ŽD stiprintuvas elektrinių muzikos instrumentų ansambliui

Parengė Andrius Vaičeliūnas (red. pastaba: kalba netaisyta).
Портной Б., Невский Н. Усилитель НЧ для ансамбля электромузыкальных инструментов. – Радио, 1972, № 4, с. 52–54, № 5, с. 29–31.

ŽD stiprintuvas skirtas darbui elektrinių muzikos instrumentų ansamblyje, turinčiame savo sudėtyje solo-gitarą. Jį sudaro du nepriklausomi stiprinimo kanalai. Nominali kiekvieno kanalo išėjimo galia 50 W esant nelinijinių iškraipymų koeficientui 0,8–1 %. Darbo dažnių ruožas 40–18000 Hz. Fono lygis – 70 dB. Prie vieno iš stiprintuvo kanalų gali būti pajungti keturi mikrofonai, elektrinis instrumentas ir reverberatorius, prie kito – elektrinė gitara ir reverberatorius. Mikrofoninių įėjimų jautrumas 0,5 mV, o likusių 10–20 mV. Mikrofoninis kanalas turi tolygų aukštų ir žemų garso dažnių tembro reguliavimą, o solo-gitaros kanalas – aukštų, vidurinių ir žemų dažnių. Solo-gitaros kanalas aprūpintas efektų bloku, leidžiančiu iš gitaros gauti originalius skambėjimo tembrus.

Stiprintuvas maitinamas nuo 127 ir 220 V kintamos srovės tinklo. Jo matmenys 550×160×300 mm, svoris 18 kg.

Principinė schema

Principinė stiprintuvo schema pateikta 1 ir 2 pav. Mikrofoninis kanalas (1 pav.) aprūpintas mikšeriu, įgyvendintu keturiuose mažai triukšmaujančiuose tranzistoriuose T1–T4. Paveikslėlyje parodyta tik vienos mikšerio kaskados schema. Likusios kaskados turi analogišką schemą ir pajungiamos prie mikrofoninio kanalo parengtinio stiprintuvo lempos L1 įėjimo. Į lempos L2 įėjimą patenka signalai nuo elektrinio instrumento (1 įėjimas) ir reverberatoriaus (2 įėjimas). Tarp įėjimo kaskadų lempose L1, L2 ir fazoinvertoriaus lempoje L3 įjungti žemų (R16) ir aukštų (R19) dažnių tembro reguliatoriai. Potenciometras R27 skirtas fazoinvertorinės kaskados balansavimui derinant stiprintuvą. Iškarto už fazoinvertorinės kaskados seka priešfazinių įtampų stiprinimo kaskada lempoje L4, o toliau išėjimo kaskada lempose L5, L6, dirbanti AB klasės režime. Galinės kaskados rimties srovė 100 mA esant 325 V įtampai ekranuojančiuose tinkleliuose ir 650 V anoduose. Fiksuotas 40 V priešįtampis į išėjimo lempų valdančiuosius tinklelius paduodamas nuo atskirų lygintuvų. Potenciometrai R34 ir R35 skirti kintamų įtampų lempų L5–L6 tinkleliuose simetrijos nustatymui. Vieliniai rezistoriai R41, R42, R43 ir R44 lempų anodų ir katodų grandinėse pablogina kontūro lempa–išėjimo transformatorius kokybę ir tokiu būdu užkerta kelią savižadinimuisi aukštuose dažniuose. Potenciometrais R39 ir R40 nustatoma išėjimo lempų ekranuojančių tinklelių srovių simetrija.

1 pav. (padidinti)

Solo-gitaros kanalo įėjimo kaskada (2 pav.) surinkta lempoje L7. Ji apskaičiuota elektrinės gitaros (3 įėjimas) ir reverberatoriaus (4 įėjimas) pajungimui. Nuo lempos L7 apkrovos signalas patenka į efektų bloką, susidedantį iš amplitudinio moduliatoriaus, stiprintuvo-ribotuvo, oktavinio dažnio daliklio ir aukštųjų signalo harmonikų manipuliatoriaus. Valdymas efektų bloku nuotolinis, su relėm ir fotorezistoriais.

2 pav. (padidinti)

Amplitudinis moduliatorius susideda iš fotorezistoriaus R59, apšviečiamo kaitinimo lempute L13 МН-15, mirksinčia generatoriaus, įgyvendinto pagal multivibratoriaus schemą tranzistoriuose T9 ir T10, dažniu. Į vieną iš multivibratoriaus pečių įjungta relės P2 apvija, kuriai sudirbus sujungiama lemputės L13 maitinimo grandinė. Kol apšviesto ir neapšviesto fotorezistoriaus varža keičiasi nuo šimtų omų iki dviejų megaomų, su aprašytu moduliatoriumi galima gauti 100-procentinę signalo moduliaciją. Pradinė moduliuojančio signalo amplitudė nustatoma potenciometru R60.

