Главная Контакт Ссылки
Усилитель записи современного магнитофона Версия для печати
Написал С. Вашкевич   
понедельник, 29 Сентябрь 2003

Несмотря на появление новых видов звукозаписывающей аппаратуры, магнитофоны аналоговой звукозаписи являются наиболее массовыми. Этим объясняется интерес радиолюбителей к их совершенствованию. Основным направлением повышения качества аналоговой записи звука на магнитную ленту является использование принципа динамического подмагничивания, обеспечивающего расширение динамического диапазона записи при амплитудной модуляции высокочастотного подмагничивания в зависимости от спектра и уровня записываемого сигнала.

Этот принцип может быть реализован одним из двух методов:

  • методом широтно-импульсной модуляции (ШИМ);
  • методом адаптивного динамического подмагничивания.

Использование метода ШИМ [1] позволяет избавиться от компрессирования высокочастотных составляющих звукового сигнала путем мгновенной регулировки тока подмагничивания в зависимости от амплитуды записываемого сигнала. Однако для оптимизации тока подмагничивания необходимо учитывать как амплитуду, так и частоту записываемого сигнала:

Iп=Iп.опт - K · IЗ ·( fЗ/fВ),

где Iп. опт — оптимальный ток подмагничивания для слабых сигналов (уровень менее -20 дБ);
К — конструктивный коэффициент магнитной головки (К = 2...4);
IЗ — ток записи магнитной головки;
fЗ — частота записываемого сигнала;
fВ — верхняя частота записываемого сигнала.

А данный метод не учитывает частоту сигнала, что приводит к значительным искажениям низкочастотных составляющих, заметных на слух уже при уровне записи -6...-10 дБ.

Метод адаптивного динамического подмагничивания [2], реализуемый с помощью системы адаптивного динамического подмагничивания (САДП), обеспечивает высокую точность регулирования, но реализуется более сложно и дает заметно худшее качество записи высокочастотных составляющих по сравнению с методом ШИМ.

Возможно на порядок повысить быстродействие предложенной в [2] САДП, если при выработке управляющего напряжения учитывать мгновенное значение амплитуды записываемого сигнала Uп.c и амплитудное значение напряжения подмагничивания генератора стирания и подмагничивания (ГСП) Uп.ooc, пропорциональное Iп.опт. в отсутствии записываемого сигнала Uп.c и Uп.ooc формируются раздельно.

Рис. 1
Рис. 1
 
Рис. 2
Рис. 2
 
Рис. 3
Рис. 3

Структурная схема быстродействующей САДП (БСАДП) представлена на рис.1. Управляющее напряжение Uупр при синусоидальном записываемом сигнале имеет вид, показанный на рис.2.

Емкость конденсатора Cсгл. ограничивает быстродействие БСАДП и вносит небольшую перерегулировку. Максимально увеличить быстродействие, пусть и в ущерб высокой точности регулирования, позволяет выполнение системы динамического подмагничивания (СДП) согласно структурной схеме, приведенной на рис.3. Быстродействующая СДП (БСДП) реализует достоинства ШИМ для высокочастотных составляющих и свободна от недостатков этого метода.

Рис. 4
Рис. 4 крупнее

Варианты практической реализации изложенных принципов БСАДП и БСДП представлены на рис.4 и 5.

Основными узлами предлагаемой системы являются входной фильтр, усилитель записи, ГСП с модулятором и схема управления.

Входной фильтр выполняет роль нормирующего усилителя и устраняет проникновение в тракт записи помех незвукового диапазона. Записываемый сигнал проходит через пассивный ФВЧ C1, R1 с fср = 10 Гц, где R1 — регулятор уровня записи. Затем он поступает на пассивный ФНЧ С2, R2 с fср= 40...50 кГц. Коэффициент усиления нормирующего усилителя DA1 равен 3...4 (300...400). Коммутация режима осуществляется переключателем S1 (режим "микрофон" при замкнутом S1). На транзисторе VT1 выполнен ФНЧ второго порядка с fср = 20 кГц. Такая структура оптимальна при записи с проигрывателей CD.

Усилитель записи состоит из усилителя DA2.1 и гиратора на DA2.2. Резонансную частоту гираторной схемы определяют С8, С9, R13, R16. Ее можно изменять подбором R16. Уровень высокочастотной коррекции регулируется R14. Выбор типа магнитной ленты осуществляется переключателем S2. Чувствительность усилителя регулируется R11. Суммирование токов записи и подмагничивания реализуется на головке записи встречным включением. Это включение обеспечивает ряд преимуществ по сравнению с классическим. R21 стабилизирует ток записи на средних частотах. Подъем высокочастотной составляющей осуществляется параллельным контуром С14, В1, настроенным на частоту 18...20 кГц. Этим частично разгружается усилитель записи на высоких частотах. Амплитуда подаваемого напряжения подмагничивания значительно уменьшается благодаря резонансу контура С15, L1. Наличие емкости С14 защищает усилитель записи от напряжения подмагничивания, которое затем уменьшается делителем R21, Rвых.

