Текст
                    ’ И.С.КГЛСОЕ
B.K.4EHUH0fi

Ж8О03Й

МАССОВАЯ РАДИО БИБЛИОТЕКА Выпуск 953 Ю. С. КРАСОВ, В. К. ЧЕРКУНОВ СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЙ ЭЛЕКТРОФОН МОСКВА «ЭНЕРГИЯ» 1978
ББК 32.849.9 К78 УДК 681.846.7.087.7. РЕДАКЦИОННАЯ КОЛЛ I I II Ч Берг А. И., Белкин Б. Г., Борисов В. Г., Вансе» В. И , I < nuiiii.i Е. II., Гореховский А. В., Демьянов И. А., Ельяшкеинч < . А . /Кг|хб- цов И. П., Корольков В. Г., Смирнов А. Д., Тарасов Ф. И, Miictu- ков Н. И.,|Шамшур В. И. | Красов Ю. С., Черкунов В. К. К78 Стереофонический электрофон. — М.: Энергия, 1978. 48 с., ил.— (Массовая радиобиблиотека; В,ып. .’953). 25 к. В книге описывается конструкция блочного стереофонического электрофона, демонстрировавшегося на 26-й Всесоюзной выставке ра- диолюбителей-конструкторов. Приводятся габаритные чертежи деталей электрофона и даются рекомендации по его сборке. Книга предназначена радиолюбителям, интересующимся высоко- качественным воспроизведением звука. „ 30403-218 ББК 32.849.9 К ——— 138*78 О51(01)-78 6Ф2.1 ЮРИЙ СЕРГЕЕВИЧ КРАСОВ ВЛАДИМИР КОНСТАНТИНОВИЧ ЧЕРКУНОВ Стереофонический электрофон Редактор Ю. А. Вознесенский Редактор издательства Г. Н. Астафу ров Обложка художника Н. Т. Я р еш ко Технический редактор Н. М. Бякирева Корректор Э. А. Филановская ИБ № 805 Сдано а набор 26.11.77 Подписано к печати 10.02.78 Т-05120 Формат 84X108'/® Бумага типографская № 2 Гари, шрифта литературная Печать высокая Усл. печ. л. 2,52 Уч.-иэд л. 3,34 Тираж 60.000 зкз. Заказ 383 Цена 25 коп. Издательство «Энергия», 113114, Москва, М-114, Шлюзовая наб.. 10 Владимирская типография Союзполигрвфпрома при Г., удар. i ванном комитете Совета Министров СССР по Делам издатель, «в, ноли, рафии и книжной торговли 600000, гор. Владимир, Онтяврыкиа ....ей г, д / <’ ll т I II. И । мн. • Hlrpi пн», 1978.
Предисловие За последние годы все большее распространение получают бы- товые стереофонические устройства для высококачественного звуко- воспроизведения, максимально приближающие звучание к естествен- ному. Такие устройства за рубежом называются аппаратами High Fidelity, или сокращенно Hi-Fi, что в переводе означает высокая верность (воспроизведения звука), высокая точность. В нашей стране интерес любителей музыки к аппаратам высшего класса постоянно возрастает. Этому в немало»! степени способст- вует увеличение тиража и наименований стереофонических грам- пластинок, выпускаемых нашей промышленностью. Воспроизведение записи со стереофонических грампластинок про- изводится с помощью стереофонического электрофона, который со- стоит из стереофонического усилителя низкой частоты, электропро- игрывателя и двух громкоговорителей. В последнее время отечественной промышленностью освоены и выпускаются стереофонические электрофоны высшего класса «Элек- троника Б1-01» и «Электроника Б1-2». Однако стоимость таких аппа- ратов в нашей стране и аналогичных за рубежом очень высока. Основной целью авторов явилось стремление разработать ком- плекс аппаратуры для высококачественного звуковоспроизведения, доступный для самостоятельного изготовления в домашних условиях квалифицированному радиолюбителю. Следует иметь в виду, что хороший результат можно получить только при строгом выполнении всех требований к параметрам каждого блока этого комплекса, так как ухудшение характеристик хотя бы в одном из них (усилителе, проигрывателе и громкоговорителе) приведет к снижению качества работы всего комплекса. Авторы
ОБЩИЕ ТРЕБОВАНИЯ Ниже приводятся минимальные требования, предъявляемые к характеристикам основных блоков стереофонического электрофона высшего класса. Требования к усилителю низкой частоты. Полоса воспроизводимых частот при неравномерности па краях диапазона ±1 дБ, Гц........................ . 20—20 000 Выходная мощность, Вт.................................. 20 Коэффициент нелинейных искажений в воспроизводи- мом диапазоне частот, % ........................... 1 Глубина регулировки тембра, дБ: на частоте 40 Гц................................ =£12 на частоте 15 кГц............................ zt!2 Отношение сигнал/шум, дБ............................... 70 Фактор демпфирования................................... 25 Переходное затухание между каналами на частоте 1 кГц, дБ......................................... 30 Требования к громкоговорителям Полоса воспроизводимых частот (при неравномерности ±4 дБ), Гц.................................... 40—18 000 Коэффициент нелинейных искажений в воспроизводи- мом диапазоне частот, % .......................... 3 Поминальная электрическая мощность, Вт .... . 15—20 Требования к электропроигрывателю Полоса воспроизводимых частот (при неравномерности 1,5 дБ), Гц....................................... 20—20000 Допустимое отклонение частоты вращения диска от но- минального значения, %......................... 0,55 Коэффициент детонации, %............................ 0,15 Относительный уровень рокота (со взвешивающим фильтром), дБ .................................. —60 Сравнивая эти параметры, с каталожными данными на зарубеж- ную аппаратуру, можно убедиться, что авторы привели предельно допустимые требования к величинам некоторых параметров, в част- ности к полосе воспроизводимых частот усилителей низкой частоты. Необходимо отметить, что выполнение даже этих минимальных тре- бований на практике сопряжено с большими трудностями. Основным условием для успешной работы аппаратуры является аккуратность 4
в выполнении монтажа электрических схем и механических узлов. Второе условие — это точность при наладке. Следует признать ошибочными мнения некоторых авторов, кото- рые рекомендуют настраивать аппаратуру высшего класса «на слух». Только при наличии измерительных приборов с достаточно высоким классом точности можно рассчитывать на получение высоких каче- ственных показателей. Блоки аппаратов высшего класса можно срав- нить с музыкальными инструментами, каждый из которых имеет свое собственное звучание. Перед исполнением каждый музыкальный инструмент должен быть правильно настроен. Все сказанное подчер- кивает необходимость проявления особого внимания и аккуратности при разработке и изготовлении высококачественной аппаратуры. УСИЛИТЕЛЬ НИЗКОИ ЧАСТОТЫ Электрическая схема усилителя представлена на рис. 1. Собран- ный по этой схеме и отлаженный усилитель обладает следующими характеристиками. Полоса воспроизводимых частот (при неравномерности ±1 дБ). Гц........................................ 15-30 000 Выходная мощность (при коэффициенте нелинейных ис- кажений 1%), Вт................................... 30 Коэффициент нелинейных искажений в диапазоне вос- производимых частот, %.............................. 1 Глубина регулировки тембра, дБ: на частоте 40 Гц............................... ±15 иа частоте 15 кГц............................. ±15 Отношение сигнал/шум, дБ................................ 75 Фактор демпфирования.................................... 20 Расхождение кривых тонкомпенсации при регулиро- вании громкости от номинальных, %..................12—15 Чувствительность, мВ.................................... 250 Входное сопротивление, кОм.............................. 300 Сопротивление нагрузки, Ом............................... 3 Переходное затухание между каналами, дБ: на частоте 1 кГц....................................... 40 на частоте 10 кГц.............................. 30 Глубина регулировки стереобалаиса, дБ................... ±6 Качество работы усилителя в значительной мере определяется параметрами входного каскада и в первую очередь уровнем шума. Небольшие значения должны иметь также нелинейные искажения этого каскада. Кроме того, входной каскад должен допускать под- ключение источника сигнала, обладающего как низким, так и вы- соким выходным сопротивлением. Практически входное сопротивле- ние каскада должно составлять величину не менее 200—300 кОм. Этим требованиям отвечает несколько вариантов схем транзисторных усилителей. Например, схема каскада с общим эмиттером, когда транзистор работает в режиме наибольшего усиления. Для увеличения низкого входного сопротивления этого каскада в цепь базы вводится резис- тор с большим сопротивлением. Эта схема достаточно проста, по- 5
Рис. I. Принципиальная схема стереофонического усилителя (один канал). 6
этому она применяется в промышленных аппаратах среднего класса, но уровень шума такого каскада относительно высокий. Весьма легко можно получить все необходимые параметры, по- строив входной каскад на полевом транзисторе. Такие схемы обес- печивают значительное входное сопротивление и низкий уровень шу- ма, но вследствие высокой стоимости полевых транзисторов эта схема (рис. 2) приводится как возможный вариант построения уси- лителя. Рис. 2. Принципиальная схема входных каскадов на полевых транзисторах. Авторы приняли хорошо зарекомендовавшую себя схему каска- да с общим коллектором или, как принято говорить, эмиттерного повторителя. Использование составного транзистора позволило без труда получить входное сопротивление более 1 МОм, а применение в схеме кремниевых планарных транзисторов — очень низкий уро- вень шума (—75 дБ). Коэффициент передачи каскада близок к единице. Транзисторы 7’1 и Т2 (рис. 1) следует подобрать с коэффициентом передачи тока, равным 100, и минимальными значениями тока утечки /ко. Этим требованиям обычно удовлетворяют транзисторы серии КТ315 с бук- венными индексами Б и Г. Кроме того, использование схемы эмит- терного повторителя дает возможность получить низкое выходное сопротивление каскада, что позволяет хорошо согласовать его с ре- гуляторами тембра и тем самым получить широкие пределы регули- ровок. 7
Наличие тонкомпенсированиого регулятора громкости является бесспорным требованием к любому высококачественному усилителю НЧ. Характеристика такого регулятора должна иметь вполне опре- деленную форму, которая получается с помощью цепей коррекции. Введение в схему регулятора громкости элементов коррекции свя- зано со снижением чувствительности слуха на низших и высших частотах при малых уровнях громкости Компенсация этого явления регуляторами тембра усилителя малоэффективна вследствие недо- статочной глубины регулировки и несоответствия формы получаемой характеристики требуемой. Наибольшее распространение получили схемы тонкомпенсированных регуляторов с использованием пере- менных резисторов с одним или двумя отводами, к которым под- ключаются цепи коррекции, состоящие из конденсаторов и резисто- ров. Лучшие результаты дают схемы с использованием резисторов с двумя отводами. Необходимо отметить, что к подбору величин ре- зисторов /?2 и 7?з конденсатора С2 конструктор должен отнестись очень серьезно. При правильном подборе тембровая окраска звука не должна заметно меняться в зависимости от поворота ручки пе- ременного резистора /?б. На входе каскада установлен регулятор стереобаланса. Его работа основана на принципе введения в цепь сигнала дополнитель- ного сопротивления. Конденсатор Ci компенсирует небольшой спад сигналов на высших частотах при введенном положении резисто- ра /?ь Регулятор тембра собран по схеме частотно-зависимого делите- ля напряжения. В верхнем (см. рис. 1) положении подъем характе- ристики на частотах 40 Гц и 15 кГц составляет 15 дБ относительно частоты 1 кГц. Такая глубина является вполне достаточной, если совместно с усилителем используются широкополосные громкогово- рители с небольшим спадом на границах частотной характеристики. Увеличение глубины регулировки до 20—25 дБ не влияет на качество регулирования, ио снизит уровень усиления на средних частотах и вызовет необходимость введения в схему дополнительного каскада усиления Качество звучания при регулировке тембра зависит не только от глубины подъема или ослабления частотной характерис- тики, но также от ее формы. Для удовлетворения последнего усло- вия применяется несколько регуляторов тембра. Однако увеличение числа регуляторов более трех усложняет не только схему, но и об- ращение с таким усилителем. Правильно установить характеристику усилителя с помощью нескольких регуляторов тембра в состоянии только человек с хорошим слухом или специальной подготовкой. Второй каскад собран на транзисторе МП21Д, у которого ко- эффициент усиления на постоянном токе (Вст^Ю0). Для увеличе- ния входного сопротивления в цепь эмиттера этого транзистора включен резистор /?15, не зашунтированный конденсатором, т. е. кас- кад охвачен обратной связью по току. Увеличенное входное сопро- тивление каскада позволяет правильно согласовать его с низким выходным сопротивлением регуляторов тембра, т. е. сохранить ши- рокие пределы регулировки частотной характеристики. Смещение на базу транзистора Т3 подается из его коллекторной цепи. Такой способ хотя несколько и снижает входное сопротивле- ние, однако позволяет охватить каскад петлей отрицательной обрат- ной связи и тем самым снизить его искажения. Третий каскад (Л) собран на транзисторе ГТ4О2В. Он служит для согласования высокого выходного сопротивлении вюрого кас- 8
