17. Выходные цепи и разделительные фильтры

В обычных УНЧ среднего класса такого звена вообще нет. Громкоговоритель (или громкоговорители) подключается непосредственно ко вторичной обмотке единственного выходного трансформатора без каких бы то ни было дополнительных деталей, не считая, разве, обычного штепсельного разъема.

В Hi-Fi усилителях выходные цепи нередко представляют собой развернутую систему коммутации сигнала с переключателями, разъемами, длинными цепями (5-15 м), а иногда и с набором переключаемых фильтров, корректирующих частотную характеристику электроакустического агрегата.

Помимо таких фильтров в состав выходных цепей входят еще и LC-фильтры для разделения сигнала между отдельными громкоговорителями или группами громкоговорителей. В многоканальных УНЧ выходные цепи оказываются еще сложнее.

Поскольку выходные цепи Hi-Fi усилителей могут быть исключительно разнообразны, рассмотрим на конкретном примере некоторые особенности этого участка тракта, общие для большинства усилителей. На рис. 36 показан сравнительно несложный выходной узел стереофонического усилителя, каждый из трактов которого разделен со входа на два частотных канала ВЧ и НЧ.

Рис. 36. Схема выходных цепей и коммутатора нагрузки простого стереофонического усилителя

Трансформатор Tp₁ - выходной в НЧ канале. Его вторичная обмотка секционирована и позволяет с помощью переключателя нагрузки П₁ получать оптимальную связь УНЧ с акустическими агрегатами, у которых Z лежит в пределах от 2 до 12 ом через каждые 2 ом. Для подключения агрегатов предусмотрены разъемы Р₂ и Р'₂.

Основные акустические агрегаты, входящие в комплект УНЧ, присоединяются к усилителю с помощью четырехпроводного кабеля нужных длины и сечения через стандартный пятиконтактный разъем, принятый в качестве унифицированного в стереофонической аппаратуре бытового назначения.

Сам акустический агрегат является трехполосным. Низкочастотная группа состоит из двух однотипных мощных громкоговорителей с разнесенными резонансными частотами, соединенных последовательно и подключенных ко всей вторичной обмотке трансформатора Тр₁. Среднечастотный громкоговоритель Гр₃ также питается от низкочастотного канала, но через разделительный конденсатор С₂, величина которого подбирается совместно с величиной индуктивного шунта L₁ таким образом, чтобы LC-цепочка обеспечивала резкое увеличение затухания, начиная с частот, вдвое превышающих частоту собственного механического резонанса громкоговорителя Гр₃. Без этих мер частотная характеристика всего агрегата, снятая по звуковому давлению, будет иметь выброс на частоте резонанса Гр₃.

Высокочастотная группа, состоящая из двух последовательно включенных громкоговорителей Гр₄ и Гр₅, питается от отдельного ВЧ канала, оконечный бестрансформаторный каскад которого собран по "двухэтажной" схеме.

При выходной мощности УНЧ свыше 10 вт существенное значение приобретают сечение соединительных проводов и переходные сопротивления контактов переключателей и разъемов. Действительно, уже при Р_вых = 10 вт и Z = 2 ом ток в соединительных проводах будет превышать 2 а, создавая заметные потери сигнала. Поэтому этот фактор нужно учитывать при конструировании мощных усилителей.

Схемы разделительных фильтров могут быть самыми разнообразными и содержать различные элементы, однако чаще всего они строятся на принципе фильтров нижних и верхних частот и резонансных контуров. Иногда применяются частотнозависимые делители напряжения и шунты, как в рассмотренном примере. Не вдаваясь в этот вопрос более глубоко, ограничимся приведением нескольким разных схем разделительных фильтров, встречающихся на практике (рис. 37).

Рис. 37. Схемы разделительных фильтров для многоканальных акустических систем. а - схема с отделением ВЧ канала; б - схема с отделением высоко- и среднечастотного каналов; в - схема с полным разделением на три самостоятельных канала