Stiprintuvas-ribotuvas kartu su oktaviniu dažnio dalikliu leidžia gauti stačiakampės laiptelinės formos signalą, kurio tembras pagal skambesį primena saksofono tembrą. Ribojimą veikiantis signalas stiprinamas L7 ir L12 lempų, o tada tiesiogiai patenka į ribotuvą, įgyvendintą stabilitronuose D1 ir D2. Amplitudiškai apribotas signalas stiprinamas įtampos stiprintuvo, surinkto tranzistoriuje T5, ir toliau patenka į dažnio daliklio įėjimą.

Dažnio daliklis T6–T7 yra trigeris, kurio kolektoriaus-bazės grandinėlių pastovūs laikai parinkti tokiu būdu, kad užtikrinti dažnio dalijimą 10–20000 Hz diapazone. Trigerio darbo sąlygų pagerinimui jis paleidžiamas per skiriamuosius diodus D3–D5. To pasekoje stačiakampiai impulsai keičiami į trikampius, dėl ko teigiami impulsai pasiduoda į bazių grandines, o neigiami – į emiterių. Nuo tranzistoriaus T6 kolektoriaus nuimama stačiakampės formos įtampa, kurios dažnis dvigubai mažesnis už įtampos, paduodamos į trigerį, dažnį. Ši įtampa susimaišo su tranzistoriaus T5 stiprinama pradine stačiakampės formos įtampa. Sumaišomų įtampų amplitudė reguliuojama potenciometrais R98 ir R111. Suminio signalo forma esant skirtingoms sumaišomų įtampų amplitudėms parodyta 3 pav. (čia U_V – pagrindinio dažnio įtampos amplitudė, U_N – amplitudė įtampos, kurios dažnis dvigubai mažesnis).

3 pav.

Dviejų skirtingo dažnio dedamųjų buvimas sumaišytame signale leidžia įvykdyti originalią signalo moduliaciją. Ji susideda iš to, kad pažeminto dažnio įtampa moduliuojama pagal amplitudę ir kartu su nemoduliuota pagrindinio dažnio įtampa per perjungėją B1 pasiduoda į sumatorių, kurio funkciją įgyvendina tembro reguliatorius ir lempos L8 įėjimo grandinės. Moduliuojantis elementas šiuo atveju yra fotorezistorius R101, apšviečiamas kaitinimo lemputės L14, pajungtos prie relės P2 kontaktų. Keičiant moduliacijos gylį ir sumaišomų įtampų proporciją galima gauti savotiškus tembrus, primenančius elektrinio instrumento, saksofono, fleitos ir kitų instrumentų skambėjimą. Lemputė L13, apšviečianti fotorezistorių R59, prijungiama prie kojinio pedalo, kuris naudojamas distanciniam valdymui garsu. Nuspaudus pedalą sukama potenciometro, įjungto į lemputės L13 grandinę, ašis (pavyzdžiui, 100 Om varžos, 2 W galios vielinio rezistoriaus). Lemputės degimo greitis kinta, vadinasi, kinta ir fotorezistoriaus varža. Dėl to „vibrato“ (muzikinis efektas) amplitudės reguliavimo rezistorius R60 turi būti sujungtas su bendru laidu.

Aukštųjų signalo harmonikų manipuliatorius leidžia gauti „vau-efektą“. Manipuliatorius susideda iš relinės kaskados tranzistoriuje T8, aukštų ir žemų dažnių filtrų ir iš esmės manipuliatoriaus. Po stiprintuvo-ribotuvo signalas padalijamas į aukštadažnę ir žemadažnę dedamąsias. Žemadažnė dedamoji, išskirta filtru R102C50R103, netrukdomai praeina į efektų bloko išėjimą. Aukštadažnė signalo sudaromoji praeina per manipuliatorių ir pasiduoda į išėjimą su tam tikru užlaikymu. Užlaikymo mechanizmas toks: nesant signalo relės P1 (РП-4, pasas РС4.520.009) kontaktas P1.1 atjungtas. Diodo D6 anodas katodo požiūriu yra po neigiamu potencialu ir diodas uždarytas. Atsiradus signalui relė P1 sudirba, kontaktas P1.1 susijungia ir į užkrovos grandinę R107C54 patenka įtampa – 12 V. Diodas D6 tolygiai atsidaro. Tuo laiku aukšti dažniai girdimi su didėjančiu garsumu, kas ir sukuria „vau-efektą“. Rezistoriumi R108 nustatomas diodo D6 atidarymo potencialas. Solo-gitaros kanalo parengtinio stiprinimo kaskados, fazoinvertorinės kaskados ir galios stiprintuvo schema visiškai analogiška atitinkamų mikrofoninio kanalo mazgų schemai.