Генератор стирания и подмагничивания с модулятором состоит из следующих устройств:

  • ГСП на VT6, VT7 с частотозадающим контуром С23, В2 и схемой отбора напряжения подмагничивания для модулятора С22, R27;
  • модулятора VT4, VT5 с контуром L2, С18 и выходного повторителя VT2, VT3, согласующего высокое выходное сопротивление модулятора и низкое сопротивление последовательного контура С15, L1;
  • схемы формирователя напряжения управления (Uупр.).
Рис. 5
Рис. 5

Рассмотрим более подробно работу схемы формирователя для БСАДП (рис.5). На резисторе R46 суммируются через весовые резисторы R42, R43, R45 напряжения положительной полярности Uп.ooc, Uп.c и отрицательной полярности Uоп. Коэффициенты суммирования выбраны разными, для того чтобы увеличить линейность выработки Uп.c. Напряжение Uоп формируется элементами R44, R47, R48, R49, VT8, R50. Транзистор VT8 в открытом состоянии уменьшает Uоп в 2 раза (для режима "Fe"). Схемы формирования Uп.ooc и Uп.c выполнены на ИМС К157ДА1, представляющей собой двухканальный ОУ с высоколинейным двухполупериодным выпрямителем. Один канал усиливает, выпрямляет и сглаживает с помощью R41, С34 напряжение подмагничивания Uп.ooc. Постоянная времени С34, R41 выбрана из условия обеспечения скорости изменения Uп.ooc с частотой меньше 20 кГц.

Второй канал DA3 формирует характеристику взвешивания тока записи в соответствии с выражением

K · IЗ (fЗ/fВ),

затем линейно выпрямляет каждый полупериод сигнала, получая таким образом Uп.c.

Единственное отличие БСДП от БСАДП — отсутствие канала формирования и обработки Uп.ooc. На рис.6 изображена схема управления для двух каналов БСДП.

Рис. 6
Рис. 6

Детали. DA1 может быть любым ОУ со своей схемой коррекции, DA2 — К157УД2, К157УД3. Желательно для DA2.1 использовать минимальную коррекцию для повышения частотных свойств ОУ. В качестве VT1, VT4, VT5, VT8, VT9 можно применить любые маломощные кремниевые транзисторы соответствующей структуры с Uкэ max.>30 В. Транзисторы VT6, VT7 — типа КТ814, КТ815 или аналогичные с h21Э>50, Uкэ max > 30 В. Их желательно установить на общий заземленный теплоотвод с площадью порядка 10 см2 с изолирующей прокладкой. Это увеличивает стабильность частоты ГСП.

Резисторы и конденсаторы генератора и ФНЧ необходимо использовать с допуском ±5%. Конденсаторы желательно использовать с малым ТКЕ, а С23, С15 — с рабочим напряжением не менее 100 В. L1, L2 обоих каналов желательно разместить на расстоянии не меньше 2 см друг от друга для исключения их взаимного влияния. Индуктивность L1 должна быть в 2...8 раз меньше индуктивности головки записи для уменьшения шунтирования контура головкой и влияния на ток записи.

Головку записи лучше использовать именно записывающую, т.е. ее индуктивность должна быть в 5... 10 раз меньше универсальной и, следовательно, настолько же меньшим может быть выходное напряжение УЗ и подводимое к головке напряжение подмагничивания. К тому же, записывающая головка имеет задний зазор для уменьшения искажений и устранения насыщения сердечника, а увеличенный передний зазор позволяет промагничивать ленту на большую глубину, что увеличивает отдачу на 2...3 дБ.

Порядок настройки каждого канала для БСАДП рекомендуется следующим.

  1. Настроить контур С14, Bl, L1 подбором С14 на частоту 18...20 кГц.
  2. Проверить частоту среза ФНЧ С14, R21, которая должна быть больше 20 кГц.
  3. Проверить АЧХ тока записи по падению напряжения на измерительном резисторе 100 Ом, установленном в разрыве между L1 и общим проводом.
  4. Установить движки резисторов R34, R35 в нижнее (по схеме) положение, R44 — в среднее, и настроить в резонанс контуры L1, С15 и L2, С18.
  5. Выставить уровень записи 0 дБ по отдаче при воспроизведении записанного сигнала частотой 0,3...1 кГц.
  6. Выставить Iп. опт регулировкой R35. При этом регулировка R44 производится по критерию максимальной чувствительности ленты на 1 кГц (уровень -20...-10 дБ). После этого снова скорректировать уровень записи 0 дБ согласно п.5.
  7. Выставить оптимальный уровень высокочастотной коррекции усилителя записи резистором R14 по критерию линейности АЧХ записи — воспроизведения в диапазоне частот 0,3... 18 кГц при уровне записи -20 дБ.
  8. Выставить уровень Uп.c регулировкой R34 по критерию линейности АЧХ записи — воспроизведения при уровнях -6...-10 дБ.

Настройка для БСДП отличается только в п.6 — установка Iп.опт осуществляется регулировкой Uоп (R42, рис.6).

Результаты испытания предлагаемого усилителя записи показали, что описанная выше БСАПД подтверждает все преимущества САДП и хорошо прорабатывает пик-фактор звукового сигнала, делая звук более "прозрачным". Особенно заметна разница САДП и БСАДП в случае записи с проигрывателя СД и сравнения в дальнейшем обеих систем. Преимущество БСАДП и БСДП несомненно. Кроме того, стала возможной качественная запись цифровой информации даже при повышенных скоростях передачи (до 6000 Бод и 9000 Бод для БСАДП и БСДП соответственно).

ЛИТЕРАТУРА

  1. Алейнов А. Параметрическое динамическое подмагничивание Радиоежегодник. — 1989. — С.93-116.
  2. Сухов H. Адаптивное динамичес кое подмагничивание Радиоежегодник. — 1991. — С.7-30.

Радиолюбитель № 4 1997г.

< 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.