Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения


Скачать 1.86 Mb.
Название Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения
страница 3/17
Тип Документы
rykovodstvo.ru > Руководство эксплуатация > Документы
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА



Усилители высококачественного звуковоспроизведения должны удовлет­ворять определенным объективным и субъективным требованиям.

На сегодняшний день не существует полной объективной количественной системы оценок качества звучания, однозначно совпадающих с субъективным впечатлением. Такие характеристики качества звучания, как прозрачность, чис­тота звука, эффект присутствия, мягкость и естественность звука, до сих пор не имеют объективных оценок. Однако существующие методы объективной оценки технических параметров позволяют во многом количественно измерить и пред­сказать достижимое качество звучания при субъективном восприятии. Доста­точно полные сведения о технических характеристиках усилителя позволяют без электрических испытаний выяснить степень применимости усилителя для конкретного потребителя, быстро и правильно выбрать и спроектировать весь звуковоспроизводящий комплекс с учетом определенных условий эксплуатации, а также оценить предполагаемое качество звучания.

К основным техническим показателям УВЗ относятся входные и выходные ноказатели, коэффициент усиления, потребляемая мощность и КПД, линейные и нелинейные искажения, уровень собственных помех и шумов, амплитудная характеристика, динамический диапазон, стабильность показателей и др. Мы рас­смотрим те из них, которые непосредственно отражаются на субъективном вос­приятии качества звучания, а именно уровни линейных и нелинейных искаже­ний, собственных помех и шумов и динамический диапазон усилителя.

Для количественной оценки этих показателей важным является выбор фор-мы испытательных сигналов. В большинстве случаев напряжение на входе уси­лителя изменяется по периодическому закону. Форма кривой сигнала при этом может быть весьма разнообразной; она полностью зависит от характера сигна­лов усиливаемого напряжения.

Периодическое колебание может быть представлено в виде ряда Фурье:



Согласно этому выражению спектр входного сигнала представляется в виде бес­конечного ряда гармоник с кратными частотами от w=2пf до оо. Реально же при звукоусилении имеют дело с конечным диапазоном частот, что означает, что за пределами некоторой полосы, ограниченной верхней частотой fв, амплитуды гар­моник равны нулю, т. е. Uk — 0 при kw>2пfB.

В общем случае форма напряжения звукового сигнала не является перио­дической функцией времени и ее можно представить с помощью интеграла Фурье, являющегося распространением ряда Фурье на бесконечно большой пе­риод повторения функции. Для звуковых сигналов интервал между частотами гармоник стремится к нулю, и прерывистый спектр сигнала превращается в спло­шной. А это значит, что напряжение звукового сигнала имеет непрерывный спектр.

На практике при анализе и испытаниях усилителей звуковой частоты (34) в установившемся режиме часто используют в качестве входного сигнала на­пряжение синусоидальной формы, что является весьма условной и грубой мо­делью реальных сигналов, оправданной только с точки зрения методической про­стоты. Такая идеализация дает практически удовлетворительные результаты для грубой оценки качества усилителей 34.

Виды искажений, вносимых усилителем ЗЧ. Основным качественным по­казателем усилителя ЗЧ является степень неискаженного воспроизведения сиг­налов на выходе, подведенных ко входу. Под искажением понимается всякое изменение формы сигнала на выходе uвых по сравнению с формой сигнала на входе uвх. В идеальном случае выходное напряжение должно быть точно такой же функцией времени, как и входное, т. е.

uвых(t) = Kвх(t).

где К — постоянный коэффициент, не зависящий от uвх и t.

Обычно при прохождении сигнала через усилитель всегда возможен сдвнв сигнала во времени М, что не является искажением сигнала. Тогда условие не­искаженной работы усилителя имеет вид:

uвых(t) = Кuвх(t — Дt).

Для его выполнения необходимо, чтобы в усилителе отсутствовали линейные и нелинейные искажения.

Линейные искажения обусловлены влиянием реактивных элемен­тов усилителя — конденсаторов и катушек, сопротивление которых зависит от частоты. Эти искажения имеются и в линейном усилителе, например, при уси­лении очень слабых сигналов, когда нелинейность активных элементов усилителя можно не учитывать.

