Глава третья. Высококачественные усилители низкой частоты

13. Общие сведения

Усилители низкой частоты в общем тракте Hi-Fi звуковоспроизведения являются, пожалуй, единственным звеном, все характеристики которого сравнительно легко могут быть сделаны лучше, чем это предусматривается требованиями на весь тракт. Сегодня - это единственное звено, которое может иметь характеристики "экстра-класса".

Объясняется это не тем, что УНЧ - самое простое звено в тракте, а большими возможностями в варьировании схемными и конструктивными решениями, наличием широчайшего ассортимента усилительных элементов, высококачественных трансформаторных сталей и, главное, очень большим опытом конструирования усилителей.

В силу этого на УНЧ в Hi-Fi тракте возлагаются, кроме собственно усилительных функций, еще и функции исправления, коррекции частотных искажений, вносимых в тракт другими его элементами. Этим и объясняется, что современный Hi-Fi усилитель представляет собой очень сложное многоламповое или многотранзисторное устройство с большим количеством основных и вспомогательных регулировок и широкими эксплуатационными возможностями.

У нас в стране пока еще не получил распространения выпуск на рынок УНЧ, как самостоятельных устройств. За рубежом в продаже имеется довольно много таких устройств, в комплект которых входит высококачественный широкополосный усилитель, чаще всего двухканальный стереофонический с тремя - пятью входами и два (реже один) мощных широкополосных акустических агрегата.

Чтобы радиолюбители имели представление о характеристиках таких систем, в табл. 12 приведены данные таких усилителей, а на рис. 20 показан внешний вид одного из них вместе с выносными акустическими системами. О конструкции, схемах и параметрах таких акустических систем мы более подробно расскажем в следующей главе.

Таблица 12

Рис. 20. Стереокомплект фирмы 'National' (Япония). Усилитель низкой частоты (а) с двумя акустическими колонками 2×15 вт и УКВ-ЧМ-стерео приемником (б)

Несмотря на исключительно высокие электрические показатели современных Hi-Fi усилителей, в ближайшие годы несомненно будет наблюдаться дальнейшее их совершенствование. Не трудно предсказать, в каком направлении будет осуществляться такое совершенствование.

Частотная характеристика УНЧ будет доведена во всех моделях до 5-10 гц со стороны нижней границы и до 50-70 кгц со стороны верхней границы. Это необходимо для правильного, неискаженного воспроизведения всех (или почти всех) обертонов, которыми исключительно богато звучание обычных и особенно электронных музыкальных инструментов, а также для точного воспроизведения так называемой "жесткой атаки", т. е. передачи звуковых импульсов с крутым фронтом.

Коэффициент нелинейных искажений, видимо, будет доведен до 0,1-0,3% на низших частотах и до исчезающе малых значений (0,02-0,05%) на высоких.

Динамический диапазон УНЧ уже сейчас может быть легко доведен до значения 80 дб, однако вряд ли в ближайшем будущем этот порог будет перейден, поскольку пока что трудно предположить, что динамический диапазон всех остальных звеньев тракта, особенно электроакустических преобразователей - микрофонов и громкоговорителей, будет доведен до такой же величины.

Выходная мощность порядка 50 вт в каждом канале, видимо, будет считаться средней величиной. Наверняка будут усилители индивидуального пользования с выходной мощностью 100 вт и выше. Такая мощность нужна вовсе не для "оглушения слушателей", как иногда полагают некоторые радиолюбители, а для резкого снижения нелинейных искажений.

Вероятно, в УНЧ появятся различные системы автоматического регулирования и в первую очередь расширитель динамического диапазона - экспандер. Он окажется полезным при воспроизведении звучания крупных ансамблей (симфонического оркестра, хора) и органа.

Режим работы расширителя можно выбрать таким, чтобы он подавлял помехи в паузах передачи. Следует лишь заметить, что даже при использовании расширителя полностью избавиться от искажений динамического диапазона невозможно, так как его сжатие большей частью производится вручную.

Дав некоторую волю фантазии, можно допустить появление автоматического ограничителя уровня, предупреждающего возникновение нелинейных искажений при перевозбуждении усилителя ценой преднамеренного уменьшения динамического диапазона, поскольку первый вид искажений на слух более неприятен, чем второй.

Оправданным будет и введение в УНЧ устройства, автоматически ограничивающего частотную характеристику УНЧ со стороны высших частот в паузах и при отсутствии сигнала для исключения неприятного шипения, свойственного всем широкополосным устройствам звукового диапазона.

Одна из возможных схем такого устройства, предложенная автором, приведена на рис. 21. Работает она по принципу емкостного шунта с лампой в качестве ключа, запираемого при наличии сигнала в тракте, и отпираемого при отсутствии такового. Постоянная времени цепи выпрямителя с диодом Д выбирается такой, чтобы схема не успевала срабатывать в небольших паузах во время передачи.

Рис. 21. Ограничитель ВЧ шумов в паузах

Возможно введение в УНЧ автоматов, предупреждающих выход усилителя из строя при сбросе нагрузки (т. е. случайном ее отключении). При выходных мощностях порядка 50-100 вт сброс нагрузки приводит к заметным перенапряжениям и легко может вызвать аварию.