када к низкого входного сопротивления оконечного ус ил in ел я. Ка- залось бы, что для этих целей лучше применить каскад с эмиттерпым повторителем. Однако эмиттерный повторитель имеет коэффициент передачи меньше единицы и не дает возможности охватить оконеч- ный усилитель петлей отрицательной обратной связи достаточной глубины для снижения искажений, возникающих в основном именно в оконечном усилителе. Этим объясняется выбор схемы, обеспечи- вающей небольшое усиление и входное сопротивление 15—20 кОм. Таким образом, удается практически полностью использовать усиление каскада на транзисторе Т3 и иметь еще дополнительное усиление для реализации глубокой обратной связи. Оконечный усилитель (транзисторы Т5—Г9) собран по известной схеме, получившей название двухтактно-параллельной бестрансфор- маторной схемы. Оконечный каскад является усилителем постоян- ного тока, в котором усиление по напряжению осуществляется толь- ко транзистором Г5, включенным по схеме с общим эмиттером. Схе- ма с бсстрансформаторным оконечным каскадом обладает некото- рыми недостатками, основной из которых заключается в нарушении симметрии, т. е. равенства входных сопротивлений для положитель- ных и отрицательных полуволн сигнала. Однако, несмотря на этот недостаток, схема дает возможность получить нелинейные искаже- ния менее 1%, а простота конструкции выгодно отличает ее от дру- гих схем оконечных усилителей, например с балансным дифферен- циальным предварительным каскадом. Транзисторы предоконечных каскадов комплементарны, т. е. подобраны в пары по основным пара- метрам, но обладают разной проводимостью. Резисторы /?31 и /?32 в цепях эмиттеров оконечных транзисторов ограничивают токи при больших управляющих сигналах. Конденсатор Ci9 предотвращает возбуждение усилителя на сверхзвуковых частотах. В цепь коллек- тора транзистора Т5 включен терморезистор /?28. Падающее на нем напряжение служит напряжением смещения для транзисторов верх- него и нижнего плеч и определяет режим их работы (близкий к режиму АБ). Начальное смещение позволяет уменьшить искажения типа «ступеньки», вызванные нелинейностью начальных участков входных характеристик транзисторов. Кроме того, терморезистор Я2з работает как компенсатор изменения величины начального тока око- нечных транзисторов при колебании температуры окружающей среды. В цепь главной петли обратной связи, начинающейся с раздели- тельного конденсатора С2о, параллельно резистору T?2i включен кон- тур Ь]С21, настроенный на частоту 3,5 кГц. Этот контур дает возможность поднять усиление на этой частоте на 6 дБ. Кнопка вклю- чения контура носит название кнопки «присутствия». При утапли- вании кнопки создается впечатление приближения солиста или неко- торых групп инструментов к слушателю. Пользоваться этой кнопкой целесообразно при воспроизведении записи с магнитной ленты, на которой средние частоты звукового диапазона (2—4 кГц) записаны с пониженным уровнем. Введение глубокой обратной связи позволяет, помимо снижения нелинейных искажений, снизить выходное сопротивление усилителя. Малое выходное сопротивление шунтирует звуковую катушку низ- кочастотной головки громкоговорителя, что улучшает се переходную характеристику и снижает резонансный пик на частоте собственного резонанса. 2-383 9
Оконечный каскад ус и л шел я при напряжении питания 40 В от- даст в нагрузку 3 Ом мощность около 30 Вт. Может возникнуть со- мнение в целесообразности применения усилителя с такой большой мощностью. Ведь в реальных условиях при использовании грб^кр- говорителей с коэффициентом полезного действия 3—5% (например, Vi радиолы «Симфония») редко приходится устанавливать мощ- ность, превышающую 0,5—1 Вт на средних частотах. Необходимость иметь определенный запас по мощности вызвана формой музыкаль- ных сигналов, характерной особенное1ью которых является наличир резких выбросов (пиков). По величине эти пики могут во много раз превышать средний уровень сигнала. Для неискаженного воспроиз- ведения инков музыкальных сигналов необходим значительный запас мощности. Кроме того, при работе усилителя в режиме ниже номи- нальной выходной мощности снижаются искажения синусоидальных сигналов. Поэтому увеличение выходной мощности современных усилителей НЧ объясняется стремлением конструкторов всеми воз- можными средствами улучшить их качественные показатели. Необходимая величина выходной мощности высококачественно- ю усилителя НЧ зависит о г нескольких факторов, основными из ко- торых являются КПД громкоговорителя, а также объем и акусти- ческие характеристики озвучиваемого помещения. Методом эксперт- ных оценок было установлено, что для высококачественного воспроизведения в жилом помещении объемом 60 м3 (площадь око- ло 20—25 м2) необходим усилитель НЧ с выходной мощностью от 15 до 50 Вт при КПД громкоговорителей 3—5% в зависимости от наличия в комнате мебели, ковров, занавесок и других звукопигло- тптелей. Естественно, что большая выходная мощность относится к более заставленному мебелью помещению. Учитывая, что современные жилые помещения редко превосхо- дят по объему 60—70 м\ выбрали схему усилителя 114, обеспечи- вающую мощность около 30 Вт. Выбору схемы источника питания усилителя следует уделить особое внимание. После ряда экспериментов и анализа различных схем авторы остановились на более сложной и дорогой схеме со стабилизатором напряжения (рис. 3). Такая схема имеет ряд пре- имуществ перед схемами без стабилизирующих устройств. Она дает возможность получить достаточно низкое выходное сопротивление источника питания, что в свою очередь позволяет без возникновения самовозбуждения увеличить диапазон воспроизводимых частот, же- стко стабилизировать рабочую точку транзисторов предокоиечного каскада, а также использовать стабилизатор в качестве активного сглаживающего фильтра. Кроме того, использование стабилизатора в известной степени снижает мощность, рассеиваемую оконечными транзисторами. Величина стабилизированного напряжения регулируется резис- тором Язе- Резистор /?44 необходим для ограничения тока через дио- ды Д4 и Д7 в случае выхода из строя регулирующего транзисто- ра Гц. С той же целью в цепь вторичной обмотки силового транс- форматора включен плавкий предохранитель ПР\. Питается стабилизатор от диодного моста (диоды //•,—/?»). На вюричной обмотке силового трансформатора сделан отвод для под- ключения лампы, служащей индикатором включения усилителя. Конструкция усилителя. Схема усилителя в основном смонтиро- вана на трех печатных платах. На первой план- (плате регулировок, рис. 4) размещены транзисторы 7’ь Г3, 7‘а (/*ioi— 7’ю ), иеремен- 10
и не резисторы для регулировок стерсобаланса, громкост», тембра на низших и высших частотах, а также конденсаторы и резисторы, относящиеся к первым каскадам усилителя. На второй плате (плата согласующих каскадов, рис. 5) установлен транзнсюр Г4 (Г!04). На третьей плате (плата оконечных усилителей, рис. 6) смонтиро- ваны транзисторы Г5—Г9 (Г, 05—-Гц») с относящимися к ним ре- зисторами и конденсаторами. Все три платы выполнены из фольги- рованного текстолита толщиной 1,5 мм. Размещение на них детален ясно из рисунков. Рис. 3. Принципиальная схема блока пн гания. Выпрямитель и стабилизатор напряжения питания усилителя со- браны на четвертой плате размерами 90X80X1 »75 мм из стеклотек- столит!. На ней детали схемы припаяны к монтажным заклепкам диаметром 1,5 мм. Соединение деталей выполнено голым луженым проводом диаметром 0,5—0,6 мм. Разделительные конденсаторы С20 (С12о) установлены на задней панели — радиаторе выходных транзисторов. Их корпуса изолиро- ваны от панели. Конденсаторы, сглаживающие пульсации выпрям- ленного тока С22, С23, С25, С2б (Ci22, Ci23, С125, €125)» через изолирую- щие прокладки установлены па П-образных кронштейнах па боко- вых панелях каркаса. Основу усилителя составляет рамочный каркас, состоящий из передней, задней и двух боковых панелей (рис. 7). Передняя и бо- ковые панели изготовлены из листовой стали толщиной 1 мм. Их можно изготовить также из твердых марок дюралюминия толщи- ной 1,5 мм. Задняя панель, служащая радиатором выходных тран- зисторов, изготовлена из алюминия фрезерованием. С внешней сто- роны на ней размещены выходные транзисторы, входные гнезда, гнезда для подключения громкоговорителей и переключатель на- пряжения сети. На внутренней стороне панели размещены силовой трансформатор, плата выпрямителя и стабилизатора, разделитель- ные конденсаторы С2о (С120), плата оконечных усилителей, к которой на Г-образном кронштейне прикреплена плата согласующих кас- ка тов. 2* 11
Задняя панель достаточно трудоемка в изготовлении. Для об- легчения работ ее можно изготовить из листа меди или алюминия толщиной 6—7 мм и после пескострупвання оксидировать в черный цвет. Места для установки выходных транзисторов должны быть гладкими, поэтому па время обработки песком их надо защитить. Компоновка элементов усилителя представлена на рис. 8. Тран- зистор Т|2 и терморезнсторы R2q и Я128 приклеены к внутренней сто- роне задней панели клеем БФ-2, Электрическою контакта с панелью они не имеют. Снизу к кронштейнам каркаса крепится Т-образный поддон (дю- ралюминиевая панель) толщиной 5 мм. Он служит одновременно Рис. 4. Плата радиатором для регулирующего транзистора стабилизатора напря- жения (Гц). Этот транзистор установлен на изолирующей слюдяной прокладке толщиной 0,05 мм. Для улучшения термоконтакта перед установкой транзистора обе поверхности прокладки можно слегка смазать техническим вазелином. Аналогично устанавливаются на задней панели и выходные транзисторы. При этом особое внимание следует обратить на отсут- ствие контакта между радиаторами и транзисторами. Переключатели <Л\оно—стерео», <3,5 кГц», выключатель пита- ния, лампа — индикатор включения, а также переключатель рода ра- боты размещены на передней панели. К передней панели через ог- раничительные втулки высотой 7 мм крепится декоративная панель, на которой фотографическим способом нанесены подписи над ор- ганами управления. Плата регулировок также крепится к передней панели с по- мощью вторых гаек на переменных резисторах. Первыми гайками эти резисторы закреплены на плате регулировок. Ручки регуляторов и кнопки переключателей режима и рода работы выточены из дюралюминия с использованием резца с алмазной кромкой. 12
В Т-образный поддон ввернуты трн ножки диаметром 10 мм. Их высота на 5 мм превышает высоту корпуса транзистора Тц и состав- ляет 20 мм. Ножки можно изготовить из металла или из пластмассы Корпус усилителя сделан из фанеры толщиной 8 мм, прошпак- леванной и обтянутой самоклеящейся пленкой под ценные пороты дерева. Корпус одевается на усилитель сверху и крепится к крон- штейнам на боковых панелях рамочного каркаса. Детали. В схеме усилителя использованы постоянные резисторы УЛМ-0,125 и ВС-0,125, а также переменные резисторы СПЗ-7 Е/И (Rt), СПЗ-7В (R<) с двумя дополнительными отводами п СПЗ-12а-А (#8 и Ru). регулировок. Конденсаторы С7, С!2, Cl3, С17 являются электролитическими ти- па ЭТО-1, остальные конденсаторы типа К50-6. В качестве переключателя Bi использован малогабаритный пере- ключатель типа ИМ. Сердечник силового трансформатора из лен- точной стали толщиной 0,35 мм и шириной 50 мм свит в кольцо (на- ружный диаметр 70 мм, внутренний — 38 мм). Первичная обмотка содержит 900 витков провода ПЭВ-10,47 с отводом на 515-м шике, вторичная —170 витков провода ПЭВ-11,2. Этор трансформатор можно заменить обычным трансформатором с Ш-образным сердеч- ником, например, от радиоприемников «Фестиваль» пли «Симфония» (сердечник УШ30Х50). С каркасов этих трансформаторов удаляют все обмотки, кроме сетевой, а затем проводом ПЭЛ-11,2 наматыва- ют 78 витков, сделав отвод от 15-го витка. В качестве катушки ин- дуктивности Li можно использовать контурные катушки диапазона длинных волн лампового радиоприемника. Налаживание. Для налаживания усилители НЧ необходимо иметь звуковой генератор, осциллограф, ламповый вольтметр и из- меритель нелинейных искажений. 13
Следует иметь в виду, что для правильного налаживания высо- кокачественных усилителей следует пользоваться измерительными приборами достаточно высокого класса. Например, чтобы измерить коэффициент нелинейных искажений (КНИ) усилителя НЧ меньше 0,5%, собственный КНИ звукового генератора должен быть на порядок выше, т. е. 0,05%. Рис. 5. Плата согласующих каскадов. Рис. 6. Плата оконечных усилителей. 14
Рис. 7. Конструкция каркаса. / — задняя панель (радиатор): 2 — боковая стенка (2 шт); 3 — передняя па нель; 4 — поддон; 5 — транзистор 7 ц. Рис. 8. Компоновка деталей и общий вид усилителя. / — плата регулировок; 2— плата выпрямителя и стабилизатора; 3— плата согласующих каскадов; 4 — плата оконечных усилителей; 5 — радиатор с вы* ходными транзисторами; 6 — силовой трансформатор.