К линейньим искажениям относятся: частотные, фазовые и переходные ис­кажения. Частотные искажения в усилителях являются следствием неодинако­вости коэффициента усиления на различных частотах в пределах заданной по­лосы пропускания. Из-за них нарушаются реальные соотношения между ампли­тудами компонент сложного колебания, а это значит, что меняется энергети­ческий спектр сигнала, искажается форма звукового сигнала, что приводит к значительному изменению тембра звука. При больших частотных искажениях звучание различных музыкальных инструментов теряет прозрачность, речь де­лается неразборчивой. Если коэффициент усиления на верхних частотах зву­кового диапазона больше чем на нижних, то передача становится ненатураль­ной: звук теряет свою сочность, тембр получается звенящим, металлическим. При сильном подъеме нижних частот тембр передачи становится глухим, все низкие ноты оказываются ненатурально подчеркнутыми. Для неискаженного воспроизведения колебаний звуковой частоты необходимо равномерно усиливать все частоты в пределах некоторой полосы.

Частотные искажения, вносимые усилителем, оценивают по амплитудно-частотной характеристике (АЧХ). Количественно они определяются нормиро­ванным коэффициентом усиления М (его часто называют коэффициентом ча­стотных искажений), равным отношению коэффициента усиления на данной ча­стоте K к коэффициенту усиления на средних частотах Ко:

М = К/К6.

В логарифмических единицах он равен G[дБ]=201gM.

Область АЧХ, в которой G практически не зависит от частоты (на рис. 4 от 200 Гц до 10 кГц), называют областью средних частот. Нижней fa и верх­ней fB граничными частотами называют такие, на которых G уменьшается до заданного (допустимого) значения GДOП относительно коэффициента уси­ления на средних частотах. Область частот от fн до fB — рабочий диапазон частот, или полоса пропускания усилителя.

Коэффициенты частотных искажений на низших GH и высших GB ча­стотах:

Gн = 20 lg [К (fн)/Ko], GB = 20 Ig [K (fв)/K0]

В многокаскадном усилителе общий коэффициент частотных искажений на любой частоте равен сумме коэффициентов частотных искажений в отдельных каскадах:

G0БЩ=G1 + G2+... + GN.



Рис. 4. Амплитудно-частотная характеристика усилителя ЗЧ
Их взаимной коррекцией можно добиться, что усилитель в целом будет иметь идеально плоскую АЧХ.

На практике усилители 34, выполненные по большинству схем, имеют некоторый спад усиления в области нижних и верхних частот из-за наличия реактивных элементов и частотных свойств транзисторов. Степень линейных искажений усилителя 34 для отечественной бытовой аппаратуры задается по ГОСТ 24388 — 80. У лучших образцов усилительных узлов неравномерность АЧХ в диапазоне рабочих частот не должна превышать 0,5... 1,5 дБ. Для уменьшения линейных искажений диапазон рабочих частот усилителя выбирают шире диапазона частот, воспроизводимых акустическими системами.

Амплитудно-частотная характеристика усилителей на транзисторах в об­ласти верхних частот определяется емкостями эмиттерного и коллекторного переходов, в области нижних частот — емкостью разделительных и блокировоч­ных конденсаторов. Чтобы расширить частотный диапазон в сторону верхних частот, либо уменьшают сопротивления на входе и выходе резистивного каскада» либо выбирают более высокочастотный транзистор. Диапазон усиливаемых ча­стот может простираться до 100 кГц и более, что приводит к исчезающе малым линейным искажениям. Однако без специальных мер это обстоятельство при­водит к таким нежелательным явлениям, как усиление низкочастотных помех (20... 100 кГц), создаваемых промышленными установками, генерация на вы­соких частотах, усиление остаточных напряжений ПЧ с детектора приемника и т. д. Появляются нелинейные искажения, вызываемые интерференцией зву­ковых и поднесущих частот при работе с тюнером или приемником.

Для борьбы с этими явлениями на входе усилителя включают специальные низкочастотные и высокочастотные фильтры. Этим обеспечивается эффективное подавление составляющих фона, шумов и паразитных сигналов в той части диапазона, где отсутствуют составляющие полезного сигнала. Оптимальная крутизна спада у таких фильтров — 12 дБ на октаву. Фильтры часто делают переключаемыми, что позволяет выбирать ширину воспроизводимых частот в соответствии с качеством музыкальной программы. Искусственно ограничи­вать полосы отдельных ФУ, особенно усилителей мощности, нецелесообразно, так как это приведет к увеличению линейных искажений, особенно фазо-частотныя и переходных.

Фазовые искажения являются результатом вносимых усилителем фазовых сдвигов между различными частотными компонентами сложного звукового сиг­нала, вследствие чего искажается его форма. В качестве примера рассмотрим гармонический сигнал, состоящий из основной и третьей гармоник (рис. 5, а). Если в результате прохождения через усилитель третья гармоника получит сдвиг на 90° по отношению к первой, то, как видно из рис. 5,6, форма сигнала изменится. Если же и первая гармоника будет иметь сдвиг фазы 30° (рио. 5, в), то сигнал только сдвинется во времени, но форма его не изменится.

