Повышение качества звучания звуковоспроизводящей аппаратуры среднего класса — одна из сфер приложения мастеровых рук радиолюбителя. И часто это приносит интересные результаты. Об одном из таких исследований и реализации поставленной задачи. Предлагаемый вариант может быть применен и в любой другой аппаратуре аналогичного назначения.

Известно, что носимая аппаратура (магнитолы, кассетные магнитофоны) не отличается высоким качеством звучания. Этому есть объективные причины — малые размеры, ограниченные возможности акустики. Но это не все. Как показывает анализ схемотехнического построения, и электрический тракт названной аппаратуры нередко выполнен неудовлетворительно. Так, у большинства моделей, причем не только второстепенных фирм, но и ведущих корпораций SONY SHARP, LG, отсутствуют регуляторы тембра или имеется только один регулятор ВЧ, работающий на завал частотной характеристики [1]. В результате подъем высоких и низких частот, столь необходимый для компенсации пониженной чувствительности к ним человеческого уха и устранения спада в акустике с ограниченными возможностями, отсутствует.

Рис.1.

Типовой вид АЧХ носимой радиоаппаратуры в двух крайних положениях регулятора тембра ВЧ показан на рис. 1. Характеристика имеет постоянный спад в области низких и регулируемый — в области высоких частот. Следовательно, спектр звучания оказывается лежащим в среднечастотной области, с монотонным бубнящим оттенком.

Упомянутый регулятор тембра способен только ухудшить звучание, окончательно срезав высокие частоты. В подавляющем большинстве носимой аппаратуры отсутствует и тонкомпенсация. А ведь именно тонкомпенсированный регулятор громкости (ТКРГ) способен повысить качество звучания при малой громкости, когда еще имеется достаточный запас по перегрузочной способности маломощного УМЗЧ.

Правда, отсутствие тонкомпенсации отчасти может быть объяснено неудовлетворительной работой схем ТКРГ с использованием переменного резистора с одним отводом, которые не обеспечивают необходимых пределов и плавности коррекции, особенно в области НЧ. Известные же схемы с переменными резисторами без отводов также имеют малый диапазон коррекции по НЧ или, в противном случае, сужают диапазон регулировки громкости [2].

Из сказанного становится понятным, что для улучшения качества звучания магнитолы необходимо в первую очередь сформировать АЧХ с плавным подъемом высоких и низких частот и корректно работающей тонкомпенсацией. Предлагаемый блок регулировок прост по конструкции, экономичен и в то же время эффективно решает поставленную задачу.

Основные технические характеристики:

• Уровень входного сигнала (при Кг<0,5%), мВ.........30...50
• Максимальная глубина тонкомпенсации, дБ, на частоте
• 100Гц......................+16
• 10 кГц......................+14
• Коэффициент передачи ..........>1
• Ток, потребляемый в стереоварианте, мА, не более ........2,5

Принципиальная схема блока (один канал) показана на рис. 2. Первая его особенность — использование переменных резисторов дорабатываемого устройства в их конструктивном оформлении (что упрощает дальнейшую модернизацию и сохраняет дизайн), но с измененными функциональными назначениями.

Рис.2.

Переменных резисторов остается два, но теперь на одном из них (R2) выполнен ТКРГ, а на другом (R10) — регулятор тембра НЧ. Отметим, что в малогабаритной аппаратуре в первую очередь необходима регулировка именно низких частот.

При их недостатке звучание становится плоским и невыразительным, а при избытке — маломощный УМЗЧ мгновенно перегружается. Для поиска компромисса и нужен регулятор тембра НЧ, причем с достаточной глубиной. Что касается ВЧ, то их уровень выбирается слушателем близким к максимальному и редко регулируется.

Кроме того, высокие частоты хорошо аппроксимируются простейшими цепями тонкомпенсации, что также уменьшает потребность в их отдельной регулировке. На практике целесообразно лишь установить некий фиксированный уровень ВЧ. В основе ТКРГ (рис. 2) лежит известная схема с Т-образным фильтром R3C2R4C1, понижающим уровень средних частот. Параметры фильтра выбраны так, чтобы обеспечить максимальный подъем НЧ и достаточный подъем ВЧ. Последний определяется емкостью конденсатора С1 и несколько превосходит необходимый по кривым равной громкости, что благоприятно сказывается на качестве звучания.

Предлагаемый ТКРГ дополнен усилительным каскадом на транзисторе VT1. С его коллектора введена частотно-зависимая ООС через конденсатор С4 и резистор R5. В ее цепь входят также элементы исходного ТКРГ: конденсатор С2 и резисторы R3, R2. Поскольку сигнал ООС подается на точку "а", глубина ее зависит от положения движка резистора R2. В его нижнем по схеме положении действие ООС практически не проявляется, так как точка "а" соединена с общим проводом через малое по сравнению с резисторами R3, R5 сопротивление введенной части переменного резистора R2. При этом АЧХ регулятора (рис. 3, кривая 1), снятая с коллектора транзистора VT1, имеет максимально вогнутый вид с наибольшим подъемом в области низких частот.

