Змінний резистор регулювання гучності. Регулятори гучності у лампових підсилювачах. Застосування активних моделей

РЕЗИСТОРИ ПОСТОЯННІ

Насамперед невелика нагадування про позначення резисторів:

Як і будь-який інший елемент у резисторів є такий параметр як власний шум, що складається з теплового та струмового шуму.
Струмовий шум обумовлений дискретною структурою резистивного елемента. При протіканні струму виникають місцеві перегріви, внаслідок яких змінюються контакти між окремими частинками струмопровідного шару і, отже, флюктує (змінюється) величина опору, що веде до появи між виводами резистора ЕРС струмових шумів. Струменевий шум, як і теплової, має безперервний спектр, але інтенсивність його збільшується області низьких частот, і величина значно перевищує величину теплового шуму.
Всі ці ефекти залежать від густини струму. Чим вона більша, тим більше прояв цих неприємностей.

Тому з'єднавши 2 резистори паралельно (збільшивши площу перерізу та зменшивши щільність струму) всі ці ефекти зменшуються.

Те саме можна зробити взявши резистор більшої габаритної потужності. У нього переріз провідного шару більший і щільність струму в ньому буде менше. З'єднавши 2 резистора послідовно шуми підсумовуються, тому вкрай не бажано використовувати послідовне з'єднання резисторів в каскадах мають велику коф підсилення. Сумарний опір двох резисторів з'єднаних паралельно обчислюється за такою формулою:

Цей шум залежить від багатьох факторів, у тому числі від конструкції конкретного резистора, включаючи резистивний матеріал і особливо кінцеві з'єднання.

Ось типові значення надлишкового шуму різних типів резисторів, виражені в мікровольтах на вольт, прикладеного до резистори напруги (наводиться середньоквадратичне значення, виміряне на одній декаді частоти):

Вуглецево-композитні Від 0,10 мкВ до 3,0 мкВ

Однак не зовсім зрозуміло на якій підставі були зроблені висновки про те, що С5-5 або С5-16 не містять індуктивності і найяскравішим прикладом є механічне розтин:

Найбільш прийнятним варіантом вважається використання для цих цілей резисторів МЛТ-2, проте шанси від позбавлення від індуктивності не стовідсоткові - на верхньому резисторі чітко проглядається спіраль із резистивного шару:

Тому при покупці МЛТ-2 слід звернути увагу на їх зовнішній вигляд, і якщо виявиться, що резистивний шар у вигляді спіралі це зовсім не привід впадати в паніку - так, буде місце індуктивність, але її величина занадто мала - у представленого на фото резистора на 100 Ом індуктивність становила 70 мкГн, а резисторів опором 1, 0,68, 0,47, 0,33 і 0,22 Ома воно буде у десятки разів менше.

РЕЗИСТОРИ ЗМІННІ

Окрім постійних резисторів у підсилювачах використовуються змінні - для регулювання гучності, балансу, за потреби тембру. Від якості цих резисторів залежать в основному додаткові шуми, що вносяться, що змінюється опір контакту між резистивним шаром і двигуном.

Крім інших параметрів, у змінних резисторів є ще один - група. Цей параметр показує за яким законом змінюється опір на движку резистора в залежності від його положення, наприклад, для резисторів роторного типу це буде кут повороту. У вітчизняних резисторів розрізняють 3 основні та дві допоміжні групи:

Група А- лінійна залежність зміни опору від положення двигуна, група Б- логарифмічна залежність, У- Обратнологарифмічна. Найпопулярніші - "А" та "В". "А" використовується для лінійних регулювань, наприклад, в терморегуляторах, регуляторах обертів двигунів. "В" - оптимальний варіант для регулювання гучності, оскільки людське вухо збільшення гучності сприймає за логарифмічним законом. Допоміжні групиІ іЕ
зазвичай використовуються в парі на здвоєних резисторах - один резистор групи "І", другий "Е", що робить такий резистор ідеальним для регулювання балансу в підсилювачах стерео.

У імпортних змінних резисторів 4 групи: АТут відразу слід звернути увагу на те, що в імпортних група має зворотнологарифмічну залежність, тобто. для регулювання гучності потрібно саме резистори групи "А", а група B має лінійну залежність. Групавикористовується для регулювання балансу - зазвичай двигун резистора з'єднується із загальним дротом, а резистивний шар виступає в ролі атенюатора, спільно з постійними струмообмежуючими резисторами.
На деяких підвидах змінних резисторів, призначених для регулювання гучності робляться відводи від середини шару резистивного, набагато рідше робляться відводи з співвідношенням 1/ і 2/3. Дані резистори зручні для реалізації тонкомпенсованих регуляторів гучності. Тонкомпенсація дозволяє вирівняти ілюзію зміни АЧХ тракту при малих і великих гучностях - на малій гучності здається, що НЧ та ВЧ складові сигналу зменшуються, тому і вводиться підйом НЧ та ВЧ у самому регуляторі. Один із варіантів схеми тонкомпенсованого регулятора гучності та зміни його АЧХ наведені нижче:

Основних видів змінних резисторів дві - роторні та движкові. І ті, й інші мають у своєму складі безліч підвидів, тому для стислості в таблиці наведені лише популярні:

