Главная Контакт Ссылки
Компенсация потерь в каналах воспроизведения магнитофонов Версия для печати
четверг, 25 Сентябрь 2003

В процессе разработки нового магнитофона приходится решать довольно сложную задачу получения максимально равномерной АЧХ при достаточно простой конструкции самого аппарата. Связано это с тем, что, сложность, а стало быть, и стоимость магнитофона в значительной степени определяются шириной его рабочего диапазона частот, обеспечиваемой устройствами компенсации частотных потерь.

Вниманию читателей предлагается несколько схем компенсации частотных потерь в магнитофоне, которые, по мнению автора, имеют некоторые преимущества перед широко используемыми в настоящее время.

Канал воспроизведения магнитофонов чаще всего строится по структурной схеме, показанной на рис. 1. В него входят линейный усилитель А1 и корректирующий усилитель А2, в цепь обратной связи которого включен частотный корректор Z1. В корректирующем усилителе компенсируются частотные потери, возникающие в магнитной головке магнитофона на верхних частотах его рабочего диапазона, и формируются стандартные постоянные времени t1 и t2. Функции компенсатора частотных потерь выполняет обычно LC-колеба тельный контур. Достоинство такого способа компенсации — довольно высокая точность настройки контура подстроечником катушки индуктивности, позволяющая оперативно регулировать канал воспроизведения в процессе изготовления и эксплуатации магнитофона. Недостаток — необходимость изготовления катушек индуктивности, считающихся наиболее трудоемкими узлами радиоаппаратуры как при серийном производстве, так и в радиолюбительской практике.

Рис. 1 Рис. 2
Рис. 3 Рис. 4
Рис. 5 Рис. 6
Рис. 7

На рис. 2 приведена структурная схема еще одного канала воспроизведения магнитофона. В нем, как и в рассмотренном выше канале, входной усилитель A1 выполняет функции линейного. Корректирующий же усилитель А2 формирует только стандартные постоянные времени, потери же компенсирует входной резонансный контур, образованный индуктивностью магнитной головки В1 и конденсатором Cк*.

Очевидное достоинство такого способа компенсации потерь — отсутствие намоточных узлов. Однако большой разброс индук тивностей магнитных головокприводит к необходимости подбора конденсатора входного резонансного контура Cк*, что крайне снижает технологичность, поскольку приходится подбирать конденсатор не только в процессе первичной регулировки, но и через некоторое время после эксплуатации (частичное стирание зазора уменьшает индуктивность и добротность магнитной головки). Емкость же конденсатора Cк* порядка тысяч пикофарад и поэтому применение в качестве него подстроечного конденсатора затруднено.

И все-таки использовать в этом случае обычный керамический подстроечный конденсатор можно, если включить его так, как показано на рис. 3 [1]. Принцип действия такого узла основан на эффекте умножения емкости (эффекте Миллера), который обычно является паразитным [2].

Как известно [3], емкость между базой и коллектором транзистора пересчитывается в цепь базы по следующей формуле:

СэффМ(К— 1), (1)
где Сэфф— эффективная емкость цепи базы, Смк-б+ С2 — емкость цепи коллектор — база транзистора, К— коэффициент усиления входного каскада.

Для наиболее часто применяемого во входных каскадах транзистора КТ3102Е емкость Ск-б равна 6 пф [4]. При указанных на схеме элементах и при входном сопротивлении следующего каскада, равном 500 кОм, коэффициент усиления входного каскада составит примерно 70. Подставив эти величины в формулу (1) и приняв С2=8... 30 пФ, получимСэфф= (6+8... 30)*(70—1)=966..:2484 пФ, что вполне достаточно для точной настройки входного резонансного контура.

От дорогостоящего подстроечного конденсатора можно отказаться, если эффективную емкость регулировать так, как показано на рис. 4. Эффективная емкость здесь будет равна:

Сэфф=С2(Кд*К-1)+Ск-б(К-1) (2)
где Кд— коэффициент передачи подстроечного резистора, равный 0...1.

При К=70, Ск-б=6 пФ, С2=47 пФ эффективная емкость в цепи базы при вращении движка подстроечного резистора будет изменяться от 367 до 3657 пФ, т. е. в этом случае обеспечивается более широкий диапазон регулировки ёмкости, чем в предыдущем. Несколько иная схема с применением в качестве регулировочного элемента подстроечного резистора показана на рис. 5. Переменный резистор включен здесь в цепь эмиттера и поэтому емкость конденсатора С3 не умножается а, наоборот делится. В нижнем (по схеме) положении движка переменного резистора эффективная емкостьСэфф=СЗ, в верхнем — на обкладке конденсатора СЗ действует синфазное (по отношению к другой обкладке) напряжение и поэтомуСэфф=СЗ*(1—КЭ), где КЭ - коэффициент передачи каскада по цепи эмиттера. При номиналах, указанных на схеме, величина KЭ=0,6 и если движок переменного резистора находится в верхнем (по схеме) положении, то эффективная емкость равна 1320 пФ, т.. е. уменьшается в 2,5 раза. Устройства компенсации частотных потерь, показанные на рис. 3—5, целесообразно применять в тех случаях, когда частотные потери в магнитных головках невелики, так как в противном случае возможна их недокомпенсация из-за низкой добротности, входного резонансного контура.

