Материал: МРБ 1109.(1986).[doc]

Коэффициент пульсаций выходного напряжения стабилизатора при токе нагрузки 40 мА........... 1%

Выходное напряжение со вторичной обмотки трансформатора Т1 выпрям« яяется мостовым однофазным двухполупериодным выпрямителем (диоды VD1 — VD4) и сглаживается конденсаторами фильтра С2, СЗ. Для питания предва­рительных каскадов используют параметрические стабилизаторы на элементах R6, VD5, С4 и R7, VD6, С5. Включение источника питания индицируется све-тодиодом HL1.

Отметим характерные особенности рассматриваемого узла. Так, для под­ключения источника питания в сеть нужно использовать трехпроводный сете­вой провод, где один из проводов служит для заземления кожуха усилителя. Такое включение обеспечивает безопасность работы с усилителем. В этом случае при пробое изоляции трансформатора или случайном контакте одной из шин питания с кожухом прибора сгорит лишь предохранитель FU1, отклю­чив усилитель от сети. В качестве предохранителей FU1 — FU5 применяют мед­ленно действующие плавкие предохранители, так как в момент включения имеют место большие токи переходных процессов (например, при зарядке кон­денсаторов фильтров). Предохранитель FU1 выбирается из расчета, чтобы ток срабатывания предохранителя был больше, чем значение номинального тока усилителя, по крайней мере, на 50%.

Рис. 94. Принципиальная схема нестабилизированного источника питания (конденсаторы С2, СЗ на напряжение 50 В)

Цепь из последовательно соединенных резистора R1 и конденсатора С1, подключенная параллельно первичной обмотке трансформатора, предупрежда­ет появление больших переходных процессов индуктивного характера, которые могут возникнуть при выключении усилителя. Эти процессы не только создают помехи для других рядом работающих приборов, но также разрушают кон­такты выключателя. Резисторы R4 и R5, шунтирующие конденсаторы С1 и С2, разряжают эти конденсаторы за несколько секунд в условиях отсутствия наг­рузки, что очень важно при отладке усилителя. При их отсутствии конденса­торы С1 и С2 остаются заряженными после выключения усилителя и можно повредить какие-либо элементы, особенно измерительные приборы.

Непосредственно на выходе стабилизаторов установлены высокочастотные конденсаторы С7 и С6 (КМ-6). Они сглаживают переходные процессы и обес­печивают полное выходное сопротивление стабилизаторов на низком уровне на высоких частотах, исключая тем самым возможное самовозбуждение пред­варительных каскадов.

В качестве силового можно использовать любой трансформатор, имеющий вторичную обмотку с отводом от середины, рассчитанную на напряжение 2Х Х17 В и ток не менее 2 А. Например, при использовании тороидального маг-нитопровода ОЛ50/80-40 из стали Э320 первичная обмотка на напряжение 220 В содержит 1220 витков провода ПЭВ-2 0,31, а вторичная — 2Х10З вит­ка провода ПЭВ-2 0,8. Экранирующая обмотка выполняется проводом ПЭВ-2 0,12 в один слой. В источнике питания использованы конденсаторы К50-18, К50-6, КМ-6, резисторы МЛТ-0,5, МЛТ-0,25, конденсатор С1 — МБГО на 600 В.

При монтаже предохранителя FU1 сетевой провод подводится только к заднему выводу держателя предохранителя, чтобы исключить случайное со­прикосновение с силовой линией при смене предохранителя. Также необходи­мо тщательно производить монтаж выключателя SB1 на передней панели (ис­пользовать провода хорошего качества, после пайки сетевых выводов контак­ты SB1 изолировать). Общий провод и цепи питания каждого функциональ­ного узла подсоединяют к стабилизатору отдельными проводами непосредст­венно к диодам стабилизатора (VD5 и VD6). Общий провод источника подключают к корпусу усилителя в одной точке вблизи наиболее чувствительного функционального узла.

Налаживание узла не потребуется, если монтаж проведен правильно о учетом указанных рекомендаций и с использованием исправных элементов.

Источник питания с устройством задержки подключения громкоговорите­лей. Он имеет следующие основные технические характеристики:

Номинальное выходное нестабилизированное напряжение . , ±24 В

Номинальный ток нагрузки выпрямителя....... 2 А

Номинальное выходное стабилизированное напряжение . . . ±15 В

Номинальный ток нагрузки стабилизатора...... 40 мА

Время задержки, приблизительно......... 2 с

На рис. 95 приведена схема источника питания с устройством задержки подключения громкоговорителей. Источник питания аналогичен приведенному на рис. 94. Для устранения щелчков при включении усилителя используется устройство задержки подключения громкоговорителей, выполненное на тран­зисторе VT1. Время задержки подключения определяется временем зарядки конденсатора С5 через резистор R7. В качестве трансформатора Т1 желатель­но использовать тороидальный трансформатор, обладающий меньшим полем рассеивания по сравнению с обычными.

