Contrôle du volume avec étage tampon. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique

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À l'heure actuelle, parmi de nombreux connaisseurs de reproduction sonore de haute qualité, la soi-disant « idéologie du chemin court » trouve ses partisans. Dans un tel équipement, le préamplificateur ne contient pas les commandes de tonalité habituelles, les éléments de commutation supplémentaires, les circuits de volume et le contrôle de balance, et surtout, il contient un minimum de composants actifs.

Étant donné que la tension de sortie des sources de signaux modernes est devenue la norme - 2 V, il est possible d'abandonner le préamplificateur. Cependant, la capacité de charge de ces sources de signaux n'est pas toujours suffisante pour la connexion directe d'un contrôle de volume ou d'un amplificateur de puissance à relativement faible impédance. Par conséquent, dans certains cas, il s'avère utile d'utiliser un contrôle de volume à haute résistance avec un suiveur de tension ultérieur, qui agit comme une interface entre le régulateur et le filtre d'entrée UMZCH. Souvent, une telle cascade est construite à l'aide d'un ampli opérationnel ORA627 coûteux et de haute qualité en mode suiveur de tension. Dans un ampli opérationnel avec XNUMX % OOS, des conditions préalables sont créées pour l'apparition de distorsions dynamiques.

J'ai effectué une écoute comparative de trois répéteurs tampons : le premier - sur l'ampli-op ORA627, le deuxième - sur l'ampli-op ORA637, le troisième - sur les transistors à effet de champ, décrits dans l'article. Dans la variante de l'étage tampon utilisant l'ampli opérationnel OPA637 (c'est le même OPA627, réglé uniquement pour un gain d'au moins cinq), son gain est KU=5. Cette option a montré, de l'avis de l'auteur, un son plus transparent qu'avec l'OPA627, en raison de la limitation de la profondeur du feedback et de l'expansion de la bande passante de gain en boucle dans un amplificateur moins corrigé que dans l'OPA627. La troisième option est un tampon basé sur un transistor à effet de champ à faible bruit, caractérisé par une linéarité élevée.

Cet appareil a été obtenu grâce à une simplification de l'amplificateur de casque, proposée par l'auteur sur l'un des forums il y a plusieurs années et a fait ses preuves. Subjectivement, un tel tampon s'avère le plus "transparent", sans aucune turbidité notable ni couleurs spécifiques dans le son. Le type de transistor répéteur et son mode de fonctionnement ont été soigneusement sélectionnés, ce qui a permis d'obtenir de très faibles distorsions non linéaires.

Du fait que le transistor utilisé est un transistor à effet de champ hyperfréquence avec une caractéristique de transfert linéaire et possède de petites capacités interélectrodes, les distorsions non linéaires d'un tel suiveur à toutes les fréquences audio audibles restent très faibles. L'étage tampon utilisé ici est conçu principalement pour UMZCH avec une résistance d'entrée d'au moins 10 kOhm, tandis que le THD aux fréquences de 1 et 10 kHz à une tension de 2 V est d'environ 0,002 %. Le niveau de bruit intrinsèque de la cascade n'a pas été mesuré de manière fiable par l'auteur en raison de l'absence d'un voltmètre indiquant les vraies valeurs efficaces. Mais lorsque le répéteur était connecté à un analyseur de spectre (basé sur le programme SpectraLab et la carte son ESI Juli@), il n'y avait pratiquement aucun décalage dans le bas du spectre et le niveau de bruit restait très faible. Le bruit de scintillement, caractéristique des transistors à effet de champ à grille isolée, s'est avéré imperceptible. Le schéma de l'unité de contrôle du volume est illustré à la fig. 1.

Fig. 1

Le signal sonore d'entrée va à une résistance variable de haute qualité du contrôle de volume R1.1 (R1.2 - pour un autre canal). Ici, l'utilisation d'une résistance à résistance relativement élevée a été dictée par le fait qu'il s'agit d'une charge pour la source de signal connectée au bloc décrit. En règle générale, l'étage de sortie des lecteurs CD-DVD, des magnétophones et des cartes son modernes est un ampli opérationnel intégré, dont la distorsion est d'autant plus faible que la résistance de charge est élevée.

