ВысококачественныйУВ длякассетногомагнитофона

В.Н. Полищук, г.Киев

За основу взят УВ, подробно описанный в литературе [1,4]. Удачно выбран принцип его построения. Входной каскад собран на малошумящем транзисторе структуры р-п-р с малым объемным сопротивлением базы (rgg).

Следующий за ним операционный усилитель (ОУ) имеет высокий коэффициент усиления и полевой вход. Как транзистор, так и ОУ охвачены общей частотно-зависимой ООС, а также 100%-ной ООС по постоянному току, жестко стабилизирующей режим работы входного транзистора (рис.1).

Преимущества такой схемы УВ: возможность гальванического подключения головки воспроизведения (ГВ), хорошее согласование входного сопротивления УВ с индуктивным сопротивлением головки, малые нелинейные искажения, возможность изменения в большом диапазоне выходного сигнала УВ и, естественно, малые собственные шумы.

Но при детальном изучении базового УВ выяснилось, что возможности данной схемы используются не полностью. Во-первых, не до конца реализуются усилительные свойства первого каскада на VT1, а, следовательно, вес шума, вносимого операционным усилителем DA1, больше воэможного. Во-вторых, стабилитрон КС147 потребляет ток 3...5 мА, что в два раза увеличивает потребление тока всей схемой (ток VT1 27...40 мкА, ток DA1 3...5 мА), и, в-третьих, электролитический конденсатор Сэ вносит фазовые потери в сигнал ООС и имеет значительные ионные искажения [2], от чего теряется "проэрачность" работы усилителя.

Но если увеличить до максимально возможного значения сопротивление Rk, исключив при этом VD1, и изменить подключение обратных связей так, как показано на рис.2, мы получим схему УВ без отмеченных недостатков.

Общий коэффициент усиления (Ки) УВ будет определяться формулой

Ku=Zooc/Rэ + 1, откуда видно, что Сэ не влияет на коэффициент Ки, хотя эта емкость и включена в эмиперную цепочку VT1. Таким образом, вносимые Сэ искажения подавляются глубокой обратной связью, что благотворно сказывается на субъективном восприятии фонограмм.

Конденсатор Свых тоже включен в цепь ООС (см. рис.2) и его влияние на полезный сигнал значительно снижено. Это позволяет использовать малогабаритные конденсаторы типа КМ6 и аналогичные им. Вторая цепь ООС является 100 %-ной по постоянному току и имеет частоту среза 18 Гц.

Рассмотрим особенности практической схемы (рис.3). Входной каскад УВ построен на параллельно включенных транзисторах VT1 и VT2. Это дает выигрыш в отношении сигнал/шум порядка 2..3 дБ на низких и средних частотах, т.е. там, где все массовые системы шумопонижения - "Маяк", DNL, Dolby D и другие родственные им не редактируют фонограмму (т.е. не снижают шумов). И в то же время общая обратная связь компенсирует уменьшение входного сопротивления (Rbx) УВ при параллельном включении транзисторов.

Следующий каскад на DA1 охвачен местной ООС C9R5 с постоянной времени т=70 мкс, а элементы подобраны так, чтобы Rbx УВ хорошо согласовалось с головками, имеющими индуктивность до 180 мГн. Эта ООС уменьшает вероятность самовозбуждения на высоких частотах (ВЧ) и дополнительно увеличивает "вес" первого каскада в общем KU, что также уменьшает шумы, вносимые микросхемой DA1.

Общая частотно-зависимая ООС имеет стандартное построение с т1=120 mkc=(R6+R7)C12 (МЗК1) и t1=75mkc=R6C12 (МЗКП...МЗК1У). Переключение произво-

Puc.l

\efs-

-fse

DA 2,2

ДИТСЯ полевым ключом микросборки К574КП1Г, т2=3000 мкс = R8C12.