Для измерений можно рекомендовать измеритель нелинейных’ 1 искажении типа С6-1Л, который имеет собственный звуковой гене- ‘ рагор н вольтметр, или звуковые генераторы типа ГЗ-35 или ГЗ-51. Если монтаж выполнен правильно, детали исправны и транзи- сторы подобраны в пары, налаживание усилителя особых трудностей не вызовет. Начинают с блока питания. Вместо усилителя к блоку подклю- чают проволочный резистор (нагрузку) с сопротивлением 1 кОм и мощностью 25—30 Вт. С помощью потенциометра /?зв на нем уста- навливают напряжение, равное 40 В, а затем величину нагрузочного резистора уменьшают до 20 Ом. Напряжение на выходе стабилиза- тора при этом не должно снижаться более чем на 0,2—0,3 В. В про- тивном случае необходимо проверить правильность монтажа схемы стабилизатора. Коэффициент стабилизации зависит от величины коэффициента усиления на постоянном токе Вст транзисторов. Значение этого ко- эффициента для транзистора Гю должно быть не менее 100. Следующим этапом является налаживание оконечных усилите- лей. Подстроечный резистор /?23 устанавливают в положение, соот- ветствующее его максимальной величине, а конденсатор Си отъеди- няют от коллектора транзистора Т4. К выходу усилителя подключа- ют проволочный резистор сопротивлением 4 Ом с мощностью рассе- ивания 25 Вт (эквивалент нагрузки), вольтметр переменного тока и осциллограф. С помощью подстроечного резистора /?23 в точке А устанавливают напряжение, равное половине напряжения питания. Затем, установив делители осциллографа в положение максималь- ной чувствительности, на вход усилителя подают синусоидальный сигнал частотой 1 кГц, постепенно увеличивая его уровень. На эк- ране осциллографа наблюдают форму синусоиды. При появлении искажений в виде «ступеньки» изменяют начальное смещение на ба- зах оконечных транзисторов Величина смещения определяется падением напряжения на терморезисторе /?28 и регулируется реоста- том /?27. После того как установлен начальный ток выходных тран- зисторов (его величина колеблется от 30 до 50 мА), проверяют од- новременность ограничения положительной и отрицательной полу- волн синусоиды. Амплитуду сигнала со звукового генератора увеличивают до появления на экране осциллографа ограничений си- нусоиды. Если ограничение происходит одновременно снизу и сверху, то усилитель налажен правильно. При одностороннем ограничении с помощью переменного резистора /?23 добиваются необходимого симметричного ограничения положительной и отрицательной полу- волн синусоиды. Проверяют еще раз величину начального тока выходных тран- зисторов, и, если опа не изменилась, настройку оконечного усилителя можно считать законченной. Затем следует измерить частотную характеристику регуляторов тембра. Предварительно от регулятора громкости отключают цепи тоикомпенсации, а регуляторы тембра устанавливают в положение, соответствующее максимальному подъему характеристики на низших и высших частотах. Ламповый вольтметр подключают через кон- денсатор емкостью 0,5—1,0 мкФ к коллектору транзистора Г3. На вход усилителя (разъемы Ш\ или ZZ/2) от звукового генератора по- дают сигнал 50 мВ. Частоту генератора устанавливают равной 20 Гц и производят первое измерение напряжения на коллекторе транзи- стора Тз. Затем ступенями изменяют частоту генератора и каждый 16
раз измеряют напряжение на коллекторе. Отношение напряжения Uj на каждой частоте к напряжению Uq на частоге 1 кГц выражают С// в децибелах по формуле 0 = 20 1g----- * По этим значениям стро- го ится частотная характеристика регуляторов тембра. Для ее быстрого построения удобно использовать логарифмический бланк, на котором по горизонтали откладывается частота в логарифмическом масштабе, а по вертикали — значение характеристики в децибелах. Для измерения переходного затухания на вход одного канала усилителя от звукового генератора подается сигнал величиной 250 мВ и на эквиваленте нагрузки вольтметром измеряют напряже- ние на выходе каждого канала. Переходные затухания определяют по формуле U ^п.з — 201g , Un где Ua — напряжение, возникающее в результате проникания сиг- нала из рабочего канала, т. с. канала, в который подан измеритель- ный сигнал; U — напряжение рабочего канала. Величина переходного затухания зависит от частоты, поэтому измерения необходимо проводить на нескольких частотах, например 50 и 500 Гц, 1, 5 и 10 кГц. Стремление улучшить некоторые параметры усилителя, в част- ности повысить его чувствительность, заставило разработать второй вариант схемы первых двух каскадов усилителя. Простое введение в схему усилителя дополнительного каскада на биполярном транзи- сторе могло бы существенно ухудшить отношение сигнал/шум. По- этому в качестве активных элементов для первых двух каскадов были выбраны полевые (униполярные) транзисторы. Отличительными особенностями полевых транзисторов являются их низкий уровень собственных шумов (менее 3 дБ) и высокое вход- ное сопротивление по постоянному току (109—1015 Ом). Выходное сопротивление каскадов на полевых транзисторах относительно низ- кое и определяется в основном величиной резистора в цепи стока. Именно хорошие шумовые показатели полевых транзисторов позво- лили повысить чувствительность усилителя почти в 3 раза, сохранив прежнюю величину отношения сигнал/шум (75 дБ). Запас усиления, полученный от применения полевых транзисто- ров, дает возможность увеличить глубину обратной связи в основ- ной петле и тем самым доюлнительно снизить нелинейные искаже- ния усилителя. Схема первых двух каскадов усилителя с применением полевых транзисторов приведена на рис. 2. Транзисторы 7\ и 7*2 применены типа КПЮЗК. Транзисторы типа КП 103 по своим параметрам пре- восходят известные транзисторы типа КП 102; они имеют более вы- сокую крутизну характеристики, что существенно для увеличения усиления. Из рис. 2 видно, что схема с применением полевых транзисто- ров не имеет принципиальных отличий от схемы на биполярных транзисторах. Изменены только значения сопротивлений резисторов и емкостей конденсаторов. Эти изменения вызваны разницей вход- ных и выходных сопротивлений каскадов на биполярных и унипо- 3—383 17
лярных транзисторах. Оки необходимы для правильного согласова- ния первого каскада и регуляторов тембра, а также регулятора тембра со вторым каскадом. Транзистор 7’f включен но схеме с общим истоком. Коэффициент усиления каскада равен примерно 8. Потенциал на затворе транзи- стора устанавливается резистором /?1$. Схема включения транзисто- ра 7\ напоминает схему включения электронных ламп во входных каскадах высокочувствительных малошумящих усилителей. В них смещение па управляющей сетке получается за счет падения напря- жения на резисторе с большим сопротивлением, включенном между сеткой и общим проводом. Эта схема включения транзистора не обеспечивает жесткой температурной стабилизации, тем по менее ее термостабилыюсть в диапазоне температур от 10 до 30°С вполне удовлетворительна, а простота очевидна. Второй каскад также собран по схеме с общим истоком. Коэффици- ент усиления каскада равен примерно 10. Схема подачи смещения и его величина обеспечивают термостабилыюсть каскада в диапазоне тем- ператур от 0 до 35°С. Вопрос термостабилыюстн полевых транзи- сторов требует некоторого пояснения. Дело в том, что при опреде- ленном выборе режима ток стока транзистора нс зависит от тем- пературы окружающей среды. При повышении температуры происходит взаимная компенсация двух процессов, проходящих од- новременно. Уменьшение удельной проводимости канала и соответ- ственно уменьшение тока стока происходят одновременно с умень- шением контактной разности потенциалов на р-п переходе затвор — канал, что влечет расширение проводящей части канала и увеличение тока стока. В отличие от биполярных транзисторов, у которых при повыше- нии температуры коллекторный ток растет, ток стока полевых тран- зисторов в зависимости о г установленного режима может увеличи- ваться, уменьшаться или оставаться неизменным. Использование в первом каскаде полевого транзистора дает возможность получить более высокую величину входного сопротив- ления усилителя, чем в схеме С биполярными транзисторами. Это сопротивление определяется в основном величиной резистора, слу- жащего регулятором громкости. Поэтому в целях увеличения вход- ного сопротивления усилителя на входе установлен регулятор гром- кости величиной 1 МОм. При отсутствии переменного сдвоенного ре- зистора с отводами для подключения цепей топкомпенсации с сопротивлением больше 470 кОм можно воспользоваться предло- женным ступенчатым регулятором на 11 положений. Величины со- противлений резисторов регулятора могут отличаться от номиналь- ных не более чем на 5%. Резисторы необходимо также подобрать в пары для левого и правого каналов с точностью не ниже 2%. Все резисторы припаяны прямо к лепесткам переключателя. Между платами переключателя для увеличения переходного за- тухания между каналами устанавливается экран из тонкой жести Высокое входное сопротивление усилителя заставляет принимать дополнительные меры по снижению наводок, которые могут суще- ственно ухудшить отношение сигнал/шум. Поэтому переключатель с регулятором громкости установлен в экране, который можно сде- лать из жести, меди или алюминия. Входные гнезда соединены с переключателем —- регулятором громкости и регулятором стереобаланса — экранированным прово- дом. В случае использования силового трансформатора с Ш-образ- 18
ным сердечником, имеющим значительное поле рассеивания, может потребоваться экранировка всей платы регулировок в целом. Таким образом, при использовании во входных каскадах поле- вых транзисторов необходимо использовать все меры борьбы с фоном и наводками, которые применяются при конструировании высоко- чувствительных ламповых усилителей. Детали схемы монтируют на той же печатной плате, которая предназначена для монтажа деталей схемы на биполярных тран- зисторах. Первый транзистор устанавливают вместо транзисторов Г1 и Т2 без каких бы то ни было изменений. Установка второго тран- зистора связана с незначительной доработкой платы, вызванной изменением схемы подачи смещения на затвор полевого транзисто- ра. При выполнении монтажа полевых транзисторов необходимо выполнять ряд требований. Пайка выводов транзисторов допускается в течение не более 3 с, причем расстояние пайки от корпуса должно быть не менее 10 мм, а мощность паяльника не должна превышать 60 Вт. Температура плавления припоя не должна быть выше 260°С, а минимальное расстояние от корпуса транзистора до изгиба выво- дов не должно быть менее 3 мм. Жало паяльника должно быть заземлено. Перед установкой транзистора па плату необходимо за- коротить па общий провод отверстия в плате под электроды транзи- сторов. Делается это для того, чтобы потенциал, накопленный в про- цессе монтажа на элементах схемы, не повредил переходов транзи- сторов. Полевой транзистор требует очень осторожного обращения. По- этому в случае применения полевых транзисторов рекомендуем ус- тановить на печатную плату широко распространенные в настоящее время панельки для транзисторов. Они облетают подбор транзи- сторов и уменьшают неприятности, которые обычно возникают при пайке транзисторов (пробой от статических потенциалов, перегрев и т. д.). В заключение необходимо отметить, что полевые транзисторы имеют разброс значений тока стока, одного из основных парамет- ров, характеризующего статический режим усиления. Ввиду того, что средний разброс составляет в пределах одной партии ±10%, целесообразно производить предварительный отбор транзисторов но току стока. ГРОМКОГОВОРИТЕЛИ Громкоговорители электрофона имеют следующие параметры: Полоса воспроизводимых частот (при неравномерности ±4 дБ), Гц......................................... 35—18 000 Коэффициент нелинейных искажении, %............... 3 Электрическая мощность, Вт..................... . 20 Сопротивление постоянному току, Ом................... 3 Масса, кг.................................... . • 15 Выбор чипа громкоговорителя для любительских усилителей представляет собой не такую простую задачу, как это может пока- заться с первого взгляда. Приходится искать компромиссное решение между сложностью конструкции и качеством звуковоспроизведения. В последнее время, кроме обычных громкоговорителей, используе- мых для высококачественного звуковоспроизведения, получили при- менение малогабаритные компрессионные громкоговорители. С точки 3* 19