	Змінний резистор серії R12, бувають здавані, бувають з вимикачем. Найближчий сусід за конструктивом виконаний на текстолітовій основі.
	Широко використовуються у переносній аудіоапаратурі. Бувають для вертикального та горизонтального монтажу. Надійність залишає бажати кращого. Серія R12XX - конструктив складається з гетинаксової "підкови" з нанесеним вуглецевим резистивним шаром. Для більшого розуміння слід розшифрувати позначення:
	R – ROTOR, тобто. роторний, наступні дві цифри позначають діаметр , а далі вже за специфікацією. Бувають одинарні та здвоєні.
	Широко використовуються в переносній аудіоапаратурі та автомобільній низькій ціновій категорії. Бувають для вертикального та горизонтального монтажу. Для збільшення надійності та зменшення опору між контактом двигуна та резистивним шаром краще використовувати резистори більшого діаметру, якщо немає обмежень за габаритами.
	Змінні резистори движкового (повзункового) типу містять у своїй абривіатурі або першу або другу літеру S - SLIDE. Бувають одинарними, здвоєними, з відведенням від середини та без нього. Перші дві цифри після літер позначають довжину ходу двигуна, наприклад, у верхнього SL101 двигун переміщається на 10 мм, а у нижнього SL20V1 - 20 мм. Зазвичай у середньому положенні двигун резисторів злегка фіксується.
	Потенціометри DACT і ALPS по конструкції є багатопозиційним галетним перемикачем із встановленими SMD резисторами. Номінали резисторів забезпечують оберненологарифмічну залежність зміни опору при повороті осі потенціометра. Контакти двигуна та "підкови" виконані з матеріалів підвищеної зносостійкості та забезпечують найкращий контакт протягом ДУЖЕ тривалого часу. Зрозуміло, вартість подібних потенціометрів досить висока.
	Є ще одна група потенціометрів, яку можна назвати "вдалою", причому в прямому значенні цього слова - це потенціометри, зняті зі старих підсилювачів потужності нульової групи складності. Буквально два місяці тому був ВДАЛО придбаний такий потенціометр у дідуся-старильника всього за 50 рублів. Замаслений, запилений, але контакти в дуже гарному стані.
Тут розглянуті резистори найпопулярніші.

ПРОВОДИ І РОЗ'ЄМИ

Після того як всі плати готові, перевірені та вимиті їх необхідно встановити в корпус і з'єднати між собою, а для цього потрібні дроти та "з'єднувачі".
Найкращим з'єднанням є паяння, але це далеко не завжди зручно, та пайка буває різна.
Якщо використовується з'єднання пайкою, то для паяння необхідний припій. У радіо-електронній апаратурі (РЕА) використовуються свинцево-олов'яні припої трьох основних марок:
ПОС-40 - містить 40% олова і 60% свинцю, використовується... Та краще б не використовувався...
ПОС-60 - найпопулярніший припій, що використовується для монтажу елементів РЕА, містить 60% олова та 40% свинцю.
ПОС-90 - припій, що складається з 90% олова і майже 10% свинцю (інше на технологічні домішки).
Досить часто називається харчовим, оскільки вміст свинцю мінімальний і може використовуватися для паяння побутових предметів, що контактують з їжею. Якість паяння досить висока, але необхідно трохи більша температура паяльника. Мідне жало паяльника вигоряє набагато швидше, ніж під час використання ПОС-60. Поверхня ПОС-90 мало окислюється від вологи.
Є ще один вид припою, що називається безсвинцевим або екологічно чистим. Хімічний склад шукати навіть не захотілося - цією світлосірою субстанцією запаяна більшість електронних приладів низької цінової категорії, має більш високу температуру плавлення, порівняно з ПОСами, перебуваючи в рідкому стані, має низьку змочуваність, що ускладнює обслуговування висновків електронних компонентів і знижує якість пайки. Механічні властивості лише на рівні ПОС-40.
При паянні практично завжди використовуються флюси - речовини створюють на поверхні деталей, що спаюються тонку плівку, що оберігає від окислення, яке при високих температурах відбувається набагато швидше. Хімічних складів флюсів досить багато, більшість заснована на звичайній сосновій каніфолі, яка може використовуватися при паянні і сама по собі.
Для покращення якості паяння рекомендується зачищені жили багатожильних проводів звити якомога щільніше між собою – таким чином створюється максимально можлива кількість точок дотику, що істотно зменшують опір контактів.
Використовувати роз'єми в силовій частині підсилювача не бажано, навіть якщо вони самозатискні або гвинтові. Подібне з'єднання автоматично подвоює кількість з'єднань:
1. Роз'єм припаюється до плати;
2. Провід прикручується до гнізда
Якщо ж використовуються райоми, що мають "папу-маму", то кількість сполук потроюється:
1. Роз'єм "тато" припаюється до плати;
2. Точка контакту частин у відповідь "тато-мама";
3. Роз'єм "мама" припаюється до дротів
Звичайно ж роз'єми суттєво спрощують доступ з модулями пристрою, але вони ж і знижують надійність, тому роз'єми краще використовувати тільки на слабкострумових ланцюгах і скоротити їх кількість до мінімально можливого.
Ну для початку слід усвідомити, що при складанні в заводських умовах далеко не останнє місце займає технологічність - зручність складання для підвищення кількості продукції, що випускається, і вже потім розглядається надійність використовуваних з'єднувачів.
З іншого боку "нічого страшного" не відбувається:

ПРОВІД

У підсилювачах дроту можна розділити на дві основні групи - сигнальні та живлення, причому під живлення можна визначити і дроти, якими проводиться управління, наприклад реле селектора входів. Сигнальні дроти це дроти якими власне і проходить звуковий сигнал від входу до виходу.
У низьковольтній сигнальній частині підсилювача краще використовувати екрановані дроти, причому краще в ізоляції, оскільки еранований провід без ізоляції може стикатися з корпусом, ражіатором і т.д., що неминуче спричинить створення "земляної петлі" - ефекту, що виникає за рахунок з'єднання загального дроту в різних точках і дає можливість утворення рамкової антени, що збирає багато наведень та імпульсні перешкоди.
Однак екрановані дроти теж бувають різними і найдоступніші це так званий "НЧ провід для відео", що продається або здвоєним, або четиревенним.

