Стереофонические усилители предназначены для многоканального усиления электрических сигналов с целью создания эффекта объемного воспроизведения звука. В настоящее время наибольшее распространение получили двухканальные стереофонические усилители, работающие на две разнесенные на расстояние 1,5—2,5 м друг от друга акустические системы. Основными требованиями к высококачественным стереофоническим усилителям являются идентичность характеристик обоих каналов и одинаковое изменение их при плавной или ступенчатой регулировке громкости и тембра. Для достижения первого условия в стереофонических усилителях имеется дополнительный орган управления, так называемый «регулятор стерео-баланса».
В зарубежной литературе можно найти большое число описаний стереофонических усилителей различной степени сложности, от простейших с выходной мощностью 0,5 Вт до «электронных громовержцев», развивающих выходную мощность до 200—400 Вт по каждому каналу.
Здесь необходимо отметить следующее. Изготовление маломощных стереофонических усилителей нецелесообразно, так как для проявления заметного стереоэффекта выходная мощность должна быть не менее 2—3 Вт по каждому каналу. Применение в любительских условиях усилителей с выходной мощностью более 30 Вт маловероятно. В отечественной радиолюбительской литературе уже было описано большое число стереофонических усилителей с выходной мощностью 10—20 Вт. Поэтому с точки зрения практической пользы целесообразно рассмотреть только наиболее интересные схемные решения стереоусилителей с мощностью каждого канала около 5 Вт и разобрать устройство дополнительных приспособлений, расширяющих возможности стереофонических усилителей.
Считается, что изготовление и налаживание стереофонических усилителей под силу лишь радиолюбителям высокой квалификации. На рис. 14 приведена принципиальная схема одного канала стереофонического усилителя (схема второго канала совершенно одинакова), рассчитанного для повторения радиолюбителями средней квалификации. Несмотря на свою относительную простоту (в каждом из двух идентичных каналов применены шесть доступных германиевых транзисторов и один диод), этот усилитель имеет вполне приемлемую по современным требованиям максимальную выходную мощность (4 Вт) и широкую полосу пропускания (от 20 Гц до 20 кГц), глубокую регулировку тембра, раздельную на высших и низших частотах (от +7 до —12 дБ на частоте 40 Гц и от +8 до —11 дБ на частоте 10 кГц). Универсальность применения усилителя обеспечивается наличием трех входных гнезд (Гн1—Гн3) для раздельного подключения к ним пьезоэлектрического звукоснимателя (Зв) или микрофона (М) либо выходя УКВ ЧМ приемника. Входное сопротивление усилителя с указанных выше гнезд для каждого из каналов равно соответственно 100, 5,5 и 300 кОм. Чувствительность с микрофонного входа 6—10 мВ.
Усилитель имеет входной согласующий каскад на транзисторе Т1, снабженный регуляторами тембра ВЧ (резистор R13) и НЧ (резистор R1), регулятор громкости (резистор R16) и общий для обоих каналов регулятор стереобаланса (резистор R15). Балансировка каналов обеспечивается изменением сопротивления переменного резистора R15, шунтирующего вход регулятора громкости каждого канала.
В основном сигнал усиливается предварительным (транзистор Т2) и оконечным (транзисторы Т3 — Т6) каскадами, выполненными по известной схеме на транзисторах различной структуры, р-п-р и п-р-п.
На рис. 15 приведена принципиальная схема выпрямителя для этого усилителя. Особенность выпрямителя — наличие двух мостовых двухполупериодных выпрямителей, нагруженных одиночными фильтрующими конденсаторами C17 и C18. При этом переменное напряжение на входы мостов подается с одной общей обмотки силового трансформатора Тр1 а каждый из мостов питает только один канал.
По сравнению с обычными, где имеется только один мост, рассматриваемый выпрямитель имеет очень важные, для любительской конструкции преимущества. Во-первых, в нем через диоды протекает вдвое меньший ток, вследствие чего в выпрямителе могут быть использованы более доступные диоды. Во-вторых, и это самое главное, практически полностью отсутствует связь между каналами через источник питания. При использовании одинарного моста для снижения до минимума взаимного влияния каналов потребовалось бы увеличить емкость фильтрующего конденсатора до 10 000 мкФ.
Для надежной работы усилителя необходимо выполнить ряд требований. Термистор R26 должен иметь хороший тепловой контакт с теплоотводом одного из двух оконечных транзисторов (Т4, Т6). Переменные резисторы R11, R13, R16 применяются сдвоенные, при этом R11 и R16 должны быть группы В, a R13 и R15 — группы А.
При повторении описанного усилителя, опубликованного на страницах одного из бразильских радиожурналов, могут быть использованы транзисторы типа МП20А или ГТ402А (Т1 — T3), П213А или П214В (Т4, Т66), ГТ404А или МП37 (Т5). Диод Д1 типа Д18 или Д20. При налаживании собранного усилителя подбирают такое сопротивление резистора R22, при котором постоянное напряжение на коллекторе транзистора Т2 равно половине напряжения питания (12 В). Ток покоя транзисторов Т4 Т6 регулируется переменным резистором R24 и подбирается по минимуму гармоник при работе с малой громкостью. Эксплуатация усилителя может осуществляться с акустическими колонками или системами, имеющими входное сопротивление 8 Ом. В простейшем случае в качестве нагрузки можно использовать по одной динамической головке типа 4ГД-4 в каждом канале.