Фазо-частотные искажения будут отсутствовать, когда усилитель на всех частотах полосы пропускания не вносит фазовых сдвигов и если фазовый сдвиг, вносимый усилителем, пропорционален частоте сигнала.



Рис. 5. Искажения формы сложного сигнала при сдвиге фазы одной из его со­ставляющих
Фазовые искажения в усилителе оценивают по фазо-частотной характери­стике (ФЧХ). Эта характеристика представляет собой зависимость фазового сдвига Дф выходного напряжения (тока) относительно входного от частоты при действии на входе усилителя синусоидального сигнала.

Типичная ФЧХ усилителя изображена на рис. 6 непрерывной линией. При ДФ>0 выходное напряжение опережает входное, при Дф<0 — отстает. Не соз­дающая искажений форма сигнала ФЧХ представляет собой линейную зависи­мость фазового сдвига от частоты:

ДФ(f)= — 2пt3(f — f0),

где ta — групповое время запаздывания.

Групповое время запаздывания представляет собой производную по часто­те ФЧХ, т. е. t3=dф>(t)/(2пdf). При линейной ФЧХ все спектральные составля­ющие входного сигнала запаздывают на одинаковое время ta, что не вызывает искажения формы сигнала. Если ФЧХ нелинейна, то различные спектральные составляющие входного сигнала будут запаздывать на различное время, форма выходного сигнала исказится, верность воспроизведения музыкального произведе­ния нарушится.

Количественной оценкой фазовых искажений служит нелинейность ФЧХ ре­ального усилителя, равная разности между реальной ФЧХ усилителя и аппрок­симирующей ее линейной функцией в рабочем диапазоне частот. Аппроксими­ровать ФЧХ удобнее ломаной линией, образованной прямолинейными отрез­ками (на рис. 6 отмечены цифрами 1, 2, 3).

Принято считать, что в широком диапазоне звуков человеческое ухо не ре­агирует на изменение фазовых соотношений между отдельными гармонически­ми составляющими спектра сигнала. Отчасти это верно при монофоническом воспроизведении. Однако в высококачественных стереофонических и особенно в квадрафонических системах фазо-частотные искажения существенно влияют на верность воспроизведения музыкальной программы, поэтому эти искажения должны быть нормированы. Следует отметить, что в активных псевдоквадра­фонических системах эффект объемности звукового образа достигается фор­мированием специальных фазовых характеристик усилителей тыловых каналов.



Рис. 6. Фазо-частотная характеристика усилителя ЗЧ
По абсолютному значению фазовых сдвигов на низшей Дфн и высшей Дфв частотах судят об устойчивости усилителей с глубокой обратной связью. В вы­сококачественных усилителях звуковоспроизведения фазовые искажения бф в рабочем диапазоне частот не должны превышать 4... 5°. Расчеты показывают, чтобы нелинейность фазовой характеристики в пределах рабочего диапазона бы­ла меньше 2°, полосу пропускания усилителя нужно расширить в обе стороны в 2,5 раза, т. е. для усилителей высококачественного звуковоспроизведения, име­ющих исчезающе малые фазовые искажения, полоса пропускания должна быть 8... 50 000 Гц.

Как отмечалось, реальный звуковой сигнал имеет сложную импульсную фор­му. В высококачественных усилителях требуется высокая верность сохранения формы входного сигнала. Изменение формы сигнала на выходе усилителя зави­сит как от амплитудно-частотных, так и фазо-частотных искажений. Ожидаемое изменение формы сигнала может быть легко определено анализом переходных процессов в цепях усилителя, обусловленных наличием реактивных элементов. Поэтому для количественной оценки искажений из-за переходных процессов, приводящих к изменению формы сигнала, удобно проанализировать переход­ную характеристику (ПХ) усилителя.

Переходная характеристика есть реакция h(t) усилителя на воздействие еди­ничной функции 1 (t) (рис. 7) и представляет собой зависимость мгновенного значения выходного напряжения усилителя uвых(t) от времени при скачкообраз­ном изменении напряжения на входе усилителя. Переходные искажения оцени­ваются искажениями фронта и плоской вершины импульса. Обычно в усилите­лях 34 искажения плоской вершины импульса можно не исследовать, так как они связаны с искажениями в низкочастотном участке сигнала, которые легко проанализировать по АЧХ усилителя. Искажения фронта импульса оценивают по его длительности tф и выбросу бф (см. рис. 7). Они приводят к динамиче­ским искажениям, которые проявляются в виде завала фронта резких пере­падов уровня реального музыкального сигнала и кратковременного возрастания нелинейных искажений в этот момент из-за запаздывания сигнала отрицатель­ной обратной связи (ООС). Для уменьшения динамических искажений обычно повышают быстродействие усилителя и уменьшают глубину ООС.


