Главная Контакт Ссылки
Ламповый усилитель записи Версия для печати
Написал А.Зызюк   
понедельник, 29 Сентябрь 2003

Схем усилителей записи существует достаточно много. Чаще их выполняют на операционных усилителях (ОУ) или транзисторах. И это можно понять. Простота схемы, легкость изменения коэффициента усиления и амплитудно-частотной характеристики усилителя записи (УЗ) на ОУ привели практически к полному исчезновению УЗ на активных дискретных элементах.

Но в последнее время некоторые конструкторы снова обратились к лампам. У меня все началось с того дня, когда я решил коренным образом улучшить качество такого "среднего" отечественного магнитофона как "Нота-МП220". Поскольку аппараты такого типа имеют блочно-модульную конструкцию, можно постепенно заменять все блоки, непосредственно влияющие на качество записи-воспроизведения: усилитель записи, усилитель воспроизведения, генератор стирания и подмагничивания. Со временем и блоки индикации были заменены на более совершенные (главное, чтобы они регистрировали одинаково четко обе полуволны звуковых сигналов и обладали достаточным быстродействием).

К сожалению, назвать первоначальный заводской образец этой "Ноты-220" хорошим изделием нельзя (пусть никто не обижается, но это печальная действительность). Мне доводилось многократно сравнивать качество звучания различных аппаратов, когда я работал в телерадиоателье. Чтобы не быть голословным, приведу пример. Все, кто эксплуатировал магнитофон типа "Орель-101", отмечали его значительно более чистое звучание по сравнению с той же "Нотой-220". И совсем не последнюю роль в этом играет УЗ "Орели". Он выполнен на скоростном ОУ, к тому же, выходное сопротивление УЗ в "Орели" увеличено почти в два раза по сравнению с "Нотой".

Конечно, нужен хороший усилитель воспроизведения (УВ), чтобы на слух можно было оценивать и сравнивать качество записи.

Многие специалисты уверены в том, что невозможно создавать высококачественную аудиоаппаратуру без сложных и дорогостоящих измерительных приборов. На мой взгляд, это не совсем так. Осциллограф, генератор звуковой частоты и милливольтметр, безусловно, необходимы. Очень хорошо, если имеется генератор качающейся частоты (ГКЧ). Но не стоит забывать, что все эти переделки в магнитофоне делаются ради наших ушей! Хороший магнитофон звучит чисто, легко, без призвуков и различных паразитных модуляций звука. Паразитная амплитудная модуляция (ПAM) очень заметна на слух, особенно при хороших УВ, УЗ и ГСП.

"Болезнь" магнитофонов второго класса и ниже — это узлы подмотки и подтормаживания, выполненные на нитях или леске. Малейшая неточность в их регулировке — и на средних частотах будут слышны "новые" искажения, которых раньше не было. Избавиться от них можно при использовании ЛПМ типа "Вега-120", где двигатели — "электронные", и всякого рода детонации и нестабильности ЛПМ сведены к минимуму. Еще лучше приобрести ЛПМ от зарубежного аппарата.

Но вернемся к "Ноте-220". Что мне особенно не понравилось, так это потеря качества звука, особенно на высоких частотах (ВЧ) при перезаписи с кассеты на кассету.

Я начал эксперимент с УЗ. УМЗЧ был у меня хорошего качества, акустические системы (АС) тоже звучали "достойно". Но прежде хочу немного сказать об улучшении УМЗЧ и АС, поскольку чем они лучше, тем легче уловить разницу в качестве других блоков аудиокомплекса. Первое, что нужно сделать — это ослабить общую ООС в УМЗЧ на переменном токе (на постоянном она только улучшает звучание).

Во многих статьях по УМЗЧ сказано, что подбор транзисторов в плечах выходных двухтактных каскадов не нужен, глубокая ООС все "скомпенсирует". Я убедился, что попарный подбор транзисторов еще как нужен, особенно с ослаблением общей ООС.

Рекомендую сначала переделать один из каналов УМЗЧ, а другой не трогать, и сравнить звучание каналов. Первоначально, конечно, необходимо убедиться в том, что в качестве звучания обоих каналов нет большой разницы. Сказанное касается всех каскадов. Вы не сможете добиться хороших результатов, если не будет с чем сравнивать.