зрения простоты конструкции предпочтение должно быть отдано компрессионным громкоговорителям, акустическое оформление ко- торых мало влияет на частотную и переходную характеристики. Для этих громкоговорителей используется простои пятистенный корпус, заполненный звукопоглощающим материалом. Передняя панель с ус- тановленными на пей головками просто вставляется в корпус и при- ворачивается к нему шурупами. Единственным требованием, предъяв- ляемым к таким конструкциям, является жесткость стенок и отсут- ствие дребезжания. Однако головки компрессионных громкоговори- телей сложны, они редко поступают в торговую сеть. Кроме тою, компрессионные громкоговорители имеют неудовлетворительное зву- чание на малых уровнях громкости в области низких частот. Подъ- ем низкочастотных сигналов в усилителе, необходимый для компенса- ции этого недостатка, требует значительного увеличения его выходной мощности. Компрессионные головки имеют еще одну особен- ность — низкий КПД, что также требует увеличения выходной мощ- ности усилителя НЧ, с которым они работают. Учитывая эти особенности компрессионных громкоговорителей, авторы предпочли более сложные по конструкции громкоговорители, укомплектованные доступными головками небольшой стоимости, но обеспечивающие высокое качество звучания на всех уровнях гром- кости. Многообразие типов подобных громкоговорителей делает необхо- димым обосновать выбор конкретной конструкции. Одним из основ- ных параметров, определяющих качество работы громкоговорителя, является его переходная характеристика, которая отражает колеба- ния подвижной системы в момент перехода из состояния покоя к вос- произведению сигнала и наоборот. Переходная характеристика даст возможность оценить способность громкоговорителя воспроизводить звуковые импульсы с крутым передним и задним фронтами. Переходная характеристика головки определяется степенью демпфирования подвижной системы, т. е. механическими потерями. При плохом демпфировании подвижной системы головки на се ча- стотной характеристике появляется один или несколько выбросов на резонансных частотах. Амплитуда эгнх выбросов показывает сте- пень демпфирования. Кроме того, подвижная система головки, как всякая колебатель- ная система, продолжает колебаться после снятия возмущающего воздействия, искажая тем самым полезный сигнал. На частоте собст- венного резонанса подвижной системы эти искажения имеют значи- тельную величину. Радиолюбитель в домашних условиях не может улучшить пере- ходную характеристику головки, но для изменения переходной ха- рактеристики громкоговорителя имеются достаточно широкие воз- можности. Например, эффективным средством улучшения переход- ной характеристики и снижения влияния собственных резонансов громкоговорителя является демпфирование. Его можно осуществить, например, электрическим способом, путем шунтирования звуко- вой катушки головки выходным сопротивлением усилителя НЧ. По наибольший эффект достигается при так называемом акустическом демпфировании. Самый простой и распространенный способ реализа- ции акустического демпфирования заключается в заполнении всего (или части) объема ящика громкоговорителя пористым звукопогло- тителем, например ватой. Такой способ действует весьма эффектив- но, сглаживая частотную характеристику громкоговорителя па ча- 20
стотах от 1—2 кГц и ниже и улучшая его переходную характеристи- ку. Выравнивание сопряжено со значительным снижением отдачи громкоговорителя (до 15—20 дБ), особенно на низших частотах. Во втором способе акустического демпфирования, кроме заполнения объема звукопоглотителсм, задняя стенка акустического корпуса заменяется так называемой панелью акустического сопротивления (ПАС); она также способствует активному затуханию колебательной системы, образуемой внутренним объемом корпуса и подвижной си- стемой головки. Однако ослабление сигналов низших частот при правильном расчете ПАС несколько меньше, чем в первом случае. Кроме того, эффективность первого способа в значительной мере за- висит от объема ящика громкоговорителя, который должен быть больше 0,05 м3, в то время как второй способ не предъявляет допол- нительных требований к объему ящика громкоговорителя. Учитывая сказанное, авторы выбрали для конструкции громко- говорителей вариант акустического демпфирования с использованием ПАС. Разработанные громкоговорители являются трехполоснымн, т. е. имеют три группы головок: низкочастотную, среднечастотную и высокочастотную. В целях более равномерного воспроизведения сигналов низкочастотная и высокочастотная группы содержат по две головки. Низкочастотная группа состоит из двух однотипных голо- вок 6ГД2 от широко известной радиолы «Симфония-2». Собственный резонанс головок, устанавливаемых в одном кор- пусе, не должен отличаться более чем на 10—15 Гц (например, 25 и 35 Гц). Очень важно, чтобы и вторая пара головок, устанавливае- мых в другом корпусе, имела резонансные частоты, близкие к первой. Воспроизведение средних частот осуществляется одной го- ловкой типа 5ГД1РРЗ от приемника «Сакта». Резонансная частота ее может быть любой. Однако при возможности выбора предпочте- ние следует отдать головке с более высокой резонансной частотой. Высокочастотная группа состоит из двух головок типа 1ГДЗРРЗ. Перед установкой в ящик все головки должны быть сфа- зированы. Многие радиолюбители считают, что фазнровку можно успешно осуществить «на слух». Если фазирование низкочастотной группы головок можно достаточно успешно сделать на слух, то сфазировать среднечастотные головки, а тем более высокочастотные, без измере- ний просто невозможно. Для фазирования головок мы рекомендуем воспользоваться магнитофоном. Его микрофон устанавливают на рас- стоянии 1 м против громкоговорителя на высоте от пола 0,5—0,8 м. Правильность фазирования головок определяют по максимальному показанию индикатора уровня записи (магнитофон работает в режи- ме записи). Последовательность фазирования следующая. Первыми фази- руют на частоте 100 Гц низкочастотные головки. При этом пере- ключают провода только на выводах одной головки. Затем на час- тоте около 600 Гц фазируют низкочастотную группу совместно со среднечастотной головкой. Высокочастотная группа фазируется по- следней на частоте 5—7 кГц. В качестве источника сигнала можно воспользоваться грампла- стинкой с записью фиксированных частот (например, ИЗМ-ЗЗД 0101-2 или любой другой). Фазирование второго громкоговорителя проводится в аналогич- ной последовательности. Для фазирования громкоговорителей меж- ду собой можно воспользоваться грампластинкой «Демонстрация сте- 21
реозвучания» 33C-01G41. Порядок этой операции установлен в тек- сте, записанном на грампластинке. Корпус громкоговорителя изготовлен из фанеры толщиной 72 мм Основные части корпуса и их сборка показаны на рис. 9. Соединения боковых стенок, а также верхней и нижней стенок выполнены «в шип». Швы тщательно проклеивают казеиновым клеем. От качест- ва подгонки деталей друг к другу и жесткости стенок зависит вели- чина собственного резонанса корпуса, который должен быть распо- Рис. 9. Конструкция корпуса громкоговорителя. / — задняя стенка с панелью акустического сопротивления; 2 — корпус; 3 — пе- редняя панель. ложен максимально ниже. Однако не следует чрезмерно увлекаться увеличением числа ребер жесткости, так как это может привести к повышению частоты собственного резонанса ящика. Целесообразно }становить по одному ребру на каждой из стенок ящика. Ребра при- клеивают к стенкам по диагонали (рис. 9). По периметру корпуса изнутри приклеивают спереди и сзади две рамы. К этим рамам кре- пятся задняя стенка (ПАС) и отражательная доска с головками. На- ружные поверхности корпуса тщательно шпаклюют и зачищают шкуркой. Затем эти поверхности обтягивают самоклеящейся пленкой, имитирующей ценные породы дерева. Изготовлению отражательной доски надо уделить особое вни- мание. В предлагаемой конструкции ее изготовляют из древесностру- жечной плиты толщиной 25 мм. Отверстия под головки после их вы- пиливания должны быть тщательно зачищены. Отверстия под высо- кочастотные головки с наружной стороны зенкуются под углом 45э па глубину 10 мм. По периметру отражательной доски делают 10 от- 22
вгрстнй диаметром 7 мм, в которые вставляют болты М6Х60- Голов- ки болтов утапливают и заливают эпоксидной смолой. Этими болтами с помощью гаек и шайб отражательную доску крепят изнутри к пе- редней рамс. Перед установкой в корпус с внутренней стороны доски по ее периметру приклеивают полоску поролона шириной 30 мм и толщиной 5—7 мм, служащую для уплотнения шва между отража- тельной доской и передней рамой. С наружной стороны к отража- тельной доске также приклеивают лист поролона, в котором выреза- ют отверстия под головки. Диаметр этих от- верстий делают на 10—15 мм больше соответ- ствующего диаметра отверстия в отражатель- ной доске. Затем отражательную доску обтя- гивают декоративной тканью, которую следует хорошо натянуть. Ткань нс должна быть очень плотной. Слишком плотная ткань может внести затухания, т. е. ослабить излучение сиг- налов высших частот. Иногда слишком плот- ная ткань создает резонансные явления (при большом объеме воздуха между излучателем и тканью). В этом случае на частотной харак- теристике головки могут появиться дополни- тельные пики или провалы. В последнюю очередь к отражательной доске шурупами приворачивают головки. Пред- варительно под головки подкладывают тонкие поролоновые кольца. Места для ввинчивания шурупов надо проколоть шилом, а шурупы смазать мылом, что облегчит их ввинчивание в древесностружечную плиту. Рис. 10. Панель акустического сопротивления. Задняя На среднечастотную головку перед установкой на отражатель- ную доску надевают марлевый мешок. После установки головку за- крывают защитным колпаком, который предохраняет ее излучатель от воздействия колебаний воздуха, создаваемых низкочастотной груп- пой, и снижает возникающие при этом искажения. Защитный колпак выполняют из стали, изнутри его обклеивают тонким войлоком и за- полняют ватой (неплотно). Колпак прнклепляют к отражательной доске с помощью четырех кронштейнов. Колпак можно изготовить и из фанеры, в этом случае обклеивать его внутреннюю поверхность не требуется. Самым важным элементом громкоговорителя является ПАС. Она состоит из двух фанерных листов толщиной 10 мм, в которых соос- но просверлены 50 отверстий диаметром 30 мм. хМсжду листами фа- йеры туго натягивают демпфирующий материал, например льняное полотно (рис. 10). Одни из листов фанеры одновременно является задней стенкой акустического корпуса громкоговорителя. При свер- лении отверстий необходимо внимательно следить за тем, чтобы при иыходе сверла на фанере не получались сколы. Рекомендуем оба листа фанеры крепко скрепить друг с другом. После просверливания всех отверстий листы разъединяют и на меньший лист накладывают материал, хорошо расправив его. Затем приступают к натяжке материала. Сначала надо приклеить ткань к 23