Перед покупкою краще зробити невелике анатомічне розтин і переконається, що провід є дротом, а не жалюгідною пародією на нього, та ще й зробленої з якогось сталевого сплаву, який дуже важко паяється:

Провід повинен мати однорідну ізоляцію центральної жили і досить щільну, еластичну і не крихту обплетення:

Причому чим щільніше обплетення тим краще, в ідеалі жили обплетення повинні бути сплетені в сітчасту трубку, але останнім часом такий провід трапляється досить рідко.

Ну дуже гарний провід "мікрофонний", що сильно нагадує кооксіальний кабель, з однорідною, досить товстою ізоляцією центральної жили, що істотно знижує ємність кабелю і щільною обплетенням. Досить часто трапляються "мікрофонні" проводи економ-класу, в яких рідке обплетення, але екранування зберігається за рахунок використання фольги.

Як дроти живлення та управління краще використовувати мідний багатожильний провід з розрахунку 4-5 А на мм кв. Теоретично можна використовувати і велику напруженість - провід встигатиме остигати, але тільки сильно занижений переріз сприятиме більшому падінню напруги, отже напруга живлення сильно залежатиме від струму, що протікає.
Для попередніх каскадів це теоретично не так критично - вони споживають невеликі струми і компенсувати падіння можна збільшенням ємності конденсаторів фільтра живлення, встановлених безпосередньо на платі модуля. Однак, чи має сенс боротися з проблемою, якщо є можливість обійти її?
Для кінцевих каскадів провали живлення більш болючі - мало того, що при піку музичного сигналу відбувається розрядка конденсаторів фільтра живлення, яких зазвичай мінімальна достатність, так ще й тонкі дроти створюють додатковий провал напруги. Звідси і виникає більш ранній кліпінг, який вже буде чути.
Крім живлення до силових дротів можна віднести дроти потужності, що виходять безпосередньо з виходу підсилювача, що йдуть на клеми підключення, а далі вже безпосередньо на АС.
Ось тут вже виникає точка суперечок і непорозумінь, оскільки практично всі рекомендують використовувати для цих цілей акустичний провід (безкисневу мідь), але причини називаються часом найабстрактніші.
Тут слід зупинитися докладніше на найпопулярніших:

Найменший активний опір

Дріт мідний виготовляється такими марками:

Теоретично начебто все правильно, але...
,
де R - опір провідникового матеріалу (ом)
l - довжина дроту в метрах
p- Електричний питомий опір матеріалу
A - площа поперечного перерізу
ПІ - математичне число
d - номінальний діаметр дроту в міліметрах
Беремо 10 метрів перетином 1,5 мм кв. Отримуємо опір для безкисневої міді 0,1147 Ома, для звичайної 0,12 Ома. Навіть при навантаженні в 2 Ома відношення опорів більш ніж у 16, проте жодна нормальна людина для двоомного динаміка не використовуватиме перетин 1,5 мм кв - мінімум 2,5 мм кв.

Зниження СКІН-ЕФЕКТУ

Вочевидь, що у високих частотах електрони виштовхуються до поверхні провідника і товщина скін-шару для частоти 100 кГц становить 0,2 мм. Однак наявність безлічі НЕ ІЗОЛОВАНИХ між собою жив у дроті робить його ОДНИМпровідником, діаметр якого пропорційний сумарному перерізу, а не перерізу кожної жили. Акустичний кабель, що дійсно компенсує СКІН ЕФЕКТ, виглядає дещо інакше, ніж його звикли представляти в аудіомагазинах.

Вартість цього кабелю буде зовсім не маленькою. Утім, про вартість - тут ще є залежність від того, де саме цей кабель купувати. Для прикладу дві ціни одного і того ж кабелю:

У аудіомагазині вартість дроту становить 96 рублів за метр, а в магазинах, що займаються теплою підлогою і прокладають під підлогами акустичний кабель у вигляді допослуги не перевищує 20 руб за метр.
Вийти з сутуації можна, якщо вже дуже хочеться отримати кабель без СКІН-ЕФЕКТУ - виготовити його самостійно з мідного обмотувального дроту ПЕВ-1 (ПЕВ-2 теж підійде, якщо варто однаково). Провід вимірюється необхідною довжиною і складається у необхідну кількість жил з розрахунку 30 Вт вихідної потужності підсилювача на 1 мм кв перетину дроту.

Потім джгут звивається, але не щільно і обмотується по всій довжині кіперною стрічкою:

Після цього обидві жили, що йдуть на АС, обмотуються ізолентою, можна окремо, можна відразу дві. Така ретельна ізоляція необхідна для зменшення ємності між проводами та покращення механічних властивостей ізоляції – лак на дроті не дуже міцний.
З особистих вражень:
Порівняно із звичайним акустичним кабелем саморобний виграє в області ВЧ і це проявляється найбільш яскраво за потужностей вище 100 Вт.

Однак звук набагато приємніший при використанні широкосмугової динамічної головки та підсилювача в режимі "Джерело струму, керований напругою" (ІТУН). При використанні додаткового блоку, що називається "Компенсатором Довжини Проводу" (КДП) звук також відрізнявся на краще.

Причому підсилювачі з ІТУН та КДП підключалися проводом ПВС 2х2,5, а типовий підсилювач акустичним магазинним та саморобним:

І ЧЕ ТЕПЕРЯ?!
Для початку подумати, адже у безкисневої міді є один досить серйозний плюс - вона окислюється не так інтенсивно, як ПВС, отже її можна використовувати там, де має місце підвищена вологість. Товщина і міцність ізоляції набагато вища, ніж у ПВС, отже з ним можна поводитися не так дбайливо, а й у разі проколу ізоляція прагне "затягнутися". Акустичний провід набагато м'якший за ПВС, отже його можна використовувати там, де гнучкість дроту має значення через труднодоступність місць укладання.
Висновок напрошується сам собою - акустичний провід ідеальний для використання в автомобільному аудіо та на гастролях. У побутових комплексах можна обійтися і ПВС, причому навіть збільшення перерізу дасть деяку економію порівняно з меншим перерізом акустичним. На захист ПВС можна сказати, що різні виробники для проведення дроту використовують жилки різного діаметра - їм головне витримати площу перерізу. Отже переглянувши провід у кількохУ магазинах можна вибрати провід з більш тонкими жилками, отже більш м'яким.