Рис. 7. Переходная характеристика усилителя ЗЧ
Быстродействие усилителя можно оценить как по длительности фронта, так и по полосе пропускания или максимальной скорости нарастания выходного сигнала umax. Максимальная скорость нарастания для линейных систем связа­на с полосой пропускания (ее верхней границей) соотношением:

umаx = 2 п fmаx U0 mах,

где fmaх — максимальная частота, передаваемая усилителем без искажений; Uо mах — максимальная неискаженная амплитуда выходного синусоидального сигнала.

Однако оконечный усилитель очень редко можно считать достаточно близ­ким к линейной системе, особенно на высоких частотах, поэтому ытах для уси­лителей мощности 34 оценивают по ПХ.

Значение «max определяют по ПХ (см. рис. 7) как максимальную произ­водную h (t), т. е.



Чем больше скорость нарастания выходного напряжения, тем качественнее воспроизводится звуковая панорама. Характерное значение umax для высокока­чественных усилителей мощности составляет 8... 80 В/мкс. Именно такие уси­лители получают высокую оценку со стороны экспертов при определении каче­ства звуковоспроизведения [2].

Выброс фронта бф (см. рис. 7) есть относительная разность между макси­мальным значением выходного напряжения Umax и его установившимся значе­нием Uу:



Наличие выброса в ПХ приводит к «звонам», к «металлическому» звуку. В вы­сококачественных усилителях выброс бф не должен превышать 4... 6%.

Между АЧХ, ФЧХ и ПХ усилителя существует сложная зависимость, связанная с тем, что все три характеристики обусловлены наличием одних и тех же реактивных элементов. Однако существующие графические методы, позво­ляющие по известным АЧХ и ФЧХ определить ПХ, довольно громоздки и не наглядны. На практике проще получить ПХ на экране осциллографа, при необ­ходимости подкорректировать ее и оценить параметры.

Нелинейные искажения вызваны прохождением сигнала через эле­менты, имеющие нелинейные характеристики, например, через транзисторы, вследствие чего искажается форма колебания и меняется его спектральный со­став. Поскольку усилитель вносит нелинейные искажения, то на его выходе по­являются новые компоненты (гармоники), отсутствующие на входе, что вызы­вает искажение тембра звука. Количественной оценкой нелинейных искажений является коэффициент гармоник Кг:



где Рг — суммарная мощность гармоник; pi — мощность полезного сигнала.

Из всех гармоник наиболее интенсивны вторая и третья. Остальные имеют гораздо меньшую мощность и мало влияют на форму выходного сигнала.

Коэффициент гармоник многокаскадного усилителя обычно близок к сумме коэффициентов гармоник отдельных каскадов. Поэтому если нелинейные иска­жения в предварительных каскадах соизмеримы с искажениями в оконечном ка-

скаде, то общий коэффициент гармоник тракта звуковоспроизведения можно оценить по формуле:

Kр.общ = Kг1 + Kг2 + ...+ Kгn,

Однако коэффициент Кг дает неполное представление о нелинейных искажениях в усилителе, так как он не учитывает сигналы комбинационных частот, образу­ющиеся в результате интерференции между отдельными составляющими слож­ного колебания. Наиболее заметны нелинейные искажения из-за комбинацион­ных частот, возникающие при подаче на усилитель двух и большего числа си­нусоидальных сигналов. Особенно заметны комбинационные частоты вида f1 — f2, f1 — 2f2, 2f1 — f2, так как они, как правило, не содержатся в спектре даже слож­ного входного сигнала.

Для высококачественных усилителей часто вводят еще один показатель, характеризующий их нелинейность, — коэффициент интермодуляционных иска­жений Kим.и. При измерении Kим.и на вход усилителя подают два гармониче­ских колебания с частотами: f1=50... 100 Гц и f2=5... 10 кГц при отношении амплитуд UBX(f1)/UBX(f2)=4/l. Коэффициент Kим., равен отношению амплиту­ды выходного напряжения разностной частоты fzfi к амплитуде выходного на­пряжения частоты f1:



Допустимое значение Kим.и<0,1 ... 1%. Исследования авторов показывают, что Kим.и= (3... 5) Кг. Учитывая это и сложность измерения коэффициента интер­модуляционных искажений, авторы не измеряли Kим.к в усилителях, схемы ко­торых приведены в книге.

