В настоящее время необходимость в предварительных усилителях звуковой частоты практически отпала, поскольку цифровые способы записи аудиоинформации позволяют минимизировать искажения АЧХ, а для неисправимых любителей подъёма низких и высоких частот существуют встроенные в цифровые звуковоспроизводящие устройства виртуальные электронные эквалайзеры.
Но всё же, если вы желаете улучшить потребительские качества недорогой компьютерной активной акустической системы, её можно оснастить предварительным УЗЧ с электронными регулировками громкости и баланса.
Двухканальный предварительный усилитель звуковых частот с тонкомпенсированной электронной регулировкой громкости и тембра по низким и высоким частотам можно построить на специализированных малошумящих отечественных микросхемах серии К174. Несложное устройство, о котором пойдет разговор в этой статье, предназначено для модернизации стационарной промышленной аппаратуры 2-й...4-й групп сложности прежних лет выпуска, для установки в аналогичные самодельные аппараты или для доработки недорогой современной звуковоспроизводящей аппаратуры. Применение электронных регулировок позволяет устранить прохождение сигнала через переменные резисторы, устранив тем самым свойственные им шумы, шорохи и искажения, возникающие при недостаточно хорошем контакте токосъёмного контакта с резистивным слоем. Кроме того, цепи регулировки становятся нечувствительными к фоновым наводкам сетевой частоты 60 Гц, что позволяет разместить переменные резисторы в любом удобном месте аппарата.
Узел регулировки баланса и регулятор громкости с тонкомпенсацией построен на интегральной микросхеме DA1 типа К174УН12 (импортный аналог — ТСА730), содержащей 215 интегральных элементов, коэффициент гармоник не более 0,5 %. Переменное напряжение звуковой частоты через входные резистивные делители напряжения R1R3, R2R4 и разделительные конденсаторы С2, С3 поступает на входы микросхемы DA1 (вывод 11 — вход первого канала, вывод 14 — вход второго канала).
Коэффициент передачи по напряжению (-60...+18 дБ) для обоих каналов зависит от управляющего напряжения на выводе 13 DA1. Его регулировка производится резистором R20 «Громкость». Баланс каналов регулируют переменным резистором R22. Выходные напряжения при регулировке баланса изменяются на ±8 дБ.
Особенности человеческого слуха таковы, что при снижении уровня громкости чувствительность к низкочастотному и высокочастотному участкам звукового диапазона снижается. Поэтому, чтобы при уменьшении громкости частотное восприятие фонограммы не изменялось, необходимо осуществлять небольшой подъем НЧ и ВЧ-составляющих звука. Для этого и предназначена тонкомпенсация. Её глубина зависит от значения управляющего напряжения на выводе 4 DA1.
Микросхема К174УН12 питается однополярным напряжением +15 В через RC-фильтр R27C1C13. Особенностью её является то, что при уменьшении напряжения питания ниже 12 В оба её канала закрываются, что предотвращает появление искаженного, постепенно затихающего звука после отключения питания аппарата.
Электронный регулятор тембра построен на интегральной микросхеме DA2 типа К174УН10А, (импортный аналог — ТСА740), содержащей 204 интегральных элемента, коэффициент гармоник не более 0,2 %. Диапазон регулировки тембра по НЧ и ВЧ для каждого канала — не менее ±15 дБ. Коэффициент передачи на частоте 1 кГц при изменении управляющего напряжения на выводах 4 и 12 в диапазоне 1...10 В изменяется не более чем на ±2 дБ. Тембр на низких звуковых частотах регулируется переменным резистором R40, на высоких — R42. Выходное напряжение первого и второго каналов снимается соответственно с выводов 3 и 5 DA2. Входное сопротивление подключаемой нагрузки должно быть не менее 22 кОм, что в большинстве случаев легко выполнимо.
