У меня просто напасть какая-то – почти все потенциометры регулировки громкости и тембра в обратной связи операционных усилителей дают при регулировке сильный треск в колонках, особенно на краях регулировки. В литературе есть способы устранения тресков, но эти способы являются механическим воздействием на резистивный слой и контакты потенциометров.
Далее описаны способы снижения тресков за счет схемного решения, причем такого, чтобы сама схема создавала оптимальные условия для работы потенциометра и не допускала порчи его резистивного слоя.
Для описания этих способов, в качестве примера, взят регулятор тембра и громкости из этой статьи, рис.1, который, как оказалось, наиболее подвержен трескам относительно других схем. Громкость трещит просто ужасно.
Обычный способ снижения тресков (самый простой, естественный и известный) – поставить потенциометр мощностью побольше. Трески исчезают, но не надолго, если сама схема не оптимальна и вызывает порчу резистивного слоя. Естественно сам потенциометр должен быть качественным. Например сейчас появились в продаже потенциометры «Альфа» («a») рис.2 слева. В схеме рис.1 на громкости и тембре работают великолепно. Имеют нужную нам характеристику «В» (иностранную). Именно характеристика «В» из практики наиболее приятна для слуха. К сожалению качественные потенциометры «ALPS» рис.2 справа не подходят для схемы рис.1, т.к. имеют характеристику «А» (иностранную) – слишком резко увеличивают громкость к максимуму. Да и у них нижние выводы – обычно земляные по схемам – в обоих каналах замкнуты в самой конструкции. Нам не подходят. Приходилось брать счетверенные резисторы «ALPS» и соединять попарно.
Но этот способ не гарантирует отсутствие порчи резистивного слоя потенциометров при неоптимальной схеме.
Вторым способом снижения тресков при регулировке громкости в ОС ОУ, как оказалось практически, является постановка конденсаторов С71, С72, рис.3.
Безусловно в аудио всегда надо стремиться к тому, чтобы потенциометр не находился под постоянным током (напряжением) между любыми выводами. Желателен только переменный ток – тогда тресков меньше. Но не на все 100%, ведь полезный низкочастотный сигнал, особенно большой амплитуды является как бы постоянным током для резистивной дорожки потенциометра. Здесь и возникает условие для треска. Проверить это легко. Надо повращать ось потенциометра при отсутствии полезного сигнала, а потом с полезным сигналом. При наличии полезного сигнала трески будут значительно сильнее. В схеме рис.1 постоянного напряжения на выводах потенциометра практически нет (несколько миллиВольт). Во всяком случае это постоянное напряжение в десятки раз ниже, чем переменный полезный сигнал.
Однако вредный эффект (трески) как от присутствия относительно высокого постоянного напряжения на выводах потенциометра есть. При постановке конденсатора С71, рис.3 трески снизились не менее чем в десять раз (на слух). Дальше встал вопрос: а какой тип конденсатора применить лучше. В этом месте, как проходной (нет коррекции АЧХ) можно поставить керамический, пленочный или электролитический конденсатор. И здесь для меня начались большие удивления. По-жизни читал много статей о том, что если есть возможность, то лучше ставить пленочный конденсатор, а не электролитический или керамический. Но эксперименты (рис.4) показали, что электролитический конденсатор вообще не искажает звук. Его включение дает такой же звук как просто перемычка вместо него.
Пленочные конденсаторы давали явные искажения сигнала. Керамические современные SMD конденсаторы искажали сигнал чуть поменьше пленочных. В итоге рекомендую ставить неполярный электролит, например Ничикон 1,0 … 2,2 мкФ (звук явно чище). Специальные аудиофильские конденсаторы не пробовал, просто за неимением оных.
Постановка конденсатора С72 на баланс не очень то и нужна, т.к. при регулировке баланса трески бывают крайне редко. Здесь спасают ситуацию относительно высокоомные резисторы R18, R21. Очень важно, что при постановке конденсаторов С71, С72, рис.3, резисторы R10, R19 должны быть поставлены в обязательном порядке для установки рабочей точки ОУ (нуля на выходе ОУ). Их величина примерно в пять раз больше сопротивления потенциометра.
Так же, можно порекомендовать постановку конденсатора и в классическую схему активного регулятора тембра Баксандала. На рис.5 дана эта схема из даташита на ОУ LM4562. Подобных схем много. Помню когда у меня был подобный регулятор в конструкции, то НЧ-регулятор трещал. Здесь красным цветом показан путь не разделенного конденсатором сигнала НЧ в обратной связи. Зеленым цветом показана рекомендуемая доработка.
Данный способ, по всей видимости, способен частично предотвращать порчу резистивного слоя резистора. Именно эти эксперименты с конденсаторами выявили другую, как оказалось очень важную причину рождения тресков – длинные провода. В итоге выявился следующий способ снижения тресков.
Третий способ снижения тресков – применение проводов как можно меньшей длины от инвертирующего входа ОУ («-«, минус входа) к потенциометру и к различным узлам. Причем только от «-» входа ОУ. Именно инвертирующий вход вместе со своей обвязкой наиболее критично влияет на трески.