Ну і звичайно ж дивитися що саме ви збираєтеся купити, щоб не вийшло непорозуміння, пропонованого - на фото одне, а продають зовсім інше, якщо Вам вселяють, що провід позбавлений скін-ефекту, то пам'ятайте, що такий кабель виглядає дещо інакше:

Література:
http://www.electroclub.info
http://dart.ru
http://www.magictubes.ru
http://easyradio.ru
http://people.overclockers.ru
http://tech.juaneda.com
http://rexmill.ucoz.ru
http://ivatv.narod.ru/
http://irbislab.ru
http://www.audio-hi-fi.ru
http://diyfactory.ru
http://www.diyaudio.ru
http://www.bluesmobil.com
http://rezistori.narod.ru
http://sgalikhin.narod.ru

У цій частині статті поговоримо про аспекти узгодження регулятора гучності Нікітіна з підсилювачем.
Для отримання заявлених параметрів, зниження спотворень та забезпечення плавності регулювання гучності регулятор Нікітіна обов'язково має бути узгоджений із вхідним опоромпідсилювача!

Розглянемо по порядку:

1. Загальні питання узгодження регулятора.
2. Узгодження регулятора зі схемами на ОУ та транзисторами.
3. Узгодження регулятора із ламповими каскадами.

1. Загальні питання узгодження.

Для розгляду загальних нюансів погодження регулятора гучності Нікітіна з підсилювачами звернемося до статті « Спотворення, що виникають у каскадах на ОУ під час регулювання рівня сигналу»,автор В.А.Свинтенок.

Цілком наводити її не буду (кому цікаво, той легко знайде її на просторах Інтернету). У ній автор, провівши не зовсім коректні та неповні експерименти, підтвердив відомий факт, що підсилювачі в інвертуючому включенні звучать краще і мають менші спотворення, ніж підсилювачі в включенні, що не інвертує. Цю особливість давно помітили та спробували пояснити Дуглас СелфІ Микола Сухов(Автор того самого «підсилювача високої вірності»). Останній дійшов висновку, що подібний ефект викликаний тим, що в неінвертуючому включенні перехід б-е вхідного транзистора виявляється поза ланцюгом загального негативного зворотного зв'язку, через що не компенсується місткість Міллера. Відповідно, для підсилювача з польовими транзисторами на вході подібний ефект значно слабший, або не спостерігається зовсім.

Та ось, в експериментах описаних у статті взяв участь і регулятор гучності Нікітіна. Деколи, щоправда, не зовсім коректно. Не зрозуміло, навіщо потрібно було знімати характеристики ненавантаженого регулятора? Ще раз повторю, що для забезпечення заявлених параметрів (крок регулювання, рівномірність регулювання, діапазон регулювання тощо) регулятор обов'язково має бути узгоджений із навантаженням!!!

Примітка: у зазначеній статті регулятор гучності Нікітіна частіше згадується як «Регулятор гучності сходового типу».

Отже, найцікавіші та найкорисніші висновки зі статті:

...Як було показано вище, неінвертуюче включення ОУ з резисторами на входах не дозволяє реалізувати граничний потенціал у більшості мікросхем з нелінійних спотворень. Інвертує включення дає ряд кращих характеристик: менші нелінійні спотворення, більш короткий і «м'який» спектр спотворень, відсутність «порога» (різкого зростання вищих гармонік у спектрі), на спотворення і спектр впливає внутрішній опір джерела сигналу.

Стандартна побудова регулятора рівня з буферним повторювачем в включенні, що інвертує, представлено на Рис.15. Насправді така схема використовується досить рідко і це з наступним. Щоб зберегти вхідний опір схеми на рівні значення опоруRп та закон зміни опору від кута повороту ручки потенціометра необхідно, щоб для резисторів схеми виконувалася умоваR >Rп (в 3 і більше разів). Щоб отримати прийнятний вхідний опір схеми, доводиться вибирати досить високоомні резистори.R. І це веде своєю чергою до підвищеного рівня шуму схеми.

Тим не менш, розглянемо цю схему як відправну схему для цього типу включення.

Для схеми, представленої на Рис.15 максимальні спотворення будуть у верхньому положенні двигуна потенціометраRп та відповідають повторювачу в інвертуючому включенні. Далі у міру зниження рівня сигналу на виході потенціометра пропорційно почнуть знижуватися та спотворення на виході ОУ. У зв'язку з чим охарактеризувати поведінку активного елемента в регуляторі досить описом його в одній точці – у точці спостереження максимальних спотворень.

Таблиці 10 наведені коефіцієнти гармонік для вхідної напруги 2 і 4 вольта для інвертора зібраного за схемою Рис.15 при номіналі резисторівR = 5кОм та при коефіцієнті передачі регулятора Кр = -1.

Таблиця 10

	Таблиця 10 (1)
Тип мс	OPA2134		AD8620		NE5532		OP275
Uвх(в)
До г7%(5к)					0,000066	0,000035	0,000062

	Таблиця 10 (2)
Тип мс	LME49860		AD8066		AD826		JRC2114
Uвх(в)
До г7%(5к)	0,000012		0,000032	0,000024			0,000092	0,000039

	Таблиця 10 (3)
Тип мс	THS4062		AD8599		LT1220		AD825
Uвх(в)
До г7%(5к)

	Таблиця 10 (4)
Тип мс	LME49710		LM6171
Uвх(в)
До г7%(5к)	0,000013	5,2*10 -6

Аналізуючи дані, наведені в Таблиці 10, можна помітити, що вибір мікросхем для побудови регуляторів рівня сигналу з малими спотвореннями значно ширший.