и зависит качество FPi'TPz 6ГД-2 О, 120.0 02120,0 0^2,0 rP'tJPs 1ГА~3 ГРз 5ГД-1 Рис. 11. Схема электрического соединения головок громкого- ворителя. одному из торцев листа. После того, как клей высохло i, ткань силь- но натягивают и приклеивают к противоположному горну. На время высыхания клея можно прибить ткань маленькими гвоздями, чтобы она не сползала. После высыхания клея ткань приклеивают к при- лежащим торцевым поверхностям листа. При этом ткань также сле- дует хорошо натянуть. От натяжения ткани в значительной степени ” ‘~ громкоговорителя в целом. ПАС особо эффективна на низших частотах, где воздух внут- реннего объема ящика колеблется совместно с подвижной системой головки. Колеблющийся воздух должен проникать через отверстия и демпфирующую ткань. Если при этом ткань будет подвижна, то демпфирование будет минималь- ным. После натяжения на меньший лист демпфирующую ткань следу- ет немного смочить, чтобы она «села» и тем самым получила до- полнительное натяжение. Затем обе половины ПАС свинчивают вместе и устанавливают в ящик. К нижней стенке ящика при- крепляют четыре ножки высотой 180 мм. Конструкция их принци- пиального значения не имеет. Для исключения дребезжания громко- говорителей при установке на пол под ножки следует подклеить ре- зину или войлок. Схема соединения головок в громкоговорителе представлена на рис. 11. Элементы разделительного фильтра размещают внутри ящика на нижней стенке. Катушки индуктивности Lx наматывают проводом ПЭЛ-1 — 1,2 виток к витку до полного заполнения каркаса. Каркас имеет внутренний диаметр 30 мм, наружный диаметр 70 мм и шири- ну 30 мм. Громкоговорители с ПАС в качестве задней стенки нельзя ста- вить вплотную к стенке. Для эффективной работы ПАС расстояние между стеной и громкоговорителем должно быть не менее 50—60 мм После сборки громкоговорители должны быть тщательно прове- рены во всем диапазоне частот при максимальной мощности. Для этого можно воспользоваться грампластинкой с записью фиксирован- ных частот. Рекомендуем начинать эту операцию с самых низших частот. При небрежном изготовлении на некоторых частотах может воз- никнуть дребезжание. Обнаружить источник дребезжания доста- точно трудно, однако необходимо. Поэтому следует заранее прини- мать меры, которые снизили бы вероятность появления дребезжания и призвуков. Часто причиной появления призвуков и даже значи- тельных искажений являются гибкие выводы от звуковой катушки низкочастотной головки. Иногда причиной дребезжания является не- правильная установка звуковой катушки в зазоре. Исправить такой дефект практически невозможно, и такая головка подлежит замене. 24
Однако заменить головку в уже собранном громкоговорителе достаточно сложно, поэтому перед установкой па отражательную доску головки необходимо тщательно осмотреть и проверить. ЭЛЕКТРОПРОИГРЫВАТЕЛЬ Электропроигрыватель стереофонического электрофона спроек- тирован с учетом возможности его изготовления в домашних усло- виях. В основу проектирования положены следующие основные по- ложения: получение максимально высоких технических характери- стик при относительной несложности конструкции, облегчение изго- товления путем применения имеющихся в продаже готовых узлов и деталей, обеспечение удобств в эксплуатации путем применения гид- равлического мнкролифта, стробоскопического устройства регулиро- вания частоты вращения диска и бесконтактного автостопа. Так как диапазон воспроизводимых частот зависит в основном от применяемой головки, тонарм проигрывателя должен допускать возможность установки любой, в том числе и самой совершенной, го- ловки, а также обеспечить реализацию всех ее параметров. Основные требования, предъявляемые к электропроигрывателям высшего класса, перечислены на стр. 4. Кратко рассмотрим воп- росы, на которые следует обращать внимание при проектировании электропроигрывателя. Выполнение первого требования (полоса воспроизводимых частот 20—20 000 Гц±1,5 дБ) целиком зависит от головки и конструкции тонарма. Изменение частоты вращения диска воспринимается на слух как нарушение тональности записи, воспроизводимой с пластинки. Поэто- му отклонение частоты вращения движущего механизма проигрыва- теля не должно превышать допускаемой величины. Для выполнения этого требования в проигрывателях высшего класса предусматрива- ется устройство для подстройки и контроля частоты вращения дис- ка. Как правило, такие устройства работают по принципу стробо- скопа. Детонация электропроигрывающего устройства проявляется как «плавание» или «дробление» звука. Для снижения детонации необ- ходимо точно выполнить все детали движущего механизма, жела- тельно также увеличить массу диска и сосредоточить ее по возмож- ности ближе к борту. При большом моменте инерции диска умень- шается неравномерность его вращения и снижается детонация. Помехи от вибраций воспринимаются па слух как неприятный рокот, который особенно заметен в паузах и тихих местах музыкаль- ной программы. Величина этих помех характеризуется уровнем рокота. Борьба с ними является наиболее трудной задачей и требует вы- полнения комплекса мер, ослабляющих передачу вибраций от двига- теля к игле звукоснимателя. Уровень рокота зависит от принципа дей- ствия приводного механизма проигрывателя. В настоящее время по- лучили распространение три способа передачи вращения от двигате- ля к диску проигрывателя. При перлом способе передача вращения осуществляется с помощью промежуточного обрезиненного ролика (рис. 12). Частоту вращения диска изменяют переключением ролика на разные ступени насадки, укрепленной на валу двигателя. Обычно это достигается с помощью несложного, ио довольно трудоемкого для изготовления в домашних условиях механизма. 25
При втором способе вращение от двигателя к диску передает- ся посредством эластичного ремня (пзеенка). В последнее время получил также распространение так называемый прямой привод диска. По этому способу диск устанавливают непосредственно на валу двигателя с частотой вращения ЗЗ'/з п 45 об/мин. Разберем эти три способа с точки зрения их применения в лю- бительском проигрывателе. Первый способ, несмотря на кажущуюся привлекательность, в настоящее время почти нс применяется для высококачественных проигрывателей, так как вибрации двигателя че- Рис. 12. Движущий механизм с промежуточным роликом. 1 — электродвигатель; 2 — ступенчатая насадка; J — промежуточный ролик; 4 — диск. рез ролик передаются диску, пластинке и игле звукоснимателя, вы- зывая рокот. Третий способ хотя и имеет много преимуществ, но требует спе- циального пизкооборотпого двигателя, который пока не выпускается нашей промышленностью. Расчет двигателя и его изготовление в домашних условиях — задача очень трудная. Остается второй способ, с помощью которого можно получить хорошие результаты, поэтому остановимся на нем подробнее и рас- смогрим различные его варианты в зависимости от типа применяемо- го двигателя, а также меры, позволяющие ослабить помехи от вибра- ции двигателя до допустимой величины. Вибрации двигателя возника- ют главным образом от несовпадения центра тяжести ротора с осью вращения, что приводит к возникновению переменных сил, величина которых пропорциональна квадрату частоты вращения ротора. По- этому выгодно применять тихоходные двигатели (300—400 об/мин), собственные вибрации которых незначительны. Отечественная про- мышленность выпускает только одну модель такого двигателя ТСК-1. Это синхронный двигатель, применяемый в проигрывателе О-ЭПУ-1С, входящем в комплект стереофонического устройства «Электроника Б1-01>. При наличии такого двигателя его вполне мож- но применить в любительском проигрывателе, хотя для питания не- обходим довольно сложный генератор. Однако в большинстве случаев приходится ориентироваться на имеющиеся в продаже асинхронные однофазные двигатели перемен- ного тока, например, серии ЭД Г, а также КД или АД. Эти двигате- ли получают питание с использованием так называемой фазосдвигаю- щей цепочки, содержащей последовательно соединенные конденсатор и резистор. Уровень вибраций этих двигателей зависит не только от механических причин, но и от электрических значений емкости и со- противления элементов фазосдвигающей цепочки. Указанные в пас- порте величины элементов фазосдвигающей непочкп обеспечивают равномерное вращение ротора только при определенной величине на- грузки на двигатель. Поэтому, изготовив движущий механизм, сле- дует подобрать такие значения конденсатора и резистора фазосдви- 26
гающей цепочки, при которых получаются наименьшие вибрации дви- гателя. Применение пассика сильно ослабляет вибрация, распространя- ющиеся от двигателя к диску. Но вибрации передаются игле звуко- снимателя не только через диск, а также через корпус, панель и то- нарм. В домашних условиях эти вибрации можно подавить с помощью мягкой подвески двигателя в сочетании с увеличением его массы. Из механики известно, что величина переменных сил от колеба- тельной системы (двигателя), передаваемых основанию, т. е. корпу- Рис. 13. Движущий механизм с одноступенчатой ременной передачей, о —- с двигателем 300—400 об/мин; б —с двигателем 1100—1500 об/мин. су и плате проигрывателя, обратно пропорционально массе системы. Для увеличения массы двигателя можно прикрепить к нему какой- либо груз, а затем подвесить двигатель вместе с грузом к деревянно- му корпусу на амортизаторах, например резиновых шнурах пли пру- жинах. Такой способ подавления вибраций двигателя хорошо заре- комендовал себя на практике. Он особенно эффективен в том случае, когда масса ротора двигателя сравнительно мала, а частота его вра- щения относительно велика (например, при использовании двигате- лей серии ЭД Г). Выбор кинематической схемы движущего механизма определя- ется имеющимися в распоряжении конструктора двигателем н пасси- ком. Сначала определяют передаточное отношение приводного ме- ханизма, для чего частота вращения ротора двигателя делится на 33,33 (частоту вращения пластинки). Если это отношение не превыша- ет 10—15» то оптимальным будет одноступенчатая передача (рис. 13,а). Эта передача позволяет применить плоский магнитофон- ный пассик (например, от магнитофонной приставки «Нота»). Для двигателей серий АД и КД (частота вращения 1450 об/мин) передаточное отношение будет 40—45. В этом случае можно приме- нить одноступенчатую передачу (рис. 13,6), по готового пассика для такой передачи в продаже нет, поэтому его надо изготовить само- стоятельно. При использовании высокооборотиы.х двигателей, например се- рии ЭДГ с частотой вращения 2800 об/мин (передаточное отношение 90), использование одноступенчатой передачи не рекомендуется. Ди- аметр насадки на валу такого двигателя получается слишком ма- лым (2—2,5 мм), что создает невыгодные условия для работы пас- сика, увеличивает его проскальзывание и т. д. В этом случае следует применять двухступенчатую передачу (рис. 14) с пассиками про- мышленного изготовления. Двигатель с промежуточным шкивом вы- годно объединить в одни узел на общем тяжелом основании, которое подвешивается к корпусу проигрывателя. Этот узел можно рассмат- 27
пивать как низкооборотный двигатель со всеми его преимуществами. Но мнению авторов, в проигрывателе с двухступенчатой передачей нецелесообразно применять переключатель частоты вращения диска. Отечественная промышленность выпускает главным образом пластинки на частоту вращения 33 7з об/мин, поэтому в любитель- ском проигрывателе можно ограничиться только одной скоростью. Для проигрывания пластинок на 45 об/мин достаточно выполнить дополнительную насадку па двигатель пли применить двухступенча- Рис. 14. Движущий механизм с двухступенчатой ременной пе- редачей. тый промежуточный шкив и вручную переставлять пассик с одной ступени на другую. Другим важным узлом проигрывателя является звукосниматель. Он состоит из головки, преобразующей механические колебания иг- лы в электрические, и тонарма, обеспечивающего надежное следова- ние иглы по звуковой канавке пластинки. В проигрывателях второго и третьего классов применяются глав- ным образом пьезоэлектрические головки. Они достаточно просты, имеют относительно низкую стоимость и большой уровень выходного сигнала (выходное напряжение около 0,2 В). Но пьезоэлектрическим головкам свойственны недостатки, которые не позволяют применять их в аппаратах для высококачественного воспроизведения звука. К главным из этих недостатков относятся сравнительно узкий диапа- зон воспроизводимых частот при значительной неравномерности частотной характеристики и недостаточная гибкость подвижной си- стемы, требующая относительно большой прижимной силы звуко- снимателя (не менее 50—60 мН, т. е. 5—6 г). Большинство пьезо- электрических головок снабжено сапфировыми иглами и только са- мые лучшие из них — алмазными. В проигрывателях первого и высшего классов применяются только магнитные головки, воспроизводящие широкий диапазон час- тот при небольшой неравномерности частотной характеристики и очень малых искажениях. В магнитных головках применяются ал- мазные иглы (за рубежом большинство игл выпускается с эллипти- ческим сечением рабочей части, улучшающим условия воспроизведе- ния сигналов высоких частот), лучшие модели магнитных головок работают при прижимной силе менее 10 мН (1г). При воспроизведе- нии записи магнитными головками резко снижается износ пластинок и игл по сравнению с пьезоэлектрическими головками. К недостат- кам магнитных головок следует отнести малую величину выходного сигнала (выходное напряжение 2—5 мВ) и высокую стоимость. Промышленность выпускает сейчас магнитные головки ГЗУМ- 73С и ГЗМ-ООЗ для проигрывателей первого и высшего классов соот- ветственно. Обязательным условием сохранения высоких качествен- ных показателей современных магнитных головок является примене- ние тонарма с оптимальными геометрическими размерами и мини- мальным трением в подшипниках вертикальной и горизонтальной осей вращения. В этих узлах применяются подшипники повышенных клас- сов точности. 28
