Усилитель НЧ с акустическим агрегатом

Усилитель предназначен для высококачественного воспроизведения музыкальных программ

А. Пикерсгиль

Выходная мощность до 20 Вт. Полоса воспроизводимых частот 40-14000 Гц. Коэффициент нелинейных искажений во всем диапазоне частот не более 1%. Регулировка тембра на крайних частотах по отношению к частоте 1000 Гц ± 16 дБ. Уровень фона на выходе -65 дБ. Принципиальная схема усилителя приведена на рис.1. Первый каскад, собран на левом по схеме триоде Л1а (6Н8С), работает усилителем напряжения. После первого каскада сигналы высших и низших частот усиливаются отдельными усилителями (усилители полос). Высшие частоты через фильтр С4С3R4 подаются на сетку левого триода Л2, а низшие частоты через регулятор усиления низших частот R18 - на сетку правого триода Л1.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя. Лампа Л3 типа 6Н7С

Усилители полос для увеличения крутизны спада частотной характеристики на частоте раздела охвачены частотно-зависимой обратной связью через цепь С5С6R6R7 в канале ВЧ и С8С9С10R15R16R17 в канале НЧ. С выхода усилителей напряжение поступает на вход фазоинвертора, который выполнен на лампе Л2б (6Н8С) через цепь С13R24, что исключает взаимное влияние этих усилителей через цепи обратных связей.

Для получения выходной мощности порядка 20 Вт на управляющие сетки ламп оконечного каскада необходимо подать напряжение звуковой частоты около 25 В. При этом предоконечный каскад, выполненный на лампе 6Н8С, имеет коэффициент нелинейных искажений порядка 2,5%, что недопустимо, в то время как на лампе 6Н7С нелинейные искажения не превышают 0,3%. Для уменьшения частотных и фазовых искажений емкости переходных конденсаторов С3, С15, С17 и С18 выбраны достаточно большими.

Выход усилителя выполнен по ультралинейной схеме. Высокочастотные громкоговорители включаются через разделительный конденсатор емкостью 10 мкФ, что улучшает условия их работы. На управляющие сетки ламп оконечного каскада подается фиксированное напряжение смещения -45 В от отдельного источника. Анодный ток покоя каждой лампы составляет 25 мА и при максимальной выходной мощности достигает 85 мА. Поэтому при воспроизведении музыкальных программ с широким динамическим диапазоном наблюдаются резкие броски анодного тока, что ведет к изменению напряжения на выходе выпрямителя. Наличие стабилизатора анодного напряжения на лампах Л6 и Л7 (СГ-4С) исключает влияние мощного каскада на работу предварительных каскадов усилителя.

Все каскады усилителя, за исключением входного, охвачены отрицательной обратной связью (ООС), которая выполнена раздельной по каналам. Напряжение обратной связи на низших частотах со вторичной обмотки выходного трансформатора подается в цепь катода лампы Л1б и регулируется потенциометром R20. При установке движка этого потенциометра в верхнее положение обратная связь максимальна. При малом уровне громкости движок целесообразнее устанавливать в нижнем положении для подчеркивания низших частот. Для получения регулятора громкости с эффективной компенсацией низших частот можно переменные сопротивления R1 и R20 связать между собой.

Напряжение обратной связи на высших частотах подается в цепь катода лампы Л2а. Наличие конденсатора С7, предназначенного для подъема частотной характеристики на высших частотах, не влечет заметного увеличения нелинейных искажений, так как гармоники высших частот лежат за пределами полосы пропускания акустической системы.

Конструкция и детали

Усилитель и выпрямитель выполнены в виде двух отдельных блоков. Шасси их (рис.2) могут быть изготовлены из алюминия или листовой стали толщиной 2 мм.

Рис. 2. Шасси усилителя и блока питания

Весь монтаж усилителя ведется на вспомагательных монтажных панельках из гетинакса толщиной 1-2 мм. При монтаже следует обратить внимание на правильное выполнение заземления отдельных узлов и каскадов, экранировку сеточной цепи первого каскада и правильную ориентацию ламповых панелек ламп Л1 и Л2 с тем, чтобы длина соединительных проводов была наименьшей. Соединение усилителя с выпрямителем и акустическим блоком осуществляется при помощи двух фишек, изготовленных из восьмиштырьковых цоколей радиоламп. Данные всех трансформаторов и дросселей приведены в табл.1.

Таблица 1

№ п/п	Обозначение	Железо	Толщина набора, мм	Число витков	Провод
1	Выходной Тр1	М-85	60	I - 2 х 1740	ПЭЛ 0,20
				II - 58 + 58 + 68	ПЭЛ 0,80
2	Силовой Тр2	Ш-40	65	I-II (242 + 37) x 2	ПЭЛ 0,65
				III - 850 х 2	ПЭЛ 0,31
				IV - 15	ПЭЛ 1,45
				V - 12	ПЭЛ 1,20
				VI - 23	ПЭЛ 0,65
				VII - 85	ПЭЛ 0,20
3	Дроссель Др1	Ш22	35	До заполнения каркаса	ПЭЛ 0,31
4	Дроссель Др2	Ш22	35	До заполнения каркаса	ПЭЛ 0,80

Сердечник выходного трансформатора можно выполнить также из обычных пластин Ш-30 (укороченных), увеличив толщину набора до 80 мм. Схема намотки Тр1 приведена на рис.3.