Найкращі мікросхеми у цьому включенніLME49860, LME49710іAD8066. Крім чудових характеристик по нелінійних спотвореннях у них і прекрасний спектр спотворень: 2 - 3 гармоніки при вхідній напрузі чотири вольти.

Прекрасні характеристики і уJRC2114, OP275іNE5532. Спектри у перших двох мікросхем містять 4 – 5 гармонік при вхідній напрузі 4 вольти, а ось уNE5532 він довгий, із провалом. Її краще використовувати при вхідній напрузі менше чотирьох вольт.

Хороші спектри (чотири гармоніки) при вхідній напрузі 4 вольтаAD826, THS4062, LT1220. МікросхемиOPA2134, AD5599іAD8620краще використовувати при вхідній напрузі два і менші вольти. УLM6171в інвертуючомувключення спотворення істотно вище, а характер і поведінка спектра від напруги живлення таке ж, що і в неінвертуючому включенні.

Як було вище сказано, на практиці реалізувати високий потенціал із спотворень у даного типу регулятора проблематично через властиві цьому включенню недоліків. Так для отримання вхідного опору близьке до 10кОм необхідно у схемі інвертора вибирати досить високоомні резистори (більше 30кОм), що призведе до суттєвого зростання шуму регулятора та скоротить кількість мікросхем здатних на якісному рівні працювати в цьому включенні. Значною мірою ці проблеми можна вирішити, якщо в цьому включенні використовувати регулятор рівня сигналу сходового типу.

…для здійснення цього необхідно навантажувальний резистор регулятора відключити від загального дроту і підключити до входу ОУ, що інвертує, як це показано на Рис.16.

Усі переваги цього регулятора у такому включенні зберігаються. При коефіцієнті передачі регулятора 0дБ схема є інвертор з одиничним посиленням і з вхідним опором 10кОм. Максимальні спотворення такого регулятора відповідають максимальному сигналу на вході інвертора і відповідатимуть значенням даних наведених у Таблиці 10. На вході регулятора можна включитиRC ланцюжок для обмеження високих частот без побоювання збільшення нелінійних спотворень. У міру зниження напруги знижуватимуться і спотворення, що є нормальною та природною властивістю регулятора в цьому включенні.

Максимальний коефіцієнт ослаблення сигналу та частотна характеристика визначаються максимальним загасанням регулятора та його частотною характеристикою

Забігаючи трохи вперед, можна сказати, що це одне з найкращих рішень, що дозволяє отримати мінімально досяжні нелінійні спотворення з «м'яким» та коротким спектром. У цьому включенні можна досягти спотворення, що не перевищують рівень одиниць стотисячних при 4 вольтах на вході з монотонним зниженням спотворень у міру збільшення коефіцієнта загасання регулятора.

Єдине "не сильне" місце регулятора - шуми. Вони будуть визначатися резисторами (еквівалентне значення не більше 6кОм) та коефіцієнтом передачі інвертора по шуму (рівне двом).

Треба також відзначити, що в ході експериментів при неінвертуючомувключення підсилювача автором було виявлено зростання спотворень зі збільшенням монтажної ємності регулятора. Тому при складанні схеми в такому варіанті слід приділити особливу увагу елементам регулятора, їх розташування та способу монтажу!

2. Узгодження регулятора гучності Нікітіна зі схемами на ОУ та транзисторах.

Приклад узгодження регулятора гучності Нікітіна з неінвертуючимпідсилювачем:

збільшення на кліку

Тут вхідний опір підсилювача визначається значенням резистора R11. Для узгодження з регулятором гучності його номінал вибрано 10 кОм. У разі необхідності більшого посилення від ОУ можна збільшити номінал резистора R12.

Нагадаю, що в даній схемі не повністю реалізується потенціал операційного підсилювача (за параметрами та якістю звучання) та схема досить чутлива до ємності (якості) монтажу. Тому її рекомендується використовувати лише у разі нагальної потреби.

При використанні ОУ в інвертуючомувключення зазначені вище недоліки усуваються:

збільшення на кліку

Тут вхідний опір підсилювача визначається номіналом резистора R11. Для узгодження з регулятором гучності Нікітіна його значення вибрано 10 кОм.

Увага!У наведених схемах номінали резисторів вказані для узгодження регулятора гучності Нікітіна з навантаженням 10кОм. Якщо регулятор розрахований на інше навантаження (наприклад, за допомогою таблиці з ) номінали вказаних резисторів треба змінитина відповідні.

Приклад узгодження регулятора із реальним підсилювачем:

на малюнку представлений вхідний каскад модернізованого підсилювача потужності В.Короля:

Каскад виконаний за двотактною схемою, та при ідентичних параметрахкомпліментарних транзисторів Т1 і Т2 рахунок взаємної компенсації базових струмів вхідний опір такого каскаду визначатиметься, переважно, номіналом резистора R1.

Для узгодження такого підсилювача з регулятором гучності Нікітіна (на 10кОм) достатньо встановити резистор R1 номіналом 10кОм:

збільшення на кліку

3. Узгодження регулятора гучності Нікітіна з ламповими каскадами.

Підозрюю, що деяким читачам вхідний опір регулятора (10кОм) може здатися відносно низьким. Хоча у більшості сучасних апаратів (звукові карти, CD/DVD програвачі) на виході стоять буфери, які дозволяють підключати навантаження не менше 2кОм, проте…

Раптом хтось захоче навантажити ламповий каскадна цей регулятор.

