Установка цветомузыки

Описываемая цветомузыкальная установка (ЦМУ) имеет ряд особенностей, улучшающих ее эксплуатацион­ные параметры. Устройство снабжено достаточно чув­ствительным усилителем низкой частоты, имеющим си­стему АРУ и «компрессор». Силовым регулирующим элементом является тиристорный регулятор напряжения (ТРН), в котором применены встречно параллельное включение тиристоров и фазоимпульсный метод управ­ления тиристорами. Такое включение тиристоров позво­ляет получить большую выходную мощность и, что осо­бенно важно, использовать лампы накаливания на на­пряжение 220 В, тогда как схемы с одним тиристором требуют ламп накаливания на 110 В, или диодного мо­ста, или пока еще малораспространенных симисторов. Данная ЦМУ имеет максимальную мощность в одном канале 4,4 кВт. Применение фазоимпульсного управле­ния тиристорами позволило получить достаточно плав­ную регулировку накала ламп.

Рис. 1. Принципиальная схема УНЧ с АРУ и компрессией

Принципиальная схема (рис. 1 и 2) ЦМУ представ­ляет собой четыре одинаковых ТРН, управляемых на­пряжением звуковой частоты, разделенной на три ча­стотных диапазона 50 — 300, 250 — 800, 700 — 12 500 Гц. Каждому частотному диапазону соответствует опреде­ленный цвет: красный, зеленый или желтый, синий Четвертый регулятор работает во всем этом диапазоне частот, но с увеличением входного сигнала яркость ламп уменьшается. Этот регулятор служит для фоновой (фи­олетовой) подсветки во время пауз в музыкальной про­грамме, что уменьшает утомление глаз.

Рис. 2. Принципиальная схема тиристорных регуляторов напряжения

Низкочастотный сигнал поступает через делитель на­пряжения Rl — R3 на эмиттерный повторитель VI (при нажатой кнопке S3 транзистор VI используется как уси­лительный каскад для работы от микрофона). Высокое входное сопротивление эмиттерного повторителя и до­статочная чувствительность усилителя НЧ позволяют подключить вход ЦМУ к линейному выходу звуковоспро­изводящего устройства.

Далее сигнал поступает на регулируемый делитель напряжения, составленный из резистора R9 и транзисто­ра V2. На базу транзистора V2 поступает отрицательное напряжение с выпрямителя на диодах V12 и V13, кото­рое зависит от уровня сигнала на выходе усилителя НЧ. С увеличением выходного сигнала сопротивление кол­лекторного перехода уменьшается, что приводит к умень­шению уровня сигнала на входе усилителя. Таким обра­зом осуществляется автоматическая регулировка усиле­ния (АРУ). В зависимости от емкости конденсатора С2, включенного в базовой цепи транзистора V2, меняется постоянная времени АРУ.

Если нажата кнопка S1, то в цепь базы транзистора V2 включен только конденсатор С4 небольшой емкости. При этом постоянная времени АРУ мала и происходит сжатие динамического диапазона. Если нажата кнопка S2, в цепь базы V2 подключается конденсатор С5 боль­шой емкости, что увеличивает постоянную времени АРУ. Сжатия динамического диапазона в данном случае не происходит, и АРУ работает в обычном режиме..

Сжатие динамического диапазона необходимо по сле­дующим причинам. Динамический диапазон большинства музыкальных программ составляет 50 — 70 дБ, а диапа­зон изменения яркости свечения ламп накаливания — всего 10 — 20 дБ. Поэтому для удовлетворительной рабо­ты ЦМУ необходимо сжатие динамического диапазона. Если динамический диапазон звуковой программы неве­лик, то нажимают кнопку S2.

Двухтактный усилитель нагружен разделительным трансформатором 77, который служит для гальваниче­ской развязки входов всех ТРН.

С обмоток II — V трансформатора T1 напряжение звуковой частоты поступает на потенциометры R19 — R22, с движков которых через LC-фильтры поступает в ТРН. Потенциометры R19 — R22 служат для установки желаемого соотношения яркостей ламп во всех каналах.

Все тиристорные регуляторы идентичны, поэтому рассмотрим работу только одного из них, например, используемого в канале самых низких частот.