Рис. 1Теперь об акустических системах. Для экспериментов АС нужно несколько модернизировать, изъяв из них разделительные фильтры (так, чтобы их можно было легко установить обратно). Громкоговорители АС соединяются по схеме, показанной на рис. 1 (за основу взята AC S-90). Конденсаторы должны быть неполярные, например бумажные.

Полярность подключения громкоговорителей к выходным зажимам АС можно оставить прежней (заводской вариант). Такие переделки в АС годятся только для прослушивания их на малых мощностях.

Для УЗЧ необходим хороший, по возможности, линейный блок регулировки тембра (БТ). БТ лучше всего использовать без фазосдвигающих каскадов в цепях ООС. Другими словами, цепи регулировки тембра следует выполнять на пассивных элементах, включенных между строго линейными усилителями. Хорошо, если глубина регулировки тембра на частотах 30...40 Гц и 12...16 кГц составляет ±20 дБ. Подъем АЧХ на краях звукового диапазона необходим, поскольку человеческий слух имеет максимум чувствительности на средних частотах, а на краях — спад. Чтобы иметь возможность улавливать схемотехнические "новшества" на слух, нужно не просто усиливать граничные частоты сверху и снизу. Здесь нужны хорошие линейные схемы, один "неправильный" каскад сведет на нет все достижения!

Все узлы и блоки аудиокомплекса следует держать по возможности на "одном уровне". Приведу пример. Пока УМЗЧ был среднего качества, искажения с проигрывателя компакт-дисков (ПКД) типа Techniks-670A слышны не были. Но стоило собрать УМЗЧ по совершенно симметричной схеме и попарно подобрать транзисторы, как "цифровые зубы" и "штрихи" стали прекрасно слышны. Правда, в этом CD-проигрывателе заметно искажают сигнал выходные эмиттерные повторители. Пришлось снять сигнал до этих повторителей и пропускать его уже через дополнительные катодные повторители.

Есть и еще одно обстоятельство, о котором уместно упомянуть — возможность быстрой перекоммутации сравниваемых устройств (например с помощью переключателей). При перепайке малую разницу в качестве можно сразу и не уловить.

В первую очередь для улучшения параметров магнитофона рекомендую приобрести нормальную головку хорошего качества типа "Сэндвич" (в одном корпусе записывающая и воспроизводящая головки). Чем раньше ее установить в магнитофон, тем легче и быстрее будут идти переделки и усовершенствования в схемах УЗ, ГСП и системах динамического подмагничивания. Для установки этой головки в магнитофон необходимо лишь изготовить небольшую пластину с тремя отверстиями, на которой закрепить головку. В ЛПМ в предварительно просверленных отверстиях нужно нарезать резьбу МЗ и закрепить пластину как обычно — на пружинах.

После подбора необходимой упругости пружин головку можно установить на ее посадочное место. Чтобы уменьшить взаимное влияние между каналами записи и воспроизведения, выводы каждой обмотки помещаются в свою экранирующую оплетку, а провода от выводов свиваются (несколько витков на 1 см). Провод следует выбирать наиболее гибким, чтобы суммарная упругость четырех кабелей не мешала подъему блока головок к кассете.

Все четыре экранирующих оплетки разделены на две части, т.е. секции головок записи имеют свою "массу" (точку соединения оплеток с общим проводом УЗ), а оплетки от головки воспроизведения — свою.

В принципе, при конструировании схемы УВ можно обходиться и универсальной головкой. Но запись крайне желательно "трогать" только при установленной комбинированной головке. Тогда любые изменения в УЗ, ГСП, системе динамического подмагничивания через доли секунды (время, необходимое для прохождения ленты от головки записи к головке воспроизведения) уже слышны в акустических системах.

Широкое применение универсальных головок записи-воспроизведения — это уже и есть заложенное на этапе разработки уничтожение качества воспроизведения и записи звука. Взять хотя бы требования к величине рабочего зазора у головок записи и воспроизведения — они совершенно противоположные. Так вот, получается, что простота и качество — вещи достаточно противоречивые.

