Тонкоректор Baxandall с транзистори

    Освен операционни усилватели, като активен елемент могат да се използват транзистори. Тук са валидни същите правила за съгласуване на входните и изходните импеданси на усилвателните стъпала с RC елементите на тонкоректора "Баксандал". Най-често входните стъпала, които трябва да осигурят високо входно съпротивление, се изграждат с транзисторни емитерни повторители. Няколко типични схеми са показни на следващите фигури:

    На фиг.1 и фиг.2 може да видите типичната схема на емитерен повторител. За съжаление входното съпротивление е зависимо от резистивния делител за преднапрежението на базата на транзистор R1, R2 (R4, R5), поради което тези резистори се избират със сравнително високи стойности, както е показано. За избягване на евентуално високочестотно самовъзбуждане, което може да се появи в следствие на голям капацитет на колекторния преход или просто от лош монтаж на печатната платка, между базата и емитера на транзистора може да се включи кондензатор със стойност 200-1000 pF, както е показано на Фиг.2.

    За да се избегне влиянието на резистивния делител в базата на транзистора често се прибягва до трикове, един от който е показан със схемата на фиг.3. В тази схема напрежението от делителя се подава на базата на транзистор чрез последователен резистор от няколко десетки до стотици килооми. Този начин на свързване значително повишава входния импеданс на стъпалото, като елиминира резистивния делител. Тук е мястото да отбележа, че тази схема е "измислена" от руснаците още в зората на транзисторните усилвателни стъпала и намира много широко приложение в съветското производство на битова усилвателна техника от по-висок клас.

    Един от важните елементи на посочените схеми е правилния подбор на работната точка. Най-простичкото практическо правило при оразмеряването и избора на базисния делител е постоянното напрежение на емитера на повторителя да бъде равно на 1/2 Ез, тоест от захранващото напрежение, което в случая е избрано +24V (около 12V).

    Друг важен елемент от оразмеряването на транзисторното стъпало е съобразяването с нивото на сигнала, което ще се пропуска и регулира. А стандартно той е избран да бъде 0,7V (700 mV). Тази забележка е особено важна за транзисторната група, която заедно с RC групата на Баксандал образува активния филтър на тонкорекцията. Но за да бъда по-ясен, ето няколко схеми на такива активни елементи:

    Веднага отбелязвам, че RC групата на Баксандал се включва като отрицателна обратна връзка (ООВ) между входа и изхода на активния елемент така, както са показани тези изводи по-горе. Както виждате и при трите схеми захранващото напрежение е същото: +24V, което ви подсказва, че комбинацията от описаните по-горе входни стъпала и съответно последните ще ви даде достатъчно комбинации от схеми на тонкоректори. Стига, разбира се, да са оразмерени правилно, което оставям на вас или вашия практически опит. И при тези изходни стъпала, режимът на транзисторите се избира по такъв начин, че например: за Uc на Т1 от фиг.4 да бъде около 1/2 Uз, съответно за фиг.5 и фиг.6 напрежението на емитера на изходния транзистор.

    А сега следват две пълни принципн схеми на транзисторен тонкоректор Баксандал, в които практическата разлика е в използваните потенциометри:


Фиг.7


Фиг.8

    А на тази снимка са използваните потенциометри за транзисторния тонкоректор:

    Виждаме, че първото стъпало, реализирано с транзистора Т1 позволява с много малка преработка да придобие вида на разгледаната по-горе схема на емитерен повторител, а именно като на мястото на R4 поставим мост от проводник и електролитния кондензатор С2 заменим с кондензатор със стойност 220 pF. Така това стъпало се превръща в класически емитерен повторител. По същия начин изходното стъпало, реализирано с транзисторите Т2 и Т3 лено може да придобие вида от схемата на фиг.5 като трябва да внимаваме при включването на базисния резистор. Желателно е да се подберат внимателно стойностите на R3 и R16, така че да получим в емитерите на Т1 и Т3 постояннотоково напрежение около 1/2 Uз, с което осигуряваме работната им точка. Тук искам да отбележа, че нивото на променливия сигнал при приложени максимални положителни корекции на RC групата следва да бъде около 80-90% от пик до пик от постояннотоковото напрежение в емитерите на тези транзистори, за да избегнем сериозни изкривявания на сигнала в следствие на ограничение на синусоидата в положителния или отрицателния полупериод (от горе или от долу).