Stiprintuvo maitinimo bloko schema pateikta 4 pav. Jį sudaro du jėgos transformatoriai, vienas iš kurių užtikrina įtampas, būtinas visų parengtinių stiprintuvų lempų kaitinimui, anodų ir tinklelių grandinių maitinimui, o antras – išėjimo lempų ГУ-50 anodų grandinių maitinimui.

4 pav. (padidinti)

Tranzistorinės kaskados maitinamos nuo stabilizuoto lygintuvo, įgyvendinto dioduose D1–D4 ir tranzistoriuose T1–T3. Tinklelių priešįtampį lempoms ГУ-50 užtikrina lygintuvai, įgyvendinti dioduose D5–D8 ir D9–D12. Parengtinių stiprintuvų lempų kaitinimo grandinės maitinamos pastovia srove nuo lygintuvo, surinkto dioduose D13–D16, kas reikšmingai sumažina kintamos srovės su 50 Hz dažniu foną. ГУ-50 kaitinimo maitinimo apvija neturi būti sujungta su „žeme“, kad išvengti kintamos srovės poveikio įėjimo lempoms per bendrą laidą.

Stiprintuvo konstrukcija

Konstrukciškai stiprintuvas įgyvendintas kaip du mazgai: maitinimo blokas ir iš esmės stiprintuvas, sujungti vienas su kitu lizdų ir lankstaus laido pagalba.

Stiprintuvą sudaro keturi blokai: parengtinių stiprintuvų blokas, efektų blokas ir dviejų galios stiprintuvų blokas. Pirmieji du blokai surinkti spausdintinėse plokštėse. Spausdintinis šių blokų montažas parodytas 5 ir 6 pav., o detalių išdėstymas – 7 ir 8 pav. Parengtinių stiprintuvų blokas patalpintas vientisame aliuminio ekrane. Išorinis bloko vaizdas su nuimtu ekranu parodytas 9 pav. Į priekinę stiprintuvo panelę (10 pav.) išvestos garso, tembro, „vibrato“ dažnio ir amplitudės, stačiakampių įtampų amplitudės rankenėlės, „vau-efekto“ multivibratoriaus perjungėjas ir amplitudinio moduliatoriaus perjungėjas stačiakampių įtampų moduliavimui. Stiprintuvas-ribotuvas ir dažnio daliklis įjungiami kojiniu mygtuku, sujungiančiu relės P3 (РМУ, pasas РС4.523.319) maitinimo grandinę, kurios kontaktai P3.1 pajungia solo-gitaros kanalą prie efektų bloko (2 pav.).

5 pav.

6 pav.

7 pav.

8 pav.

9 pav.

10 pav.

Išėjimo transformatoriai Tr1 ir Tr2 suvynioti ant šerdžių iš УШ30 plokštelių, rinkinio storis 40 mm. Pirmines apvijas sudaro po 2000+2000 vijų ПЭЛ 0,35 laido, o antrines po 110 vijų ПЭЛ 1,2 laido kai apkrovos varža 25 Om (du nuosekliai sujungti garsiakalbiai 25ГДН-4). Išėjimo transformatorių apvijų sujungimo schema pateikta 11 pav. Maitinimo blokas įgyvendintas kaip atskiras mazgas. Jėgos transformatorius Tr1 įgyvendintas ant šerdies iš УШ35 plokštelių, rinkinio storis 35 mm, o transformatorius Tr2 ant šerdies iš УШ40 plokštelių, rinkinio storis 60 mm. Transformatorių vyniojimo duomenys pateikti lentelėje. Filtro droseliai Dr1 ir Dr2 įgyvendinti ant šerdžių iš УШ16 plokštelių, rinkinio storis 24 mm. Apvijos suvyniotos ПЭЛ 0,2 laidu iki karkaso užpildymo. Eksploatuojant maitinimo bloką ypatingą dėmesį reikia atkreipti į tai, kad neleistina įjungti aukštavolčius lygintuvus be apkrovos, kadangi tokiu atveju galimas filtro kondensatorių pramušimas ir jėgos transformatoriaus išėjimas iš rikiuotės.

10 pav.