Un autre facteur important : même dans les modèles relativement chers de lecteurs CD-DVD, de tuners, de cartes son d'ordinateur, il y a des condensateurs à oxyde de séparation aux sorties et, en règle générale, ils s'avèrent être sans tension de polarisation. Habituellement, à ces fins, les condensateurs à oxyde sont choisis pour une tension de 63 à 100 V et une capacité relativement faible (valeur typique - 4,7 microfarads). Dans ce cas, la non-linéarité du condensateur d'isolement se manifestera d'autant plus forte que la résistance d'entrée de l'étage suivant est faible. La nécessité de coordonner le nœud régulateur, à la fois avec la source du signal et avec l'UMZCH ultérieur avec OOS parallèle, peut être illustrée par l'exemple de la carte son ESI Juli@.

Dès que cette carte est devenue disponible sur le marché russe, j'ai lu des critiques sur des forums de radioamateurs, où ils écrivaient que lorsque l'UMZCH était connecté aux sorties asymétriques de la carte, les basses étaient "liquides" et peu naturelles. Lorsque la charge était connectée à des sorties symétriques « couplées en courant continu », cet effet n'était pas observé. Il s'avère que des condensateurs au tantale de faible capacité sont installés sur les sorties asymétriques de la carte. Par conséquent, avec une impédance d'entrée UMZCH de 10 kOhm, ce qui est courant pour un amplificateur à large bande avec rétroaction parallèle, il y avait un manque de basses et un son peu naturel dans la région des basses. Lorsque UMZCH est connecté via l'unité de contrôle de volume décrite avec une impédance d'entrée de 100 kOhm, l'effet ci-dessus n'est plus perceptible.

Revenons à la description du nœud régulateur. Du moteur de la résistance variable R1.1, le signal va à la grille du répéteur de streaming VT1, chargé d'une source de courant, qui est réalisée sur un transistor VT2 du même type. Un transistor bipolaire traditionnel ne doit pas être utilisé ici en raison du fait que sa capacité de collecteur non linéaire est supérieure à celle du 2P902 ; la linéarité de la résistance de sortie lui est également inférieure. À partir de la sortie du répéteur de flux, le signal via un groupe de condensateurs de couplage C3-C7 entre dans la charge. Pour obtenir des basses profondes et naturelles, la fréquence de coupure du HPF formé par couplage de condensateurs avec une impédance d'entrée UMZCH (10 kOhm) a été choisie très basse - 0,95 Hz.

Comme la pratique l'a montré, des fréquences de coupure plus élevées provoquent une sensation de basse « liquide », dépourvue de « fondement » - malgré le fait que, logiquement, une fréquence de coupure de 10 Hz devrait être plus que suffisante. L'alimentation électrique de l'appareil est réalisée selon le schéma traditionnel et ne présente pas de particularités ; il est conseillé d'utiliser des stabilisateurs intégrés propriétaires (µA7815UC, µA7915UC), car le niveau de bruit des autres microcircuits peut s'avérer non normalisé. L'alimentation est fournie par un transformateur réseau abaisseur avec des enroulements pour une tension de 2x18 V et un courant de charge d'au moins 150 mA. Structurellement, le contrôle du volume est réalisé sur un circuit imprimé en fibre de verre recouvert des deux côtés, son dessin avec la disposition des éléments est représenté sur la fig. 2.

Fig. 2

La numérotation des éléments du deuxième canal commence à partir de la seconde centaine (C101, VT101, etc.), l'entrée et la sortie du deuxième canal du bloc sont routées vers les broches 3 des connecteurs XS1 et XS2. L'abondance de condensateurs de blocage, ainsi que la topologie RF spécifique de la carte (à certains endroits, une connexion parallèle de couches de feuille est utilisée - par exemple, dans les sources de VT1, VT2, ainsi qu'entre la source de VT1 et le drain de VT2) est dicté par le fait que les transistors 2P902A sont très sujets à l'auto-excitation à des fréquences comprises dans la gamme DMV. Les écrous doivent être vissés sur les boulons du corps VT1, VT2 jusqu'à ce que la partie filetée soit remplie, ils rempliront la fonction de dissipateur thermique (bien que les transistors chauffent légèrement même sans écrous). La carte est fixée à la face avant de l'amplificateur au moyen de deux coins métalliques situés sur ses côtés. Dans la version de l'auteur, la carte de contrôle du volume a été intégrée au boîtier de l'UMZCH lui-même et, pour minimiser les interférences possibles de ses circuits à courant élevé, elle a été placée dans un écran métallique (boîte rectangulaire) en fer blanc, qui est également fixé avec deux pieds au panneau avant de l'UMZCH avec des boulons. Les fils de signal et le fil d'alimentation passent à travers des trous dans la paroi arrière du boîtier de blindage. L'auteur a jugé inapproprié de présenter un argument distinct en faveur d'un tel contrôle du volume.

