Шумоподавитель (ФУ 4)

Входное напряжение, В: номинальное максимальное 1 Коэффициент передачи в полосе пропускания

Перегрузочная способность, дБ, не менее

Порог срабатывания 2, дБ Полоса частот (на уровне - 3 дБ), Гц, не уже

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20...20000 Гц2, %, не более Отношение сигнал-шум (невзвешенное), дБ, не менее 2- в Входное сопротивление, кОм Выходное сопротивление, кОм

0,8 16

1

26

- 30

10... 100000

0,01

100 100 1

Темброблок (ФУ5)

0,8 8

1

20 -30

10... 100000

0,02

80 100 1

0,8 4

1

14

- 30

10... 20000

0,1

70 100 1

1 На частоте 1 кГц при коэффициенте гармоник не более 0,5%.

2.При номинальном входном напряжении.

3.При максимальном подъеме АЧХ в коэффициенте гармоник не более 0,5%. 4 При заданном коэффициенте гармоник.

5.При номинальной выходной мощности.

6.По отношению к собственным шумам усилителя.

Сквозные характеристики аппаратуры, построенной из ФУ начального уровня, удовлетворяют минимальным требованиям к системам высококачественного воспроизведения звука по стандарту DIN 45500; параметры ФУ среднего уровня обеспечивают сквозные характеристики, свойственные лучшим образцам современной отечественной и зарубежной аппаратуры класса Hi - Fi; нормы на параметры ФУ высшего уровня установлены исходя из анализа современного состояния и перспектив совершенствования звуковоспроизводящей техники в будущем. Значения параметров выбраны таким образом, чтобы ни один ФУ в пределах своего уровня не ограничивал характеристики тракта в целом. Использование ФУ с разными уровнями параметров в одном устройстве нежелательно, так как это приведет к снижению характеристик усилителя, которые будут определяться параметрами ФУ худшего качества.

Рис. 2. Схема соединения ФУ приРис. 3. Схема соединения монтажных

объединении их в звуковоспроизводящийплат ФУ при объединении их в

трактзвуковоспроизводящий тракт

Схемы соединений ФУ при объединении их в звуковоспроизводящий тракт показаны на рис. 2 и рис. 3 (нумерация выводов ФУ на первом из них соответствует нумерации контактов на торцах монтажных плат на втором). Здесь выход ФУ1 соединен непосредственно с входом ФУ2, выход ФУ2 - с входом ФУЗ и т. д. Питание на каждый ФУ подается с соответствующих шин по отдельным проводам. Чтобы уменьшить помехи (фона и шумов), общие провода сигнальных цепей и питания (средняя точка источника двухполярного питания) разделены. С отдельной шиной (корпусом) соединяют и экраны, в которые помещают чувствительные к наводкам ФУ (см. с. 130).

В предлагаемом исполнении звуковоспроизводящего тракта некоторые ФУ (например, фильтры, нормирующие усилители, темброблоки и т. п.) можно поменять местами, а также исключить отдельные узлы (в этом случае на их место устанавливают короткозамыкающие перемычки, соединяющие выводы входа и выхода исключаемого узла). Это открывает широкие возможности для исследований и оптимального построения разрабатываемого устройства.

Конструкция, построенная на базе модулей ФУ, оказывается весьма работоспособной: вышедший из строя ФУ можно заменять запасным или заглушкой с короткозамыкающими (вход с выходом) перемычками. При этом некоторые параметры ухудшаются, и теряются отдельные эксплуатационные удобства (например, возможность регулирования тембра при выходе из строя темброблока), однако работоспособность тракта сохраняется. Далее будет приведено описание банка испытанных схем различных ФУ, удовлетворяющих перечисленным требованиям. Все ФУ совместимы информационно, электрически и конструктивно,

Под информационной совместимостью подразумевается совместимость сиг-валов, несущих информацию (например, по номинальному диапазону частот, скорости нарастания выходного сигнала, динамическому диапазону и т. п.), под электрической - совместимость по номинальным уровням входных и выходных сигналов соседних по тракту ФУ и по входным и выходным сопротивлениям, под конструктивной - возможность непосредственного конструктивного объединения ФУ в результате одинаковой прокладки линий

связи, применения однотипных разъемов и единого порядка соединения контактов с соответствующими цепями

ФУ.

ПОКАЗАТЕЛИ КАЧЕСТВА

Усилители высококачественного звуковоспроизведения должны удовлетворять определенным объективным и субъективным требованиям.