Нелинейные искажения значительно зависят от амплитуды подаваемого на вход сигнала. На рис. 8 показан характер зависимости коэффициента Kг от мощности на выходе усилителя. Эта кривая является основной характеристикой для оценки нелинейных искажений. Она служит также для определения макси­мальной полезной мощности усилителя по заданному Kг.

Коэффициент гармоник задается, как правило, для большого уровня вход­ного сигнала. Для транзисторных усилителей мощности характерно увеличение нелинейных искажений при весьма малых уровнях входного сигнала, что выз­вано искажениями типа «ступенька» или «центральная отсечка». Поэтому для полной оценки качества усилителя целесообразно контролировать Кг также при малых уровнях входных сигналов. В устройствах, схемы ко­торых даны в книге, коэффициент гармоник измерялся на малых уровнях входного сигна­ла при выходной мощности 50 мВт.



Рис. 8. Зависимость коэффици­ента нелинейных искажений от мощности на выходе усилите­ля ЗЧ
В основном нелинейные искажения воз­никают в оконечном и предоконечном каска­дах. Для оконечных усилителей вносимые не­линейные искажения различны на разных частотах. В области граничных частот поло­сы пропускания они возрастают (при неиз­менной амплитуде входного сигнала). Это объясняется реактивным характером сопротивления нагрузки оконечных тран­зисторов и связанным с этим изменением формы динамической характеристики на крайних частотах полосы пропускания.

Допустимые нелинейные искажения зависят от назначения усилителя. Так, в усилителях 34, используемых в радиовещании и бытовой звуковоспроизво­дящей аппаратуре, коэффициент гармоник по ГОСТ 11157 — 74 должен состав­лять 1... 2%. В высококачественной профессиональной аппаратуре Kг<0,05%.

В последние годы резко улучшились параметры высококлассной звуковос­производящей аппаратуры. Особенно заметна тенденция к снижению нелиней­ных искажений. Появились усилители 34, у которых коэффициент Kг< 0,0005%. Достижение чрезвычайно малых нелинейных искажений связано с применением большого количества транзисторов с высоким коэффициентом усиления и уста­новлением глубокой ООС. Последнее обстоятельство приводит к ухудшению динамических (скоростных) характеристик, заключающемуся в том, что резкий скачок напряжения на выходе запаздывает по отношению к вызывающему его скачку на входе. Это приводит к «жесткому», «транзисторному» звучанию, исчезает мягкость, бархатистость звука при субъективном восприятии музыкаль­ной программы.

Проблема заметности коэффициента гармоник в диапазоне 1... 0,0005% не имеет однозначного толкования. Можно лишь утверждать, что если получены малые нелинейные искажения, и они достигнуты не за счет ухудшения других параметров усилителя, то это говорит о совершенстве усилительного тракта.

Однако следует отметить, что испытание усилителей со сверхмалыми не­линейными искажениями предъявляет весьма высокие требования к нелиней­ным искажениям источника испытательных сигналов. Лучшие отечественные звуковые генераторы типа ГЗ-102 обеспечивают Кг не менее 0,05%, т. е. имеют тот же порядок, что и нелинейные искажения, вносимые самим усилителем. Разрешающая способность измерителей нелинейных искажений С6-5 также со­ставляет от 0,02 до 0,03%. Поэтому точные измерения сверхмалых нелинейных искажений весьма затруднительны.

Для испытаний сверхлинейных усилителей следует пользоваться прецизи­онными звуковыми генераторами и анализаторами спектра. Хорошие результаты при оценке сверхмалых нелинейных искажений дает метод компенсации [4].

При испытании описанных в книге усилителей использовался генератор ГЗ-102, предварительно испытанный анализатором спектра и обеспечивающий Кг <0,02%, и измеритель нелинейных искажений С6-5 с разрешающей спо­собностью 0,02%. Если иногда указывается значение Kг, меньшее или равное разрешающей способности измерений, то значит Кт усилителя и входного ис­пытательного сигнала не отличались друг от друга.

При отсутствии сигнала на входе усилителя на его выходе действует не­которое (обычно небольшое) напряжение. Это напряжение обусловлено в оо« новном его собственными помехами, среди которых различают фон, наводки, микрофонный эффект, тепловые шумы резисторов и пассивных элементов в активными потерями, шумы усилительных элементов.