В некоторых промышленных магнитофонах для дополнительной компенсации частотных потерь вводят цепь положительной обратной связи, с помощью которой увеличивают добротность входного резонансного контура до необходимой величины.- Схема такого компенсатора показана на рис. 6. В нем частотно-задающий конденсатор СЗ подключен к выходу входного усилителя через частотно-зависимый делитель напряжения C4R5. При увеличении частоты коэффициент передачи делителя растёт, увеличивается и эффективная емкость, частота же резонанса входного контура уменьшается. Это приводит к увеличению эквивалентной добротности входного резонансного контура. Параметры, частотно-зависимого делителя должны удовлетворять соотношению: C4R5≤l/2πfв, где fв — верхняя частота рабочего диапазона частот.

Входной резонансный контур в этом случае можно настраивать с помощью, включенного вместо конденсатора СЗ подстроечного конденсатора или включенного вместо резистора R5 подстроечного резистора. При этом конденсатор СЗ должен быть подключен к движку подстроечного резистора.

На рис. 7 показан способ включения подобного делителя в устройство компенсации, использующее эффект деления емкости. Параметры элементов делителя выбирают так же, как и в предыдущем случае, т. е. C4R3≤l/2πfв

Рис. 8

На основе двух последних описанных устройств был разработан усилитель воспроизведения кассетного магнитофона (рис. 8), работающего в режиме номинальной и повышенной скорости (для ускоренной перезаписи).

Основные технические характеристики:

  • Эффективный частотный диапазон воспроизведения на скорости 4,76 см/с (с головкой 3D24N2Y), Гц, не уже 40...12 500
  • Эффективный частотный диапазон воспроизведения на скорости 9,53 см/с (с головкой 3D24N2Y), Гц, не уже 80...25000
  • Отношение сигнал/ шум (взвешенное значение), дБ, не менее 58

Чтобы уменьшить влияние входной динамической емкости, линейный усилитель выполнен по каскодной схеме на транзисторах VT1, VT2. Применение такой схемы вызвано необходимостью настройки входного резонансного контура на довольно высокую частоту (25 000 Гц). При использовании однотранзисторных усилителей настроить входной контур на такую частоту при индуктивности магнитной головки 100...200 мГн весьма затруднительно. Входной резонансный контур настраивают элементами С7, С8, С9, R10 (на частоту 12 500 Гц) и СЗ, R2, С6 (начастоту 25000 Гц). Настройку производят (по методике, приведенной ниже) резисторами R10 и R2 соответственно. Транзистор VT3 отключает элементы С8, С9 и R10 при переходе на скорость 9,53 см/с. При работе на скорости 4,76 см/с влияние элементов СЗ, R2 и С6 незначительно, поэтому они не отключаются.

Корректирующий усилитель построен по широко распространенной схеме на ОУ DA1. Коэффициент усиления устанавливается резистором R14, постоянную времени t1 — резисторами R14, R17 и конденсатором С13, t2 — резистором R15 и конденсатором С13. При переходе на повышенную скорость постоянная времени t1 уменьшается в два раза цепочкой R18, С15, R20, которая подключается транзистором VT4 при подаче на его базу управляющего напряжения положителыюй полярности. Транзистор. VТ5 согласует усилитель воспроизведения с другими внешними устройствами.

Для налаживания усилителя потребуются две измерительные сигналограммы с записью сигнала номинального уровня и с записью сигналов определенных частот для проверки линейности АЧХ. Измерительные сигналограммы в случае их отсутствия можно изготовить самостоятельно. Для этого необходимы хорошо настроенный кассетный магнитофон первой или высшей группы сложности и низкочастотный генератор сигналов. Для записи сигналограммы с номинальным уровнем на вход магнитофона подают сигнал генератора частотой 333 Гц и напряжением 500 мВ и записывают его в течение 1...2 мин.

Сигналограмма для проверки АЧХ представляет собой записи сигналов частотами 333, 1000, 2000, 4000, 6300, 8000, 10000 и 12500 Гц и напряжением 50 мВ в течение 20...30 с с небольшими паузами. Записи необходимо производить только в режиме ручной регулировки уровня записи. Налаживание усилителя начинают с установки коэффициента усиления. На вход «Uynp» подают постоянное напряжение +7 В, воспроизводят сигналограмму с номинальным уровнем и резистором R14 устанавливают на выходе усилителя напряжение 0.5...0,1 В. Затем переключают лентопротяжный механизм в режим повышенной скорости, воспроизводят сигналограмму для проверки АЧХ и вращением движка резистора R2 добиваются максимальной линейности АЧХ. Затем отключают управляющее напряжение, переключают лентопротяжный механизм в режим номинальной скорости и при воспроизведении кассеты с записью сигналограммы для проверки АЧХ резистором R10 снова добиваются максимальной линейности АЧХ. После этого проверяют параметры усилителя. Если они не хуже приведенных выше, то настройку считают завершенной. В противном случае проверяют правильность монтажа, исправность элементов и операции настройки повторяют.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Авторское свидетельство СССР № 1317644.— Бюл. «Открытия, изобретения, промышленные образцы и товарные знаки», 1987, № 22.
  2. Крылов Ю., Степанов Б. Внимание, динамическая емкость— Радио, 1979, № 2,с.29—30.
  3. Хоровиц П., Хилл У. Искусство схемотехники.— М.: Мир, 1986.
  4. Полупроводниковые приборы: транзисторы. Справочник. Под общей редакцией Н. Горюнова.— М.: Энергоатомиздат, 1982.
  5. Авторское свидетельство СССР № 1494206.— Бюл. «Открытия, изобретения, промышленные образцы в товарные знаки», -1989, № 26.

Радио №7 1990г.

< Пред.   След. >
up Главная | Новости | Усилители мощности | Предусилители | Акустика | Источники сигнала | FAQ | Форум | Карта сайта up
 

Mambo is Free Software released under the GNU/GPL License.