Кинотеатральные усилители

Лекция 3 Раздел 2 Кинотеатральные усилители Кинотеатральные усилители относятся к первому классу сложности и обладают рядом особенностей: 1. Возможность работы от многих источников сигналов, в связи с этим, входная часть имеет несколько разъемов и соответствующую каждому источнику сигнала коррекцию АЧХ и чувствительность, а работа от микрофона – чувствительность – 1 мВ и АЧХ имеет спад ВЧ и НЧ -6дб, причем спад ВЧ можно не вводить; 2. Работа от магнитной фонограммы – чувствительность 0.2-0.3 мВ и АЧХ имеет стандартную форму, т.е. зеркальную АЧХ магнитной головки воспроизведения (МГВ) – спад от НЧ к ВЧ с подъемом ВЧ, что требуется для компенсации частотной зависимости ЭДС МГВ и волновых потерь; 3. Работа от фотодиода – при изношенной фонограмме требуется спад ВЧ, необходимый для компенсации потерь в читающей оптике, а также автоматическая коррекция АЧХ, которая выравнивает ее в области ВЧ, независимо от кол-ва подключенных фотошлангов; 4. Работа с выносным регулятором громкости (ВРГ) в сочетании с микшерской сигнализацией; 5. Одновременная работа двух каналов: основного и микрофонного для возможности синхронного перевода и объявления в зал; 6. Обеспечение пространственного звукоусиления. Поэтому применяется многоканальная система звукосопровождения фильма (2-3D, стереофония 2-х, 4-х, 6-канальная); 7. Применяется система шумопонижения типа Dolby. 8. Усилители практически могут адаптироваться почти ко всем условиям звукоусиления, компенсируя недостатки исполнительско-инструментальных составляющих звуковых программ акустики зала. Структурная схема кинотеатрального усилителя имеет блок предварительных усилителей, состоящий из одного или нескольких предварительных усилителей, промежуточный усилитель с элементами обработки звукового сигнала и блок оконечного усиления (БОУ), рассчитанный на входное напряжение 0.775 В (0 дб). Кинотеатральные усилители подразделяются на передвижные и стационарные. Передвижные комплекты К ним относятся КЗВП-14 и КЗВП-30. Комплект КЗВП 14 выпускался в 9 вариантах, 4 варианта для передвижных киноустановок, причем вместо усилителя 6У-40 в комплект входил 6У-40-1 с трансформаторным входом от магнитной головки воспроизведения, 4 варианта для стационированных киноустановок и один комплект для озвучания фойе. Усилитель 6У-40 имеет Pвых ном = 25Вт, на Rн = 8Ом, Uвых ном = √ Pвых ном∙Rн = 14,1В. В 6У-40 входят блок предварительных усилителей, промежуточный усилитель, блок оконечного усиления (БОУ), блок питания (БП). Усилитель 6У-40 может работать от разных источников сигнала, но одновременно работают два независимых канала основной и микрофонный, чтобы иметь возможность синхронного перевода и объявления в зал. При этом учитываются особенности источника сигнала и акустика зала что подтверждается графиком АЧХ 6У-40. М-16: АЧХ при работе от 16-мм магнитной фонограммы – требуется спад от НЧ к ВЧ для компенсации частотной зависимости э.д.с. МГВ и подъем ВЧ для компенсации волновых потерь (осуществляются элементами: С30 и режекторным контуром L1, C5, R12). Мк - АЧХ при работе от микрофона – спад НЧ (-6дБ на 63Гц) для улучшения разборчивости речи и в гулких (бубнящих) залах и спад ВЧ для уменьшения подчеркивания шипящих и свистящих, при работе с изношенной фонограммой и с повышенными ВЧ шумами. Ф35 – АЧХ при работе с 35-мм фотофонограммой- равномерная до 10кГц. Ф16 - АЧХ при работе с 16-мм фотофонограммой с резонансным подъемом около 6кГц. Частотный диапазон ограничен до 6300Гц. Предварительный усилитель для работы от фотодиода трехкаскадный с гальванической связью между каскадами, что характеризуется отсутствием разделительных конденсаторов, но при этом проявляется отрицательный эффект – взаимовлияние режимов, для компенсации которого требуется стабилизация исходных режимов транзисторов. Поэтому применяются различные виды стабилизации на базе ООС, которые компенсируют влияние различных дестабилизирующих факторов (температура, различного вида излучения, старение радиоэлементов и др.). Первые два каскада с общим эмиттером, третий каскад – эмиттерный повторитель, так как он работает на низкоомный установочный регулятор громкости. С Смещение в первом каскаде создается разностью падения напряжения на резисторах R8 и R3. Во втором каскаде смещение создается разностью напряжений на коллекторе предыдущего каскада Uк1 и резисторе R8. Смещение в третьем каскаде создается разностью напряжений на коллекторе предыдущего каскада Uк2 и резисторе R10. Стабилизация исходного режима транзистора выполняется следующим образом: 1. В каждом каскаде действует местная последовательная ООС по постоянному току (за счет резисторов автоматического смещения (R3, R8, R10)). 