На сегодняшний день не существует полной объективной количественной системы оценок качества звучания, однозначно совпадающих с субъективным впечатлением. Такие характеристики качества звучания, как прозрачность, чистота звука, эффект присутствия, мягкость и естественность звука, до сих пор не имеют объективных оценок. Однако существующие методы объективной оценки технических параметров позволяют во многом количественно измерить и предсказать достижимое качество звучания при субъективном восприятии. Достаточно полные сведения о технических характеристиках усилителя позволяют без электрических испытаний выяснить степень применимости усилителя для конкретного потребителя, быстро и правильно выбрать и спроектировать весь звуковоспроизводящий комплекс с учетом определенных условий эксплуатации, а также оценить предполагаемое качество звучания.

К основным техническим показателям УВЗ относятся входные и выходные ноказатели, коэффициент усиления, потребляемая мощность и КПД, линейные и нелинейные искажения, уровень собственных помех и шумов, амплитудная характеристика, динамический диапазон, стабильность показателей и др. Мы рассмотрим те из них, которые непосредственно отражаются на субъективном восприятии качества звучания, а именно уровни линейных и нелинейных искажений, собственных помех и шумов и динамический диапазон усилителя.

Для количественной оценки этих показателей важным является выбор фор-мы испытательных сигналов. В большинстве случаев напряжение на входе усилителя изменяется по периодическому закону. Форма кривой сигнала при этом может быть весьма разнообразной; она полностью зависит от характера сигналов усиливаемого напряжения.

Периодическое колебание может быть представлено в виде ряда Фурье: «« (0 = Vt sin (to / + <Pi) + t/a sb (2 <о / + <pj> -Ь

+ + sin (Аш* + <р*) = } Uhsm(keat+n)-

Согласно этому выражению спектр входного сигнала представляется в виде бесконечного ряда гармоник с кратными частотами от w=2rf до оо. Реально же при звукоусилении имеют дело с конечным диапазоном частот, что означает, что за пределами некоторой полосы, ограниченной верхней частотой г*в, амплитуды гармоник равны нулю, т. е. Uk - 0 при kwrfB.

В общем случае форма напряжения звукового сигнала не является периодической функцией времени и ее можно представить с помощью интеграла Фурье, являющегося распространением ряда Фурье на бесконечно большой период повторения функции. Для звуковых сигналов интервал между частотами гармоник стремится к нулю, и прерывистый спектр сигнала превращается в сплошной. А это значит, что напряжение звукового сигнала имеет непрерывный спектр.

На практике при анализе и испытаниях усилителей звуковой частоты (34) в установившемся режиме часто используют в качестве входного сигнала напряжение синусоидальной формы, что является весьма условной и грубой моделью реальных сигналов, оправданной только с точки зрения методической простоты. Такая идеализация дает практически удовлетворительные результаты для грубой оценки качества усилителей 34.

Виды искажений, вносимых усилителем ЗЧ. Основным качественным показателем усилителя ЗЧ является степень неискаженного воспроизведения сигналов на выходе, подведенных ко входу. Под искажением понимается всякое изменение формы сигнала на выходе по сравнению с формой сигнала на входе u. В идеальном случае выходное напряжение должно быть точно такой же функцией времени, как и входное, т. е.

11вых(1) = Квх(1).

где К - постоянный коэффициент, не зависящий от и t.

Обычно при прохождении сигнала через усилитель всегда возможен сдвнв сигнала во времени М, что не является искажением сигнала. Тогда условие неискаженной работы усилителя имеет вид:

11вых(1) = КЫвх(1 - Д1).

Для его выполнения необходимо, чтобы в усилителе отсутствовали линейные и нелинейные искажения.

Линейные искажения обусловлены влиянием реактивных элементов усилителя - конденсаторов и катушек, сопротивление которых зависит от частоты. Эти искажения имеются и в линейном усилителе, например, при усилении очень слабых сигналов, когда нелинейность активных элементов усилителя можно не учитывать.

К линейньим искажениям относятся: частотные, фазовые и переходные искажения. Частотные искажения в усилителях являются следствием неодинаковости коэффициента усиления на различных частотах в пределах заданной полосы пропускания. Из-за них нарушаются реальные соотношения между амплитудами компонент сложного колебания, а это значит, что меняется энергетический спектр сигнала, искажается форма звукового сигнала, что приводит к значительному изменению тембра звука. При больших частотных искажениях звучание различных музыкальных инструментов теряет прозрачность, речь делается неразборчивой. Если коэффициент