В современных условиях радиолюбитель имеет все возможности для изготовления высококачественной усилительной установки. Единственное, что от него не зависит, — это качество получаемой звуковой программы, которое далеко не всегда позволяет добиться естественного звучания.
Существуют следующие источники поступления программы:
- радиостанции е амплитудной модуляцией, работающие в диапазонах длинных, средних и коротких волн;
- радиостанции с частотной модуляцией, работающие в УКВ диапазоне;
- грампластинки;
- магнитофонные записи;
- микрофон.
Рассмотрим подробнее эти источники. Для каждой радиостанции длинных, средних и коротких волн отводится полоса частот до 4500 гц (по звуковым частотам). Большинство же радиостанций передает звуковые частоты до 10 000 гц, что улучшает качество звучания, но увеличивает взаимные помехи. Из-за этих помех только иногда днем на коротких или ночью на средних волнах можно слушать передачи с шириной полосы 10 000 гц. В остальных случаях ее приходится суживать для повышения избирательности.
Большинство источников звуковых программ имеет сравнительно небольшой процент нелинейных искажений. Лучшие радиостанции передают программу с коэффициентом нелинейных искажений 3—4%, худшие — до 6%. Сюда входят искажения всей аппаратуры на передающей стороне, включая магнитофоны.
Уровень собственных шумов радиостанций обычно не хуже — 60 дб, что вполне удовлетворительно при отсутствии атмосферных или промышленных помех.
Радиостанции, работающие с частотной модуляцией на УКВ диапазоне, передают всю полосу частот, необходимую для естественного звучания (30—15 000 гц) с коэффициентом нелинейных искажений не более 4%, включая всю аппаратуру на передающей стороне. Уровень собственных шумов не хуже — 60 дб. Так что, принимая передачу УКВ радиостанции, можно получить высококачественное звучание, за исключением тех случаев, когда станция работает как ретранслятор и получает программу низкого качества.
Хуже обстоит дело с воспроизведением грамзаписи. Основной недостаток проигрывателей, предназначенных для массового потребления, — высокий уровень собственных шумов, создаваемых двигателями. Эти шумы, находящиеся в диапазоне низших частот, передаются на звукосниматель. Когда запись воспроизводится плохим усилителем, не пропускающим низших частот, то шум двигателя остается незаметным. Если же усиливать всю полосу частот, необходимую для естественного звучания, то становится слышным гудение двигателя. Понятно, что подключать такой проигрыватель к высококачественному усилителю не имеет смысла. Тем же недостатком страдает большинство бытовых магнитофонов. Уровень шумов в них около — 35 дб. Основной источник шума — фон переменного тока. Поэтому подключать такой магнитофон к высококачественному усилителю нецелесообразно. Для устранения шумов придется искусственно снижать усиление на низких частотах, т. е. вносить частотные искажения.
Коэффициент нелинейных искажений магнитофонов достигает 5%. Полоса воспроизводимых частот достаточно широка — 50—10 000 гц. Предприняв некоторые меры по улучшению серийного магнитофона, можно уменьшить нелинейные искажения, а также понизить уровень шумов до — 40—45 дб при двухдорожечной записи или до —4О—55 дб при однодорожечной. После этого магнитофон можно использовать для получения хорошего звучания. Следует отметить, что переделка магнитофона требует опыта, времени и наличия измерительных приборов.
Подводя итог, сформулируем требования к усилительным установкам. При слушании УКВ станции можно стремиться к воспроизведению полосы частот 30— 15 000 гц. Изготовление такого усилителя вполне реально, однако трудно приобрести динамики, способные воспроизводить эти частоты. Поэтому более целесообразно ограничиться полосой 40—12 000 гц. Качество звучания от этого заметно не пострадает.
При приеме радиостанций, работающих с амплитудной модуляцией, максимально высоким требованием можно считать воспроизведение полосы 50—10 000 гц. Если усилитель предназначен для работы с проигрывателем или магнитофоном, имеющими большой уровень собственных шумов, не следует стремиться к воспроизведению низких частот. Полезно сузить полосу и со стороны высших частот, примерно ограничив ее до 8000 гц.
По данным Института радиовещательного приема и акустики (ИРПА), желательно иметь определенное соотношение между верхней и нижней граничной частотами. Их произведение должно составлять примерно 450 000—600 000. Например, если полоса воспроизводимых частот имеет низший предел 50 гц, а высший —* 10 000 гц, то их произведение даст число 500 000. Следовательно, качество звучания будет хорошим. Если же произведение частот выйдет за указанные пределы, звучание ухудшится даже при более широкой полосе.
Самый лучший вариант — это иметь возможность плавно регулировать ширину полосы со стороны высших и низших частот.
Коэффициент нелинейных искажений усилителя желательно иметь не выше 1—2%. Тогда суммарный коэффициент (включая искажения источника звуковой программы) не превысит 6%’ и искажения не будут заметны на слух. К дальнейшему уменьшению коэффициента нелинейных искажений усилителя стремиться не следует, так как значительно больше искажений дают динамики.
Если для усилителя допустить величину коэффициента нелинейных искажений 5%, то его конструкция значительно упростится, но искажения уже становятся заметны на слух. Ослабление усиления на высоких частотах может при этом несколько улучшить звучание. Происходит это от того, что часть гармоник, возникающих при нелинейных искажениях, воспроизводиться не будет.
В заключение следует отметить, что наиболее универсальным можно считать усилитель с полосой воспроизводимых частот 50—10 000 гц, коэффициентом нелинейных искажений 1—2% и уровнем собственных шумов порядка — 55,—60 дб. Его преимущество в том, что он обеспечит очень хорошее звучание при высококачественной звуковой программе и, вместе с тем, достаточно прост в изготовлении. Расчеты и описания различных усилителей приведены в следующем разделе.