Фон обычно появляется в результате недостаточной фильтрации пульси­рующего напряжения источника питания, работающего от сети переменного тока. Гармонические составляющие фона кратны частоте питающей сети.

Наводки образуются из-за паразитных электрических, магнитных, гальва­нических или электромагнитных связей цепей усилителя с источниками помех.

Микрофонный эффект представляет собой результат преобразования меха­нических колебаний элементов усилителя в электрические, проходящие на выход усилителя. Спектр этих колебаний занимает диапазон 0,1 — 10000 Гц. Он за­метно проявляется у интегральных усилителей с большим коэффициентом уси­ления, выполненных на одной подложке. Чтобы устранить его, используют ра­циональную конструкцию элементов усилителя, более надежное их крепление, демпфирование, применяют амортизирующие устройства.

Тепловые шумы обусловлены тепловым беспорядочным (случайным) движе­нием в объеме проводника (или полупроводника) свободных носителей заря­дов (например, электронов). В результате на концах проводника, обладающе­го некоторым сопротивлением, действует случайная, флуктуационная ЭДС, на­зываемая ЭДС шума Еш. Поскольку она периодическая функция времени, то ее спектр является сплошным и практически равномерным в диапазоне частот от нуля до сотен мегагерц. Шум с подобным спектром называют белым.

Фон, наводки и микрофонный эффект в усилителе можно, в принципе, умень­шить до любых заданных значений. Тепловые же шумы и шумы усилительных элементов принципиально неустранимы. Обычно удается лишь минимизировать долю шумов, создаваемых усилительными элементами [5]. Практические спосо­бы подавления помех и снижения шумов в усилителях 34 будут описаны далее.

Шумовые свойства высококачественных усилителей оценивают отношением сигнал-шум. Под этой величиной понимают отношение выходного напряжения сигнала при номинальной выходной мощности усилителя РНом к суммарному напряжению шумов на выходе. Обычно его выражают в децибелах. В усилите­лях высшего класса отношение сигнал-шум достигает 60... 110 дБ.

Динамический диапазон усилителя — это отношение максимального и мини­мального входного сигнала усилителя при заданном уровне Kг:

Dу = Uвх max/Uвх min.

Для высококачественного усилителя максимальное значение входного сигнала ограничивается нелинейностью амплитудной характеристики и принимается рав-вым номинальному входному напряжению Uвх.ном, обеспечивающему номинала ную выходную мощность усилителя при заданном коэффициенте гармоник, т. е.

Uвх max= Uвх.ном.

Минимальное входное напряжение UВх min должно выбираться таким обра­зом, чтобы собственные помехи и шумы усилителя не маскировали выходной сигнал.

В предельном случае основными помехами в усилителе являются шумы, при этом

Uвх min = Kп UZ ш.вх, где Kn = UBxmin/UZш.вх>1 — коэффициент помехозащищенности.

Отсюда динамический диапазон усилителя

Dу = Uвх.ном/(KпUZ ш.вх).

Видно, что отношение сигнал-шум, равное UВх.ном/UZш-В1, определяет дости­жимый динамический диапазон усилителя. Динамический диапазон является важным техническим показателем усилителя и обычно задается ГОСТ. Для луч­ших высококачественных усилителей Dy>110 дБ. Источники звуковых сигна­лов имеют собственный динамический диапазон, равный отношению максимального Eи max и минимального Ел min ЭДС источника сигнала; DСИ mах/Eи min и в логарифмических единицах Dc [дБ] = 201gDc.

Динамический диапазон звучания симфонического оркестра может превы­шать 80 дБ, художественного чтения — 30 дБ.

Для усиления сигнала с допустимыми нелинейными искажениями и поме­хозащищенностью необходимо, чтобы Dy>Dc.

Для увеличения динамического диапазона усилителя необходимо уменьшать уровень собственных помех, использовать усилительные элементы с более линейной характеристикой (применить высоковольтные мощные выходные тран­зисторы) и применять ручную или автоматическую регулировку усиления.

В приведенных в книге показателях для динамического диапазона коэффи­циент помехозащищенности Kп принят равным единице. Поэтому в технических характеристиках описанных функциональных узлов приводятся только значе­ния отношения сигнал-шум.

СЕЛЕКТОРЫ ВХОДНЫХ СИГНАЛОВ



На вход современного звуковоспроизводящего комплекса подают сиг­налы от самых разных источников звуковых программ, таких как электрофон, магнитофон, тюнер, радиоприемник, радиотрансляционная сеть, телевизор, мик­рофон и др. Каждый из источников подключают к усилителю с помощью отдель­ного разъема. Как правило, для этого используют унифицированные штепсель­ные соединители ОНЦ-ВГ-4-5/16-Р ,(прежнее название СГ-5) и ОНЦ-ВГ-4-5/16-В (прежнее название СШ-5). Разводка цепей в них унифицирована и осуществля­ется в соответствии с ГОСТ 12368 — 68, учитывающим международные нормы.

