Регулятор уровня громкости в вашей стереосистеме — очевидная и важная функция. Элемент, который используется для повышения и понижения громкости, также важен для качества звука. Если вы заглянете внутрь предусилителя, то обнаружите, что это одно из самых простых устройств в схеме. Большинство из них состоят всего из трех блоков на пути прохождения сигнала: селектора входов, регуляторов громкости/баланса и каскада усиления.
Селектор входов это не более чем коммутатор, который подсоединяет входной сигнал к сигнальной цепи. Этот селектор может быть механическим, требуя от вас поворота ручки переключателя для выбора входа, или же иметь последовательность реле, которые действуют как коммутаторы. Реле — это простые выключатели, использующие небольшой электромагнит, чтобы замкнуть и разомкнуть контакты. Они позволяют конструкторам посылать электрические сигналы низкого уровня для управления контактами реле, а не полагаться на механическое усилие, чтобы переходить от одной позиции переключателя к другой. Есть даже электронные версии коммутаторов, использующие транзисторы в качестве переключателей (обычно MOSFET).
После выбора источника, который вы хотите прослушать, он подключается к регулятору громкости предварительного усилителя — теме этого поста. Большинство предусилителей для регулировки громкости используют то, что давно известно, как потенциометр. В свою очередь, потенциометр — простенькое устройство, состоящее из резистивного элемента и подвижного контакта (называемого «бегунок»). Резистивный элемент хоть и звучит загадочно, но на самом деле даже слишком прост и сделан из материала, который сопротивляется току, как, например, углерод или некоторые виды металлов, проводящие ток не слишком хорошо. Бегунок — это просто кусок хорошо проводящего материала (например, серебра), касающийся поверхности резистивного элемента. Когда вы вращаете потенциометр вправо или влево, вы перемещаете контактную точку вдоль резистивного элемента.
Качество звука на выходе этого устройства зависит исключительно от качества резистивного элемента и контактного материала бегунка, разумеется, если они оба реализованы должным образом. Хороший потенциометр может быть очень дорогим удовольствием.
Если вы посмотрите внимательно на фотографию, то заметите, что бегунок делит резистивный элемент на две части. На примере видно, что А имеет меньшую площадь, чем B. Это означает, что участок А имеет меньшее сопротивление, чем В. Если измерить эти значения, можно увидеть, что А составляет 25% от целого, а B — оставшиеся 75%. Если общее сопротивление потенциометра 10 кОм (10000 Ом), то мы могли бы сказать, что у нас есть два резистора: один величиной 2500 Ом, а другой — 7500 Ом (в сумме всегда будет 10 000 Ом).
Я упомянул, что звуковые характеристики этого устройства зависят от качества резистивного элемента и контактирующего материала. Вне всяких сомнений, самые лучшие резистивные элементы можно найти, но только в отдельных постоянных резисторах, а лучшие контактные материалы — в дорогих переключателях, однако в потенциометрах их, как правило, не используют. Таким образом, если вместо потенциометра мы решим использовать дискретные резисторы и качественные переключатели (чтобы выбирать нужные резисторы), мы улучшим работу регулятора громкости. Такой подход известен как ступенчатый аттенюатор.
Вы можете увидеть такое устройство на картинке. Коммутатор — это не более чем набор контактов и, как вы можете видеть, существует четыре набора резисторов: два, чтобы составить комбинации A и B нашего потенциометра на один канал и два - для другого канала.
Преимущество ступенчатого аттенюатора — это возможность улучшить звук за счет более высокого качества деталей. Недостатком этого механизма является ступенчатый характер изменения громкости, и размер этих шагов может понравиться или нет.
Существуют потенциометры, которые приближаются по качеству звука к ступенчатым аттенюаторам, но это редко им удается.
Большинство предусилителей класса High End сегодня применяют электронную версию ступенчатого аттенюатора, в котором вместо механических контактов используются реле или электронные реле.
Оригинал: Stepped attenuators
Об авторе: Пол МакГоуэн (Paul McGowan) – директор (CEO) и сооснователь компании PS Audio Inc. из города Боулдер, Колорадо, конструирующей и выпускающей High End аудио продукты и сервисы.