Анонс

ОБЩИЕ СВЕДЕНИЯ ОБ УСИЛИТЕЛЯХ
Усилители низкой частоты в общем тракте  Hi-Fi техники являются, пожалуй, единственным звеном, все характеристи­ки которого сравнительно легко могут быть сделаны лучше, чем это предусматривается требованиями на весь тракт. Сегодня — это един­ственное звено, которое может иметь характеристики «экстра-класса». Объясняется это не тем, что УНЧ — самое простое звено в трак­те, а большими возможностями в варьировании схемными и конст­руктивными решениями, наличием широчайшего ассортимента усили­тельных элементов, высококачественных трансформаторных сталей и, главное, очень большим опытом конструирования усилителей. ... Далее...
АНАЛИЗ КАНАЛА РАДИОВЕШАНИЯ И ЕГО СОСТАВНЫХ ЧАСТЕЙ (ТРАКТОВ, ЗВЕНЬЕВ)
Hi-Fi - ОБЩИЕ ВОПРОСЫ ЗВУКОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

Прежде чем приступить к анализу тракта звуковоспроизведения Hi-Fi техники, полезно вспомнить, что подразумевается под понятием «тракт», и как этот термин соотносится с термином «канал». В ГОСТ 11515-65 «Тракты радиовещательные. Классы. Основные качественные пока­затели» под термином канал радиовещания понимается весь комплекс аппаратуры и сред, участвующих в передаче инфор­мации от микрофона в студии до громкоговорителя. Любая часть канала радиовещания, выполняющая определенные функции, назы­вается трактом радиовещания. В свою очередь отдельные части радиовещательных трактов называют звеньями.

Среда (окружающее пространство) играет очень важную роль в передаче информации, пожалуй, не меньшую, чем собственно ра­диовещательная аппаратура, поэтому влияние среды непременно должно учитываться при проектировании того или иного канала или аппаратуры вещания.

 

Рассмотрим упрощенную блок-схему радиовещательного канала (рис. 1).

Hi Fi техника - Блок-схема радиовещательного канала

Рис. 1.

Блок-схема радиовещательного канала.

1 — акустическая среда «А»; 2 — микрофон; 3—микрофонный усили­тель; 4 — регулирующие устройства, промежуточный и линейный уси­литель: 5—модулятор; 6 — радиопередатчик; 7—передающая антенна; 8 — среда, в которой распространяются радиоволны; 9 — радиоприем­ник; 10 — УНЧ; 11 — электроакустический преобразователь; 12 — акусти­ческая среда «Б».

Здесь номером 1 обозначена среда между исполнителем (источник информации) и микрофоном 2, являющимся преобразова­телем акустического (звукового) сигнала в электрический сигнал.

 

Если бы вместо окружающей среды 1 был вакуум, передача аку­стической информации от ее источника к звену 2 оказалась невоз­можной, так как звук в вакууме не распространяется. Уже одно это соображение показывает, сколь велико влияние среды на передачу информации. Среда участка 1 может представлять собой не только воздух. Например, в гидроакустике в качестве среды передачи рас­сматривается жидкость.

В зависимости от характера информации и поставленных задач те или иные свойства среды могут играть решающую роль или быть несущественными. Например, воздух во время телевизионной пере­дачи может оказаться малопрозрачным из-за тумана, наличия дыма или окрашенных газов, и это никак не отразится на качестве пере­дачи звука, тогда как передача изображения будет невозможна. Наоборот, непригодность воздушной среды для передачи звуковой части телевизионной программы ввиду сильного шума никак не от­разится на передаче изображения.

В рассматриваемой нами блок-схеме среда, в которой распрост­раняется вещательный сигнал, встречается еще дважды: в виде пространства, через которое осуществляется передача радиоволн 8, и в виде воздуха помещения 12, в котором находятся оконечный пре­образователь канала радиовещания — громкоговорители и слу­шатель.

В настоящей книге речь идет не о всем радиовещательном ка­нале, а лишь об одном из его участков, а именно — низкочастотном приемном тракте. Иначе говоря, мы не будем рассматривать оборудование радиовещательных студий и радиочастотную часть канала. Поэтому в дальнейшем, употребляя термин «низкочастотный тракт» (или для краткости, просто «тракт»), мы будем подразумевать путь низкочастотного (звукового) сигнала от носителя или источника сигнала (грампластинки, магнитной фонограммы, детекто­ра приемника, линии проводного вещания) через усилители низкой частоты и среды, служащие переносчиком сигнала, к слушателям.

