩ ulazne impedancije i poboljšavaju odbacivanje zajedničkog načina rada. Sam stupanj pojačanja je sastavljen na LM4562 (IC2A), čije pojačanje se podešava potenciometrom P1A. Isti potenciometar u desnom kanalu uključuje se "izvan faze" s lijevim, čime se podešava balans. Povratna veza u kaskadi realizirana je kroz dva paralelna međuspremnika IC3A i IC3b, zbog čega kaskadni dobitak ostaje konstantan bez obzira na promjene opterećenja. Osim toga, ovo rješenje smanjuje šum i pruža nisku izlaznu impedanciju.
Tipična implementacija kontrole ravnoteže obično negativno utječe na pozornicu i "virtualni" raspored instrumenata, zbog čega je prilično rijetka u Hi-End opremi. Rješenje Douglasa Selfa za ovaj čvor nema taj nedostatak.
Razina buke ovog dijela pretpojačala je samo -109 dB u srednjem položaju kontrole ravnoteže, -106 dB na maksimalnom i -116 dB na minimalnom položaju kontrole (u frekvencijskom pojasu od 22 Hz do 22 kHz ).
Kontrola tona.
Unatoč činjenici da regulator izgleda pomalo neobično, ovdje se ipak koristi klasični Baxandallov krug kontrole tona. Kao što je gore navedeno, zbog niskih vrijednosti promjenjivih otpora, vrijednosti kondenzatora znatno su veće od "tipičnih" vrijednosti.
Kondenzator C7 (1 μF) određuje donju frekvenciju kontrole tona, a kondenzatori C8 i C9 imaju vrijednost od 100 nF i određuju frekvenciju kontrole tona na VF. Po želji se dubina kontrole tona može povećati na ± 10 dB. Zbog IC4 elemenata, eliminiran je međusobni utjecaj niskofrekventnih i visokofrekventnih krugova pri kontroli tonova.
Unatoč velikim dimenzijama i visokoj cijeni, upotreba polipropilenski kondenzatori.
Razina buke kontrole tona je samo -113 dB u srednjem položaju kontrola.
Relej RE1 služi za isključivanje kontrole tona ako nije potrebna. U ovom slučaju, signal se uzima s izlaza IC2A i ide izravno na ulaz IC9B, zaobilazeći kontrolu tona. Kako bi se izbjegli klikovi tijekom prebacivanja, koristi se otpornik R18. Kako bi se smanjilo preslušavanje, prebacivanje u svakom kanalu provodi zasebni relej. U tom se slučaju kontaktne skupine releja mogu paralelizirati, što će smanjiti kontaktni otpor i dodatno povećati pouzdanost ovog dijela kruga.
Aktivna kontrola glasnoće.
Kontrola glasnoće također je implementirana prema ideji Petera Baxandalla, što je prvo omogućilo dobivanje ultra-niska razina buke(osobito pri malim volumenima), i drugo, za dobivanje logaritamske karakteristike upravljanja pri korištenju potenciometara s linearnom ovisnošću otpora o kutu rotacije. Maksimalno pojačanje je +16 dB, s točkom od 0 dB koja se nalazi na srednjem položaju potenciometra.
Četiri paralelno spojena pojačala, kao što je gore navedeno, služe za smanjenje razine buke za 6 dB. Razina vlastitog šuma takvog regulatora je -101 dB pri maksimalnom pojačanju i -109 dB pri pojačanju od 0 dB. U praksi se kontrola glasnoće obično postavlja na -20 dB, tada će razina buke biti -115 dB, što je znatno ispod praga sluha.
Kako biste mogli procijeniti kvalitetu svake kaskade, dane su njihove razine buke. Rezultirajuća razina buke određenog pretpojačala, kao što možete pretpostaviti, donekle će varirati ovisno o položaju potenciometara.
Simetrični izlaz implementiran pomoću faznog pretvarača na operacijskom pojačalu IC9A i ima dvostruko veću amplitudu signala u usporedbi s asimetričnim. Međutim, to je normalno za profesionalnu audio opremu.
Dizajn i postavljanje.
Postavljanje elemenata pojačala na ploču:
Kliknite za povećanje
Tijekom montaže prvo se lemljuju otpornici, a zatim preostale komponente.
Jumper JP1 dizajniran je za odabir optimalnog uzemljenja za vinilni korektor (postoje slični skakači na MC / MD pločama). Ne zaboravite ih spojiti. Mjesto spajanja odabire se eksperimentalno nakon sastavljanja strukture u kućištu.
Fotografija montirane ploče:
Kliknite za povećanje
Ovaj blok postavki ne zahtijeva.
