Трёхканальный и пятиканальный регуляторы тембра на
полевых транзисторах
Схемы темброблоков для высококачественной звуковой аппаратуры с минимальными нелинейными и фазовыми искажениями
Вопрос:
«Уважаемый Vpayaem.ru! Имею усилитель Маранц 66-ой, хороший, но без темброблока. В своё время повёлся на мнение "продвинутых" членов
форума hi-fidelity.com, утверждающих, что темброблок придумали идиоты, ибо он вносит фазовые искажения и ПОРТИТ сигнал,
а для Хай-Энда самое ОНО – это полное отсутствие этого узла.
Так вот. Теперь-то я понимаю: усилитель без темброблока, что водка без пива, настоящий кайф не поймаешь. И все рассуждения про
"правильный звук" – это досужий вымысел закостенелых догматиков.
Хотелось бы узнать ваше мнение по этому поводу, а также получить совет по поводу построения темброблока, который бы не сильно "портил"
звуковую картинку».
Ответ:
Нужен ли темброблок настоящему Хай-Энду, или не нужен темброблок настоящему Хай-Энду? – это вопрос неоднозначный, отчасти риторический,
не допускающий категорического ответа, а потому и задавать мы его никому не будем.... И отвечать на него никому не будем, по простой причине
полной несерьёзности и пустопорожности данного мероприятия.
А порассуждаем-ка мы лучше: а каким он может быть – этот хороший и "правильный" темброблок?.. После чего коротенько сформулируем
апрельские тезисы, да и ударим ими по схеме электрической принципиальной ни много ни мало – пятиполосного регулятора тембра, который
не только не будет отторгнут доброкачественным УМЗЧ, но и легко позволит получать максимум удовольствия от прослушивания музыки.
Схему по мотивам классического варианта двухполосного регулятора тембра, разработанного в 1952 году английским инженером Баксандалом,
мы рассмотрели на странице – inf-amp.html. Данная схема имеет определённый набор недостатков, но
сейчас мы об этом не будем.
Наша цель – трёх-пятиполосные регуляторы тембра с минимальными фазовыми искажениями.
Итак, озвучим общую концепцию: Так чего нам нужно добиваться для того, чтобы темброблок мог считаться "правильным"?
1. При установке регуляторов тембра в некое (назовём его "среднее") положение, АЧХ темброблока во всём звуковом диапазоне должна иметь
абсолютно ровную характеристику с неравномерностью, не превышающей 1...2 дБ. Неравномерность фазовой характеристики
(ФЧХ) также не должна превышать нескольких градусов.
2. Для минимизации фазовых искажений – фильтры темброблока обязаны быть пассивными!
3. Для минимизации фазовых искажений – прядок фильтров обязан быть: первым!
4. Для минимизации фазовых искажений – глубина регулировки каналов должна быть ограничена на уровне ± 6 дБ. Этих значений
достаточно для аккуратной регулировки АЧХ тракта в соответствии со своими личными пристрастиями.
Важно!!! Исправить огрехи звуковоспроизводящей аппаратуры или коряво сделанной записи не сможет ни один темброблок и эквалайзер,
независимо от количества каналов и глубины регулировок.
5. Усилительные каскады в активной части темброблока не должны иметь межкаскадных ООС, т. к. любая межкаскадная обратная связь для Хай-Энда
– это серьёзный недуг (причём, чем длиннее, тем серьёзней), а применение ОУ, так вообще, как не крути – полный кирдык!
Предпочтительными активными элементами в каскадах темброблока являются: лампы, полевики, германиевые транзисторы.
Не стоит стремиться и к супернизким значениям нелинейных искажений тракта, так как параметр Кг – это вообще не про Hi-end!
Приведённая на Рис.1 схема регулятора тембра была опубликована в американском журнале "Radio-Electronics", 1967, №10,
многократно перепечатана в различных источниках, позже была переведена на полупроводники и даже (не понятно зачем) существуют
её варианты на операционных усилителях.