Предварительный усилитель звуковой частоты питается стабилизированным напряжением +15 ±1,5 В и потребляет ток не более 80 мА. Постоянные резисторы могут быть типов С1-4, С2-8, С2-14, МЯТ. Следует учитывать, что резисторы одного типа но меньшей мощности имеют большее напряжение собственных шумов. Переменные резисторы — любого типа, например, СП3-30, СП3-33, СП3-4. R22 «Баланс» — обязательно с линейной характеристикой (группы «А»).
Резистор регулировки громкости R20 — группы «В» или «А», Резисторы регулировки тембра R40, R42 — группы «А». Оксидные конденсаторы можно применить типов К50-24, К50-35, К50-68 или их импортные аналоги. Блокировочные конденсаторы С13, С29, С31 — керамические, типов К10-17, КМ-5, КМ-6. Остальные — К73-9, К73-2, К73-17. Конденсаторы С7, С8, С14, С15, С21, С22, по возможности, лучше взять неполярные (плёночные). Микросхему К174УН10А можно заменить на К174УН10Б, но у последней немного больше уровень шума и гармоник.
Налаживание правильно собранного усилителя рассмотрим на примере его установки в стационарный магнитофон. Оба входа усилителя временно соединяются вместе и подключаются к выходу усилителя воспроизведения или системы шумопонижения. При самостоятельной работе схемы нужно найти резистор регулировки громкости и подключить входы усилителя к выводу его подвижного контакта. Если аппарат имеет цепи регулировки баланса и тембра, то их нужно исключить из схемы прохождения сигнала.
Далее, в магнитофон вставляется пленка с записанным сигналом частотой 1000 Гц и уровнем 0 дБ. Регуляторы громкости, баланса и тембра настраиваемого усилителя устанавливаются в среднее положение. При необходимости, подбирая резисторы R3, R4, на входах 11, 14 DA1 устанавливается напряжение 100...200 мВ. Измеряется напряжение на выходах усилителя. Так как технология производства микросхем не идеальна, а навесные компоненты имеют некоторый разброс, то вполне вероятно, что выходные напряжения каналов будут несколько отличаться одно от другого.
Уравнять их можно дополнительным подбором сопротивления одного из резисторов R3 или R4. Установка вместо постоянных резисторов R1, R3 и R2, R4 подстроечных нежелательна, так как снижается надежность, и может существенно возрасти уровень шумов. Теперь оба входа раздельно подключают к обоим стереоканалам. Резистор R20 устанавливают в нижнее по схеме положение. Резистор R21 подбирают так, чтобы при громкости, близкой к нулевой, незначительное перемещение движка резистора R20 вверх приводило бы к увеличению громкости. Резисторами R23, R24, R41, R43 устанавливается напряжение 9... 10 В в соответствующих точках, резистором R5 устанавливают желаемую величину тонкомпенсации. С уменьшением его сопротивления тонкомпенсация увеличивается. Если вместо этого резистора установить переменный сопротивлением 2,2 кОм, то можно будет оперативно регулировать глубину тонкомпенсации.
Устройство можно смонтировать на плату размерами 120*50 мм из двустороннего фольгированного стеклотекстолита. Фольга со стороны установки деталей используется как общий провод. Это снижает требования к разводке сигнальных и питающих цепей, что существенно для тех, у кого опыт в конструировании и изготовлении высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры невелик. Если используется односторонний фольгированный материал, то слой фольги служит общим проводом, а все остальные соединения выполняются проводными перемычками. В зависимости от обстоятельств, вовсе не обязательно собирать рассмотренный усилитель полностью. Если, к примеру, вам нужен только регулятор тембра, то можно собрать соответствующий узел на микросхеме К174УН10 с деталями её обвязки.
Предварительный усилитель ЗЧ, собранный с применением микросхем К174УН10, К174УН12 требует относительно большого количества деталей «обвязки» этих микросхем, в отличие от специализированных современных импортных микросхем, но в отличие от последних, дешёвые микросхемы серии К174, можно приобрести практически в каждом магазине розничной торговли радиодеталями.