У разі, якщо на виході відсутній катодний повторювач, для узгодження щодо низького вхідного опору регулятора з високим вихідним опором схеми (резистивного лампового каскаду або SRPP) можна використовувати буферний каскад, запропонований Зизюком (його треба включити між виходом лампового каскаду) і регулятором гучно

Налаштування схеми (виконується при закороченому вході – вільний висновок С1 з'єднати із «загальним» проводом схеми):

1. резистором R4 виставляється струм спокою VT2, що дорівнює 35мА.
2. резистором R1 виставляється "0" постійної напруги на виході схеми.

При зазначеному струмі та напругах радіатори для транзисторів не потрібні.

А ще краще буде використовувати « », підібравши вхідний і вихідний опір.

Успіхів у творчості, якісного звуку та працюючих схем!

(постійними резисторами), а в цій частині статті поговоримо про , або змінних резисторах.

Резистори змінного опору, або змінні резисториє радіокомпонентами, опір яких можна змінювативід нуля та до номінального значення. Вони застосовуються як регулятори підсилення, регулятори гучності і тембру в звуковідтворювальній радіоапаратурі, використовуються для точного і плавного налаштування різних напруг і поділяються на потенціометриІ підстроювальнірезистори.

Потенціометри застосовуються в якості плавних регуляторів посилення, регуляторів гучності і тембру, служать для плавного регулювання різних напруг, а також використовуються в системах стеження, в обчислювальних і вимірювальних пристроях і т.п.

Потенціометромназивають регульований резистор, що має два постійні висновки і один рухливий. Постійні висновки розташовані з обох боків резистора і з'єднані з початком і кінцем резистивного елемента, що утворює загальний опір потенціометра. Середній висновок з'єднаний з рухомим контактом, який переміщається поверхнею резистивного елемента і дозволяє змінювати величину опору між середнім і будь-яким крайнім висновком.

Потенціометр являє собою циліндричний або прямокутний корпус, всередині якого розташований резистивний елемент, виконаний у вигляді незамкнутого кільця, і металева вісь, що виступає, є ручкою потенціометра. На кінці осі закріплена пластина струмознімач (контактна щітка), що має надійний контакт з резистивним елементом. Надійність контакту щітки з поверхнею резистивного шару забезпечується тиском повзунка, виготовленого з пружинних матеріалів, наприклад, бронзи або сталі.

При обертанні ручки повзунок переміщається поверхнею резистивного елемента, у результаті опір змінюється між середнім і крайніми выводами. І якщо на крайні висновки подати напругу, то між ними та середнім висновком одержують вихідну напругу.

Схематично потенціометр можна уявити, як показано на малюнку нижче: крайні висновки позначені номерами 1 і 3, середній позначений номером 2.

Залежно від резистивного елемента потенціометри поділяються на недротяніІ дротяні.

1.1 Недротяні.

У дротяних потенціометрах резистивний елемент виконаний у вигляді підковоподібноюабо прямокутноїпластини з ізоляційного матеріалу, на поверхню яких нанесений резистивний шар, який має певний омічний опір.

Резистори з підковоподібнимрезистивним елементом мають круглу форму і обертальне переміщення повзунка з кутом повороту 230 - 270 °, а резистори з прямокутнимрезистивним елементом мають прямокутну форму та поступальне переміщення повзунка. Найбільш популярними є резистори типу СП, ОСП, СПЕ та СП3. На малюнку нижче показано потенціометр типу СП3-4 з підковоподібним резистивним елементом.

Вітчизняною промисловістю випускалися потенціометри типу СПО, які мають резистивний елемент впресований у дугоподібну канавку. Корпус такого резистора виконаний з кераміки, а для захисту від пилу, вологи та механічних пошкоджень, а також для електричного екранування весь резистор закривається металевим ковпачком.

Потенціометри типу СПО мають велику зносостійкість, нечутливі до перевантажень і мають невеликі розміри, але у них є недолік - складність отримання нелінійних функціональних характеристик. Ці резистори досі ще можна зустріти у старій вітчизняній радіоапаратурі.

1.2. Дротяні.

У дротянихПотенціометри опір створюється високоомним проводом, намотаним в один шар на кільцеподібному каркасі, по ребру якого переміщається рухомий контакт. Для отримання надійного контакту між щіткою та обмоткою контактна доріжка зачищається, полірується, або шліфується на глибину до 0,25 d.

Пристрій та матеріал каркасу визначається виходячи з класу точності та закону зміни опору резистора (про закон зміни опору буде сказано нижче). Каркаси виготовляють із пластини, яку після намотування дроту згортають у кільце, або ж беруть готове кільце, на яке укладають обмотку.

Для резисторів з точністю, що не перевищує 10 – 15%, каркаси виготовляють із пластини, яку після намотування дроту згортають у кільце. Матеріалом для каркасу є ізоляційні матеріали, такі як гетинакс, текстоліт, склотекстоліт, або метал – алюміній, латунь тощо. Такі каркаси прості у виготовленні, але не забезпечують точних геометричних розмірів.

Каркаси з готового кільця виготовляють із високою точністю та застосовують в основному для виготовлення потенціометрів. Матеріалом для них є пластмаса, кераміка або метал, але недоліком таких каркасів є складність виконання обмотки, так як для її намотування потрібне спеціальне обладнання.

Обмотку виконують проводами із сплавів з високим питомим електричним опором, наприклад, константан, ніхром або манганін в емалевій ізоляції. Для потенціометрів застосовують дроти зі спеціальних сплавів на основі благородних металів, що мають знижену окислюваність і високу зносостійкість. Діаметр дроту визначають, виходячи з допустимої щільності струму.

2. Основні параметри змінних резисторів.