В соответствии с принятым ограничением приведем для приме­ра блок-схему тракта воспроизведения грамзаписи (рис. 2).

Hi Fi техника - Блок-схема тракта воспроизведения грамзаписи

Рис. 2.

Блок-схема тракта воспроизведения грамзаписи.

1 — источник (носитель) сигнала; 2 — звукосниматель (датчик-преобразователь); 3 — согласующее и корректирующее звено; 4 — блок регулировок; 5 — усили­тель напряжения; 6 — усилитель мощности; 7 — соединительные линии с раз­делительными фильтрами; 8 — громкоговоритель (электроакустический преоб­разователь); 9—среда «Б»

Коли­чество звеньев тракта не является постоянным и может меняться в зависимости от назначения, класса качества и типа усилительной аппаратуры. Так, например, усилитель может содержать один или несколько каскадов самого разнообразного назначения: каскады уси­ления напряжения и мощности, фазоинверторы, катодные повтори­тели, смесительные (микшерные) каскады, блоки регулировки уровня и тембра.

 

Если источников сигнала несколько, то между ними и входным каскадом усилителя включают дополнительное звено — коммутатор (переключатель). Блок регулировок может состоять всего лишь из одного регулятора уровня, а может иметь и несколько плавных и ступенчатых регуляторов уровня и регуляторов тембра, переключаемые фильтры и другие устройства.

Наряду с этим нетрудно выделить и такие звенья, наличие ко­торых совершенно необходимо в любом тракте звуковоспроизведе­ния, независимо от его типа, назначения, схемы.

В первую очередь к ним относится источник сигнала. Под источ­ником сигнала в случае воспроизведения грамзаписи следует подра­зумевать виниловую пластинку, а не звукосниматель, как ошибочно пола­гают многие радиолюбители. При магнитной записи источником сигнала служит магнитная фонограмма, при воспроизведении радио­передач — выход детектора приемника. В случае усиления програм­мы, поступающей по городской трансляционной сети, источником сигнала следует считать выход линии проводного вещания, т. е. практически — штепсельную розетку, в которую включен абонент­ский громкоговоритель. У адаптеризованных музыкальных инстру­ментов источником сигнала является сам инструмент (а не адап­тер!). Наконец, у электромузыкальных инструментов источником сигнала правильнее считать выход блока формирования сигнала до оконечного усилителя, хотя при этом регуляторы, обычно входящие в усилительный тракт (например, регуляторы тембровой окраски, переключатели регистров и т. п.), окажутся внутри самого источни­ка сигналов.

Что касается среды между источником сигнала и преобразова­телем сигнала, то на первый взгляд может показаться, что в слу­чае воспроизведения магнитной фонограммы или грамзаписи ника­кой связующей среды нет. Однако это мнение ошибочно. Достаточно вспомнить о магнитном поле, воздействующем на воспроизводящую головку магнитофона, о результатах неравномерного или неплотно­го прилегания магнитной ленты к зазору головки, об акустической обратной связи в радиолах, о «шуме мотора» в электрофоне и ряде других подобных явлений, при которых мешающее воздействие на датчик-преобразователь осуществляется именно через окружающую среду.

Очевидно также, что если мы договорились рассматривать сре­ду между источником сигнала и датчиком-преобразователем как звено тракта передачи информации, то к этой среде (назовем ее условно средой «А») должны быть отнесены и провода от штепсель­ной розетки линии проводного вещания или от выхода детектора приемника до входа усилителя низкой частоты или коммутатора.

Заметим, однако, что шланг от микрофона до входа усилителя уже не будет относиться к среде «А», так как он начинается после датчика-преобразователя.

Итак, источник сигнала и окружающая его среда являются обя­зательными звеньями любого тракта. Далее следуют усилительные устройства. Обязательным звеном тракта является устройство для обратного преобразования сигнала из электрической формы в аку­стическую (звуковую). В рассматриваемом нами низкочастотном тракте такими преобразователями являются одиночные громкогово­рители, громкоговорящие агрегаты и головные телефоны.