В выпрямителе (рис. 15) можно применить диоды Д226 с любыми буквенными индексами или Д7Б — Д7Д. При изготовлении трансформатора Tp1 можно использовать сердечник силового трансформатора сетевого приемника с потребляемой мощностью 30— 40 Вт.
Регулировка глубины стереоэффекта.
Эффективность применения стереофонических усилителей по сравнению с обычными монофоническими оценивается глубиной стереоэффекта, т. е. относительным уровнем ослабления сигнала одного канала на выходе другого канала. Обычно считается, что для высококачественного воспроизведения необходимо иметь ослабление взаимного влияния каналов на 30—40 дБ. В любительских условиях обычно достигается ослабление лишь около 20 дБ.
На рис. 16 приведена принципиальная схема дополнительного устройства (показана лишь его половина, т. е. один канал) для коррекции взаимного влияния каналов стереофонического усилителя посредством введения дополнительных регулируемых перекрестных связей между обоими каналами. Суть его работы заключается в следующем. Входной сигнал канала поступает на базу транзистора Т1 включенного по схеме с разделенной нагрузкой. При этом на эмиттере и коллекторе транзистора Т1 действуют два одинаковых по величине, но противоположных по фазе напряжения. Напряжение с эмиттера транзистора Т1 через резистор R9 подается на эмиттерный повторитель на транзисторе Т2 и далее с выхода повторителя на вход соответствующего канала стереоусилителя. Дополнительные межканальные связи, обеспечиваются включением между эмиттером и коллектором транзистора Т1 последовательно соединенных конденсатора С3 и сдвоенного переменного резистора R7. Его ползунок через резистор R8 и конденсатор С1 соединен с базой транзистора Т2 другого канала. Поэтому на нее будет поступать регулируемое напряжение сигнала другого канала, но уже в противофаэе тому напряжению, которое действует на входе. Подбирая сопротивление, можно либо снизить практически до нуля взаимное влияние каналов, либо усилить его.
Для изготовления описанного выше устройства можно использовать транзисторы типа КТ315Г или КТ312Б. При этом основные характеристики устройства практически не изменятся и должны обеспечивать ослабление сигнала примерно в 2 раза в полосе частот от 20 Гц до 20 кГц, входное сопротивление не менее 0,5 МОм, выходное сопротивление 47 кОм и коэффициент гармоник не более 0,1% при выходном напряжении сигнала до 1 В.
Налаживание собранного устройства (двух каналов, собранных по схеме рис. 16) имеет ряд специфических особенностей, поэтому рекомендуется придерживаться следующей последовательности:
1. Подключить выходы правого и левого каналов устройства к одноименным входам основного стереофонического усилителя.
2. Отключить динамические головки от правого канала основного усилителя, а вместо них включить к выходу этого канала балластный резистор, сопротивление которого равно входному сопротивлению отсоединенной акустической системы.
3. Подать на вход правого канала устройства сигнал и при помощи регулятора громкости основного усилителя добиться заметного звучания динамических головок левого канала.
4. Вращая ползунок переменного резистора R7, находящегося в устройстве, установить минимум громкости звучания левого канала. Отметить найденное положение ползунка.
5. Восстановить правый канал и выполнить в левом канале операции, описанные в пп 2—4.
6. Регулятором громкости основного усилителя установить прежний уровень громкости правого канала.
7. Уменьшить звучание правого канала до минимума путем подбора резистора R6 в устройстве левого канала.
8. Восстановить левый канал и приступить к эксплуатации устройства для регулирования глубины стереоэффекта.
Описанное устройство позволяет в широких пределах изменять характеристики стереоусилителя, превращая его в зависимости от регулировки либо в монофонический усилитель, либо в усилитель с хорошо подчеркнутым стереоэффектом. Следует отметить, что стереоусилители, используемые совместно с различными акустическими установками, позволяют создавать не только описанные выше различные звуковые эффекты. Некоторых эффектов можно добиться, применяя в усилителе различные дополнительные регулирующие каскады, других — путем использования специальных акустических устройств и, наконец, третьих — при совместной установке как тех, так и других. Если в «хитростях» различных электронных схем радиолюбители более или менее осведомлены, то, как правило, сведения широкого круга их в области акустики и электроакустики более скромны. В результате возникают парадоксы. Высококачественный усилитель НЧ, собранный и налаженный по всем правилам, плохо работает из-за того, что он нагружен случайной акустической установкой, и наоборот, простой и маломощный усилитель НЧ работает с большой громкостью, чисто и без заметных искажений, если к его выходу подключена специальная акустическая система. Таким образом, мы подошли к необходимости рассмотрения электроакустических устройств, в которых усилитель НЧ (моно или стереофонический) и акустическая установка представляют собой одно целое.
Васильев В. А. Зарубежные радиолюбительские конструкции. М., «энергия», 1977.
