Известно, что характеристики динамических головок резко
ухудшаются на краях их номинальных диапазонов частот, поэтому очень важно,
чтобы на них поступало напряжение только тех частот, которые они могут
воспроизвести с достаточной для слушателя верностью. Поскольку идеальных
широкополосных головок нет, эта задача решается введением в звуковоспроизводящий
тракт пассивных или активных разделительных фильтров. Для разделения полос в
последнем случае используют разные способы. Например, предварительная фильтрация
сигнала – разделения на НЧ и СЧ/ВЧ полосы – осуществляется фильтрами нижних
(ФНЧ) и верхних (ФВЧ) частот, а в устройстве – с помощью ФНЧ и так называемого
фильтра дополнительной функции. Дальнейшее развитие сигнала (на СЧ и ВЧ полосы)
обеспечивают в обоих случаях ФНЧ и ФВЧ.
Вниманию предлагается несколько иной способ разделения сигнала на НЧ, СЧ и ВЧ полосы. Крайние полосы выделяются обычными активными ФНЧ и ФВЧ, а средняя формируется, как разность исходного сигнала и сигналов, прошедших эти активные фильтры. Достоинство такого способа разделения полос в том, что сигнал СЧ полосы точно дополняет сигналы ВЧ и НЧ полос (рис. 1). А это позволяет снизить требования к точности подбора и стабильности элементов фильтров, недостаток – более пологие, чем у ФНЧ и ФВЧ скаты АЧХ СЧ полосы и в результате – увеличение неравномерности АЧХ по звуковому давлению и рост искажений СЧ головки. Однако эти явления наблюдаются не вблизи частот раздела, а только на краях диапазона, воспроизводимого этой головкой, и их можно в значительной степени избежать, если она будет более широкополосной.
Теоретические
сравнение традиционного (с помощью отдельных фильтров) и предлагаемого методов
разделения сигнала ЗЧ, затруднительно, вследствие различной природы вносимых
ими искажений сигнала. Субъективная же оценка звучания акустических систем,
работающих с одинаковыми усилителями ЗЧ, но с разными устройствами разделения,
показала, что звучание АС с разностным СЧ фильтром более «чистое», чем с
полосовым.
Основные технические
характеристики:
Частоты разделения: 400 и 4000 Гц
Диапазон частот обрабатываемого сигнала: 20 – 35000 Гц
Входное сопротивление: 150 кОм
Чувствительность: 150 мВ
Коэффициент гармоник: 0,1 %
Питание: ±15 В
Принципиальная схема устройства приведена на рис. 2. Входной сигнал усиливается в 10 раз ОУ DA1.1 и поступает на входы формирователя СЧ сигнала, ФВЧ и ФНЧ. В состав первого из этих фильтров входят элементы С2, С3, R4, R5 и ОУ DA2.1, второго – R13, R14, C6, C7 и ОУ DA2.2. Функции формирователя выполняет ОУ DA1.2, на неинвертирующий вход которого поступает весь входной сигнал ЗЧ, а на инвертирующий – сигналы с выхода ФНЧ (20-400 Гц) и ФВЧ (4000 – 35000 Гц). Снимаемый с выхода этого каскада сигнал СЧ представляет собой разность исходного сигнала и его ВЧ- и НЧ-составляющих (400 – 4000 Гц).
Блок фильтров собран на печатной плате (рис. 3) из двухстороннего фольгированного стеклотекстолита. Она рассчитана на установку резисторов МЛТ и СП3-1А. конденсаторов К21-5 и К22-5 (с допустимым отклонением емкости от указанных на схеме номиналов не более ±10 %). ОУ К157УД2 можно заменить на К544УД1, К544УД2 или К140УД8 с любым буквенным индексом. Для питания необходимо использовать стабилизированный источник питания с малыми пульсациями выходного напряжения.
При
налаживании на вход блока подают сигнал частотой 16-18 кГц и напряжением 150
мВ, и подстроечным резистором R7 устанавливают минимальное напряжение на выходе
СЧ канала. Затем, понизив частоту сигнала до 50-100 Гц, того же результата
добиваются резистором R16. Возможной самовозбуждение устраняют подбором
конденсаторов С1, С4, С5 и С8.
Из журнала «Радио», А.Чантурия