    Потенциометъра за баланс между левия и десния канал може да се свърже в две точки, както е отбелязано на схемата - в т. А или т. В. Ако се използва свързването му в т. А без промяна в схемата, то стойността на баланс-потенциометъра трябва да бъде минимум 50 kOm, тъй като е свързан директно към емитера на транзистора и ще промени работната му точка, но ако резистора R6 се замени с електролитен кондензатор от 10µF, тази забележка отпада.

    Изходът на тонкоректора е натоварен с потенциометъра за усилване, към който е приложена RC група за тонкомпенсация, която значително подобрява звученето. Чрез превключвателя S1 по желание тонкомпенсацията може да се включва или изключва. Оставям на вас да изберете подходящи нискошумни транзистори и разбира се, да изберете съответния режим на работата им.

    Печатната платка е така разработена, че да позволява комбинациите от посочените по-горе усилвателни стъпала, както и видовете Баксандал филтри. Разбира се, аз препоръчвам да си направите примерно две или три платки, според броя на комбинациите, които искате да реализирате, вместо да правите всички експерименти само върху една платка и накрая експериментите да завършат с "изядени" и отлепени писти (пътечки).

    Но ето и самата платка:

    А ето и тонкоректора:

    На тези снимки виждате моя избор на транзисторен тонкоректор Баксандал. Сега следва принципната схема, по която той е реализиран:

    Естествено има различия спрямо принципните схеми на транзисторните стъпала, разгледани в началото на статията. Включително има промяна и във вида и стойностите на потенциометрите. Това се получи, тъй като в процеса на реализацията ми попаднаха оригинални потенциометри на SONY. Другата, наглед несъществена промяна, но всъщност изключително важна, е изборът на работната точка на последното стъпало, състоящо се от два постояннотоково свързани транзистора. В показаната по-горе схема резистор от 2,7МΩ е определящият за нея, но се оказа, че в България такъв не се намира. Именно затова реших да премина към традиционния начин за определяне на работна точка чрез делител в базата. Но, забележете, делителят не е спрямо захранването, а запазвам отрицателната обратна връзка с изход по постоянен ток, с което стабилизацията на режима на транзисторите се запазва в по-голям интервал от захранващото напрежение 10-24V, при което аз избрах 15V, а на печатната платка съм предвидил място за интегрален стабилизатор на тази стойност.

    Но ето как изглежда и крайния вариант на конструкцията в съчетание с интегрален мощен нискочестотен усилвател:

    И накрая искам да отбележа, че печатната платка е така разработена, че да съдържа в себе си всички предложени по-горе принципни схеми, което ще позволи на всеки да направи своя избор на транзисторен тонкоректор Баксандал и просто да "налепи" съответните елементи.

Архив файлове .spl7, .pcb [zip-spl7,pcb][31kb]
Оригинална статия [zip-doc,jpg][1,7mb]

Виж също: "Тонкоректор "Баксандал" с операционни усилватели"


Литература:

1. Negative Feedback Tone By Peter James Baxandall, Wireless World, October 1952
2. Designing And Building Audio Amplifiers, www.angelfire.com
3. Baxandall Tone Control Revisited by M. B. Thomas, Wireless World, September 1974
4. "Тонкоректори за нискочестотни усилватели", н.с. инж. В. Захариев, сп. "Радио, Телевизия, Електроника", кн.11, 1976 г.
5. "Нискочестотен усилвател с тонкоректор", Веселин Георгиев / LZ2WSG, юни, 2010 г.
6. "Простой УНЧ", журнал "Радиоконструктор", кн. 12, 2012 г.

Валери Терзиев
11 април 2014 година