обеспечивается подъем амплитудно-частотной характеристики в области верхних частот./

В режиме воспроизведения (переключатель SA1 в положение «В») каскады 3...7 включаются в цепь отрицательной обратной связи, охватывающей каскад 2. Параметры цепи выбраны такими, что чем больше уровень высокочастотных составляющих, тем больше глубина обратной связи и меньше коэффициент усиления каскада 2.

Принципиальная схема устройства, работающего по принципу системы шумопонижения «Долби-В», представлена на рис. 2.33. При записи сигнал проходит по двум каналам: основному и вспомогательному. Основной канал образован каскадами на транзисторах VT1, VT2, VT7 и VT8, его амплитудно-частотная характеристика линейна. Вспомогательный канал представляет собой компрессор с большим диапазоном регулирования. В него входят /?С-фильтр

10

10"

Рис. 2.31. Частотные харак-ЫЬх--35ВВ теристики, реализуемые си-~стемой шумопонижения типа

«Долби-В» при записи.

103 5Ю3 10*

кгц

Вход >-

2

V .В

6 <г

Ш1 \ 3

* 9

К усипителю записи

воепроизбезение рис. 2.33. Принципиальная схема системы «Долби-В».

верхних частей (С4, R9), регулируемое звено на транзисторе VT3 и каскады усиления на транзисторах VT4, VT5. Сигнал, прошедший вспомогательный канал, суммируется с сигналом основного канала в цепи базы транзистора VT8. Этот же сигнал через конденсатор СЮ поступает на базу транзистора VT6, выполняющего роль вспомогательного каскада усиления в цепи регулирования. Усиленный сигнал выпрямляется диодами VD5, VD6 и используется для управления смещением на затворе транзистора VT3, коэффициент передачи которого зависит от уровня высокочастотных составляющих. Влияние этих составляющих на суммарный сигнал тем больше, чем меньше их уровень. Напряжение на истоке транзистора VT3 устанавливается резистором R12, включенным в цепь параметрического стабилизатора на стабилитроне VD1. Диоды VD3, VD4 огра-

ничивают выбросы сигнала в цепи управления при появлении на входе шумо-подавителя сигналов большого уровня с крутым фронтом, т. е. устраняют возможные нарушения работы схемы управления в динамическом режиме.

Подстроечный резистор R17, регулирующий глубину отрицательной обратной связи между каскадами на транзисторах VT4, VT5, устанавливает порог срабатывания шумоподавителя. Для уменьшения нелинейных искажений, возникающих в процессе работы шумоподавителя, управляющее напряжение на затворе транзистора VT3 проходит двухзвенную цепь выпрямления и сглаживания на элементах VD6, R34, СП и VD5, R33 и С5.

В режиме воспроизведения основной канал прохождения сигнала состоит из каскадов на транзисторах VT1 и VT2, а регулируемое звено на транзистор VT3 и усилитель на транзисторах VT4n VT5 образуют цепь отрицательной обратной связи, охватывающей каскад на транзисторе VT2. Напряжение обратной

Вход

г- 2

Компрессор

К усшитепю

записи

От

предусшителя

ЬоепроизЬеде-ниа

Выход ->

Экспандер

Рис. 2.34. Структурная схема системы шумопонижения типа «Долби-С»:

/ - устройство ограничения и восстановления спектра на верхних частотах; 2 - блок обработки сигналов с высоким уровнем; 3 - сумматор; 4 - схема антинасыщения; 5 - блок обработки сигналов с низким уровнем; 6 - инвертор.

связи создается на резисторе R7 и через конденсатор С2 подается на базу транзистора VT2. Как и при записи, глубина отрицательной обратной связи (параметры регулировки) зависит от частоты и уровня сигнала таким образом, что уменьшение коэффициента передачи при малых уровнях сигнала компенсирует соответствующий подъем усиления при запири, поэтому результирующая амплитудно-частотная характеристика шумоподавителя в целом линейна. Это значит, что компрессирование при записи соответствует экспандированию при воспроизведении.

При необходимости шумоподавитель может быть выключен переключателем SA2, замыкающим накоротко выход схемы авторегулирования.