На вход предварительного усилителя звуковой сигнал с входных разъе-ков поступает через селектор входного сигнала, назначение которого — избира­тельное подключение на вход усилителя 34 выбранного слушателем источника звуковой программы. Часто с помощью селектора коммутируют источники зву­ковых сигналов, чтобы обеспечить запись на магнитофон, наложение сигна­лов с микрофона на отдельные звуковые программы и т. д.

В селекторах входного сигнала используются механические или электрон­ные коммутаторы. Механические коммутаторы проще по конструкции, не име­ют нелинейных цепей. Однако их громоздкость, расположение органов управле­ния и коммутации вдали от переключаемых малосигнальных цепей, дребезг кон­тактов создают большие проблемы в получении хорошей помехозащищенности и минимума наводок. К тому же они являются источником тресков и щелчков. Для электронных коммутаторов свойственно разделение органов управления и комму­тации и разнесение их в пространстве, что предоставляет конструктору большую свободу в компоновке проектируемого аппарата, позволяет приблизить элементы коммутации непосредственно к переключаемым малосигнальным цепям и входам предварительных чувствительных каскадов усилителя, упрощает настройку ком­мутируемых цепей.

Исполнительные устройства электронных коммутаторов могут быть выпол­нены как на электромагнитных реле, так и на чисто электронных узлах, постро­енных на аналоговых переключателях (например, на микросхеме К564КТЗ) или мультиплексерах аналоговых сигналов (например, на К564КШ, К564КП2 и т.п.) или на полевых транзисторах. В случае применения электромагнитных реле кон­струкция получается громоздкой и дорогой, а когда используются электронные узлы, возникают проблемы, связанные с прохождением слабых сигналов через нелинейные элементы.

Цепи управления аналоговым переключателем строятся либо на базе ме­ханического переключателя, либо на базе цифровых микросхем.

При конструировании селекторов входных сигналов стремятся уменьшить переходные помехи, т. е. просачивание сигнала из одного канала в другой. Для высококачественного звуковоспроизведения достаточно получить затухание пе­реходных помех примерно 50 дБ на частоте 1 кГц. Затухание измеряют как отно­шение выходного напряжения селектора к напряжению другого, неподключен­ного канала.

Общим показателем качества селекторов входных сигналов также является число коммутируемых источников сигналов. Кроме того, каждому типу селекто­ра (механическому или электронному) присущи свои технические характеристи­ки. Они приводятся при описании конкретной схемы.

Селектор входных сигналов на переключателе галетного типа. Рассматри­ваемый селектор позволяет подключать до шести источников звуковых программ (из них два проигрывателя и два магнитофона), вести перезапись с магнитофо­на на магнитофон или записывать любую из программ на два магнитофона с одновременным ее прослушиванием.

Принципиальная схема одного канала селектора входных сигналов приве­дена на рис. 9. Сигнал с одного из разъемов XS1XS4 поступает на переключатель источников программ SA1. Узел А1 корректирует АЧХ, если усилитель соединяется с электромагнитной головкой звукоснимателя. К разъемам XS5, XS6 подключают два магнитофона как на запись, так и на воспроизведение. При наличии у них сквозного тракта переключатель SA2 позволяет прослушивать через усилитель записываемую программу или уже сделанную запись (так на­зываемый режим «мониторинг»). Переключателем SA3 коммутируют магнитофо­ны в режиме «Запись». Они либо соединяются с разъемами XS1XS4 (и ведет­ся запись любой из программ), либо между собой (при перезаписи). Переклю­чателем SA4 устанавливают режим работы усилителя «Стерео» или «Моно». Резистор R5 уменьшает взаимное влияние каналов при их параллельном вклю­чении в режиме «Моно».

В качестве входных разъемов можно использовать пятиконтактные штепсель­ные соединители ОНЦ-ВГ-4-5/16-Р или ОНЦ-КГ-4-5/16-Р, предназначенные для печатного монтажа. Для переключателей входов и рода работ практически можно использовать любые имеющиеся галетные переключатели, например, ти­па пгз.