Dans le contrôle du volume, il est possible d'autoriser le remplacement de certaines pièces : le transistor 2P902A (VT1, VT2) - pour KP902A, VS546 (VT3) - pour KT3102AM, les diodes 1N4004 (VD1-VD4) - pour KD209A. Les puces 7815 (DA1) et 7915 (DA2) peuvent être remplacées par leurs homologues proches. Des puces de stabilisateurs de tension DA1, DA2 sont installées sur des dissipateurs thermiques HS-315 devenus populaires auprès des radioamateurs (vendus en Chip iDip). Double résistance variable (R1.1 et R1.2) - ALPS-RK27, achetée sur commande auprès de SYMMETRON et DODEKA. C1, C2 - condensateurs céramiques domestiques KT-1, KD-2, K10-7V avec TKE M47 et MZZ.

Toutes les résistances utilisées dans la conception sont des films métalliques de précision importés (MF - Metal Film) d'une puissance de 0,25 W. En l'absence de tels analogues nationaux du C2-29, vous pouvez utiliser (contrairement à eux, ceux importés ont des fils sans oxyde), métal-diélectrique C2-23, MLT (classés par ordre décroissant de préférence). Condensateurs C19, C20 - K50-35 ou importés de Jamicon ou Samsung ; C25, C26 - K50-35 ou similaires importés ; C8, C9, C12, C13 - EPCOS B32529-C105K pour 63 V. Ils peuvent être remplacés par des condensateurs céramiques de plus petite capacité (au moins 0,047 uF), par exemple K10-7, KD-1, KM-5.

Condensateurs C3-C7 - EPCOS B32529-C5335 pour 50 V d'une capacité de 3,3 uF ± 5% ; il est impossible de trouver ici un remplacement domestique à part entière, car les condensateurs Epcos Staked MKT utilisés ont non seulement une très haute qualité de fabrication, mais également un rapport capacité/dimensions sans précédent, en d'autres termes, ces condensateurs sont les plus compacts. Les condensateurs Epcos sont vendus par des sociétés connues des radioamateurs. Condensateurs C10, C11, C14-C16, C21-C24 - K10-7V d'une capacité de 0,068 uF à 40 V. Connecteurs XS1-XS3 - Borniers DINKLE-DT126VP. En conclusion, il est utile de donner quelques recommandations sur l'installation des transistors KP902. Ces dispositifs sont extrêmement « doux », ils ne supportent pas le dépassement de la tension admissible : à une tension drain-source supérieure à 50 V, un tel transistor casse ; dangereux pour lui et électricité statique.

Mais la principale insidieuse réside dans le fait que dans ces appareils il est possible de « faire tomber le volet » ; dans ce cas, le transistor reste opérationnel, mais les fuites dans le circuit de grille et le bruit augmentent. Afin d'éviter des problèmes, l'installation des appareils doit être effectuée à l'aide d'une station de soudage antistatique ou éteindre le fer à souder secteur pendant le soudage et utiliser un bracelet antistatique. Sinon, comme le montre la pratique, la défaillance des transistors est presque garantie. Par conséquent, lors de l'achat du KP902A, vous devez faire attention aux conditions de stockage de ces appareils ; dans les magasins, ils sont généralement vendus emballés dans du papier d'aluminium. Après avoir assemblé la carte, il est utile de vérifier la santé du transistor VT1 ; pour ce faire, vous devez amener les commandes R1 en position de volume maximum et connecter un millivoltmètre DC haute résistance à l'entrée. Si une petite tension constante est présente sur la résistance R1, cela indique que VT1 a une « grille défoncée ».

Auteur : Ya. Tokarev, Moscou ; Publication : cxem.net

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