Основними параметрами резисторів є повний (номінальний) опір, форма функціональної характеристики, мінімальний опір, номінальна потужність, рівень шумів обертання, зносостійкість, параметри, що характеризують поведінку резистора при кліматичних впливах, а також розміри, вартість тощо. Однак при виборі резисторів найчастіше звертають увагу на номінальний опір та рідше на функціональну характеристику.

2.1. Номінальний опір.

Номінальний опіррезистора вказується з його корпусі. Згідно з ГОСТ 10318-74 переважними числами є 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ом, кілом або мегаом.

У зарубіжних резисторів кращими числами є 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ом, кілоом та мегаом.

Допустимі відхилення опорів від номінального значення встановлені в межах ±30%.

Повним опором резистора вважається опір між крайніми висновками 1 та 3.

2.2. Форма функціональної властивості.

Потенціометри одного і того ж типу можуть відрізнятися функціональною характеристикою, що визначає за яким законом змінюється опір резистора між крайнім та середнім виводом при повороті ручки резистора. За формою функціональної характеристики потенціометри поділяються на лінійніІ нелінійні: у лінійних величина опору змінюється пропорційно руху струмознімач, у нелінійних вона змінюється за певним законом.

Існують три основні закони: А- Лінійний, Б- Логарифмічний, У- Назад Логарифмічний (Показовий). Так, наприклад, для регулювання гучності в звуковідтворювальній апаратурі необхідно, щоб опір між середнім і крайнім виведенням резистивного елемента змінювалося зворотного логарифмічногозакону (В). Тільки в цьому випадку наше вухо здатне сприймати рівномірне збільшення або зменшення гучності.

Або у вимірювальних приладах, наприклад, генераторах звукової частоти, де як частотозадаючі елементи використовуються змінні резистори, також потрібно, щоб їх опір змінювалося логарифмічному(Б) або зворотного логарифмічногозакону. І якщо цю умову не виконати, то шкала генератора вийде нерівномірною, що ускладнить точну установку частоти.

Резистори з лінійноїхарактеристикою (А) застосовуються в основному в дільниках напруги як регулювальні або підстроювальні.

Залежність зміни опору від кута повороту ручки резистора кожного закону показано на графіці нижче.

Для отримання потрібної функціональної характеристики великих змін у конструкцію потенціометрів не вносяться. Так, наприклад, у дротяних резисторах намотування проводу ведуть зі змінним кроком або сам каркас роблять ширини, що змінюється. У дротяних потенціометрах змінюють товщину або склад резистивного шару.

На жаль, регульовані резистори мають відносно невисоку надійність та обмежений термін служби. Часто власникам аудіоапаратури, що експлуатується тривалий час, доводиться чути шарудіння та тріск з гучномовця при обертанні регулятора гучності. Причиною цього неприємного моменту є порушення контакту щітки з шаром шару резистивного елемента або знос останнього. Ковзний контакт є найбільш ненадійним і вразливим місцем змінного резистора і є однією з головних причин виходу деталі з ладу.

3. Позначення змінних резисторів на схемах.

На важливих схемах змінні резистори позначаються як і і постійні, лише до основного символу додається стрілка, спрямовану середину корпусу. Стрілка позначає регулювання та водночас вказує, що це середній висновок.

Іноді виникають ситуації, коли до змінного резистора пред'являються вимоги надійності та тривалості експлуатації. У цьому випадку плавне регулювання замінюють ступінчастим, а змінний резистор будують на базі перемикача з кількома положеннями. До контактів перемикача підключають резистори постійного опору, які вмикатимуться в ланцюг при повороті ручки перемикача. І щоб не захаращувати схему зображенням перемикача з набором резисторів, вказують лише символ змінного резистора зі знаком ступінчастого регулювання. А якщо є необхідність, то додатково вказують і кількість щаблів.

Для регулювання гучності та тембру, рівня запису в звуковідтворювальній стереофонічній апаратурі, регулювання частоти в генераторах сигналів і т.д. застосовуються здвоєні потенціометри, опір яких змінюється одночасно при повороті загальноїосі (движка). На схемах символи резисторів, що входять в них, розташовують якомога ближче один до одного, а механічний зв'язок, що забезпечує одночасне переміщення движків, показують або двома суцільними лініями, або однією пунктирною лінією.

Приналежність резисторів до одного здвоєного блоку вказується відповідно до їх позиційного позначення в електричній схемі, де R1.1є першим за схемою резистором здвоєного змінного резистора R1, а R1.2- Другим. Якщо ж символи резисторів виявляться на великій відстані один від одного, то механічний зв'язок позначають відрізками пунктирної лінії.

Промисловістю випускаються здвоєні змінні резистори, у яких кожним резистором можна керувати окремо, тому що вісь одного проходить усередині трубчастої осі іншого. У таких резисторів механічний зв'язок, що забезпечує одночасне переміщення, відсутня, тому на схемах її не показують, а приналежність до здвоєного резистори вказують згідно з позиційним позначенням в електричній схемі.

У переносній побутовій аудіоапаратурі, наприклад, приймачах, плеєрах і т.д., часто використовують змінні резистори з вбудованим вимикачем, контакти якого задіюють для подачі живлення в схему пристрою. У таких резисторів перемикаючий механізм поєднаний з віссю (ручкою) змінного резистора і при досягненні ручкою крайнього положення впливає на контакти.

Як правило, на схемах контакти вмикача розташовують біля джерела живлення в розрив дроту живлення, а зв'язок вимикача з резистором позначають пунктирною лінією і точкою, яку розташовують у однієї зі сторін прямокутника. При цьому мається на увазі, що контакти замикаються під час руху від точки, а розмикаються під час руху до неї.

4. Підстроювальні резистори.