Рис. 3. Печатная плата УНЧ с АРУ и компрессией: a — расположение элементов на плате;

б — конфигурация печатного монтажа

В зависимости от напряжения, детектируемого дио­дом 1-V1 (см. рис. 2), меняется сопротивление коллек­торного перехода транзистора 1-V3, что изменяет время заряда конденсатора 1-С2 в течение одного полупериода напряжения сети. По мере заряда конденсатора 1-С2 напряжение на его обкладках увеличивается. Когда оно достигнет порога открывания аналога однопереходного транзистора 1-V4 и 1-V5, происходит быстрый разряд конденсатора 1-С2 через обмотку I трансформатора 1-T1 и аналог однопереходного транзистора. Возникаю­щий в обмотках II и III импульс тока открывает тири­сторы 1-V6, 1-V7. От того как быстро заряжается кон­денсатор 1-С2, зависит фаза включения тиристора и, следовательно, эффективное напряжение на лампах на­каливания. Таким образом осуществляется плавная ре­гулировка яркости свечения ламп в зависимости от уров­ня сигнала НЧ.

Рис. 4. Печатная плата тиристорных регуляторов напряжения: а — расположение элементов на плате;

6 — конфигурация печатного монтажа

Канал фона имеет переменный резистор 4-R7, кото­рый позволяет установить начальное свечение ламп. Кроме того, вместо фильтра применен транзисторный ключ V15 (см. рис. 1), который открывается при появ­лении в обмотке V трансформатора 77 напряжения любой звуковой частоты. Постепенное открытие ключа приводит к закрытию транзистора 4-V2, что приведет к плавному выключению ламп в канале фона.

ЦМУ размещена в корпусе размером 320 X 250 X 90 мм. Монтаж выполнен на двух печатных платах из стеклотекстолита, изображенных на рис. 3 и 4. Тиристо­ры установлены на радиаторах площадью 250 см², кото­рые закреплены на основании из текстолита толщиной 4 мм. Трансформаторы 1-Т1 — 4-Т1 размещены в про­странстве между радиаторами. На этом же основании закреплены печатные платы, трансформатор Т2, фильт­ры НЧ, предохранители.

ЦМУ собрана из доступных деталей. Транзисторы можно заменить любыми из серий МП40 — МП42 и МП36 — МП38, конденсаторы 1-С2 — 4-С2 МБМ 0,5 мкФ на 160 В. Электролитические конденсаторы К50-6 и К50-12, резисторы МЛТ-0,5, кроме 1-R6 — 4-R6; допусти­мая рассеиваемая мощность которых 2 Вт. Диоды Д9Б можно заменить на Д9 с любым буквенным индексом. Тиристоры КУ202Н можно использовать любые с обрат­ным напряжением не менее 300 В, Следует помнить, что максимальный ток нагрузки вдвое выше максимального тока примененного тиристора, что и определяет макси­мальную мощность.

Переключатели S1 — S2 (типа П2К) и кнопка S3 с независимой фиксацией расположены на передней пане­ли из дюралюминия, здесь же расположены резисторы R3, R19 — R22, 4-R7.

Трансформаторы 1-T1 — 4-Т1 намотаны проводом ПЭВ-2 0,25 на кольцах из пермаллоя 79НМ типоразмера К.25 X 15 X 5, обмотки II и III содержат по 40 витков, обмотка I — 60 витков того же провода.

Трансформатор Т1 намотан на двух таких же коль­цах, сложенных вместе. Все обмотки содержат по 80 витков провода ПЭВ-2 0,25. Особое внимание во всех трансформаторах следует уделить межобмоточной изо­ляции и правильности включения обмоток. Трансформа­тор Т2 собран на сердечнике Ш16 X 20, обмотка I содер­жит 4000 витков провода ПЭВ-2 0,15, II — 150 витков провода ПЭВ-2 0,6. Катушки фильтров Ы — L4 собраны на сердечниках Ш12 X 12, L1 содержит 1000 витков, L2, L3 — по 1500 витков, L4 — 1200 витков провода ПЭВ-2 0,12.

Налаживание ЦМУ несложно. Требуется подбор резистора R7, чтобы в точке соединения эмиттеров тран­зисторов V6 и V7 было напряжение, равное половине напряжения питания усилителя. Резистором R15 уста­навливают максимальную глубину действия АРУ. При необходимости максимальную глубину действия АРУ и «компрессии» можно увеличить, увеличивая сопротивле­ние резистора R9.

В заключение следует отметить, что зрительный эф­фект во многом зависит от выходного оптического устройства.