Следует обратить внимание на весьма малое сопротивление резистора R9 = 27 Ом, который генерирует тепловые шумы [ 1 ] Ещдд = V4kTR9fB. Из формулы видно,

что с уменьшением сопротивления R9 снижается и вносимый им шум.

Сигнал с выхода DA1 поступает на цепь R14C16 и далее на подстроечный резистор R15, которым регулируется амплитуда выходного сигнала. Эти три элемента (R14, С16, R15) создают подъем АЧХ УВ на 1,5 дБ выше f = 8 кГц. Такой незначительный "горб" в зоне 8...10 кГц делает звучание фонограмм более "сочным и светлым". Очевидно, это происходит из-за компенсации небольшого провала на

умеренно высоких частотах, обусловленного потерями в магнитной головке.

Использование резонансной цепи ГВ-С1 при резонансе на частотах 16...20 кГц, как показали измерения, не компенсирует полностью целевые потери в ГВ и потери неконтакга ГВ-МЛ на частотах < 8...10 кГц.

Если параллельно R15 подключить резистор R = 20кОм, величина "горба" увеличивается с 1,5 до 3 дБ. Это необходимо при недостаточности подъема на fB резонансом ГВ-С1, когда используются ГВ второго и третьего классов.

Налаживание УВ производится по стандартной методике, описанной в литературе [1,3,4], за исключением вышеизложенных особенностей цепи R14-C16-R15. Входное сопротивление следующего после УВ каскада не должно быть менее 200 кОм, иначе изменится подъем, вносимый цепью R14C16. Для упрощения схемы и уменьшения габаритов УВ можно исключить элементы VT1, C9R5, С16, что приведет к незначительному ухудшению параметров. Исключение VT1 и C9R5 также необходимо, если индуктивность ГВ превышает 200 мГн (как правило, у стекло-ферритовых ГВ - сквозной канал). Параметры УВ: Выходное напряжение

- номинальное 300 мВ

- постоянное О мВ Диапазон входных напряжений

на частоте 315 Гц

Рис.4

при номинальном на выходе Отношение сигнал/шум на f = 1 кГц при:

t1=120MKC

t2= 75МКС Коэффициент гармоник на частотах 1 и 10 кГц при: О дБ

0.23...0,ЗЗмВ

-61...-62ДБА -64...-65дБА

0,01%

+10 дБ 0,08%

Рабочий диапазон частот

(МГЗД24.751) по уровню

±1дБ 30...17000ГЦ

±ЗдБ 18...20000ГЦ

Напряжение питания

при пульсациях+5 мВ +15...+12В

Конструкция и детали. Оба канала размещены на одной плате (рис.4) двустороннего стеклотекстолита толщиной 1,5 мм. Фольга со стороны установки элементов от входных цепей до середины ОУ (DA1) сохраняется (как экран). Вход УВ, экранированный витой парой, припаивают или подсоединяют разъемным соединением к основной плате магнитофона. Выходы, питание и напряжение команд находятся на плате с обратной стороны и через разъем соединяются с основной платой.

При выполнении платы УВ из двустороннего текстолита она имеет три перемычки со стороны размещения деталей. Если используют плату из одностороннего стеклотекстолита, эти перемычки выполняют фторопластовым проводом МГТФ со стороны пайки элементов. На рис. 4 перемычки выделены штрихпункгиром.

Элементы R17,C2,C5, R3, С6, R4, С14, С15, R16, R12, R13, С11, С17 для обоих каналов УВ общие. Разводка платы

Простой магнитофон

о. в. Тимошенко, Черниговская обл.

Магнитофон имеет довольно простую конструкцию и полностью собран на распространенных деталях. Схема магнитофона приведена на рис.1. Предварительный усилитель построен на транзисторах VT1 и VT2 [1]. Транзисторы имеют значительный коэффициент усиления и маленький уровень шумов (последний показатель очень важен). Смещение транзисторов задают резисторы R1 и R4. Конденсатор С1 вместе с головкой воспроизведения BS1 образовывает колебательный контур, настроенный на частоту 12500 Гц (для пленки с рабочим слоем РеЛ) или на частоту 14000 Гц (для

пленки с рабочим слоем Сгг). Этот конденсатор подбирают под

конкретную головку.