Тонарм обязательно должен иметь устройство для регулирова- ния прижимной силы в интервале 5—40 мН (0,5—4 г), компенсатор скатывающей силы и микролифт для плавного спуска иглы на пла- стинку. Современный тонарм является сложным прибором точной меха- ники. На рис. 15 схематически показано положение тонарма относи- тельно пластинки, где L — расстояние между иглой и вертикальной осью вращения тонарма (длина тонарма); (3— угол поворота го- ловки относительно прямой АБ (угол коррекции тонарма); d— рас- стояние между центром вращения пластинки и вертикальной осью вращения тонарма (установочная база звукоснимателя). Соотноше- ния между L, р и d рассчитывают по формулам, имеющимся в спра- вочной литературе. Обычно зада- ются длиной тонарма и, исходя из пес, определяют остальные разме- ры. Чем длиннее тонарм, тем меньше искажений при воспроиз- ведении грамзаписи. Но увеличе- ние длины приводит соответствен- но к увеличению размеров проиг- рывателя. Поэтому в переносных проигрывателях тонарм обычно не делают больше 180—200 мм. Для элсктропроигрывающих устройств высокого класса можно рекомен- довать следующие соотношения: А = 231 мм, ₽ = 22°40z, d=215 мм. Современные тонармы имеют разнообразную форму (рис. 16). Общим требованием для всех то- нармов является балансировка (уравновешенность) по осям хх и ////. Балансировка относительно о; Рис. 15. Геометрические соот- ношения между тонармом и пластинкой; силы, возникаю- щие при проигрывании пла- стинки. и хх производится с помощью противовеса. Прижимная сила устанавливается регулировочной пру- жиной либо разбалансировкой противовеса (смещением его ближе к оси хх). Последний способ благодаря его простоте целесообразно применять для любительских конструкций. Тонармы, показанные на рис. 16, а, б, сравнительно легко урав- новесить относительно осн уу, Для тонарма, показанного на рис. 16, в, целесообразно ввести дополнительный компенсирующий противовес, которым одновременно можно и регулировать прижим- ную силу звукоснимателя. Иногда основной противовес отклоняют в сторону, противоположную головке (рис. 16,г). Рассмотрим силы, действующие на иглу звукоснимателя. При вращении пластинки па иглу действует сила Fl( (рис. 15), направлен- ная по касательной к звуковой канавке в точке контакта с иглой. От- па из составляющих этой силы Fq уравновешивается жесткой связью тонарма, а вторая составляющая Го увлекает иглу к центру пластин- ки, поэтому ее называют скатывающей силой. Расчеты показывают, что по величине скатывающая сила составляет около 10—15% при- жимной силы. Нескомпенсированная скатывающая сила вызывает повышенный износ внутренней (обращенной к центру пластинки) 2J
сте»кп звуковой канавкп, а также соприкасающейся с ней стороны иглы. Компенсаторы, устанавливаемые в тонармах для проигрывате- лей высокого класса, ослабляют действие этой силы и обеспечивают одинаковое давление иглы па обе стенки звуковой канавки пла- стинки. Компенсаторы скатывающей силы выполняются в виде грузика, «лтарированной пружины (рис. 17) пли несложного рычажного уст- ройства. Рис. 17. Тонарм с головкой, ус- тановленной нот прямым углом к горизонтальной осн его вра- щения. Рис. 16. Наиболее распростра- ненные формы тонармов. В любом проигрывателе желательно иметь автостоп, автомати- чески останавливающий диск после окончания воспроизведения запи- си с пластинки. Однако механический автостоп, применяемый в про- шрывателях второго и третьего классов, не пригоден для высокока- чественного проигрывателя. В момент срабатывания его механизм оказывает давление на иглу, прижимая ее к одной стенке звуковой канавкп. В канале воспроизведения прослушиваются при этом непри- ятные хрипы. Если звукосниматель работает с прижимной силой (нагрузкой на иглу) менее 10 мН (1 г), механический автостоп может вытолкнуть иглу из звуковой канавки. Поэтому в высококачествен- ных проигрывателях применяют только бесконтактный автостоп. На вертикальной оси тонарма (под панелью проигрывателя) устанавли- вают заслонку, которая перекрывает поток света от лампочки к фо- тореле. Предлагаемый вниманию читателей проигрыватель спроектиро- ван с учетом изложенных выше положений. В проигрывателе, который авторы предлагают для самостоятель- ного изготовления, приводной механизм и тонарм выполнены по схе- мам, показанным на рис. 14 и 16, а. Для облегчения изготовления проигрывателя в домашних условиях использованы узлы н детали, имеющиеся в продаже, в том числе оба насснка движущего меха- низма. 30
При сравнительной простоте конструкции проигрыватель ио де- тонации и уровню рокота не уступает отечественным и зарубежным образцам высшего класса. Поскольку любой высококачественный проигрыватель является очень точным аппаратом, при его изготовлении необходимо строго соблюдать допуски, указанные па чертежах деталей, а также реко- мендации по наладке и регулировке. Только при выполнении всех этих условий можно получить высокое качество воспроизведения грамзаписи. Проигрыватель состоит из движущего механизма, содержащего двигатель и понижающую передачу с системой подвески, диска с под- шипником, тонарма с микролифтом и корпуса с крышкой. Двигатель/ (рис. 18) вместе с грузом 2 и угольниками 4п7 под- вешен к плате 8 на четырех резиновых шнурах Р, прикрепленных к плате 8 планками 10. Двигатель растянут пружинами 12 между угольниками 4 и 7 и винтами, ввернутыми в плату 8, прикрепленную шурупами к брускам // корпуса. К концам угольников крепится планка 3 с втулкой 5 и неподвижно закрепленным во втулке валом 6, на котором вращается промежуточный шкив 15. В качестве вала можно использовать вал магнитофона «Айдас». От насадки 50 па валу двигателя вращение к шкиву 15 передается с помощью пасси- ка 49 (от магнитофона «Комета-206»). От шкива 15 вращение к ма- ховику /7, па котором лежит диск 14t передается пасснком 16 (от магнитофонной приставки «Нота»). В качестве маховика применен ведущий узел от магнитофона «Дайна». Единственная доработка этого узла заключается в проточке верхнего конца вала до диаметра 6—0,02 мм на длине 10—12 мм, что дает возможность установить на- конечник 18, центрирующий грампластинки на диске. Доработку маховика следует вести на шлифовальном станке (вал закален), ис- пользуя центровые отверстия на торцах вала. ЛУаховик 17 можно изготовить самостоятельно, для этого целе- сообразно выточить отдельно маховик и вал с фланцем. Крепление маховика к фланцу производится тремя винтами М3. В этом случае наконечник 18 не потребуется. Нижний конец вала обязательно дол- жен иметь центровое отверстие для шарика. Основные размеры ма- ховика показаны па рис. 19. На рис 18 приведены следующие обозначения: / — электродвигатель ЭДГ-6; 2 —груз (сталь, цинковать); 5 —план- ка (дюралюминий); 4 — угольник правый (сталь, цинковать); 5 — втулка (эбонит); 6 — вал (сталь); 7 — угольник левый (сталь, цинко- вать) ; 8 — плата (сталь, цинковать); 9 — шнур резиновый диаметром 2,5—3 мм; 10 — планка (сталь, цинковать, 2 шт.); // — брусок 10Х Х15 мм (дерево); 12— пружина (проволока диаметром 0,3 мм, на- ружный диаметр пружины 3,6 мм, 5 шт.); 13— панель несущая (дюр- алюминий); 14—диск (дюралюминий); 15 — шкив (латунь, хроми- ровать); 16 — пассик (от магнитофонной приставки «Нота»); 17 — маховик (от магнитофона «Данна»); 18 — наконечник (латунь, хро- мировать); 19 — головка звукоснимателя ГЗМ-ООЗ; 20 — пластина (оргстекло, красить); 21 — сухарь (эбонит); 22 — трубка 8X0,5 дли- ной 182 мм (сплав алюминиевый); 23 — цапфа (латунь, хромиро- вать, 2 шт.); 24 — поводок (латунь, хромировать); 25 — кронштейн (проволока медная посеребренная диаметром 0,8 мм); 26 — нить капроновая; 27 — грузик (латунь, хромировать); 28 — вилка (дюр- алюминий, эбонит); 29—шарикоподшипник № 1000092 (6X2X2,3 мм, 2 шт.); 30 — корпус (эбонит, дюралюминий); 31 — втулка (дюралю- 31
Рис. 18. Конструкция проигрывателя. 32
33
миний); 32— вал (дюралюминий); 33— шарикоподшипник № 24 (13X4X5 мм, 2 шт.); 3/— втулка (дюралюминий); 35 — предусили- тель-корректор в экране; 36 — пружина (проволока ОВС); 37— звездочка (сталь); 38 — пилон (дюралюминий, латунь); 39— втул- ка (дюралюминий); 40— амортизатор (войлок); 41— винт М4Х40 (шпилька, 3 шт.); 42 — шайба (4X15X1 мм, 16 шт.); 43 — плита (текстолит, гетинакс); 41— втулка (бронза, латунь); 45— шарик диаметром 6 мм; 46 —- ролик 7ХЮ; 47 — гайка (сталь, дюралюми- ний, латунь); 48 — шпилька М4><52; 49 — пассии (от магнитофона Рис. 19. Конструкция маховика. «Комета-206»); 50 — насадка (латунь); 51 — стойка 4X65 мм (ла- тунь. сталь, хромировать); 52 — полка (эбонит), 53 — кожа толщи- ной 1 мм (приклеить к детали 52 клеем 8811); 54— винт (латунь, хромировать); 55 — указатель (дюралюминий); 56' — шкала (дюр- алюминий); 57—панель управления (дюралюминий, уголок 40X40); 58— диск, дюралюминии; 59 — резистор переменный ППЗ 20,15 кОм; 60— угольник (сталь, цинковать); 61 — рукоятка (эбонит); 62—по- водок диаметром 3 мм (латунь, хромировать); 63 — цилиндр (дюр- алюминий, латунь, хромировать); 61 — поршень (дюралюминий); 65— пружина (диаметр проволоки 0,3 мм, наружный диаметр пру- жины 4,2 мм); 66—67 — демпфер (резиновая трубка 8X1,5X16мм); 68— рычаг (латунь, хромировать); 69 — противовес (латунь, хроми- ровать); 70 — серьга (сталь, латунь, хромировать); 71 — винт (ла- тунь, хромировать); 72 — опора (эбонит); 73 — вал с кулачком (сталь, лат)ньъ хромировать); 74 — шток (латунь, хромировать); 75 — зер- кало (40X25 мм); 76 — лампа неоновая ТН-0,2; 77 — кронштейн (сталь); 78— угольник (уголок 25X25 длиной 25мм, дюралюминий, сталь); 79 — кронштейн (медная проволока диаметром 1,5 мм, при- паять к детали 76)\ 80 — поводок (дюралюминий, полировать). Грампластинка должна опираться на диск обязательно через резиновые прокладки. На рис. 20, а—в приведено несколько вариан- тов выполнения этих прокладок. Выбор формы прокладки зависит от вкуса и производственных возможностей конструктора. Следует учи- тывать, что диаметр А (рис. 20) должен быть меньше 172 мм. Это даст возможность проигрывать пластинки уменьшенного формата, в том числе и на 45 об/мнн. Центральную часть прокладки на рис. 20, б нужно расположить глубже наружной на 1—2 мм, что улучшит условия проигрывания покоробленных пластинок. Переключение частоты вращения диска 14 (33 */» пли 45 об/мин) достигается установкой пасспка 16 на соответствующий диаметр шкива 15 при снятом диске. 34