Следует также заметить, что сэкономив половину суммы и приобретя "комби-головку" производства стран СНГ, вы значительно проиграете в качестве. Ведь этот узел практически определяет качество магнитофона в целом. Я "вырос" на транзисторах и микросхемах и долгое время был противником ламповой техники (скорее, недолюбливал ее за высокие питающие напряжения, нагрев, низкий КПД, чувствительность к вибрациям и ударам, большие размеры и массу). Постепенно, шаг за шагом, пробуя различные схемы на генераторах тока, на ОУ и полевых биполярных транзисторах, я убедился в том, что усилитель записи и записывающая головка должны быть разделены резистором с номиналом в сотни килоом.

Проще всего сделать это с применением ламп. Из-за высокого анодного напряжения легко получить звуковой сигнал амплитудой в несколько десятков вольт, что необходимо для резисторов величиной в сотни килоом.

Во время экспериментов я "оживил" старенький электропроигрыватель (ЭПУ). Сигнал с магнитного звукоснимателя я снимал через усилитель на лампах и полевых транзисторах. После экспериментов могу с уверенностью сказать, что качество записи на виниловых дисках без преувеличения на порядок выше, чем на CD-дисках. Нужно только грамотно подойти к схеме усилителя-корректора. Особенно поражает чистота звука на средних частотах, которая присутствует на виниловых дисках.

Но вернусь к УЗ. Для того чтобы отчетливо распознавать на слух изменения в схемах УЗ, ГСП, СДП, советую сразу же отказаться от использования в УВ микросхем, которые не подходят для Hi-Fi-аппаратуры. Речь идет о таких ИМС как К157УЛ1А и даже К548УН1. При этом в схеме усилителя воспроизведения не должно быть разделительного конденсатора между головкой воспроизведения (ГВ) и самим УВ. Можно применять только ОУ скоростного типа, например К574УД1. Перед ИМС необходимо установить 1 или 2 каскада усиления (но не более) на малошумящих транзисторах. Непосредственно подключить головку воспроизведения к ОУ трудно, поскольку они сильно "шумят". Удачная разработка — в магнитофоне "Орель-101". Неплохо работают также схемы, приведенные в [1, 2,3].

Несколько слов хочу добавить и "в адрес" шумоподавителей. Эти устройства вносят огромный вклад в общий уровень искажений, поэтому на время экспериментов их необходимо просто исключать из тракта магнитофона. При недостаточном усилении сигнала на их место можно временно установить линейные усилители (вроде нормирующих усилителей в УЗЧ).

Нужно сказать и о генераторе стирания-подмагничивания (ГСП). Некоторые радиолюбители советуют собирать простейшие схемы ГСП. По-моему, это ошибочное утверждение. Правда, с оговоркой. Если разделить функции генератора стирания и генератора подмагничивания, можно получить хорошую схему на одном усилительном элементе. ГСП вносит свой вклад в суммарный уровень шумов при записи. Так, шаг за шагом, мне удавалось исключать "исказители" из схемы магнитофона.

Первоначально для стереоварианта в УЗ было использовано всего две лампы — 6Н2П и 6П1П. Поскольку при записи необходим подъем как на НЧ, так и на ВЧ, пришлось ввести корректирующие цепи и соответственно — дополнительный каскад усиления на лампе 6Н2П. Следуя вышеуказанным принципам, коррекция АЧХ производится только пассивными элементами. В схеме отсутствует общая ООС, нет блокирующих катодные цепи конденсаторов.

Рис. 2
крупнее

Схема лампового УЗ приведена на рис. 2. Из схемы видно, что на каждый канал УЗ приходится всего по 3 триода, включенных с общим катодом, с небольшой местной ООС в цепи катода, являющейся одновременно и цепью автоматического смещения. В данной схеме УЗ применен обычный мостовой регулятор тембра на НЧ и ВЧ. Преднамеренно установлено увеличенное количество подстроечных элементов. На первом этапе это очень помогает в экспериментах. Поскольку эксплуатация производилась почти всегда с кассетами "BASF" (типа "FE"), переключатель типа пленки был изъят. Кроме того, оперативное изменение тока подмагничивания при сквозном канале избавляет от необходимости такой процедуры как переключение типа ленты при записи. Поскольку схема самого УЗ довольно простая, следует остановиться на некоторых ее нюансах. Во-первых, чтобы не было "войны" с массами и фоном, накалы ламп лучше питать постоянным током. Во-вторых, чтобы продлить срок службы радиоламп (не только кинескопов), напряжение на их нити накала должно подаваться постепенно, плавно. Через некоторое время (когда лампа уже прогрелась и готова к работе) включается анодное напряжение.

