|
Достаточно логично предположить, что к предусилителю подключаются источники сигнала, в которых используются совершенно
различные типы носителей аудиосигнала, такие, например, как виниловые пластинки, компакт-диски, цифровое радио или телевидение
с цифровым каналом звукового сопровождения и т. п. Каждый из них может иметь свои требования к регулировке громкости и,
кроме этого, должна быть предусмотрена возможность подключения любого из источников сигнала (рис. 8.11). В рассмотренном
примере все источники, за исключением долгоиграющих пластинок, являются цифровыми, следовательно, если должна быть произведена
их запись, необходимо предусмотреть какой-нибудь особый канал прохождения цифрового сигнала. И как следствие, выходной сигнал
с устройства воспроизведения виниловых пластинок может быть сразу направлен во входной каскад аналогового записывающего
устройства, а выходной сигнал с записывающего устройства может управляться с использованием обычного входного переключателя.
Такая компоновка зачастую делает использование традиционного переключателя просто ненужным.
Отличительной чертой схемы, показанной на рис. 8.11, является использование переключателя на выходе аналогового записывающего
устройства. Выходные каскады проигрывателя грампластинок целесообразно
проектировать таким образом, чтобы иметь небольшое выходное сопротивление,
что позволит ему идеально работать на емкостную нагрузку соединительного кабеля, идущего к записывающему устройству, поэтому
отпадает необходимость в использовании буферного каскада; однако, выключенное записывающее устройство будет представлять
для источника сигнала нелинейную нагрузку в виде не имеющего смещения транзисторного перехода, что приведет к возникновению
искажений. Поскольку запись производится непостоянно, поэтому выход записывающего устройства целесообразно делать отключаемым.
При непосредственном воспроизведении виниловых пластинок (без предварительной обработки и записи), проигрыватель подключается
через устройство коррекции RIAA, о назначении которого уже говорилось выше.
Рис. 8.11 Входной переключатель с выключателем выхода записывающего устройства
После того, как схема будет собрана, на галетный переключатель будут оказывать влияние перекрестные помехи, вызванные
наличием емкости между соседними контактами (например, ориентировочно 0,6 пФ для переключателя «Тип 72», имеющего 30 положений).
Если имеется какой-нибудь источник сигнала, подключенный к предусилителю, но переключатель находится в положении, соответствующем
неиспользуемому источнику, эта паразитная емкость образует совместно с входным сопротивлением 100 кОм регулятора громкости
фильтр верхних частот. Человеческое ухо имеет максимальную чувствительность в области частот порядка 4 кГц, и именно на этой
частоте комбинация данной паразитной емкости и сопротивления вызвала бы перекрестные помехи, имеющие уровень примерно на
53 дБ ниже уровня ожидаемого сигнала. В схемах предусилителей высокого качества от этого раздражающего фактора избавляются
использованием двух сдвоенных переключателей, один из которых производит выбор источника, а второй одновременно с первым
разрывает замыкающий шунт этого же самого источника сигнала. К сожалению, в настоящее время подобные переключатели оказались
дефицитными, однако неплохим вариантом может оказаться использование переключателя «Тип 72», в котором часть контактов используется
для входных сигналов, а неиспользуемые контакты будут подключаться к земле, что защитит контакты, по которым проходит сигнал,
от паразитного влияния со стороны соседних контактов (рис. 8.12).
Рис. 8.12 Снижение перекрестных помех входного переключателя заземлением промежуточных контактов
Переключатели «Типа 72» бывают с двумя вариантами исполнения стопорного механизма. В стандартном варианте предусмотрена
возможность выбора каждого из 30 контактов, но более грубый стопорный механизм выбирает только 15 позиций контактов. Если
между каждым источником необходимо промежуточное (нейтральное «немое») положение, когда промежуточные контакты будут заземляться
при переключении, стопорный механизм, обеспечивающий выбор 30 позиций, окажется идеальным, но если необходим вариант прямого
переключения от одного источника сигнала к другому источнику, необходимо будет использовать альтернативный переключатель
со стопорным механизмом на 15 позиций.
Хотя перекрестные помехи для разомкнутого входа легко могут достигать уровня —53 дБ при использовании стандартного переключателя,
при выборе входа с низким сопротивлением источника сигнала, перекрестные помехи резко снижаются. Например, выбор в качестве
источника сигнала обычного плеера компакт-дисков, имеющего величину выходного сопротивления порядка 300 Ом, вызвало бы снижение
перекрестных помех до уровня —107 дБ. Таким образом, заземленные контакты альтернативного варианта переключателя позволяет
избежать, главным образом, проблем с перекрестными помехами для неиспользуемых источников и создают эффект беззвучного переключения
без использования дополнительных контактов на пути прохождения сигнала.