Stiprintuvo derinimas

Stiprintuvo derinimas pradedamas nuo galios stiprintuvo ir, dažniausiai, nuo lempų L5–L6 ir L10–L11 vienodų darbo režimų patikrinimo ir nustatymo. Toliau nustatomas vienodas garsiakalbių fazavimas ir patikrinamas dinaminis stiprintuvų režimas, padavus į kiekvieno peties įėjimą 40 V įtampą iš garso generatoriaus. Po to pajungiami galios stiprintuvai prie fazoinversinių kaskadų ir iš naujo patikrinamas abiejų kanalų darbas. Parengtinio stiprinimo derinimas yra abiejų kanalų lempų režimų nustatymas ir signalo praėjimo visomis kaskadomis patikrinamas. Amplitudinio moduliatoriaus darbas patikrinamas, prinešus degančią lemputę prie fotorezistoriaus R59. Stiprintuvas-ribotuvas, surinktas lempoje L12, derinimo nereikalauja. Jeigu į šios lempos tinklelį iš generatoriaus paduoti sinusoidinę 1–2 V įtampą, tai dioduose D1 ir D2 pasirodo stačiakampiai impulsai. Tranzistoriaus T5 darbo režimą lemia rezistorius R92, pajungtas tiesiogiai prie jo kolektoriaus. Toks pajungimas sukuria atgalinį neigiamą ryšį, kuris pagerina signalo formą kolektoriuje ir išlygina kaskados dažninę charakteristiką. Galutinai ribotuvo darbas patikrinamas su pajungta prie stiprintuvo įėjimo gitara. Garsas turi būti ilgas ir pastovus pagal amplitudę.

Jei tranzistoriai T6 ir T7 identiški, tai trigeris pradeda dirbti iš karto. Jo derinimas yra darbinio dalijamų dažnių diapazono 40–2500 Hz ribose nustatymas. Dėl to kairysis (pagal schemą) kondensatoriaus C46 išvadas per pagalbinę diferencijuojančią RC grandinėlę (R=10 kOm, C=1000 pF) sujungiamas su stačiakampių impulsų generatoriaus išėjimu. Iš generatoriaus į trigerio įėjimą paduodama 1,5 V įtampa. Prie tranzistoriaus T6 kolektoriaus pajungiamas oscilografas. Kai trigeris dirba teisingai jo ekrane turi būti matomi stačiakampiai impulsai, kurių dažnis du kartus mažesnis nei generatoriaus dažnis. Trigerio derinimas užbaigiamas parenkant rezistorių R93, R97 varžas ir kondensatorių C48, C49 talpas. Pačiuose žemiausiuose ir pačiuose aukščiausiuose diapazono dažniuose trigeris nedirba.

„Vau-efekto“ bloko manipuliatoriaus suderinimui būtina atkurti kondensatoriaus C46 grandinę ir prie stiprintuvo įėjimo pajungti gitarą. Dėl to relės P3 kontaktai P3.1 turi būti apatinėje (pagal schemą) padėtyje. Kai tik styga pradeda virpėti, turi sudirbti relė P1. Nutraukus svyravymą relės P1 kontaktai turi grįžti į pradinę padėtį. Rezistorius R112 nustato relės P1 sudirbimo ribą, o jo varža parenkama tokiu būdu, kad esant 0,5 V įtampai tranzistoriaus T8 bazėje relė P1 patikimai sudirbtų.

Aukštų C51R104C52 ir žemų R102C50R103 dažnių filtrai derinimo nereikalauja. Tolimesnis manipuliatoriaus derinimas atliekamas klausantis ir parenkant rezistoriaus R107 varžą, kuri nustato kondensatoriaus C54 užsikrovimo laiką ir to pasekoje aukštų signalo dažnių praėjimą į stiprintuvo įėjimą laiką.

Multivibratorius T9, T10 atsakingas už relės P2 sudirbimo dažnį nuo 5 iki 20 Hz ribose. Jis nustatomas parenkant kondensatorių C55, C56 talpas ir rezistorių R113, R114, R116, R117 varžas. Multivibratoriuje galima naudoti ir kitų tipų reles, bet tokiu atveju reikia iš naujo parinkti kondensatorių C55, C56 talpas. Rezistoriaus R115 varža turi būti apytikriai lygi relės apvijos varžai.

Suderinto stiprintuvo ir efektų bloko darbas patikrinamas grojant gitara, atliekant būtinus reguliavimus, kad pasiekti tą ar kitą efektą.

Reverberatoriai, naudojami ŽD stiprintuve, įgyvendinti serijinio magnetofono „Яуза-6“ pagrinde. Į jo elektrinę schemą papildomai įvedama įrašo galvutė, kuri pajungiama vietoj pagrindinės universalios magnetofono galvutės. Ši galvutė įjungiama į ŽD stiprintuvo įėjimą per papildomą kaskadą, surinktą, pavyzdžiui, lempos L12 6Н2П pusėje, kuri nenaudojama pačiame stiprintuve. Reverberacijos laikas atvirkščiai proporcingas juostos judėjimo greičiui ir tiesiogiai proporcingas atstumui tarp įrašančios ir universalios galvučių. Juostos judėjimo greitis padidintas iki 19,53 cm/s. Tam tikslui ištekintas naujas variklio skriemulys, kurio diametras du kartus didesnis už gamyklinį. Toks skriemulys esant 30 mm atstumui tarp galvučių leidžia gauti 0,2 s reverberacijos laiką.