Рис.3.

По мере перемещения движка резистора R2 вверх, т. е. увеличения громкости, глубина ООС увеличивается, причем избирательно по частоте за счет фильтра, образованного резистором R5 и конденсатором С2. Так как указанный фильтр представляет собой ФНЧ первого порядка, глубина ООС возрастает с понижением частоты, что приводит к уменьшению усиления каскада VT1 в зависимости, обратной формируемой пассивными цепями ТКРГ.

Таким образом, при увеличении громкости излишний подъем НЧ компенсируется и характеристики спрямляются, приобретая требуемый вид (рис. 3, кривые 2 и 3). Для сравнения на рис. 3 приведены (пунктиром) эти кривые ТКРГ при разрыве введенной цепи ООС. Хорошо видно, что без ООС к регулятору возвращаются прежние недостатки.

С коллектора транзистора VT1 сигнал поступает на регулятор тембра, который в устройстве также выполнен нестандартно (см. рис. 2). Он представляет собой регулируемый фильтр R12C6R11R13C7, в котором подъем НЧ зависит от степени шунтирования конденсатора С6 введенной частью переменного резистора R10. В фильтре достигаются большая глубина и плавность регулировки НЧ даже при использовании переменного резистора группы А. Подъем высоких частот — фиксированный и задан конденсатором С7. Схема пригодна для магнитол, имеющих переменный резистор только с двумя выводами. Независимая АЧХ регулятора, снятая отдельно от ТКРГ в двух крайних положениях резистора R10, показана на рис. 4.

Рис.4.

Если переменный резистор R10 имеет три вывода, можно применить более традиционную схему, показанную на рис. 5. Это обычный мостовой регулятор тембра, но в сокращенном виде, без регулировки ВЧ. Его АЧХ (рис. 6) — более плавная, с меньшей крутизной скатов, но и, соответственно, с меньшим подъемом по НЧ и ВЧ.

В батарейной аппаратуре особенно важно ограничивать те сигналы, частота которых лежит ниже резонансной динамических головок. В противном случае возрастают искажения и непроизводительно расходуется энергия источника питания. В типовых трактах магнитол для этого применяют простейший ФВЧ, действующий уже начиная с частоты 200...250 Гц (см. рис. 1). В результате ослабляется и часть полезного сигнала. В данном устройстве предусмотрены ФВЧ с частотой среза около 60 Гц.

Рис.5.

Один из них образован конденсатором СЗ, резистором R6 и входным сопротивлением каскада VT1, другой — получается установкой на входе УМЗЧ разделительного конденсатора емкостью С = 1/2p RвхFcp, где Fcp = 60 Гц — частота среза; Rвх — входное сопротивление микросхемы УМЗЧ (приводится в справочниках). Из двух простейших ФВЧ образуется фильтр второго порядка с достаточной крутизной спада на самых низких частотах.

Для изготовления устройства пригодны неполярные конденсаторы КМ, оксидные — любые импортные, резисторы МЛТ-0,125. Вместо транзистора КТ3102Д можно применить аналогичный с буквенным индексом Е, а также КТ342Б, КТ342В. Статический коэффициент передачи тока транзистора VT1 должен быть в пределах 350...500.

Рис.6.

Налаживание устройства сводится к установке подстроечными резисторами R1 левого и правого каналов такого уровня сигналов, при котором УМЗЧ работает без перегрузки в максимальном положении ТКРГ. Этими же резисторами можно в небольших пределах выровнять и стереобаланс, так как исходные коэффициенты усиления каналов часто различны. После этого вместо подстроечных резисторов целесообразно впаять постоянные ближайшего номинала, более удобные при навесном монтаже.

Звучание магнитолы с новым блоком регулировок кардинально отличается от прежнего: исчезает монотонный, "телефонный" оттенок, начинает прослушиваться басовая партия, появляются верхние частоты, свойственные высококачественному звуковоспроизведению. В заключение заметим, что в полной мере оценить возможности модернизации можно, лишь применив более качественный УМЗЧ и более качественную акустику.

А. Пахомов

Литература:

1. Носимая стереомагнитола "Panasonic RX-FS410". — Радио, 2000, № 8, с. 40, 41.

2. ШихатовА. Тонкомпенсированные регуляторы громкости. — Радио, 2000, № 10, с. 12, 13.

Материал подготовил Ю. Замятин (UA9XPJ).