2. Общая петля параллельной ООС по напряжению, охватывающая первые два каскада. 3. Общая петля последовательной ООС по напряжению, охватывающая все три каскада. В качестве примера покажем действие стабилизации при нагреве транзистора VT1. При этом увеличится количество пар электрон-дырка, следовательно произойдет увеличение токов базы и коллектора VT1. Увеличится падение напряжения на коллекторной нагрузке R2, что приведет к уменьшению напряжения на коллекторе VT1 и на базе VT2. Таким образом, уменьшится смещение VT2, который призакроется. При этом уменьшится Iк02, что приведет к уменьшению падения напряжения на резисторе автоматического смещения R8, а, следовательно, и на базе VT1, который призакроется и ток коллектора Iк01 уменьшится, что будет препятствовать изменению Iк01 при нагреве VT1. При работе от 16мм фотофонограммы требуется подъем ВЧ для компенсации спада отдачи на ВЧ плотностной фотофонограммы 16-мм. Применен резонансный подъем на частоте ≈ 5.5-6 кГц, что обеспечивает выравнивание АЧХ до 6.3 кГц с последующим резким резонансным спадом, т.е. в области частот, где нет записи. Резонансная коррекция АЧХ включается автоматически перемычкой П16 в фотошланге кинопроектора, подключающей резонансный контур L1 C5 к общему проводу. Резистор R12 ограничивает резонансный подъем. Для устранения паразитной гальванической ОС в схему введены развязывающие фильтры (сглаживающие фильтры R11 C7 и R4 C2). Первый каскад по схеме ОЭ на VT1 со сложной эмиттерной стабилизацией. В первом каскаде действует местная последовательная ООС по току, причем ООС по постоянному току стабилизирует исходный режим в каскаде, а ООС по сигналу улучшает качественные показатели (хотя уменьшает усиление) и обладает свойством защиты от перегрузки по входу. Фотодиод работает в фотодиодном режиме. Делитель напряжения R1, R76 обеспечивает рабочее напряжение на ФД около 5В. Резистор R1 является по сути анодной нагрузкой ФД, а R76 рабочее плечо делителя, хотя является составной частью внешней нагрузки фотоячейки. (Необходимы пояснения). Во втором каскаде действует параллельная ООС по напряжению на сверхзвуковых частотах, чтобы исключить возможность самовозбуждения на них. Для этого между коллектором и базой транзистора VT2 включен антигенерационный конденсатор С3. Действует также местная последовательная ООС по постоянному току. Конденсатор С4 блокировочный, устраняет ООС по сигналу в петле, охватывающей первые два каскада. Третий каскад эмиттерный повторитель, не усиливающий напряжение, но имеющий малое Rвых, что позволяет подключать его к низкоомному установочному регулятору усиления, обладающего малыми помехами в виде шороха и тресков, увеличивающихся с течением времени. Предварительный усилитель для работы от магнитной фонограммы. Конструктивно и принципиально не отличается от усилителя для фотофонограммы за исключением общей петли последовательной ООС по напряжению, охватывающей все три каскада. Эта частотно-зависимая ООС имеет постоянно включенные в ее цепь последовательно конденсатор C30 и параллельно режекторный контур L2 C33. Эти элементы необходимы для формирования АЧХ зеркальную АЧХ МГВ. На НЧ сопротивление конденсатора С30 велико Хс = 1/2πfC и глубина ООС минимальная, а усиление максимальное. С повышением частоты сопротивление С30 уменьшается, что приводит к увеличению глубины ООС и АЧХ имеет спад от НЧ к ВЧ. Начиная с некоторой частоты (около 1кГц) проявляется действие режекторного L2, C33, и на частоте равной 12.5 кГц, усиление достигает максимума. Эта частота и является верхней граничной частотой. R67 ограничивает резонансный подъем. C30 L2, C33 f0 Кроме того, в первом каскаде увеличена чувствительность за счет шунтирования части резистора автоматического смещения R64 конденсатором С31, что уменьшает глубину ООС по сигналу в первом каскаде. Входной повышающий трансформатор увеличивает отношение сигнал-шум (ОСШ), т.к. резко снижает наводимые на входную часть помехи и повышает э.д.с. МГВ в 54 раза. Блок оконечного усиления 6У-40 трехкаскадный развивает 25Вт на нагрузке 8 Ом.