Журнал Радио 2 номер 2000 год. РАДИО - НАЧИНАЮЩИМ

Журнал Радио 2 номер 2000 год. "РАДИО" - НАЧИНАЮЩИМ В ПОМОЩЬ РАДИОКРУЖКУ ТЕОРИЯ: ПОНЕМНОГУ - ОБО ВСЕМ В. ПОЛЯКОВ, г. Москва 

6. Усилители звуковой частоты.

Усилители звуковом частоты (УЗЧ) используют во всех радиоприемниках, телевизорах, магнитофонах, проигрывателях — везде, где нужно усилить слабый звуковой сигнал, скажем, от микрофона, магнитной головки или звукоснимателя, и подвести его к линейному выходу либо громкоговорителю.

Особое значение имеют УЗЧ при создании радиокомплексов — систем, где единственный усилитель "обслуживает" множество источников программ: тюнер, кассетную деку, проигрыватели и т. д. Действительно, не имеет смысла оснащать каждое из этих устройств собственным усилителем и громкоговорителями, ведь при тех же затратах и тех же габаритах один УЗЧ может быть гораздо качественнее и мощнее.

Универсальные УЗЧ радиокомплекса имеют, как правило, несколько входов для работы с различными источниками звукового сигнала и один мощный выход для подключения акустических систем (АС) со стандартным полным сопротивлением 4 или 8 Ом. Усилители оснащают регуляторами громкости и тембров. Регулятор громкости изменяет общий уровень усиливаемого сигнала 34, а регуляторы тембра изменяют относительное усиление различных частот звукового спектра, придавая звуку различную тембровую окраску.

Оказалось удобным разделить УЗЧ на два функционально законченных блока: предварительный усилитель со входами для различных источников и всеми регулировками, и оконечный усилитель мощности (УМЗЧ), в котором регулировок нет и амплитудно-частотная характеристика (АЧХ) максимально плоская, т.е. все частоты звукового спектра усиливаются одинаково. "Стыковка" предварительного и оконечного усилителей производится на стандартном (линейном) уровне звукового напряжения около 0.7 В. Это дает возможность использовать разные предварительные усилители с одним оконечным (или наоборот), включать между предварительным и оконечным усилителями дополнительные устройства, например, многополосный регулятор тембра (эквалайзер).

6.1. Усилители мощности 3Ч.

Ламповый УМЗЧ, еще до сих пор применяемый в некоторых телевизорах, а также в аудиокомплексах высокого класса (Hi-End), обладает крупным недостатком — наличием выходного трансформатора, сложного в изготовлении и вносящего, пусть и небольшие, частотные и нелинейные искажения. Напомним, что частотные искажения связаны с ограничением полосы усиливаемых частот, а нелинейные — с искажениями формы сигнала. Нужен же трансформатор для согласования низкого сопротивления динамической головки с высоким внутренним сопротивлением лампы. Например, для подведения 4 Вт мощности к четырехомной головке нужен ток 1 А при напряжении всего 4 В. Лампа же работает при значительно больших напряжениях и отдает значительно меньшие токи.

Ситуация изменилась с появлением транзисторов, способных отдавать большие токи при малом питающем напряжении. Стало возможным создание бестрансформаторных усилителей (хотя справедливости ради надо отметить, что такие попытки, правда, мало успешные, делались и на лампах). Однако простой УМЗЧ на одном транзисторе, с динамической головкой, включенной в коллекторную цепь в качестве сопротивления нагрузки, практически не применяется. Это связано с большим постоянным током, протекающим через головку, что приводит к напрасному расходу питания и нежелательному смещению звуковой катушки и диффузора головки относительно положения равновесия.

Наибольшее распространение к настоящему времени получила двухтактная схема с последовательным включением транзисторов разной структуры (рис. Зб.а). Она чрезвычайно проста, но для питания требуется двуполярный источник или две одинаковых батареи.

Рассмотрим работу этого усилителя. Когда сигнал на входе отсутствует, оба транзистора закрыты, поскольку напряжение между базой и эмиттером каждого транзистора нулевое, и ток от источников питания не потребляется. Положительная полуволна входного напряжения открывает транзистор VT1, и ток идет от плюса источника U1 через этот транзистор и динамическую головку ВА1. При отрицательной полуволне открывается транзистор VT2, и ток идет через головку (но уже в другом направлении) и этот транзистор к минусу источника U2. Через головку протекает только переменный ток усиливаемого сигнала, а от источников питания потребляется ток одного направления.

Как видите, транзисторы работают по очереди, причем каждый усиливает лишь свою полуволну сигнала. Такой режим работы, когда рабочая точка транзистора установлена в самом начале его хараюеристики (рис. 37), называется режимом класса В.

Если рабочая точка установлена в середине линейного участка характеристики (для этого нужно подать смещение на базу) получается линейный режим класса А, при котором искажений практически нет (рис. 36,6), но КПД получается низким из-за большого постоянного коллекторного тока.

Подав на базу транзистора закрывающее напряжение, переходим к классу С, при котором коллекторный ток носит характер коротких импульсов — по сути дела, отсекаются только "макушки" синусоидального сигнала. Такой режим даег максимальный КПД, но из-за больших искажений применяется только в радиопередатчиках, где исходная синусоидальная форма сигнала восстанавливается колебательными контурами.

В рассмотренном УМЗЧ транзисторы, строго говоря, работают в режиме класса С, поскольку для открывания каждого из них нужно, чтобы амплитуда сигнала была больше порогового напряжения открывания транзистора. А оно, как известно, для германиевых транзисторов составляет примерно 0,2 В, а для кремниевых — около 0.6 В. Сигнал меньшей амплитуды просто не усиливается, что приводит к искажениям типа "ступенька", проявляющимся в моменты перехода полупериодов сигнала через нулевой уровень. Увеличенная осциллограмма сигнала малой амплитуды с такими искажениями показана на рис. 36,в.

К сожалению, искажения такого рода очень заметны на слух. Более того, заметность "ступеньки" возрастает при тихих звуках, когда амплитуда усиливаемого сигнала мала.

(Окончание следует)

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 2 номер 2000 год







Рекомендуемый контент




Copyright © 2010-2019 housea.ru. Контакты: info@housea.ru При использовании материалов веб-сайта Домашнее Радио, гиперссылка на источник обязательна.