Шаг за шагом. Усилители и радиоузлы

Сворень Рудольф Анатольевич

Если к цепочке, составленной из конденсатора и сопротивления (рис. 42, 3, а), подвести переменное напряжение U_RC,то оно распределится между участками — между R и С — пропорционально их сопротивлению для данной частоты: R и х_с. В цепи пойдет ток, величина которого по закону Ома определится напряжением U_RC и общим сопротивлением z всей цепи. При этом напряжение U_R будет совпадать по фазе с током (рис. 42, 1, а, б, в), а напряжение U_с будет отставать от тока на 90° (рис. 42, 2, а, д, е). Что же касается общего напряжения U_RC

на всей цепочке, то оно будет представлять собой сумму U_R и U_c. Но не алгебраическую сумму U_RC = U_R + U_c, а геометрическую U_RC = (U²_R + U²_c). Если сложить эти напряжения, то окажется, что U_RC и а значит, U_RC и U_R) сдвинуты по фазе на некоторый угол, обычно обозначаемый буквой . Сдвиг фаз определяется соотношением х_с и R: чем больше х_спо сравнению с R, тем больше угол , тем ближе он к 90°.

Напряжения на участках цепи очень удобно складывать с помощью векторной диаграммы. Сумма представляет собой диагональ прямоугольника, образованного векторами U_R и U_c, а угол сдвига фаз равен углу между векторами U_R (I_RC) и U_RC (рис. 42, 3, б, в; 4, а, в, д).

рис. 42, 3

рис. 42, 4

Подобным же образом можно найти общее сопротивление цепи z, если сложить построенные в определенном масштабе векторы сопротивления R и емкостного сопротивления х_с для данной частоты (рис. 42, 4, б, г, е).

Мы уже говорили, что напряжения на участках цепи пропорциональны сопротивлениям этих участков R и х_с. Емкостное сопротивление конденсатора х_с, как известно, с уменьшением частоты возрастает, и вместе с ним возрастает U_c (рис. 30, 10).

рис. 30, 10

При этом меняется соотношение между U_R и U_c увеличивается сдвиг фаз между общим током и напряжением (рис. 42, 4).

Если на пути напряжения обратной связи имеется несколько таких цепей, то вместе они могут создать на низших частотах весьма большой сдвиг фаз (вплоть до 180°) и таким образом превратить отрицательную связь в положительную. Подобные сдвиги фаз могут создаваться и другими последовательными и параллельными цепями, содержащими емкость С или индуктивность L (рис. 42, 5). Последняя, кстати, создает сдвиг фаз, при котором ток отстает от напряжения (рис. 42, 5, в, г).

рис. 42, 5

Дополнительные

изменяющиеся с частотой сдвиги фаз, возникающие в RC– , RL– и LC– цепях, ограничивают допустимую глубину отрицательной обратной связи (рис. 43).

Рис. 43. С изменением частоты меняются фазовые сдвиги в сложных цепях (RС-цепочки, трансформатор и др.), и из-за этого отрицательная связь может превратиться в положительную. Сильная положительная обратная связь может привести к самовозбуждению.

Как правило, в усилителях НЧ глубина обратной связи составляет 5—15 дб на каскад. Такая величина позволяет в несколько раз снизить нелинейные искажения, значительно уменьшить выходное сопротивление оконечного каскада, осуществить заметную коррекцию частотной характеристики. Конкретные схемы отрицательной обратной связи вы найдете в усилителях, описанных в этой и двух последующих главах.

Музыка в чемодане

Есть люди, которые предъявляют к звуковоспроизводящей аппаратуре обязательное требование: она должна быть легкой и удобной в переноске. Подобный подход к делу зачастую можно считать вполне правильным. Для многих (особенно для тех, кого годы еще не превратили в неисправимых домоседов) главное достоинство радиолы или магнитофона действительно состоит в том, что их можно взять под мышку и принести на школьный вечер или захватить в гости к товарищу.

К сожалению, в небольших переносных аппаратах трудно добиться высокой верности воспроизведения звука. Но трудно — это еще не значит невозможно. Разумно используя все имеющиеся в нашем арсенале средства, можно и нужно стремиться к тому, чтобы качество звучания переносной аппаратуры было достаточно высоким, чтобы музыка в чемодане была настоящей музыкой.

Сейчас мы познакомимся с несколькими конструкциями и схемами простых переносных радиограммофонов. Основные узлы каждого из них — электропроигрыватель (мотор, диск, звукосниматель), усилитель низкой частоты с громкоговорителями. При желании к этому комплекту можно легко добавить простейший приемник (рис. 68, 9) и таким образом превратить радиограммофон в переносную радиолу.

В радиограммофоне можно использовать любой современный мотор со звукоснимателем. Во всех наших конструкциях используется трехскоростное проигрывающее устройство ЭПУ-5 со звукоснимателем и двигателем ЭДГ-1 (рис. 20, 5).

рис. 20, 5

Этот двигатель рассчитан только на напряжение 220 в, а к сети 127 в он подключается через повышающий автотрансформатор. Для этой цели «по совместительству» используется силовой трансформатор (Тр₂, рис. 44); в блоке питания усилителя двигатель всегда подключен к отводу сетевой обмотки «220 в». В некоторых проигрывателях установлен двигатель ЭДГ-2. Он рассчитан на напряжение 110 в, и в сеть с напряжением 220 в его нужно включать через понижающий трансформатор. Для этого опять-таки используется сетевая обмотка силового трансформатора (рис. 46).

В цепи двигателя имеются три выключателя (рис. 20, 5, е). Первый из них, Вк₁ — это общий выключатель радиограммофона, через который одновременно подается питание на силовой трансформатор и на двигатель. Второй выключатель, Вк₂, замыкает цепь тогда, когда звукосниматель снят со своей подставки. Выключатель Вк₃ — это автомат. Он размыкает цепь, когда кончится пластинка, то есть когда звукосниматель сойдет с последней звуковой дорожки.

Последовательное соединение выключателей (или других подобных элементов) в автоматике называют схемой «и» — цепь оказывается замкнутой, если замкнуты контакты и первого, и второго, и третьего выключателей. Вот почему двигатель радиограммофона вращается только в том случае, если одновременно замкнуты контакты всех трех наших выключателей: Вк₁, Вк₂, Вк₃. Во многих проигрывателях роль Вк₂ и Вк₃ выполняет один выключатель. Аналогично Вк₂, он замыкает цепь лишь после того, как звукосниматель отведен в начальное положение. Этот же выключатель, аналогично Вк₃, размыкает цепь, когда звукосниматель доходит до конца пластинки.