Вал маховика 17 вращается во втулке 44, закрепленной на пли- те 43, к которой клеем 88Н приклеены три войлочных амортизатора 40 с пропущенными через них винтами 41, соединяющими плиту 43 с несущей панелью 13. Последняя опирается через регулируемые пи- лоны 38, ввернутые во в гулки 39, па четыре конические пружины 36* прикрепленные к дну корпуса с помощью звездочек 37. Предложенная конструкция подвески панели 13 значительно ос- лабляет акустическую обратную связь и позволяет при необходимо- сти легко вынимать панель вместе с тонармом из корпуса, предва- рительно сияв диск 14 и пассик 16. Рис. 20. Различные варианты выполнения диска проигрыва- теля. К несущей панели 13 крепится тонарм с устройствами крепле- ния головки и установки прижимной силы, а также с компенсатором скатывающей силы и гидравлическим микролпфтом. Тонарм смонтирован на опоре 72, к которой винтом крепится втулка 34 с шарикоподшипниками 33 и вертикальным валом 32. В панели 13 в опоре 72 выполнены соосные отверстия для прохода проводов, идущих от головки. К фланцу вала 32 крепится вилка 28, в которой с помощью цапф 23 закреплена втулка 31 с шарикопод- шипниками 29 горизонтальной оси вращения тонарма. На втулке 31 закреплен корпус 30, в котором в свою очередь закреплены труб- ка 22 и через демпфер 67 рычаг 68 противовеса 69. Трубка 22 может быть из алюминиевого сплава, латуни, меди, нержавеющей стали и т. д. с точки зрения уменьшения массы тонар- ма желательно применять тонкостенные трубки. Для латунной или стальной трубки толщина стенки должна быть не более 0,2—0,3 мм. На противоположном конце трубки 22 крепится держатель го- ловки, состоящий из сухаря 21 и пластины 20 с двумя отверстиями, расположенными на расстоянии 12,7 мм друг от друга. Через эти от- верстия винтами М2 или М2,5 с гайками к пластине 20 крепится магнитная головка. Размер 12,7 мм (0,5 дюйма) является стан- дартным крепежным размером для магнитных и некоторых пьезо- головок. Перемещая противовес 69 по рычагу 68, с помощью пинта 71 можно изменять прижимную силу н пределах от нуля до 35 мН (3,5 г) или от 30 до 70 мН (3—7 г). Установленная прижим- ная сила определяется по шкале 56 против стрелки указате- ля 5а. Для обеспечения плавного спуска иглы на пластинку, снижающе- го возможность повреждения пластинок и иглы, тонарм снабжен микролпфтом, в котором используется эффект вязкого трения. Мик- ролифт состоит из поршня 64 со штоком 74, помещенного в ци- линдр 63. Зазор между поршнем н цилиндром заполнен вязкой невысыхающей жидкостью (полпметилснлоксановая жидкость 1L4C-500000). На верхний конец штока 74 через регулировочный винт может опираться корпус тонарма упором 66. Нижний конец 35
инока под воздействием пружины 65 соприкасается с кулачком, вы- полненным на валу 75, с которым соединен поводок 62 с рукояткой 67. При резком перемещении рукоятки 61 вниз вал 73 поворачива- ется, и нижний конец штока из-за большой вязкости жидкости на определенное время теряет контакт с поверхностью кулачка. На шток сверху действует нагрузка, состоящая из массы тонарма и усилия пружины 6*5. Пот действием этой нагрузки шток и опирающийся на него тонарм плавно опускаются вниз. При этом скорость опускания тонарма не зависит от скорости перемещения рукоятки 61. После соприкосновения иглы с пластинкой спуск тонарма прекращается, Ъ 1К 1.2 Rj 15 к Rz 2 к К фотореле автостопа Jlj ТИО, 2 Ви 33 к flpj 0,5 А М, ЗДГ-6 Проб. 10 Вт 1,3*300 в Сеть 127 В К Выпрямителю усилителя- корректора 240 Bz 2200 О Рис. 21. Электрическая схема проигрывателя. а шток 77 под воздействием пружины продолжает двигаться вниз, пока не соприкоснется с поверхностью кулачка. В качестве пружи- ны 65 может быть использована пружина от шариковой авторучки. При перемещении рукоятки 61 вверх кулачок заставляет шток 74 двигаться вверх, поднимая тонарм. Тонарм снабжен компенсатором скатывающей силы, состоящим из грузика 27, подвешенного на капроновой нити 26, которую за- крепляют в проточке поводка 24, ввернутого во фланец вала 32. Нить пропускают через ушко проволочною кронштейна 25, изменя- ющею направление действия силы веса грузика. В проигрывателе предусмотрена возможность регулирования частоты вращения диска 14 в пределах 1,5—2%. Частоту вращения контролируют с помощью стробоскопического устройства. Изме- нение* частоты вращения осуществляется подачей в обмотку дв.ч- ытеля постоянного тока (рис. 21), значение которого регулиру- ется изменением сопротивления переменного резистора 59 (рис. 18) путем вращения диска 58 Для визуального контроля частоты вращения на поверхности диска 14 нанесены стробоскопи- ческие метки (180 отверстии диаметром 2,5—-3 мм и глубиной 1 — 1,5 мм). Вместо высверливания отверстий к диску 14 можно прикле- ить кольцо бумаги со стробоскопическими делениями. Метки или деления освещаются неоновой лампой 76. 36
случае изготовления из де- Рис. 22. Способ изготовле- ния крышки. Наблюдение за метками ведется с помощью зеркала 75, установ- ленного в кронштейне 77. Для регулирования положения зеркала по высоте кронштейн крепится к угольнику 78 через два продольных паза. Проигрыватель смонтирован в корпусе с внутренними размерами 400X320 мм и высотой 72 мм (без ножек). Корпус изготавливают из дерева или из текстолита, гетпнакса, оргстекла и т. д. Внешнюю поверхность корпуса оклеивают синтетической пленкой, имитирующей ценные породы дерева, или полируют рева). В дне корпуса выполняют три больших отверстия, в одном из кото- рых свободно располагается груз 2 двигателя. Второе отверстие служит для доступа к регулировочной гай- ке 47, а третье — для доступа к про- водам, идущим из тонарма, а также для регулировки автостопа. На задней стенке корпуса могут быть расположены разъем или креп- ление шпура сетевого питания про- игрывателя, при необходимости пере- ключатель сетевого питания, сетевой предохранитель и разъем для под- ключения усилителя низкой частоты или магнитофона. Боковые стенки корпуса выполнены несколько толще, чем передняя и задняя, чтобы при работе проигрывателя с закрытой крышкой винт 71 не упирался в правую боковую с генку крышки, когда игла находится на последних канавках пластинки. Крышка склеивается из оргстекла толщиной 3—4 мм с внутрен- ними размерами 435X335X70 мм. Для улучшения внешнего вида и повышения прочности крышку можно изготовить способом, пока- занным на рис. 22. Переднюю, верхнюю и заднюю стенки крышки изготавливают из одного листа. По ширине листа делают надрезы, рас- положенные от краев листа на расстоянии, равном высоте крышки. Затем нагревают надрез с обратной стороны газовой горелкой, осто- рожно отгибают переднюю и заднюю стенки под прямым углом. Бо- ковые стенки крышки вклеивают. Крышку можно сделать съемной или прикрепить к ящику на петлях. В последнем случае крышка фиксируется в открытом поло- жении поворотной стойкой, укрепленной на ее левой боковой стенке (рис. 23). К передней стенке корпуса крепится панель управления 57 (рис. 18) с выключателем питания. Панель изготовляется из дюралю- миниевого уголка 40X40 мм. В панели выполнены два прямоуголь- ных окна, одно из которых (под диском) служит для наблюдения за стробоскопическими метками, нанесенными па поверхность К диска, а второе окно служит для доступа к диску 58, с помощью которого осуществляется подстройка частоты вращения диска 14. Наладку проигрывателя следует начинать с узла двигателя, до- биваясь горизонтального положения промежуточного шкива 15 с помощью подтягивания или отпускания шнуров 9 и закрепления их планками 10. Желательно, чтобы на период наладки верхние кон- цы шнуров 9 были на 20—30 мм длиннее необходимого размера. После наладки проигрывателя эти концы обрезают. 37
Натяжение пассика 49 производится перемещением планки 3 «толь продолговатых отверстий в угольниках 4 и 7. При работе ве- дущего узла пассик 49 должен располагаться примерно посредине рабочей поверхности шкива 15. Необходимое положение шкива 15 по высоте достигается установкой шайб (лучше неметаллических) между шкивом и втулкой 5. С помощью этих же шайб устанавливаю ( зазор’ в 1—1,5 мм между шкивом 15 и несущей панелью 13 (прч установленном диске 14). Рис. 23. Способ крепления отки хной крышки. 81 _ направляющая; 82 — упор; S3 — планка, 2 шт; 84 — лстлт. 2 шт.; 85 — втулка; 86 — держатель; 87 — винт М2, 2 шт.; 83 — ий- ка М2, 2 шт. Плита 43 с втулкой 44 должна быть прикреплена винтами 41 к несущей панели 13 так, чтобы расстояние между центром вращения диска и вертикальной осью вращения тонарма было равно 215zb zh0,5 мм, а зазор между панелью 13 и диском 14 был равномерным и составлял 1,5—2 мм. Величина зазора регулируется гайкой 47. Панель 13 (с диском и тонармом) должна опираться на пружи- ны 36 таким образом, чтобы ее поверхность располагалась на одном уровне с верхним краем корпуса. Это достигается регулировкой по- ложения пилонов 38 во втулках 39, после чего пилоны закрепляются гайками. Кроме того, между панелью 13 и стенками корпуса, а также угольником 57 необходимо установить равномерный зазор 2—3 мм. Зазор устанавливают перемещением пружин 36 по горизонтали с последующей их фиксацией болтами М4. Для этой цели отверстий в дне ящика под болты должны иметь диаметр не менее 8 мм. При сборке тонарма следует добиться, чтобы его вращение в подшипниках во всех направлениях происходило без малейших заеданий. Особое внимание надо обратить на степень затяжки шарикопод- шипников. Недопустимо как наличие люфтов, так и чрезмерная за- 33
Рис. 24. График для определе- ния массы грузика компенса- тора скатывающей силы. 1 — для сферической иглы; 2 —для эллиптической иглы. тяжка подшипников цапфами 23. После окончательной регулировки цапфы фиксируются в вилке 28 нитрокраской. Перед установкой тонарма внутри него пропускают провода, сое- диняющие головку с предварительным усилителем пли с выходом проигрывателя. Съемные контакты для соединения с головкой следу- ет припаять к проводам заранее (можно использовать контакты от панели пальчиковой радиолампы). Сами провода должны быть достаточно гибкими, чтобы практически не оказывать влияния на подвижность тонарма. Можно применить провод ПЭЛШО-0,1 — 0,12 мм или гибкий литцендрат. Затем следует установить рассто- яние между иглой и вертикальной осью вращения тонарма, равное 231 ±0,5 мм, и зафиксировав трубку 22 винтами в сухаре 21 и корпусе 30. При этом пластина 20 должна занять горизонтальное по- ложение. Масса противовеса 69 должна обеспечить равновесие тонарма (с головкой) при расстоянии 8—9 мм между противовесом и корпусом 30. В этом положении стрелку указателя 55 следует зафиксиро- вать винтом против нулевой риски шкалы 56. Если масса противове- са окажется слишком велика, часть его спиливают, а при недо- статочной массе к нижней части противовеса прикрепляют допол- нительный груз, например из свин- ца. Масса грузика 27 компенсато- ра скатывающей силы определяет- ся из графика (рис. 24) в зависимости от величины прижимной силы звукоснимателя, которая указывается в паспорте на головку, а также от типа иглы — сферической или эллиптической. График составлен для случая, когда нить 26 грузика крепится к поводку 24 па расстоя- нии 23—24 мм от вертикальной осн вращения тонарма. Закрепляя нить па других расстояниях от оси вращения, можно компенсировать скатывающую силу в пределах ±50% приведенных на графике, не меняя массу грузика. Перед регулировкой микролифта следует убедиться, что пор- шень 64 без заеданий, но и без заметных люфтов перемещается в ци- линдре 63, после чего поршень смазывают жидкостью ПМС-500000. Поводок 62 с рукояткой 61 должен быть закреплен на валу 73 так, чтобы при повороте рукоятки 61 на угол примерно 60° голрвка опускалась бы не менее чем на 12—15 мм. Затем регулировочным винтом штока 74 и вертикальным перемещением втулки 34 устанав- ливают при верхнем положении рукоятки 61 зазор между иглой и пластинкой 5—6 мм При резком отводе рукоятки вниз игла должна плавно опуститься на пластинку. Контакт между винтом штока 74 и упором 66 во время проигрывания пластинки не допускается. Жидкость ПМС-500000 можно заменить (^мазкой «литол 24», но в этом случае скорость опускания головки будет зависеть or ско- 39
