Краткое содержание лекции

Вусилительных устройствах широко используют схемы регули­ровки усиления и тембра.

Регулировка усиления позволяет поддерживать усиление уст­ройства неизменным при замене усилительных элементов, их ста­рении или изменении питающих напряжений, изменять уровень выходного сигнала, а также предохранять усилитель от перегрузки при слишком высоком уровне входного сигнала.

Регулировку усиления можно производить плавно (плавная ре­гулировка) или скачкообразно (ступенчатая регулировка).

Основным параметром регулировки является глубина регули­ровки, равная отношению коэффициентов усиления усилителя в двух крайних положениях регулятора усиления; ее выражают в относительных или логарифмических единицах:

Потенциометрическая регулировка усиления (рис. 1)

Плавная потенциометрическая регулировка осуществляется введением в цепь сигнала потенциометра с изменяемым ко­эффициентом передачи (рис.1). Плавное изменение коэффициента передачи здесь осуществляется с помощью непроволочного резистора Rр с переменным сопротивлением, имеющего ползунок, передвигающийся по поверхности резистора при вращении рукоят­ки.

Так как усилительные каскады с биполярными транзисторами имеют низкое входное сопротивление, в них обычно осуществляют регулировку тока сигнала, включая Rр в цепь последователь­но (рис. 1.а); в каскадах же с полевыми транзисторами или лампами регулируют напряжение сигнала, для чего Rр включа­ют в схему параллельно (рис. 1.6).

Рис.1 Рис.2 Рис.3

Достоинства плавной потенциометрической регулировки — простота и возможность получения довольно большой глубины регулировки. Недостатки — изменение частот ной, фазовой и переходной характеристик при изменении положения регулятора и по­явление на выходе усилителя шумов вследствие непостоянства контактного сопротивления переменного рези­стора.

Поэтому ее не используют в широкополосных усилителях, а применяют в усилителях звуковых ча­стот с высшей рабочей частотой не выше сотни килогерц.

Регулировка усиления изменением смещения (рис. 2)

Будет изменяться положение точки покоя и крутизна характеристики выходного тока, а следователь­но, и коэффициент усиления каскада. В каскаде с биполярным транзистором такую регулировку уси­ления можно осуществить введением последовательно с резисто­ром эмиттерной стабилизации Rэ резистора с переменным сопро­тивлением Rр (рис. 2). Наиболее часто регулировка из­менением смещения используется в каскадах с полевыми транзис­торами и в каскадах с экранированными лампами.

Глубина регулировки не более 10—20 дБ. П рименяют в первых каскадах усилителя, где уровень сигнала очень мал.

Достоинства регулировки изменением смещения: почти полное отсутствие влияния положения регулятора на частотные и пере­ходные характеристики усилителя, отсутствие дополнительных шу­мов при регулировке и возможность дистанционной регулировки усиления, так как в регулирующем резисторе Rр отсутствует ток сигнала, и он может быть вынесен из схемы усилителя на любое расстояние. Регулировка усиления изме­нением смещения часто применяется в ШПУ.

Регулировка усиления отрицательной обратной связью (рис. 3)

Пригод­на для каскадов с любыми усилительными элементами. В качестве регулятора усиления используется резистор эмиттерной стабилизации Rэ. При увеличении части резистора Rр не блокированной конденсатором Сэ, увеличивается вносимая ею отрицательная обратная связь, уменьшая усиление каскада. Напряжение смещения усилитель­ного элемента при такой регулировке усиления не­ изменяется, а поэтому положение точки покоя остается неизмен­ным. Это позволяет регулировку усиления обратной связью при­менять в каскадах с малой и с большой амплитудами сигнала. Глубина регулировки достигает лишь 20—25 дБ. Недостатком регулировки усиления обратной связью является также появление подъема на частотной характеристике регулируе­мого каскада в области очень высоких частот и выброса на его переходной характеристике в области малых времен при большой глубине регулировки. Регулировку усиления обратной связью в ШПУ.

В настоящее время в бытовой и профессиональной аппаратуре находят применение т онкомпенсированные регуляторы усиления, поднимающие усиление как на низких, так и на высоких часто­тах при уменьшении уровня сигнала регулятором усиления (для которых используют переменное сопротивление с отводами). Их применение связано с уменьшением чувствительности уха челове­ка к низким и высоким частотам при малой громкости звука.

РЕГУЛИРОВКА ТЕМБРА (рис. 4, 5)

Для плавного изменения частотной характеристики в области нижних и верхних используют схемы регуляторов тембра, представляющие собой частотно-зависимые цепи, включаемые в межкаскадную связь или в цепь обратной связи усилителя. Схема регулировки тембра, позволяющая плавно поднимать час­тотную характеристику усилителя на нижних частотах, и ее час­тотные характеристики для различных положений рукоятки регу­лятора изображены на рис.4. Такую схему регулировки темб­ра применяют в усилителях воспроизведения грамзаписи и магнит­ной записи для корректирования частотной характеристики маг­нитной и граммофонной записей звука, которую делают линейно па­дающей с понижением частоты, начиная примерно с 1 кГц. Такой регулятор удобно включать на входе усилителя до разделительно­го конденсатора.

Рис. 4 Рис. 5

Схема регулятора тембра, позволяющая плавно снижать усиление на верхних частотах, и его частотные характе­ристики для различных положений рукоятки регулятора изобра­жены на рис. 5. Такой регулятор применяют в радиоприемниках для снижения помех от соседнего канала, уменьшения шума иглы в усилителях воспроизведения грамзаписи и включают параллельно входной цепи любого каскада усилителя.

Существуют и более сложные схемы регуляторов тембра, по­зволяющие плавно уменьшать и увеличивать усиление, как на ниж­них, так и на верхних частотах, к ним относятся регуляторы темб­ра мостового типа. Если в усилителе оказывается необходимым регулировать уси­ление, а также тембр как нижних, так и верхних частот, то для устранения влияния положения одного регулятора на характерис­тики другого их желательно располагать в различных каскадах.

Контрольные вопросы

1. Какие разновидности регулировок существуют в усилителях?

2. Каково назначение регулировки усиления?

3. Каково назначение регулировки тембра?

4. Поясните принцип действия, достоинства и недостатки регулировки усиления рис. 1а и б.

5. Поясните принцип действия, достоинства и недостатки регулировки усиления рис. 2.

6. Поясните принцип действия, достоинства и недостатки регулировки усиления рис. 3.

7. Поясните принцип действия, достоинства и недостатки схемы регулировки тембра рис.4, 5.