Селектор входных сигналов: на кнопочных переключателях типа П2К. В се­лекторах входных сигналов широко используются переключатели П2К. В ка­честве примера на рис. 10 приведена схема одного из них. Этот селектор по­зволяет подключить четыре источника звуковых программ и вести запись лю­бой программы на магнитофон с одновременным прослушиванием либо самого источника сигнала, либо фонограммы с магнитофона. Предусилитель-корректор для магнитного звукоснимателя А1 включен между входным разъемом XS1 и переключателем SB1.1. Через контакты переключателей SB1.2 и SB1.3 входные сигналы соответственно с разъемов XS2 и XS3 поступают на вход основного усилителя. К разъему XS4 подключают магнитофон как в режиме записи, так к воспроизведения. Переключателем SB2 подают на усилитель любую из зву­ковых программ, выбранную переключателем SB1 и поступающую одновременно для записи в магнитофон, или с магнитофона в режиме воспроизведения. Пе­реключателем SB3 устанавливают стерео- или монофонический режим работы усилителя.

Резистор R3 служит для развязки каналов при их параллельной работе в режиме «Моно».



Рис. 9. Принципиальная схема селектора входных сигналов на переключателе галетного типа



Рис. 10. Принципиальная схема селектора входных сигналов на кнопочных пере­ключателях типа П2К
В качестве переключателя SB1 используется блок из трех переключателей П2К с зависимой фиксацией. Переключатели SB2 и SB3 — одиночные с неза­висимой фиксацией.


</0>
1   2   3   4   5   6   7   8   9   ...   17

Похожие:

Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Техническое задание на кип. Требования к условиям размещения оборудования
Схемы принципиальные электрические питания (включая схемы резервирования питания, схемы ибп, схемы питания шкафов и пультов)
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon 19. Принципиальные электрические схемы
Поскольку невозможно в данном Руководстве привести все принципиальные схемы за каждый год выпуска, ниже приводятся наиболее типичные...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Кабардино-балкарский государственный университет практические навыки педиатра
Практические навыки педиатра. Часть – Изд. 2-е, перер., доп. – Нальчик: Каб. Балк ун-т, 2006. – 120 с
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Проект
Цель изучения темы – формирование у студентов профессиональных умений диагностирования рассеянного склероза, назначения схемы лечения...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Инструкция дается для наиболее распространенной схемы "замок-вкладыш"
Инструкция дается для наиболее распространенной схемы "замок-вкладыш" по длинной стороне панели и "замок-защелка" по короткой; отличия...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Схемы подсоединения пульта управления med 2000 Декабрь 1998 г
Внимание: приведенные здесь схемы и цвета проводов оригинальных устройств следует рассматривать как чисто иллюстративными из-за возможных...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Инструкция по монтажу и эксплуатации Уважаемый покупатель
Поздравляем Вас с выбором высококачественного продукта фирмы Immergas, произведенного в полном соответствии с последними требованиями...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Гидравлическая литьевая машина Kuasy 170/55-i-40, документация по...
Гидравлическая литьевая машина Kuasy 170/55-i-40, документация по эксплуатации, блок-схемы последовательности операций по режимам,...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Практические занятия по исторической геологии
Практические занятия по исторической геологии. – Казань: Казанский государственный университет, 2004. – 72 с
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Методические рекомендации для подготовки к семинарским (практическим)...
Практические занятия по Особенной части уголовного права помогают закрепить теоретические знания, полученные на лекциях, семинарах...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Технический паспорт и инструкция по эксплуатации введение
Мы уверены, что Вы будете довольны Вашим выбором, так как нашей целью является поставка высококачественного, надёжного и современного...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Содержание Введение Генеральный (ситуационный) план пс «Каюковская»...
Место прохождения преддипломной практики «Когалымские электрические сети» филиал «Тюменьэнерго». В состав ОАО «Тюменьэнерго» входит...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Практические навыки дерматовенеролога часть I учебно-методическое...
Учебно-методические указания «Практические навыки дерматовенеролога» составлены на основе типового учебного плана и программы специализации...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Инструкция по эксплуатации дорогие покупатели
Пожалуйста, прочитайте и обязательно следуйте инструкции по эксплуатации. Эта роскошная надувная кровать произведена из высококачественного...
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Отчет о научно-исследовательской работе Анализ существующего состояния...
Разработка схемы теплоснабжения мо «Улу-Юльское сельское поселение» на период до 2028 года
Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения icon Машина мешкозашивочная gk 9 паспорт и инструкция по эксплуатации
Машина может сшивать мешки из мешковины/джута/, ткани, полипропилена, бумаги. Крепежные элементы выполнены в метрической системе,...

Руководство, инструкция по применению




При копировании материала укажите ссылку © 2024
контакты
rykovodstvo.ru
Поиск