Russian HamRadio - Метод за коригиране на честотната характеристика в усилвател за възпроизвеждане
Тази задача е особено важна при използване на домашни магнитни глави с разпределение на индуктивността на намотката, достигащо ±30% или повече [1]. Ситуацията се влошава от разпространението на честотни и вълнови загуби в магнитната глава. В истинската магнитна глава, като правило, има и известно изкривяване на азимута на работните междини между секциите на главата (ляв и десен канал), което само по себе си усложнява процеса на настройка, прави го многоетапен и двусмислен и ви принуждава многократно да „въртите в кръг“, за да постигнете желания резултат. Ако в същото време се използват захващащи елементи, които изискват цял запас от резистори и кондензатори, които трябва да се запояват и запояват последователно, процесът на регулиране на честотната характеристика изглежда като природно бедствие. Освен това, в същото време оскъдната измервателна магнитна лента бързо се износва и контактните площадки на печатната платка стават неизползваеми.
Предложеният метод за корекция също може да бъде много полезен при използване на компандни системи за намаляване на шума в пътя. Колко строги са изискванията за линейност на честотната характеристика в този случай, изчерпателно е описано в [2]. Може да е оправдано да използвате този метод на корекция в студийни условия, тъй като ви позволява бързо да възстановите линейността на честотната характеристика
Средствата на VNIIGPE са натъпкани с безброй пресилени „иновации“, понякога водещи до влошаване на параметрите, а не до подобрение, но имащи неоспорими „значителни разлики“. Традиционно в чуждестранните магнетофони формирането на честотната характеристика на горния край на диапазона се извършва от входната резонансна верига, образувана от индуктивността на магнитната глава и паралелно свързан кондензатор [3]. Коефициентът на качество на веригата е "фиксиран" от паралелно свързан резистор. На нашия елементаренбаза такъв вариант, уви, не преминава. Опитите да се използва допълнителна LC верига във веригата за отрицателна обратна връзка за формиране на честотната характеристика доведоха до загуба на шум от 2-3 dB. Комбинацията от два резонанса - както на входа, така и чрез допълнителна LC верига - дава напълно ужасен резултат: непредсказуема честотна характеристика / фазова характеристика и отново увеличаване на шума.
Очевидно може да има само два изхода от тази ситуация - или избор на дискретни елементи, резистори и кондензатори, свързани паралелно към магнитната глава, или. правят кондензатори и резистори плавно регулируеми. Първият вариант, въпреки че е получил известно разпространение в страните от ОНД, все още е нетехнологичен, отнема много време и просто е неудобен. Следователно залогът беше направен на плавно регулиране.
Методите, използващи динамичен капацитет, които по едно време се появиха в печат [4], бяха отхвърлени поради нестабилността на параметрите, склонността към самовъзбуждане и трудностите при превключване на режима. Повече „фантастични“ опции [5] създават повече проблеми, отколкото решават.
Основният принцип, който позволява плавно регулиране на капацитета и съпротивлението, е свойството на кондензатора (и резистора също) да променя "ефективния" капацитет (съпротивление) в зависимост от амплитудата и фазата на напрежението, приложено към неработеща (обикновено заземена) клема. Този имот се използва изцяло в жиратори. Въпреки това, всяка, дори и най-прекрасната идея, уви. не струва нищо, ако не бъде доведено до съвършенство, ако всичките му „подводни течения и рифове" не бъдат идентифицирани и неутрализирани, защото в противен случай всичките му недостатъци работят срещу себе си, напълно дискредитирайки самата идея. Почти винаги има много такива отрицателни точки, но както ще бъде показано по-долу, тедоста преодолими с доста прости средства.
Фигура 1 показва функционална диаграма на усилвател за възпроизвеждане, съдържащ DA1 чип с обща верига за обратна връзка на елемент 1.
Елементите C1, C2, R1, R2, R3, R4, заедно с главата B1, напълно определят параметрите на паралелната осцилаторна верига на входа на микросхемата.
С помощта на настройващия резистор R2, "ефективният" капацитет на кондензатора C2 се контролира чрез промяна на тока през кондензатора C2, когато двигателят на настройващия резистор R2 се измества. На инвертиращия вход на микросхемата DA1 се поддържа променливо напрежение чрез обща отрицателна обратна връзка, която всъщност е равна на входното напрежение както по амплитуда, така и по фаза.
