Регулятор тембру звуку, радіочіпи
В регуляторах тембру зазвичай забезпечують зміна рівня виходу (підйом або завал) на частотах 30 Гц і 12 кГц (щодо 1 кГц). Межі регулювання традиційно ± 12 дБ. Обертання ручок регулювання викликає досить сильні зміни тембра.Но давайте зробимо такий експеримент. Встановимо на генераторі частоту 12 кГц, підключимо його на вхід підсилювача і послухаємо чистий тон з невеликою гучністю. Потім збільшимо рівень сигналу на генераторі в 4 рази (+12 дБ). Що ж ми почуємо?
Гучність тону суб'єктивно зросте в кращому випадку в 2 рази. При невдалому розташуванні зони прослуховування чутний тон при збільшенні сигналу може ослабнути або взагалі пропасти. Це результат інтерференції між прямою і відбитою від стін звуковою хвилею. Але ми перед цим говорили, що регулювання тембру дуже помітно впливає на тембр звучання. Секрет відкривається просто. Традиційні регулятори тембру є фільтр 1-го порядку з дуже пологої АЧХ.
При підйомі частоти 12 кГц на -І 2 дБ, на частотах 5 ... 6 кГц сигнал зростає на 6 дБ. Ваша здатність чути на цих частотах майже максимальна. Якщо запропонований експеримент провести на частоті 5 кГц, то збільшення рівня в 2 рази на слух буде сприйматися посиленням в 3-4 рази. Таким чином, піднімаючи високі частоти, ми фактично посилюємо гучність в області частот 5 кГц. При цьому музика набуває верескливий, ріжучий слух характер, а ми, по наївності, вважаємо, що слухаємо високі частоти.
Від такої регулювання тембру треба відмовитися. Можна запропонувати три варіанти:
- Виключити регулятори тембру ВЧ зовсім.
- Обмежити підйом на 12 кГц рівнем +6 дБ.
- Використовувати регулятори з більш крутою характеристикою.
На низьких частотах традиційні регулятори тембру «псують» звучання помітно менше, ніж на високих. Проте, при підйомі з'являється «бубонить», неприродний звук. На частоті 100 Гц традиційний регулятор тембру створює підйом +6 дБ.
Для подолання цих недоліків пропонується регулятор тембру з крутим нахилом АЧХ. У ньому використовуються резонансні контури з підвищеною добротністю.
Низькочастотний контур забезпечує на частоті 100 Гц підйом +3,6 дБ. На високих частотах використані 3 рознесених по частоті контуру. В результаті АЧХ в смузі від 12 до 20 кГц є горизонтальну трохи хвилясту лінію. Розмах хвиль - не більше 1 дБ. На частоті 5 кГц підйом АЧХ не перевищує +2 дБ. Така АЧХ на слух оптимальна. Додатковою перевагою є спад АЧХ за межами звукового діапазону навіть в положенні максимального підйому високих частот.
Це дуже сприятливо позначається на якості звучання.
У регуляторі використана відома схема з диференціальним каскадом на вході. Для кращої лінійності застосовані польові транзистори. Біполярні транзистори VT2 і VT5 працюють в якості генераторів струму. На виході - симетричний істоковий повторювач. Максимальний сигнал на виході (до появи обмеження) - близько 5 В. Зверніть увагу на те, що регулювання тембру забезпечує тільки підйом АЧХ. У лівому (за схемою) положенні регуляторів R7 і R10 АЧХ стає лінійної.
За допомогою генератора і мілівольтметра резонансні частоти контурів можна підігнати досить точно. Для цього контур приєднується до движку регулювального резистора без послідовного з контуром резистора. Змінюючи частоту генератора, знаходимо резонанс. При цьому рівень сигналу на вході такий, щоб на виході було не більше 1 В. Частота резонансу підбирається зміною кількості витків котушок.
Для полегшення роботи (змотувати витки простіше) котушки спочатку треба намотувати з деяким надлишком. Намотування контурів слід робити дуже акуратно, рівномірно і пошарово. При намотуванні кільце повертається в одному напрямку. Готові котушки на платі поміщені в сталевий екран з товщиною стінок 1,5 мм. Ємність С8 складена з декількох паралельно з'єднаних конденсаторів К73П-3.
З особливостями підбору польових транзисторів і настройки можна ознайомитися в [1]. Нагадаю тільки про те, що початковий струм стоку польових транзисторів повинен бути в 1,5 ... 2 рази більше струму в статичному режимі (вказано на схемі). Струм транзистора VT4 встановлюється підбором R17, транзисторів VT6, VT7 - резисторами R21, R22. Остаточне налаштування режиму по постійному струму здійснюється змінним резистором R19 по нульовому напрузі між стоками транзисторів диференціального каскаду.
Регулювання високих частот при прослуховуванні музики з описаним регулятором маловідчутних. Це може дещо спантеличити слухача. Де ж високі частоти? Але так і повинно бути! Просто ми звикли поява «верескливого» звуку приймати за підйом високих частот. На жаль, коефіцієнт гармонік регулятора тембру не вимірюється, але треба думати, що він дуже низький.
На закінчення хочу звернути увагу Новомосковсктелей на те, що схема регулятора відповідає схемі вхідний частини підсилювачів потужності з диференціальним каскадом на вході. Для тих, хто будує підсилювачі потужності з таким входом, рекомендую робити регулювання підсилювачів не по нульовому напрузі на виході підсилювача, а саме за нульовим напрузі між колекторами транзисторів диференціального каскаду, що означає вирівнювання струму в обох транзисторах.
Це найпростіший і ефективний спосіб зниження нелінійних і інтермодуляціонних спотворень в підсилювачі потужності. Справа в тому, що диференційний каскад має порівняно вузьким динамічним діапазоном вхідних сигналів. Навіть невеликий його перекіс «заганяє» транзистори на нелінійний ділянку їх вхідний характеристики. Якщо транзистори підібрані ідентичними, то вирівнювання струму одночасно встановлює нульове напруга на виході підсилювача.