Рис.1 Пятиканальный регулятор тембра на лампах
По большому счёту, данный темброблок полностью соответствует перечисленным выше требованиям. Однако то ли авторы разработки решили
сэкономить на ассортименте используемых элементов, то ли были ещё какие соображения, но резисторы одного номинала внутри каждого
из полосовых фильтров – это не есть вери гуд. Основанием для этого заявления является взаимное шунтирование ФВЧ и ФНЧ внутри полосовика и,
как следствие, снижение (и без того хилой) крутизны ослабления внеполосных частот.
По-хорошему, было бы правильно разделить ФВЧ и ФНЧ друг от друга, а все резисторы в линейке постепенно увеличивать слева направо
(как минимум в 4...5 раз), тогда и крутизна будет повыше, и значительно уменьшится влияние положения регуляторов на частотные
характеристики фильтров.
Давайте проделаем эти несложные манипуляции:
Рис.2 Пятиканальный регулятор тембра на полевых транзисторах
Темброблок предназначен для работы в составе высококачественных УНЧ с чувствительностью 0,25...1,5В.
Первый каскад на транзисторе Т1 – это истоковый повторитель, имеющий высокое входное и низкое выходное сопротивления.
Регулировка АЧХ осуществляется независимо по всем пяти каналам.
Верхний фильтр (R6, C4) представляет собой ФНЧ с частотой среза 100 Гц. Нижний (С11, R15) – это ФВЧ с частотой среза 6,2 кГц,
все остальные фильтры – это ПФ, состоящие из последовательно соединённых ФНЧ и ФВЧ.
Усилительный каскад на транзисторе Т3 суммирует сигналы с фильтров темброблока и обеспечивает усиление, необходимое для компенсации
ослабления сигнала, вносимого фильтрами. В качестве нагрузки этого каскада выступает источник тока на транзисторах Т2, Т4, позволяющий
существенно снизить общий уровень нелинейных искажений усилительного каскада.
Ещё один истоковый повторитель на Т5 призван согласовать высокое выходное сопротивление усилительного каскада с входными каскадами УМЗЧ.
В качестве регулировочных переменных резисторов в фильтрах предпочтительно использовать потенциометры с линейной характеристикой. Тогда
при их среднем положении: коэффициент передачи темброблока составит единицу (0дБ), неравномерность АЧХ в диапазоне 20Гц...20кГц не превысит
1 дБ, неравномерность ФЧХ – 1...2%.
Коэффициент нелинейных искажений при Uвх = Uвых = ± 1 В составляет 0,04%.
Максимальная амплитуда выходного сигнала при Кг<1% составляет ± 5В.
Глубина регулировки каналов ограничена уровнем ± 6 дБ.
Итак, что у нас получилось в сухом остатке?
Рассмотрим какую-нибудь жизненную историю. Я, к примеру говоря, при прослушивании практически любого музыкального жанра и практически на любом из
испытуемых УМЗЧ предпочитаю выставлять регуляторы тембра в положение, соответствующее приблизительно следующей форме АЧХ:
Такая картинка у нас получается при следующих углах поворота переменников (Рис.2, R11...R15 сверху вниз): 100%, 45%, 25%, 40%, 90%.
Посмотрим, как в этом случае ведёт себя фазочастотная характеристика:
Для удобства восприятия ФЧХ приведена не относительно 180°, что было бы правильно, так как усилитель у нас инвертирующий,
а относительно 0°.
Из характеристики видно, что пики отклонения фазы получаются на следующих частотах: ~ 220Гц – примерно -28° и ~ 5,5кГц
– примерно +30°. О чём это говорит? А говорит это о том, что ни о каких «фазовых сложениях», «противофазах», а также ощутимых (то бишь
слышимых) тембральных искажениях в данном случае речи не идёт.
Для тех же, кому наличие пяти каналов регулировки тембра покажется избыточным, приведу вдогонку и схему трёхканального регулятора тембра.
Рис.3 Трёхканальный регулятор тембра на полевых транзисторах
Для апологетов ортодоксального материализма – двухполосный регулятор тембра. Его мы опишем на следующей странице.
|