Развязывающие фильтры C3R3 и C5R6 предотвращают самовозбуждение усилителя. Цепочка C7C8R8 уменьшает уровень фона от работающего двигателя. Усилитель мощности выполнен на транзисторах VT3, VT4, VT5 и VT6 по двухтакттой схеме. Усилитель имеет выходную мощность 0,5 Вт. Стабилизатор оборотов двигателя (СОД) в импортных микроэлектродвигателях наиболее часто установлен прямо в корпусе двигателя. Если же используют отечественный электродвигатель, то можно взять готовый СОД на микросхеме КР198НТ1Б.

рассчитана на элементы VT1, VT2 типа КТ3107Л, возможна замена транзисторами КТ3107Ж,Е. Оба транзистора должны иметь максимально близкий коэффициент h2b (разброс не более 5...10%). DA1 любой из серии КР140УД22, КР140УД23, КР544УД1А, DA2 микросборка К547КП1Г, КМ7КП1В. Резисторы R9 и R2 типа С2-29В, С1-4, С2-33 или возможно применение малошумящих типа МЛТ. Их мощность 0,25... 0,125 Вт. Конденсаторы С12, С16 типа К71-7 с отклонением +0,5, +1 %. Допускается применение типа К73-9, К73-17. Конденсаторы С13, С6, С7 типа К10-17, К10-74В, КМбит.п.

Остальные неэлектролитические конденсаторы некритичны по своим параметрам, должны подходить лишь по габаритам и иметь указанные на схеме номиналы. Электролитический конденсаторы С8 может быть типа К53-16, К53-18, К50-35, К50-9 или аналогичный импортный. Другие электролитические конденсаторы могут быть вышеуказанных типов, а также К52-1 Б, К53-1, К50-6. Литература:

1. Сухов Н.Е. Проектирование малошумящих усилителей. -М.: Изд-во ДОСААФ СССР, 1986.

2. Шкритек П. Искажения в конденсаторах. -М.: Мир, 1991.

3. Лексины. Узлы сетевого магнитофона Радио.-1983.- №8.

4. Сухов Н.Е.Усилитель воспроизведения Радио.-1987.-№6,7.R

Блок питание магнитофона обычный, без стабилизации. Он спаян на транфрматоре Т1 и диодном мостнкв VD1-VD4. Конденсатор С11 сглаживает пульсации переменного тока. Выклочатель питания S1 совмещен с регулятором звука R7. Выклочатель вклочен в цепь постоянного тока для того, чтобы не было наводок фона на вход усилителя.

Контакты S2 размещены прямо на лентопротяжном механизме (ЛПМ). Они замыкаются при перемотке и в режиме воспроизведения. Очень интересно включен светодиод VD6. Если контакты S2 разомкнуты, то есть двигатель отключен, он светит тускло, а если они соединены (двигатель работает) -ярко.

Детали. Транзисторы VT1 и VT2 можно взять типа КТ3102Е(В, ГД) с коэффициентом усиления не меньшее 400; транзисторы VT3 и VT4 типа КТ315, КТ3102 с любым индексом. В выходном каскаде можно использовать такие пары: МП38 и МП39, КТ503 и КТ502, ГГ404 и ГГ402, КТ815 и КТ814. Радиаторов они не требуют.

СОД готовый заводской, при его отсутствия можно спаять самодельный по схеме на рис.2 [1,2]. Транзистор VT2 любой типа КТ с соответствующей структурой и с коэффициентом усиления не меньшее 200. VT1 типа КТ816, КТ814. Резистором R3 регулируют частоту оборотов двигателя.

Отладка магнитофон почти не требуется. Надо только