В-третьих, переходные конденсаторы должны быть отличного качества. Очень полезно переходные конденсаторы шунтировать высокочастотными конденсаторами малой емкости. Вообще, там, где это возможно, необходимо избегать применения переходных (разделительных) конденсаторов.

Хочу особо предостеречь от установки электролитических конденсаторов в катодных цепях. Кроме того, не следует устанавливать LC- или RC-цепи в катодах ламп. Искажения в этих случаях ничем не удается устранить. Хотя, бесспорно, очень заманчиво и эффективно корректировать АЧХ таким образом.

Учитывая, что лампы — это высокочастотные приборы с большим коэффициентом усиления, возможно самовозбуждение ламповых каскадов. Поэтому монтажные соединения не следует делать длинными. Особенно это касается сеточных цепей.

О резисторах следует сказать следующее. В ламповых схемах не стоит применять резисторы типа МЛТ-0,25 и ВС-0,25. И не только из-за их малого допустимого "вольтажа" и мощности. У высокоомных резисторов этих типов большие шумы, особенно если они установлены в сеточных цепях. Для надежности лучше, если рассеиваемая на резисторе мощность будет примерно в два раза меньше его максимально допустимой. Хочется отметить также вклад в общие искажения переменных и подстроечных резисторов.

Рис. 3
Рис. 3

Теперь о подключении головки записи. Я перепробовал много вариантов. Поводя итоги этих экспериментов, могу с полной уверенностью сказать следующее. В промышленных магнитофонах головки записи включены наиболее простым способом (рис. 3а, б). При этом достигается высокая технологичность, но только и всего. Детальное исследование данной схемы позволило выявить ряд бесспорных преимуществ встречно-параллельного подключения головки записи (рис. 3в) [4]. При такой схеме ГЗ можно представить как своеобразный микшер с двумя входами: один — для высоких частот (подмагничивание), другой — для низких (ток записи). При этом достигается как дополнительная развязка ГСП от УЗ, так и дополнительная коррекция (подъем ВЧ на частотах 12... 18 кГц). Последнюю операцию производят подбором конденсатора С1 (рис. 3в). Резисторы R1 и R2 предназначены для контроля токов записи и подмагничивания. После налаживания их замыкают перемычками (удалять их совсем не обязательно, особенно при экспериментах). С увеличением развязки между ГСП и УЗ улучшается запись во всем диапазоне звуковых частот. При экспериментах я столкнулся с тем, что наши (т.е. стран СНГ) универсальные головки имеют большой разброс по параметрам. Индуктивность у них одинаковая, но необходимого подъема в одном канале (секции) головки нет, и приходится "выравнивать" АЧХ в УЗ. Вот почему в нем столько корректирующих элементов.

Теперь о некоторых нюансах. Резистор R3 (рис. 3в) лучше заменить на подстроечный конденсатор, как показано на рис. 3г. Конденсатор С4 — защитный на случай замыкания С3 (например если он с воздушным диэлектриком). Емкость С4»10*C3. Индуктивность L1 параллельного контура L1-C2, настроенного на частоту тока подмагничивания, следует выбирать как можно больше. При встречно-параллельном включении ГЗ есть один недостаток — слабая развязка выхода УЗ от проникновения тока подмагничивания. Однако этот недостаток практически можно устранить путем подключения дополнительной индуктивности L2, образующей вместе с С1 последовательный резонансный контур (рис. 3д) [3]. Но с настройкой этой схемы придется повозиться дольше, поскольку теперь мы имеем три индуктивности — L1, L2 и индуктивность обмотки BG1. Расчеты, приведенные в [3], позволяют облегчить этот процесс.

ЛИТЕРАТУРА

  1. Радиоежегодник, 1986, С.51.
  2. Радио, 1987, №6, 7.
  3. РадiоАматор, 1995, №3, С.6.
  4. Радио, 1984, №5, С.26.
  5. Радио, 1996, №11,C.17.
  6. Радио, 1997, №11, С. 19.

Радиолюбитель №№ 11, 12 1998г.

< 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.