В данном источнике питания использованы такие же элементы, что и в простом нестабилизированном источнике (рис. 94). Кроме того, применены реле РЭС-47 (паспорт РФО.500.417), конденсаторы К50-24, диод КД102. Помимо указанного на схеме можно применить транзисторы типа К.Т603 или КТ608.

Для монтажа устройства задержки использована унифицированная мон­тажная плата.

Рис. 95. Принципиальная схема источника питания с устройством задержки под­ключения громкоговорителей [С2 — С5 на напряжение 50 В)

Как и предыдущий источник питания, данный узел настраивать не тре­буется. Время задержки при желании можно изменять подбором резистора R7 или конденсатора С5.

Комбинированный источник питания. Он имеет следующие основные тех­нические характеристики:

Номинальное выходное нестабилизированное напряжение . . ±24 В

Номинальный ток нагрузки.........., 2 А

Номинальное выходное стабилизированное напряжение . , . ±15 В

Номинальный ток нагрузки стабилизатора...... 0,1 А

Коэффициент пульсаций выходного напряжения выпрямителя при токе нагрузки 2А............ 10%

Коэффициент пульсации выходного напряжения стабилизатора при токе нагрузки 0,1 А . . . . . . , 0,1%

Для уменьшения влияния усилителя мощности на каскады предваритель­ного усиления по цепям питания желательно напряжение питания предвари­тельных каскадов снимать с отдельной обмотки трансформатора. При этом для улучшения фильтрации можно использовать более сложный стабилизатор, например, как показано на рис. 96. Нестабилизированный источник питания здесь не отличается от описанных ранее. Питание же на предварительные кас­кады формируется от напряжения с дополнительной обмотки трансформатора. Выпрямленное диодами VD3, VD4, VD7, VD8 напряжение поступает на вхо­ды простых стабилизаторов положительного (транзисторы VT1, VT3) и отрица­тельного (VT2, VT4) напряжения. На транзисторах VT1 и VT2 собраны ис­точники постоянного тока для стабилитронов VD13 и VD14 соответственно. Транзисторы VT3 и VT4 включены по схеме эмиттерных повторителей.

Трансформатор Т1 аналогичен трансформатору Т1 на рис. 94. Дополни­тельная обмотка содержит 2Х10З витка провода ПЭВ-2 0,31. Стабилизаторы собраны на унифицированной монтажной плате. Транзисторы VT3 и VT4 необходимо установить на небольшой радиатор, в качестве которого можно использовать уголок размерами 25X25X32 мм из алюминия толщиной 2 мм. В источнике питания использованы детали, аналогичные примененным в преды­дущих блоках питания. Налаживание источника питания заключается в про-«ерке правильности монтажа.

Рис. 96. Принципиальная схема комбинированного источника питания (конденсаторы Cl, C2 на напряжение 50 В)

Практические способы подавления помех и шумов в усилителях зч источники помех

Одним из основных качественных показателей усилителя 34 являет­ся динамический диапазон. Переменное звуковое напряжение, поступающее на вход усилителя, представляет собой ряд гармонических составляющих сигнала с различными амплитудами, величины которых изменяются в соответствии о изменением громкости и тембра передаваемого звука. Максимальная мощность звуковых колебаний, воспринимаемых человеческим ухом, в 10¹² раз больше минимальной мощности, определяемой порогом чувствительности уха на средних звуковых частотах, т. е. динамический диапазон мощности, воспри» нимаемой слушателем, составляет:

Д=10 lg(Р_mах/Р_min)=120дБ.

Максимальная передаваемая мощность Р_mаx ограничена искажениями, воз­пикающими в усилителях при больших амплитудах сигнала из-за нелинейное­ти элементов усилителя. Нижний уровень передаваемого динамического диа­пазона мощностей Pmin ограничивается в усилителе как его собственными шу­мами, так и всевозможными помехами внешнего и внутреннего происхождения. В идеале, для высококачественного звуковоспроизведения необходимо пол­ностью сохранить динамический диапазон в 120 дБ. На практике это оказы­вается весьма сложно и степень приближения динамического диапазона к 120 дБ может служить критерием совершенства усилительного устройства. Ес­ли достижение максимальной передаваемой мощности Р_max больше определя­ется схемотехническими решениями, то в достижении минимального значения Pmin большую роль играют как конструктивные решения, так и выбор спе­циального режима работы и типов радиоэлементов, а также правильная ор­ганизация системы заземления усилителя.