Если длина проводов была более 120 мм, то положительный эффект от описанных выше конденсаторов С71, С72 (рис.3) полностью терялся. Потенциометр громкости R12 трещал как до постановки конденсатора С71. На рис.6 показано фото постановки потенциометра с относительно короткими проводами в опытном усилителе.
Здесь две платы расположены как бы вокруг потенциометра. Более короткие провода уже просто не смог сделать. Впаивать же потенциометр в плату опасно, так как контакты могут впоследствии разболтаться от механического воздействия. Тресков как от длинных проводов здесь нет. Причиной вредного воздействия длинных проводов, по всей видимости, является их реактивное воздействие (отдача как у ружья), т.е. не стабильное омическое сопротивление, наличие емкости, индуктивности и эффекта антенны. Эта реактивность отрицательно влияет на обратную связь ОУ — усиливает зарождающиеся трески. Кроме того хаотично изменяет коэффициент усиления ОУ на высоких частотах и, вероятны общие искажения.
В этом смысле вообще не допустимо делать вход аудиоустройства по относительно длинным проводам или межблочному кабелю (даже балансному), на инвертирующий вход («-» вход) ОУ. Причина – та же реактивность кабеля (проводов).
После проводов длинной более 120 мм вход аудиоустройства должен быть только на «+» вход ОУ. Например в схеме рис.1, как оказалось, явная ошибка – на самом входе в регулятор применен «-» вход ОУ – А1.2 (через R1). И если дать небольшое усиление обеим половинкам ОУ А1 (как показано на рис.3), то явно слышались искажения сигнала. Это «-» вход ОУ А1.2 через резистор R1 (рис.1) взаимодействовал с реактивным сопротивлением входного кабеля и ОУ А1.1. Впоследствии «-» вход ОУ А 1.2 перенесен на выход ОУ А1.1, согласно рис.3 и входной сигнал идет только на «+» вход. Искажений сигнала не стало.
Можно сказать чуть по-другому. На «-» входе ОУ всегда присутствует очень маленькое напряжение полезного сигнала. Вот это маленькое напряжение через входной резистор R1 (как у нас) будет поступать (возвращаться) на входной кабель (длинный провод). И если этот кабель не особо качественный (со значительной реактивностью), или провод относительно длинный, то могут возникнуть паразитные электрические колебания.
Наверное самый лучший вариант здесь поставить ОУ – повторитель входного сигнала и уже с него подавать сигнал на «-» вход А1.2. Например как на схеме рис.7 – А7. Но эту схему я только собираю и еще не проверял.
Четвертый способ снижения тресков – это правильное распределение резисторов, взаимодействующих с относительно длинными проводами на «-» входе ОУ. Например, если при «-» входе ОУ есть резисторы и длинные провода, то к «-» входу ОУ должны сперва подключаться именно резисторы, а не провода. Тогда резисторы будут подавлять реактивное свойство длинных проводов и обратная связь ОУ будет без проблем гасить зарождающиеся трески. Например на рис.7 резисторы R7, R8, R9, R18, R21, R74 должны быть именно с указанных сторон своих проводов. Здесь кроме снижения тресков вероятно продлевается жизнь резистивного слоя потенциометра.
Пятый способ снижения тресков – это постановка резистора R74, рис.7. Этот резистор во-первых несколько снижает усиление ОУ на ультразвуковых частотах при помощи конденсатора С9 — демпфирует (размазывает, подавляет) зарождающиеся трески на малой громкости. Во-вторых несколько гасит реактивность всех элементов взаимодействующих с «-» входом ОУ – подавляет возможные паразитные колебания. Этакая двойная радость получается. Интересно было отметить, что именно этот резистор полностью устранил шуршания при вращении регулятора громкости.
Здесь вспоминается практика, когда на минимальной громкости последовательно с потенциометром ставили резистор небольшого сопротивления (как R11, рис.1). Тогда при уменьшении громкости, небольшая громкость оставалась, но трески значительно снижались. Но лучше подобный резистор ставить как показано на рис.7 – R74. Тогда есть и полная нулевая громкость и трески с шуршаниями снижаются в несколько раз. Из практики этот резистор должен быть примерно 1 кОм. На качество звука и громкость этот резистор совершенно не влияет.
Думается, что здесь продлевается жизнь резистивной дорожки. Постановка данного резистора в РТ Баксандала (рис.5) не нужна, так как в нем уже присутствуют аналогичные резисторы (R3, R5). И в нашей схеме на регуляторе баланса R22 рис.7 аналогичные резисторы есть. Это R18 и R21.
Что же получилось в итоге. Если реализованы все способы, то при вращении потенциометров никаких тресков и шуршаний нет вообще. При полном уменьшении громкости из колонок ничего не прослушивается, полезного входного сигнала как будто нет – полная тишина. Возможно даже несколько повысилось качество звука. Потенциометр будет служить дольше. Эти способы проверены на нескольких устройствах и полностью себя подтвердили.
Волков Игорь, г. Пермь. 2026 г. Volkus159@yandex.ru