Следователно диапазонът на промяна на капацитета C2 е приблизително равен на дълбочината на общата обратна връзка. Кондензаторът C1 е баласт и задава минималната стойност на капацитета на веригата, но неговата функция не се ограничава до това. Факт е, че без него LC осцилаторната верига по отношение на управляващата верига вече не е паралелна, а последователна, с коефициент на предаване, приблизително равен на качествения фактор, т.е. много повече от един, и с фазово изместване от 90 ° при резонансната честота.
С други думи, има нарушение на фазовите и амплитудните отношения в управляващата верига. По този начин баластният кондензатор C1 ви позволява да стабилизирате работата на цялата верига за регулиране на резонансната честота, да осигурите стабилността на покачването на обхвата и също така е против вълнение по отношение на микросхемата DA1. Капацитетът на този кондензатор трябва да бъде възможно най-голям и се определя от максималната индуктивност на главата B1, а сумата (C1 + C2) се определя от минималната индуктивност на главата B1.
Съпротивлението на резистора R2 също има фундаментзначение. Този резистор е включен в паралелна осцилаторна верига и въвежда активни загуби в нея, а също така променя качествения фактор на веригата в диапазона на настройка. За да се възползвате максимално от конструктивния качествен фактор на главата B1 и напълно да елиминирате отрицателните точки, съпротивлението на резистора не трябва да надвишава
R Ј 2 p Fв Lr/(10Q), където
Fv - горна работна честота;
Lf - индуктивност на главата;
Q - качествен фактор на главата при горна работна честота.
Лесно е да се види, че за типична универсална глава на касетофон R
Линейността на честотната характеристика на пътя в горния край на обхвата се определя от качествения фактор на паралелния колебателен кръг, който се регулира с помощта на настройващ резистор R3.
В този случай "ефективното" съпротивление на резистора R1 се променя от 43 kOhm в долната позиция на плъзгача на резистора R3 до безкрайност в горната позиция.
Фигура 2 показва схемата на усилвателя за възпроизвеждане, направена на чипа K157UL1A в съответствие с препоръките [6] и по-горе.
Функционалната диаграма, показана на фигура 3, има още по-големи възможности. Координацията на управляващата верига с входната верига се осъществява чрез интракапацитивна връзка с веригата, което осигурява стабилността на фазовите и амплитудно-честотните характеристики.
Q факторът на входната верига е значително разширен и се осъществява чрез подаване на много слаба отрицателна обратна връзка във веригата, която в долната позиция на плъзгача на тримера R8 плавно се превръща в положителна обратна връзка.
Адаптивните възможности на веригата са много високи, но в повечето случаи те са дори прекомерни и не се търсят в реални условия.
В допълнение, въвеждането на инвертор натранзистор VT1 усложнява веригата. Веригата очевидно може да представлява само теоретичен интерес, въпреки че ви позволява донякъде да намалите шума при високи честоти.
Желанието да се увеличи естествеността на звука принуждава разработчиците да се откажат от честотно-зависимата обратна връзка и да извършат пасивна корекция [7]. Същият ефект обаче може да се постигне, ако изходното стъпало на възпроизвеждащия усилвател на фиг. 2 се изпълнява съгласно веригата на токовия генератор, т.е. с висок изходен импеданс.
В този случай дълбочината на обратната връзка ще бъде непроменена в диапазона, като същевременно се поддържа падащата честотна характеристика [8] и всички честотни компоненти на сигнала, включително неговите хармоници, ще протичат през веригата за отрицателна обратна връзка абсолютно във фаза с входното напрежение.
1. Н. Сухов. Магнитни глави за касетофони. – Радио, 1995, бр.5, с. 15.
2. Н. Сухов. Dolby B, C, S, . dbx? - Радио хоби, 1999, No 1, с. 40-43; 1999, № 2, стр. 42-46; 1999, № 3, стр. 38-43.
3. Н. Сухов. Схема на японски касетофони. - Радио, 1984, бр.12, с.46.
4. К. Лий. Компенсация на загуби в каналите за възпроизвеждане на магнетофони. - Радио, 1990, бр.7, с.52.
5. Авторско свидетелство на СССР № 1494206. - Бик. „Открития, изобретения, промишлени дизайни и търговски марки“, 1989 г., № 26.
6. К. Петров. K157UL1: препоръки за употреба. - Радио, 1984, бр.7, с.43.
7. А. Коротов. Усилвател за възпроизвеждане с пасивно изравняване. - Радиохоби, 2000, № 6, с. 56.
8. Н. Сухов, В. Байло. Висококачествен предусилвател. - Радио, 1981, No1, с. 35-38.