Переключатели никогда не изготавливаются абсолютно равноценными и страдают от целого ряда хорошо известных недостатков.
Помимо паразитной емкости, о которой уже упоминалось, для них существуют и другие проблемы.
В идеале, сопротивление контактов должно иметь нулевое значение, но на практике такого положения вещей просто не существует.
Сопротивление контактов возникает, прежде всего, в результате окисления материала контактов, недостаточного давления между
ними и просто естественного их износа. Достаточно часто используются позолоченные контакты из-за невосприимчивости этого
благородного металла к атмосферным воздействиям, несмотря даже на более высокое удельное сопротивление золота по сравнению
с серебром и медью. Следует отметить, что такое явление, как контактное сопротивление, имеет весьма сложную физическую природу
и поэтому переключение сигнала малого уровня может быть обеспечено только специально спроектированным для этих целей переключателем.
У всех переключателей также имеется сопротивление утечки, которое указывается в конструкторской документации и весьма
усугубляется присутствием атмосферной влаги.
Кнопочные переключатели с механической фиксацией положения рассматриваться не будут. Их применение является уже просто
неприличным, да к тому же и просто вредным из-за повсеместно невысокого качества изготовления таких переключателей. Дополнительно
к этому, они плохо приспособлены для использования в любительских условиях, потому что бывает иногда технически сложно изготовить
отверстие прямоугольной формы с достаточной точностью. Напротив, для крепления галетного переключателя необходимо только
просверлить, или просто пробить круглое отверстие, которое затем легко скрывается от взгляда ручкой.
Идеальным переключателем сигналов является реле со смачиваемыми ртутью контактами. Они имеют капельку ртути на контактах,
которая «смачивает» их, обеспечивая минимальное и не изменяющееся во времени значение контактного сопротивления. Так как
такие реле обязательно должны быть герметизированными для предотвращения попадания ядовитых паров ртути в атмосферу, контакты
не подвергаются окислению. Сила трения между контактами небольшая, поэтому их износ минимален.
Реле со смачиваемыми ртутью контактами имеют, как правило, единственный нормально разомкнутый контакт и могут требовать
установки в строго определенном пространственном положении для того, чтобы капелька ртути обеспечивала смачивание контактов.
Если для каждого источника сигналов используется последовательно включенное отдельное реле, то перед каждым можно установить
реле с нормально замкнутыми контактами, шунтирующее цепь на землю, что позволит обеспечить практически идеальное ослабление
перекрестного влияния нежелательных источников сигнала. Для того, чтобы защитить источники от режима короткого замыкания
при их отключении таким переключателем, перед шунтирующим реле в цепь последовательно устанавливается резистор с сопротивлением
1 кОм, который еще более увеличивает ослабление (рис. 8.13).
Рис. 8.13 Использование реле в качестве последовательно и параллельно включенных переключателей, снижающих
перекрестные помехи
Реле должны устанавливаться как можно ближе к входному гнезду и могут подключаться непосредственно к выходному реле записи.
Все коммутации сигнала должны производиться по максимально короткому пути:
к регулятору громкости подводятся только те провода, которые необходимы
для передачи сигнала от выбранного разъема на задней панели, тогда как переключатель выбора источника сигнала на передней
панели должен пропускать по своим цепям только постоянный ток. Имеет смысл выбрать реле с напряжением питания 5 В, так как
его можно будет подключить через стабилизатор напряжения на 5 В, питающийся от той же обмотки трансформатора, что и подогреватели
катода. Если же используется напряжение 5 В, то для управления работой реле можно использовать логические микросхемы, а также
кнопочные выключатели моментального действия на лицевой панели для выбора подключаемого источника сигналов, либо даже использовать
дистанционное управление. Но следует проявлять и известную осторожность, если решить двигаться в этом направлении: выбор
кнопочных переключателей моментального действия должен выполняться очень тщательно, в противном случае необходимость тщательного
подбора идентичных по характеристикам кнопочных переключателей для каждого переключателя моментального действия может превратиться
в настоящую головную боль.
И напоследок: единственным недостатком реле со смачиваемыми ртутью контактами является их высокая стоимость.
|