Frekvencijske karakteristike pojačala i kontrole tona:
Kliknite za povećanje
Popis elemenata:
Otpornici:
(1% točnosti; metalni film; 0,25 W)
R1, R2, R39, R40 = 100 Ohma
R3-R6,R41-R44,R78,R79 = 100kOhm
R7-R12, R16, R17, R21-R24, R33, R34,
R45-R50,R54,R55,R59-R62,R71,R72 = 1kOhm
R13, R51 = 470 Ohma
R14, R15, R52, R53 = 430 Ohma
R18,R35,R36,R56,R73,R74 = 22kOhm
R19, R20, R57, R58 = 20 Ohma
R25-R28, R63-R66 = 3,3 kOhm
R29-R32, R67-R70 = 10 Ohma
R37, R38, R75, R76 = 47 Ohma
R77 = 120 Ohma
P1,P2,P3,P4 = 1kOhm, 10%, 1W, stereo potenciometar, linearni, na primjer Vishay Spectrol kermet tip 14920F0GJSX13102KA. ili Vishay Spectrol vodljiva plastika tipa 148DXG56S102SP.
Kondenzatori:
C1,C2,C10-C14,C26,C27,C35-C39 = 100pF 630V, 1%, polistiren, aksijalni
C3,C4,C28,C29 = 47µF 35V, 20%, nepolarni, promjer 8 mm, razmak pinova 3,5 mm, npr. Multicomp p/n NP35V476M8X11.5
C5,C6,C30,C31 = 470pF 630V, 1%, polistiren, aksijalni
C7,C32 = 1µF 250V, 5%, polipropilen, razmak pinova 15 mm
C8,C9,C33,C34 = 100nF 250V, 5%, polipropilen, razmak izvoda 10 mm
C15,C16,C40,C41 = 220µF 35V, 20%, nepolarni, promjer 13 mm, razmak pinova 5 mm, npr. Multicomp p/n NP35V227M13X20
C17-C25,C42-C50 = 100nF 100V, 10%, razmak pinova 7,5 mm
C51 = 470nF 100V, 10%, razmak pinova 7,5 mm
C52,C53 = 100µF 25V, 20%, promjer 6,3 mm, razmak pinova 2,5 mm
Čips:
IC1,IC3,IC5-IC10,IC12,IC14-IC18 = NE5532, na primjer ON Tip poluvodiča NE5532ANG
IC2,IC4,IC11,IC13 = LM4562, na primjer National Semiconductor tip LM4562NA/NOPB
Razno:
K1-K4 = 4-pinski konektor, korak 0,1’’ (2,54 mm)
K5,K6,K7 = 2-pinski konektor, korak 0,1’’ (2,54 mm)
JP1 = 2-pinski kratkospojnik, korak 0,1’’ (2,54 mm)
K8 = 3-pinski blok vijaka, korak 5 mm
RE1,RE2 = relej, 12V/960Ohm, 230VAC/3A, DPDT, TE Connectivity/Axicom tip V23105-A5003-A201
Nastavit će se...
Članak je pripremljen na temelju materijala iz časopisa “Elector” (Njemačka)
Sretna kreativnost!
Glavni urednik RadioGazete
Krug pretpojačala s kontrolom tona.
Pozdrav prijatelji. U nastavku članka predstavljen je projekt predpojačala Maxima Vasilieva, koji je u biti remake Sukhovljevog pretpojačala prijenosom sklopa iz serije 157 mikro krugova u uvoz. Detaljnije informacije možete pronaći na KOTE-u i vegalab forumu traženjem "Vasiliev's Complete Amplifier". Shematski dijagram:
Za povećanje slike kliknite na sliku.
Krug koristi dvostruka operacijska pojačala. Na primjer, možete instalirati OPA2134P, TL072 ili NE5532, kako želite ili koji god trenutno imate pri ruci. Sljedeća slika prikazuje raspored pinova mikro krugova; gornji su isti, tako da bez obzira koji MS koristite, ne morate raditi nikakve promjene na ploči:
Nećemo pisati o tome koji mikro krugovi zvuče bolje, o tome možete pronaći puno informacija na radioamaterskim forumima, a ima ih dosta i na internetu.
Napajanje je bipolarno +/- 12…15 volti.
Promjenjivi otpornici skupine "A" (uvozni) koriste se kao regulatori glasnoće, ravnoteže i tona; ako koristite domaće varijable, odaberite skupinu "B"
Tiskana ploča izrađena je od dvostranog stakloplastike. Gornji sloj nije ugraviran; koristi se kao zaslon. Dimenzije ploče 70x158 mm.
Izgled tiskane pločice prikazan je na sljedeće dvije slike:
Na ploču je dodan bipolarni stabilizator napona od 2 x 15 Volti na 78L15 i 79L15 čipovima. Slika ispod prikazuje raspored pinova tranzistora 2N5551:
Dijagram strujnog kruga i tiskanu pločicu u LAY formatu možete preuzeti direktnom poveznicom s naše web stranice. Veličina arhivske datoteke za preuzimanje je 0,53 Mb.