На рис. 2.34 представлена структурная схема шумоподавителя системы «Долби-С». Она также предназначена для бытовой аппаратуры магнитной записи звука и представляет собой два включенных последовательно каскада шумопонижения типа «Долби-В». В этой системе используются каскады с плавно изменяемой полосой пропускания, которые работают в одном частотном диапазоне, но реагируют на сигналы разных уровней. Частота среза фильтра верхних частот уменьшена до 375 Гц. В отличие от системы «Долби-В» система «Долби-С» более сложная, но обеспечивает шумопонижение в начале динамического диапазона до 20 дБ.

Для исключения возможности перегрузки ленты на верхних частотах и уменьшения интермодуляционных искажений в систему введена схема «антинасыщения».

В заключение следует отметить, что при использовании компандерных шумоподавителей обязательно выполнение ряда условий: амплитудно-частотная характеристика магнитофона должна охватывать весь частотный спектр записываемого сигнала с неравномерностью не более 2...3 дБ; уровни сигналов на входе компандера при записи и воспроизведении не должны отличаться более чем на 2 дБ и т. д. Современная техника магнитной записи позволяет выполнить первое условие, так как разработаны магнитофоны с верхней частотой записи-воспроизведения 16...20 кГц. Выполнение второго условия в большей степени зависит от качества ленты. Установлено, что после 10 воспроизведений уровень сигнала частотой 14 кГц, записанного на ленте Fe203, умень-

Рис. 2.35. Функциональная схема магнитофона с элементами оптимизации тока подмагничивания: / - генератор на 400 Гц; 2 -

генератор на F в; 3 и 3 - усилители записи и воспроизведения левого канала; 4 и 4 - усилители записи и воспроизведения правого канала; 5 - генератор токов стирания и подмагничивания.

шается по сравнению с первым воспроизведением почти на 5 дБ.

Очевидно, что в таких условиях компандерные шумоподавители, очень чувствительные к рассогласованию уровней сигналов записи и воспроизведения, не обеспечивают точной «зеркальности» обработки этих сигналов. Это приводит к значительным (до 10 дБ) динамическим искажениям амплитудно-частотной характеристики магнитофона и затруднениям при обмене фонограммами.

Оптимизация тока подмагничивания является еще одним шагом на пути повышения качества записи. Как известно, для высококачественного звуковоспроизведения амплитудно-частотная характеристика канала записи-воспроизведения должна быть равномерной и горизонтальной во всем рабочем диапазоне частот. Это может быть достигнуто соответствующим выбором частотных предыскажений и коррекции при заранее установленном оптимальном для данного типа ленты токе подмагничивания. Однако ленты даже одного типа, но разного полива могут отличаться друг от друга по своим характеристикам!

В результате может измениться амплитудно-частотная характеристика записи в области верхних частот.

Устранить это нежелательное явление можно более тщательным подбором величины тока подмагничивания. Для этого необходимо использовать два генератора низкой частоты, работающие на частотах 400 Гц и верхней граничной частоте рабочего диапазона, которыми может быть дополнен магнитофон.

Функциональная схема стереофонического магнитофона со вспомогательными генераторами, элементами настройки и необходимой коммутацией показана на рис. 2.35. Смысл регулировки магнитофона заключается в том, чтобы установить одинаковые показания индикаторов РА1 и РА2 при воспроизведении фонограмм с записью сигналов от вспомогательных генераторов. Установку тока подмагничивания осуществляют резисторами R2, R4. Естественно, что такую регулировку лучше выполнить в магнитофонах со сквозным каналом. Однако и при универсальном тракте магнитофона возможна установка оптимального тока подмагничивания. Для этого необходимо произвести несколько контрольных записей при различных токах подмагничивания и выбрать такое положение движков резисторов R2, R4, когда показания обоих индикаторов будут совпадать. Чтобы устранить возможность перемодуляции ленты, показания индикаторов должны быть не более 10 % от номинальных. Такую операцию проводят для обоих каналов, если магнитофон стереофонический.

Процесс установки оптимального тока подмагничивания легко поддается автоматизации.