Підстроювальні резисториє різновидом змінних і служать для разового і точного налаштування радіоелектронної апаратури у процесі її монтажу, налагодження чи ремонту. Як підстроювальні використовують як змінні резистори звичайного типу з лінійною функціональною характеристикою, вісь яких виконана «під шліц» і забезпечена стопорним пристроєм, так і резистори спеціальної конструкції з підвищеною точністю установки величини опору.

В основній своїй масі підстроювальні резистори спеціальної конструкції виготовляють прямокутної форми. плоскимабо кільцевимрезистивним елементом. Резистори з плоским резистивним елементом ( а) мають поступальне переміщення контактної щітки, яке здійснюється мікрометричним гвинтом. У резисторів з кільцевим резистивним елементом ( б) Переміщення контактної щітки здійснюється черв'ячною передачею.

При великих навантаженнях використовуються відкриті циліндричні конструкції резисторів, наприклад, ПЕВР.

На важливих схемах подстроечные резистори позначаються як і змінні, лише замість знака регулювання використовується знак підстроювального регулювання.

5. Включення змінних резисторів у електричний ланцюг.

В електричних схемах змінні резистори можуть застосовуватися як реостату(регульованого резистора) або як потенціометра(Дільник напруги). Якщо електричної ланцюга необхідно регулювати струм, то резистор включають реостатом, якщо напруга, включають потенціометром.

При включенні резистора реостатомзадіють середній та один крайній висновок. Однак таке включення не завжди переважно, так як у процесі регулювання можлива випадкова втрата середнім висновком контакту з резистивним елементом, що спричинить небажаний розрив електричного ланцюга і, як наслідок, можливий вихід з ладу деталі або електронного пристрою в цілому.

Щоб виключити випадковий розрив ланцюга, вільний висновок резистивного елемента з'єднують з рухомим контактом, щоб при порушенні контакту електричний ланцюг завжди залишався замкнутим.

На практиці включення реостатом застосовують тоді, коли хочуть змінний резистор використовувати як додатковий або струмообмежуючий опір.

При включенні резистора потенціометромзадіяні всі три висновки, що дозволяє його використовувати дільником напруги. Візьмемо, наприклад, змінний резистор R1 з таким номінальним опором, який гаситиме практично всю напругу джерела живлення, що приходить на лампу HL1. Коли ручка резистора викручена в крайнє верхнє за схемою положення, опір резистора між верхнім і середнім висновками мінімально і вся напруга джерела живлення надходить на лампу, і вона світиться повним розжаренням.

У міру переміщення ручки резистора вниз опір між верхнім і середнім висновком буде збільшуватися, а напруга на лампі поступово зменшуватиметься, через що вона світитиме не в повний розжар. А коли опір резистора досягне максимального значення, напруга на лампі впаде практично до нуля, і вона згасне. Саме за таким принципом відбувається регулювання гучності в звуковідтворюючу апаратуру.

Цю ж схему дільника напруги можна зобразити трохи інакше, де змінний резистор замінюється двома постійними R1 і R2.

Ну ось, в принципі і все, що хотів сказати про резисторах змінного опору. У заключній частині розглянемо особливий тип резисторів, опір яких змінюється під впливом зовнішніх електричних та неелектричних факторів.
Успіхів!

Література:
В. А. Волгов - "Деталі та вузли радіоелектронної апаратури", 1977 р.
В. В. Фролов - "Мова радіосхем", 1988 р.
М. А. Згут - «Умовні позначення та радіосхеми», 1964 р.

Погляньмо на змінний резистор… Що ми знаємо про нього? Поки що нічого, адже ми ще навіть не знаємо основних параметрів цієї поширеної в електроніці радіодеталі. Так давайте дізнаємося більше про параметри змінних і підстроювальних резисторів.

Для початку, варто відзначити те, що змінні та підстроювальні резистори є пасивними компонентами електронних схем. Це означає, що вони споживають енергію електричного кола у процесі своєї роботи. До пасивних елементів ланцюга також відносять конденсатори, котушки індуктивності та трансформатори.

Параметрів, за винятком прецизійних виробів, що використовуються у військовій чи космічній техніці, у них не надто багато:

Номінальний опір. Безперечно, це основний параметр. Повний опір може бути в межах від десятків до десятків мегаом. Чому повний опір? Це опір між крайніми нерухомими висновками резистора - він змінюється.

За допомогою регулюючого повзунка ми можемо змінювати опір між будь-яким із крайніх висновків та виводом рухомого контакту. Опір змінюватиметься від нуля до повного опору резистора (або навпаки - залежно від підключення). Номінальний опір резистора вказується на його корпусі за допомогою буквено-числового коду (М15М, 15k тощо)

Розсіювана або номінальна потужність(Потужність резистора). У звичайній електронній апаратурі використовуються змінні резистори потужністю: 0,04; 0,25; 0,5; 1,0; 2,0 Ват і більше.

Варто розуміти, що дротяні змінні резистори, як правило, потужніші за тонкоплівкові. Та це й не дивно, адже тонка провідна плівка може витримати куди менший струм, ніж провід. Тому про потужнісні характеристики можна орієнтовно судити навіть за зовнішнім виглядом "змінника" та його конструкції.

Максимальна або гранична робоча напруга. Тут все й так зрозуміло. Це максимальна робоча напруга резистора, перевищувати яку не варто. Для змінних резисторів максимальна напруга відповідає ряду: 5, 10, 25, 50, 100, 150, 200, 250, 350, 500, 750, 1000, 1500, 3000, 8000 Вольт. Гранична напруга деяких екземплярів:

СП3-38 (а - д)на потужність 0,125 Вт - 150 В (для роботи в ланцюгах змінного та постійного струму);

СП3-29а- 1000 В (для роботи в ланцюгах змінного та постійного струму);

СП5-2- від 100 до 300 В (залежно від модифікації та номінального опору).