Рис. 3. Схема намотки выходного трансформатора

Налаживание усилителя

Правильно собранный усилитель с применением рекомендованных громкоговорителей не нуждается в особой наладке и регулировке. Необходимо лишь подбором сопротивлений R26, R27, R34, R35 и емкостей С15, С16, С17, С18 обеспечить полную симметрию тракта от фазоинвертора до управляющих сеток выходных ламп. Измерять напряжения звуковой частоты на управляющих сетках выходных ламп можно при помощи лампового вольтметра. При наличии аппаратуры желательно измерить нелинейные искажения и снять частотную характеристику усилителя. При закороченном входе напряжение фона на выходе усилителя должно быть не более 10 мВ.

При замене громкоговорителей следует подобрать величины сопротивлений R14, R21, R22 и емкостей С7, С12 в зависимости от частотных характеристик и резонансных свойств громкоговорителей. В случае самовозбуждения усилителя на сверхвысоких частотах в анодные цепи выходных ламп следует включить безиндукционные сопротивления порядка 12-25 Ом или соединить аноды этих ламп через емкость 500-1000 пФ.

Возможен также упрощенный вариант описанного усилителя (с выходной мощьностью до 15 Вт), где лампы Г-807 заменяются лампами 6П3С. В этом случае фиксированное смещение можно заменить автоматическим (включив в общую катодную цепь сопротивление 330 Ом), снизить анодное напряжение до 380 В и исключить лампы Л6, Л7. Для упрощения усилителя можно исключить выпрямитель накала лампы Л1. При этом несколько уменьшится динамический диапазон усилителя. При упрощении схемы данные всех деталей, за исключением силового трансформатора, остаются без изменения. Режимы ламп усилителя приведены в табл.2.

Таблица 2

Обозначение лампы	Напряжение на аноде, В	Напряжение на катоде, В
Л1а	80	1,2
Л1б	55	2,5
Л2а	85	2,5
Л2б	220	57,5
Л3	200	3
	200	3
Л4	440	0
Л5	440	0

Акустический агрегат

Распостраненные отечественные громкоговорители 3ГД-3, 3ГД-11-1, 3ГД-М3 и другие, как правило, удовлетворительно воспроизводят полосу частот 80-6000 Гц. Поэтому, используя только эти громкоговорители, нельзя реализовать все возможности описанного усилителя. Помимо узкой полосы воспроизводимых частот, указанные громкоговорители создают значительные нелинейные искажения (особенно на низших звуковых частотах), которые в основном вызываются следующими двумя факторами:

1. Разницей в сопротивлении воздуха движению диффузора при ходе звуковой катушки вперед и назад из-за наличия с задней стороны металлических перемычек.
2. Изменениями индуктивности системы при значительных амплитудах колебаний звуковой катушки на низких частотах (при сильных сигналах низших частот катушка почти выходит из воздушного зазора).

Искажения можно значительно снизить и расширить диапазон воспроизводимых частот, применив "двухтактную" акустическую систему их четырех одинаковых громкоговорителей, направленных в разные стороны (рис.4).

Рис. 4. Двухтактный акустический агрегат

Звуковые катушки динамиков следует включить так, чтобы все диффузоры двигались в одном направлении. Выполненная таким образом акустическая система на четырех громкоговорителях 3ГД-М3 очень хорошо, без заметных искажений, воспроизводила полосу частот 40-8000 Гц. Для подчеркивания высших звуковых частот, дающих окраску, могут быть установлены два боковых трехваттных громкоговорителя. При этом акустический агрегат удовлетворительно воспроизводит полосу частот 40-14000 Гц.

Ящик для акустической системы изготовлен из сухой сосны или ели толщиной 20 мм. В случае изготовления каждой стенки из двух досок они должны соединяться на клею в шпонт. Все соединения ящика, кроме крепления задней доски, должны быть тщательно проклеены. Отражательные доски динамиков - из сплошных еловых досок толщиной 20 мм или с сосновой переклейки толщиной 15 мм. Внутрення поверхность ящика покрывается мягким войлоком толщиной 20 мм, что предохраняет систему от резонанса.

Высокочастотные громкоговорители должны быть акустически изолированы от внутреннего объема ящика и расположены под углом 90° к оси низкочастотных громкоговорителей. Последние прикреплены к соответствующим доскам при помощи эластичных прокладок (губчатая резина). Рекомендуется также изолировать при помощи резиновой трубки стержни шурупов от металлического кольца громкоговорителя.

Изменения, улучшающие работу усилителя

1. Между нижним по схеме концом сопротивления R41 и общей точкой R15R18C9 включено сопротивление 51 кОм.
2. Общая точка добавленного сопротивления и сопротивления R41 заблокирована на корпус конденсатором емкостью 200 пФ.
3. Сопротивление, не имеющее индекса, включенное между правым по схеме концом ПП1 и конденсатором С21, следует включить между конденсаторами С20 и С21, величина его 100 кОм.

А. Пикерсгиль, А. Державец. "Радио" №6/1958 год