Наконец, между громкоговорителями и слушателем присутству­ет акустическая среда (назовем ее условно средой «Б»), причем свойства этой среды также влияют на конечный результат звуко­усиления — качество звучания.

Если бы здесь шла речь о простейших звуковоспроизводящих трактах, то их блок-схемы могли бы быть ограничены перечисленными обязательными звеньями. Однако мы рассматриваем системы высококачественного звуковоспроизведения, задача которых — воз­можно более верно, с высокой степенью точности донести звуковую информацию от источников сигнала до слушателя.

 

Поскольку мы не можем полностью устранить влияние факто­ров, искажающих частотную характеристику звукового канала, при­ходится вводить дополнительное звено, задачей которого является исправление, коррекция частотных искажений сигнала, возникающих по различным причинам внутри самого тракта. Корректирующее звено является очень важной частью тракта. Иногда оно бывает наиболее сложным звеном тракта, потому что в него, кроме корректирующих цепочек, входят и усилительные каскады. Часто приме­няют переменную коррекцию. Тогда в схему корректирующего зве­на добавляют регуляторы или переключатели.

При знакомстве с любой, самой сложной системой высококаче­ственного звукоусиления можно представить ее в виде обобщенной блок-схемы, изображенной на рис. 3.

Hi Fi техника - Обобщенная блок-схема звукового Hi-Fi тракта

Рис. 3.

Обобщенная блок-схема звукового Hi-Fi тракта:

НС — источник сигнала; А — среда «А», ДП — датчик-преобразователь сигнала;

КЗ — корректирующее звено; ОПС — оконечный преобразователь сигнала; Б

среда «Б»; ПИ — потребитель информации (слушатель).

Каждое из ее звеньев вносит искажения, поэтому наличие корректирующего звена является обя­зательным.

При такой постановке вопроса само конструирование высокока­чественной аппаратуры приобретает иной смысл, становится очевид­ной вся ошибочность весьма распространенного в среде радиолюби­телей взгляда на то, что высокого качества звучания можно достиг­нуть, лишь сконструировав какой-то сверхсложный многоламповый УНЧ или построив необычайную акустическую систему из 10— 20 громкоговорителей. Эта почти мистическая вера в то, что «слож­ное всегда хорошо», чаще всего порождена непониманием простей­ших физических закономерностей. Сторонники такого взгляда, с од­ной стороны, игнорируют влияние среды на качество звучания и, с другой стороны, не понимают, что почти каждое звено тракта вносит те или иные искажения в сигнал, и добавление новых звень­ев может служить причиной возрастания искажений. Поэтому любое усложнение тракта должно быть убедительно обосновано и оправдано.

Но главное даже не в этом. Главное, о чем всегда необходимо помнить конструктору высококачественной аппаратуры, состоит в том, что с помощью корректирующего звена лишь сводят к приемле­мому минимуму те искажения, которые вносит в полезный сигнал сам тракт, и в частности среды «А» и «Б».

Поэтому правильнее всего начинать не с исправления уже иска­женного сигнала, а вначале постараться учесть и свести к мини­муму искажения в месте их возникновения.

Здесь важнее всего найти такие схемные и конструктивные ре­шения, которые позволят с минимальными потерями качества передавать сигнал от звена к звену. Практика показывает, что именно здесь, на стыке соседних звеньев возникают наибольшие потери ка­чества сигнала (разумеется, если сами звенья сконструированы и вы­полнены правильно и не вносят дополнительных искажений в сигнал).

К таким «стыкам» относятся все переходные междукаскадные и междублочные соединения, в частности трансформаторы, согла­сующие и корректирующие цепочки, а также среды «А» и «Б». Имен­но здесь возникают наибольшие искажения, и поэтому именно на них следует обращать основное внимание при конструировании.

Поскольку каждый из этих вопросов по объему и важности яв­ляется самостоятельным, они будут более подробно рассмотрены далее.

Нередко весь тракт разбивают на несколько отдельных частич­ных трактов, которые могут быть как полностью идентичными, так и совершенно различными по параметрам и характеристикам. Во всех таких случаях возникают дополнительные задачи по правильному разделению общего сигнала по частичным трактам и по синтезированию из отдельных обработанных сигналов общего, пол­ного сигнала.

Эти задачи также весьма сложны, поэтому мы рассмотрим их отдельно в соответствующем разделе книги.