В усилителях 34 основными источниками помех являются; ближние элект­рические и магнитные поля (сетевые провода, трансформаторы и т. п.); пуль­сация источников питания (фон с частотой 50, 100, 150 Гц); внешние источ­ники дальнего электромагнитного поля (мощные радиостанции, рентгеновские установки и т. п.); затухающие колебания или самовозбуждение из-за неоп­тимальных или паразитных обратных связей [связь через общий источник пи­тания, через полное сопротивление заземления); собственные шумы электрон­ных компонентов (в основном входных резисторов и транзисторов).

Если расстояние L от источника помехи до приемника помехи значитель­но больше Л/2п=Л/6, то компоненты магнитного и электрического поля внеш­него электромагнитного поля воздействуют на него комплексно, в случае же, когда 1<Л/6, компоненты поля учитываются порознь. Воздействие электричесского поля рассматривается в виде емкостной связи источник — устройство, с магнитного — в виде связи через взаимную индуктивность.

Следует указать, что единого метода борьбы с помехами не существует. Но можно предложить комплекс мер, позволяющих во многом устранить вред­ное действие помех на усилитель 34. К ним относятся:

защита проводов;

за­земление;

экранирование узлов;

развязка каскадов по питанию и т. д.

Таблица 5

Защита проводов

Один из основных каналов проникновения помех в усилитель ЗЧ — соеди­нительные провода, в которых возникают разного рода паразитные наводки в помехи. В основном это помехи, создаваемые магнитными полями трансфор­маторов и проводов питания и емкостными связями между проводами. По­этому необходимо защищать соединительные провода от воздействия на ни» этих полей.

Существуют три основные способа защиты проводов! экранирование, з«-вемление и соответствующая ориентация проводников.

Воздействие магнитного и электрического полей на проводники, с точки зрения возникновения в них помех, различно. Так, при воздействии магнитного поля напряжение помехи U_п.м, возникающей в проводнике — приемнике, опи­сывается уравнением;

U_пм=jwMl₁,

где М — коэффициент взаимной индуктивности двух цепей проводника-источ­ника помех и проводника-приемника помех; I₁ — ток в проводнике-источнике, создающем помехи.

Наличие угловой частоты w = 2пF указывает на то, что связь между це­пями пропорциональна частоте F. Коэффициент М, а соответственно, и значе­ние магнитной помехи U_м.м можно уменьшить, разнося цепи в пространстве, либо применив в них витую пару проводов, либо путем соответствующей ори­ентации этих цепей. Применение витых пар в цепях источника помех и при­емника помех приводит к тому, что магнитные поля взаимно компенсируются.

При воздействии электрического поля наведенное из-за емкостной связи между проводниками напряжение от проводника-источника в проводнике-при­емнике U_H.Э равно:

U_нэ = jwRC₁₂U₁.

Значение наведенной помехи прямо пропорционально частоте источника помех w = 2пF, сопротивлению R цепи-приемника помехи относительно земли, емкости Си между проводниками и напряжению U1. Так как напряжение U₁и частоту F изменить нельзя, то емкостную связь можно уменьшить шунтиро­ванием цепи-приемника малым сопротивлением R и уменьшением емкости Си за счет разнесения и ориентации проводников или их экранирования.

Следует отметить, что уменьшение входного сопротивления приемника по­мехи в случае магнитной связи не снижает наводки, как это имеет место при связи через электрическое поле.

Для защиты сигнальных цепей от электрических помех экранирующую оп-.летку необходимо заземлять в одной точке, чтобы исключить протекание по ней токов наводки, а для экранировки от магнитных полей оплетку необходи­мо заземлять в двух точках: непосредственно у источника и у приемника. При этом возвратный ток, текущий по оплетке в обратном направлении, бу­дет компенсировать магнитные наводки. Эти противоречивые требования мо­гут быть разрешены, если применить витые пары проводников (в общем экра­не). При этом экранирующая оплетка не должна использоваться для передачи сигнала и один из ее концов должен быть изолирован от общего провода. Хорошей разводкой слаботочных сигналов (например, связь между магнитной головкой звукоснимателя и входом предусилителя — корректора) можно счи­тать вариант, показанный на рис. 97. Такой способ экранировки проводников почти полностью исключает электрические помехи и на 70 дБ ослабляет маг­нитные наводки.

Хороший результат дает соединение экранирующей оплетки и общего про­вода сигнальных цепей в одной точке, причем в такой, чтобы токи помех не могли проходить с экрана на землю через общий провод сигнальной цепи. Эта точка, как видно из рис. 97, находится на общем проводе усилителей (точка А). Во избежание замыкания экранирующих оплеток вне предусмотрен­ной точки их необходимо изолировать.