Динамическое подмагничивание как способ повышения качества записи высокочастотных составляющих сложного сигнала известен с 1979 года. Принцип работы такого устройства основан на динамическом изменении величины тока высокочастотного подмагничивания в зависимости от уровня и спектрального состава записываемого сигнала. Если в спектре сигнала уровень высокочастотных составляющих невелик, то запись осуществляется обычным способом при постоянной величине тока подмагничивания. Высокочастотные потери при этом компенсируются соответствующими предыскажениями в усилителе записи. С увеличением уровня высокочастотных составляющих автоматически снижается ток высокочастотного подмагничивания таким образом, что сумма токов подмагничивания и высокочастотного сигнала записи остается постоянной. Это позволяет компенсировать дополнительные частотные потери, связанные с увеличением уровня намагничивающего поля головки записи, пропорционального уровню записываемого сигнала.

Уменьшение величины тока подмагничивания, как правило, приводит к повышению нелинейных искажений среднечастотных составляющих. В данном случае этого не происходит, так как большой уровень высокочастотных составляющих сигнала действует по отношению к среднечастотным составляющим как дополнительный подмагничивающий сигнал.

В настоящее время известно несколько систем динамического подмагничивания («Долби-НХ», «Долби-НХ Professional*, ARDS, DYNEQ и др.), отличающихся схемотехническими решениями и эффективностью работы. На рис. 2.36 представлена структурная схема системы динамического подмагничивания, разработанная советским инженером Н. Суховым.

Сигнал, предназначенный для записи, усиливается предварительным каскадом усилителя записи с линейной амплитудно-частотной характеристикой Al (А2), а затем выходным каскадом с цепями частотной коррекции A3 (А4). С выхода усилителя записи A3 (А4) сигнал поступает на перестраиваемый фильтр Z\(Zi). Характеристики этого фильтра выбраны такими, чтобы обеспечить оптимальный уровень подмагничивания на разных частотах записи. Выделенный фильтром сигнал детектируется прецизионным детектором (У) ((/г) и подается на преобразователь уровня (Уз, которым формируется напряжение,

необходимое для управления уровнем подмагничивания. Характеристики детекторов Vi, (Уг и преобразователя (Уз выбраны такими, что с увеличением уровня высокочастотных составляющих сигнала записи ток подмагничивания уменьшается настолько, чтобы получить линейную амплитудно-частотную характеристику.

Ток подмагничивания регулируется изменением напряжения питания генератора токов стирания и подмагничивания. Каскады (А и £4 представляют собой цепи суммирования сигналов записи и подмагничивания, с выходов которых суммарный сигнал поступает на блок головок.

Применение системы динамического подмагничивания позволяет расширить динамический диапазон магнитофона как при малых, так и при высоких скоростях движения ленты. Динамический диапазон кассетного магнитофона может быть расширен на 6...8 дБ, а катушечного - на 2...3 дБ. Кроме того,

вход >-

леЬаго канала

U4

\ut

U2

из

St

В1

Вход > правого канала

Рис. 2.36. Структурная схема системы динамического подмагничивания.

применение динамического подмагничивания позволяет увеличить отношение сигнал /шум, так как оптимальный ток подмагничивания устанавливается автоматически.

2.8. Интегральные микросхемы для аппаратуры магнитной записи

Одним из перспективных направлений усовершенствования техники маг-. нитной записи является применение интегральных микросхем, выполняющих функции отдельных блоков магнитофона. С этой целью разработаны микросхемы серий К157 и К547, предназначенные для применения в стереофонических катушечных и кассетных магнитофонах второй и первой группы сложности с универсальным или сквозным каналом записи-воспроизведения.

Микросхема К157УД1 представляет собой универсальный операционный усилитель средней мощности. Она позволяет усиливать напряжения с частотами до 100 кГц. *

Операционный усилитель К157УД1 можно использовать не только в аппаратуре магнитной записи, но и в другой радиоэлектронной аппаратуре. Широкая область применения микросхемы объясняется отсутствием внутренней коррекции. Микросхема имеет ограничители пиковых значений выходного тока, повышающих надежность усилителя.

Типовая схема включения усилителя приведена на рис. 2.37, а. Для по-