росли перемещения рукоятки 61. Этой же смазкой рекомендуется смазать втулку 44 и ось 6. Полка 52 должна быть закреплена на стойке 51 так, чтобы она захватывала трубку тонарма в его верхнем (поднятом) положении. В процессе регулировки стробоскопического устройства подги- бают кронштейн 79 и добиваются, чтобы лампа 76 расположилась как можно ближе к диску 14, но не касалась его поверхности. Затем зеркало 75, закрепленное в кронштейне 77, устанавливают в поло- жение, при котором стробоскопические метки, освещаемые лампой 76, были видны в зеркале через окно в панели 57. Для этого может возникнуть необходимость изменить высоту, а также угол наклона зеркала. Необходимый угол наклона устанавливают подгибанием кронштейна 77. Лампа 76 не должна попадать в поле зрения, поэтом) ее изобра- жение в зеркале следует закрыть черной бумагой. Переменный ре- зистор 59 должен быть подключен таким образом, чтобы в крайнем левом положении диска 58 стробоскопические метки, наблюдаемые в зеркале, перемещались по часовой стрелке (диск 14 вращается ускоренно), а при крайне правом положении диска метки должны перемещаться против часовой стрелки (вращение диска замедленное). Неподвижное положение меток указывает на то, что диск вра- щается с номинальной частотой ЗЗ’/з об/мин. Если не удается достичь неподвижного положения меток, следует изменить рабочий диаметр насадки 50 на валу двигателя. Регулировку стробоскопического устройства следует вести не менее чем через 10 мин после включения проигрывателя. Детали электрической схемы проигрывателя (см. рис. 21) следу- ет распаять на монтажной плате, закрепленной на дне корпуса. Же- лательно применить трансформатор с кольцевым сердечником. Его необходимо расположить как можно дальше от головки, например у левой стенки ящика. Потребляемая трансформатором мощность при нормальной работе проигрывателя не превышает 15—20 Вт. Все крупные узлы и детали проигрывателя должны быть зазем- лены. К ним относятся двигатель, груз 2, несущая панель 13 (за- земляют через пружины 36), диск 14 (заземляют через втулку 44}, а также трубка тонарма 22 и экранная обмотка трансформатора. Проигрыватель может быть снабжен бесконтактным автостопом, работающим по принципу фотореле. В этом случае по окончании проигрывания пластинки световой поток от лампы к датчику фото- реле (фотодиоду, фоторезистору и т. д.) перекрывается заслонкой, припаянной к поводку 32а (см. рис. 18), соединенному с вертикаль- ным валом вращения тонарма. При этом фотореле срабатывает и выключает питание двигателя. Для облегчения регулировки фотореле в панели 13 следует вы- полнить большое окно (между центрами вращения диска и тонарма), перекрываемое диском 14. Чертежи деталей проигрывателя приведены в приложении (см. рис. П1). ПРЕДУСИЛИТЕЛЬ-КОРРЕКТОР В соответствии с ГОСТ 7893-72 частотная характеристика записи имеет вид, показанный на рис. 25. Частотная характеристика электро- магнитной головки представляет собой горизонтальную линию. Чувствительность такой головки па частоте 1 кГц редко превышает 40
1,5мВ-с/см. Для дополнительной коррекции и усиления сигнала, сни- маемого электромагнитной головкой, служит предварительный уси- литель (предусилитель). Его частотная характеристика имеет вид, обратный частотной характеристике записи, а усиление составляет от 25 до 40 дБ. Обычно в промышленной аппаратуре предусилитель с блоком коррекций конструктивно выполняется совместно с основным усили- телем НЧ. Такая компоновка экономически оправдана, так как для питания предусилителя не тре- буется отдельного источника тока. Однако с точки зрения эксплуатации предусилитель целесообразно расположить в корпусе проигрывателя. Такое расположение позволяет под- ключить магнитофон к выходу предусилителя и производить перезапись с пластинки на магнитную ленту при выклю- ченном основном усилителе. Кроме того, ряд электромаг- нитных головок зарубежных фирм работает с соединитель- ными кабелями определенной емкости. Увеличение этой емкости приводит к спаду частотной характеристики в области высших частот. Иногда появля- Рис. 25. Частотная характеристика записи. ются резонансные явления, ко- торые искажают частотную характеристику. При размещении предусилителя в корпусе проигрывателя подключение головки мож- но выполнить без кабеля с помощью проводов звукоснимателя. Рис. 26. Принципиальная схема пре- дусилителя-корректора. В описываемом элект- рофоне предусилитель раз- мещен в корпусе проигры- вателя. Ниже описывается несколько вариантов выпол- нения предусилителей с кор- ректирующими цепями. Все они обеспечивают высокока- чественное усиление сигна- ла при КНИ 0,2% и точно- сти коррекции ±1,5 дБ. Схема первого предуси- лителя представлена на рис. 26. Она содержит два идентичных канала (на схе- ме изображен один канал). Транзисторы Ti и Т2 пла- нарно-эпитаксиальные типа КТ315Б. Коэффициент пере- дачи тока их должен быть более 250, а ток утечки /Ко—минимальным. Гальва- 41
пическая связь между каскадами позволяет получить хорошую фа- зовую и частотную характеристики. Смещение на базу транзистора Тх подается из эмиттерной цепи транзистора Г2 через резисторы /?3 и 1?б- Входное сопротивление транзистора Тх очень маленькое. Для его увеличения в цепь базы введен резистор /?ь сопротивление кото- рого определяет входное сопротивление предусилителя. Такое схем- ное решение позволяет сохранить неизменным входное сопротивле- ние в широком диапазоне частот, хотя и ухудшает отношение сиг- нал/шум. Рис. 27. Частотные характеристики предусилителей-корректоров. а — первого; б — второго; в — третьего. Питание предусилителя осуществляется от источника тока на- пряжением 24—25 В через развязывающие фильтры C?R3 и C5Ri2- Коррекция частотной характеристики осуществляется в цепи обрат- ной связи, подаваемой с эмиттера транзистора Т2 (резистор /?l0) в цепь базы транзистора 7Y Элементы коррекции обеспечивают частотную характеристику, изображенную на рис. 27, а. Резкое падение усиления сигналов на частотах ниже 40 Гц значительно снижает шумы, созда- ваемые вибрацией двигателя проигрывателя, не ухудшая качества воспроизводимой программы. Предусилитель, построенный по этой схеме, обладает следую- щими параметрами: Полоса воспроизводимых частот, Гц ...... . 30—16000 Переходное затухание, дБ.............................. 46 Коэффициент нелинейных искажений, % 0.2 Рассогласование стереоканалов по частотным характе- ристикам, дБ....................................... 2 Отношение сигнал/шум, дБ............................. 65 Усиление на частоте 1 кГц, дБ........................ 40 Входное сопротивление, кОм............................ 47 Рекомендуемое соопротивление нагрузки, кОм .... 200 Максимальное входное напряжение, мВ................... 40 Максимальное выходное напряжение, В.................... 1 Схема второго предусилителя изображена на рис. 28. Она со- держит два транзистора типа П15А. Коэффициент передачи тока Вст более 150. Связь между каскадами гальваническая. Смещение на базу первого транзистора подается с части резистора, включен- ного в цепь эмиттера второго транзистора. Положение подвижного контакта резистора /?б определяет рабочую точку транзистора Л. 42
Коррекция частотной характеристики производится резисторами и ft и конденсаторами С2, Сз. Питание схемы осуществляется от источника тока напряжением 24—25 В. Частотная характеристика предусилителя изображена на рис. 27, б. Предусилитель, собранный по этой схеме, имеет следующие па- раметры: Полоса воспроизводимых частот, Гц ...... . 30—20000 Переходное затухание, дБ.............................. 45 Коэффициент нелинейных искажений, %................... 0,2 Рассогласование стереоканалов по частотной характе- ристике, дБ....................................... 1,5 Отношение сигнал/шум, дБ.............................. 70 Усиление на частоте 1 кГц, дБ........................ 28 Входное сопротивление, кОм........................... 50 Рекомендуемое сопротивление нагрузки, кОм .... 100 Максимальное входное напряххение, мВ.................. 40 Рис. 28. Принципиальная схема пред- усилителя-корректора. Третий предусилитель (рис. 29) имеет самую простую схему. Он, как и первый, собран на двух планарно-эпитаксиальных транзисто- рах КТ315Б (один капал). Коэффициент передачи то- ка 7?ст должен быть не ни- же 200. Схема его очень напо- минает схему второго пред- усилителя и отличается от нее только цепями коррек- ции. Рабочую точку первого транзистора устанавливают с помощью резистора Частотная характеристика предусилителя представле- на на рис. 27, в. Отличие в усилении низших частот второй и третьей схем объ- ясняется отсутствием в третьей схеме резистора, шунтирующего конденса- тор, который определяет глубину усиления на низ- ших частотах. Предусили- тель питается от источника тока напряжением 24—25 В. Однако он может работать и при снижении напряже- ния питания до 12—15 В. При этом необходимо по- добрать сопротивление ре- зистора /?4. Все параметры пред- усилителя, собранного по схеме рис. 29, аналогичны параметрам второго пред- усилителя, за исключением Рис. 29. Принципиальная схема пред- усилителя-корректора. 43
полосы воспроизводимых частот (20—20 000 Гц) и отношения сиг- иал/шум (75 дБ). Собранный предусилитель должен быть налажен. Прежде чем установить транзисторы в схему, они должны быть подобраны в пары по коэффициентам усиления с точностью 2% (один из транзисторов пары устанавливается в левый канал, а другой — в правый). Без подбора транзисторов очень трудно устранить расхождение в частот- ных характеристиках каналов. Рекомендуется также подобрать в пары с точностью не менее 5% конденсаторы и резисторы цепей коррекции. Остальные резисторы и конденсаторы могут иметь 10%-ное отклонение от номинальных значений. В домашних условиях для измерения частотной характеристики предусилителя целесообразно использовать в качестве источника сигнала не звуковой генератор, а измерительную пластинку, напри- мер ИЗМ ЗЗД 0101/0102 фирмы «Мелодия» с записью частот по стандартной характеристике записи. Использование пластинки вместо звукового генератора позволяет измерить частотную характеристику предусилителя совместно с электромагнитной головкой звукоснима- теля и в случае необходимости скорректировать отклонения в частот- ной характеристике, обусловленные данной головкой. К выходу предусилителя подключают ламповый милливольтметр. Параллельно его входу необходимо включить резистор — эквивалент нагрузки. Сопротивление его зависит от примененной схемы и может колебаться от 100 до 200 кОм. Ко входу предусилителя подключают головку звукоснимателя. Затем на предусилитель подают питание. Звукосниматель устанавливают на грампластинку и производят из- мерение частотной характеристики. Она должна иметь вид горизон- тальной линии в пределах от 30 Гц до 18 кГц. Допустимые откло- нения не должны превышать 1,5 дБ. В случае большего отклонения необходимо изменить сопротивления резисторов и емкости конденса- торов цепи коррекции. Изменения этих элементов влияют на частотную характеристику следующим образом. Увеличение сопро- тивления резистора /?4 (рис. 28) вызывает снижение усиления на средних частотах и увеличение подъема сигналов низших частот. При увеличении сопротивления резистора /?5 увеличивается подъем на частотах 40 Гц и ниже. Конденсатор С2 формирует частотную характеристику в области высших частот. При уменьшении емкости уменьшается спад характеристики на частотах выше 1 кГц. От ем- кости конденсатора С3 зависит характеристика на низших частотах. Отлаженный предусилитель-корректор следует поместить в ме- таллический экран, который предохранит его от механических воздей- ствий и снизит уровень наводок. Экран должен быть заземлен.
ПРИЛОЖЕНИЕ
Рис. П1. Про 46
долженне. 47
Рис П1. Продолжение. 48
Рис. П1. Продолжение. № TTl 1' 7 Г Содержание Предисловие............................... 3 Общие требования.......................... I Усилитель низкой частоты . . ... 5 Громкоговорители......................... 19 Электропроигрыватель..................... 25 Предусилитель-корректор............. . 40 Приложение............................... 45