Виберіть свою мову

Відомо, що багатосмугові підсилювачі істотно підвищують якість звучання звуковідтворювальної апаратури. Для поділу частот в підсилювачах ЗЧ частіше всього застосовують RC-фільтри або складні активні фільтри. На думку автора, в схемотехническом відношенні, особливо при формуванні декількох частотних смуг, набагато простіше використовувати LC-фільтри. Варіант підсилювача ЗЧ, в якому застосований саме такий фільтр, описаний в опублікованій статті.

Схема включення LC-фільтра в підсилювальний тракт показана на рис. 1. До складу фільтра входять індуктивність котушки Lф, ємність конденсатора Сф, вихідна опір каскаду на транзисторі VT1 і вхідний опір каскаду на транзисторах VT2, VT3. Забезпечується таким фільтром частота розділу смуг збігається з резонансною частотою контуру

Для ефективного розділення частот важливо, щоб добротність контуру мала досить помітну величину, наприклад, була б не менше 5. Для дотримання цього умови каскади на транзисторах VT2, VT3 виконані за схемою із загальною базою, забезпечує низький вхідний опір Rвх. Природно, що сам фільтр не повинен мати вираженого резонансу. Необхідне для цього загасання, що вноситься в нього з боку каскаду на транзисторі VT1, вихідний опір Rвих якого приблизно дорівнює опору резистора R3. Величина вихідного опору вибирається в залежності від акустичного оформлення головок гучномовця.

Припустимо, що в процесі відтворення звукового сигналу забезпечується додавання звукової потужності різних частотних каналів. Це може відбуватися в тому випадку, якщо відтворюють різні частоти головки гучномовців рознесені в просторі і їхні осі випромінювання розгорнуто по відношенню один до одного на кут, близький до 90°. Тоді, як випливає з теорії розрахунку розділових фільтрів, для вирівнювання залежності сумарної потужності від частоти вихідна опір Rвих має бути одно: - характеристичний опір контуру LфСф.

Можна забезпечити і додавання амплітуд звукових коливань, наприклад, розташувавши відтворюючі різні частоти звукові головки поруч один з одним на одній відбивній дошці. Причому головки слід включити противофазно, так як на частоті поділу fo струми, що протікають через котушку індуктивністю Lф і конденсатор ємністю Сф, зрушені по фазі на 180°. Вирівнювання сумарної АЧХ забезпечується в цьому випадку при вихідному опорі Rвих=0,5 p.

На рис. 2 наведено логарифмічні АЧХ каналів фільтра. Як видно з малюнка, крутизна спадів АЧХ межами смуг пропускання досягає -40 дБ/дек, тобто має таку ж величину, як крутизна спадів дволанкового RC-фільтра. Вплив вхідного опору каскадів на транзисторах VT2, VT3, Rвх, а також активного опору (rL) котушки індуктивності Lф викликає зменшення крутизни спадів на деякому видаленні від частоти поділу fо до -20 дБ/дек.

На думку автора, бажано щоб протяжності ділянок спаду АЧХ, що мають крутизну -40 дБ/дек, становили не менше 10...15 дБ по осі коефіцієнтів передачі Uвих/Uвх. При цьому основна звукова потужність буде розділена між частотними каналами і хід подальшого спаду АЧХ менш значущий. Необхідна форма АЧХ досягається при добротності контуру LфСфQ=p/(2Rвх+rL)>5, як і зазначалося в початку статті.

Налаштувати розділовий фільтр можна за допомогою звукового генератора та вольтметра змінного струму. Перед налаштуванням на місце резистора R3 слід встановити резистор, опір якого було б більше характеристичного опору контуру p. В процесі установки необхідно стежити за тим, щоб на транзисторі VT1 була достатня для його нормальної роботи напруга харчування. Тепер подавши на вхід транзистора VT1 напруга від звукового генератора і вимірюючи за допомогою вольтметра напруга на його колекторі, переконуються в тому, що добротність коливального контуру більше 5, потім визначають частоту резонансу, тобто частоту поділу fo, і при необхідності підбирають ємність конденсатора Сф. Після цього за величинами fo і Сф обчислюють характеристичне опір p контуру і розраховують необхідну вихідний опір Rвих першого каскаду. В ув'язнення на місце резистора R3 впаюють резистор опором, рівним розрахованому значенню Rвих.

На перший погляд може здатися, що практично створити LC-фільтр можна лише з досить високою частотою поділу, так як потрібна котушка з високою індуктивністю і малими втратами. Це, однак, не так. Пояснимо цю ситуацію прикладом.

Автором був зібраний чотирисмуговий підсилювач з подібними фільтрами (рис. 3).

Вся смуга звукових частот спочатку поділяється на частоті 850 Гц за допомогою фільтра L1C4. Потім частоти нижче 850 Гц діляться фільтром L3C8 на частоті 220 Гц, а частоти вище 850 Гц - фільтром L2C7 на частоті 3,2 кГц.

Для котушок індуктивності необхідні магнітопроводи з відповідними магнітними властивості і можливо великим відношенням площі перетину магнітопроводу до довжини силовий лінії. Цим вимогам відповідають феритові кільця невеликого діаметру, причому при необхідності магнітопровід можна скласти з декількох кілець. Всі котушки намотані проводом ПЕВ-2 0,12. Як магнітопровода використовувалися кільця К12х5х5,5 з фериту 1000 ПН. Котушка L1 намотана на двох склеєних один з одним кільцях і містить 520 витків, L2 - на одному кільці і містить 400 витків, а L3 - на чотирьох кільцях і складається з 520 витків.

Котушка індуктивності самого низькочастотного фільтра L3 виготовлялася наступним чином. Феритові кільця автор склеював між собою так, щоб вийшли два рівних по висоті циліндра, дотичних з твірної лінії. Внутрішню поверхню кілець ізолював папером. Намотування виробляв джгутом з десяти проводів, які потім распаивал в єдину обмотку. Всі спайки для ізоляції і фіксації взаємного положення при цьому затискалися між двома смужками клейкої стрічки.

У фільтрах застосовані конденсатори КМ, КОР. Для резисторів і конденсаторів, підбираються при налаштуванні, в друкованій платі передбачені настановні місця для двох деталей.

Наведенням з боку мережевого трансформатора незначно піддається котушка L3. Її місце установки і орієнтацію довелося підібрати по мінімуму наведень.

Пристрій нормально працювало при напрузі сигналу 0,1 В. Ознак нелінійних викривлень внаслідок насичення магнітопроводів котушок індуктивності не спостерігалося. На закінчення кілька слів про всій звуковідтворювальної системі. В як джерела фонограми був використаний электропроигрыватель "Вега-206 стерео". У чотирьохшпальтовому підсилювачі застосовано підсилювачі потужності від электрофона "Акорд-стерео", а в гучномовцях - рознесені в просторі динамічні головки 4ГД-28, 10ГД-35, 10ГД-36 в різному акустичному оформленні. Звучання встановлення відрізнялося високою чистотою і "прозорістю".

Конденсатори в розділових фільтрах бажано встановити металлопленочные, наприклад, К73-16 або К73-17, оскільки керамічні конденсатори при необхідних значеннях ємності мають занадто великий ТКЕ.

Автор: Н.Бойко, Воронеж р.