Vzájemné propojování elektroakustických přístrojů

Propojení jednotlivých elektroakustických přístrojů může značně ovlivnit kvalitu záznamu. Tato kapitola (dokument) tedy v souhrnu probírá jednak různá propojení, jednak podává informace pro případné vytvoření spojek, prodlužovacích kabelů atd.

Všeobecné údaje o připojování

Před vzájemným propojením přístrojů je vhodné se seznámit:

1. s druhy konektorů a jejich zapojením;
2. s přibližnou výstupní a vstupní citlivostí;
3. se vstupní a výstupní impedancí přístrojů.

Druhy a propojení konektorů

Protože není jednotnost v zapojování konektorů, je důležité před započetím práce zjistit skutečné zapojení, buď podle schématu, návodu nebo přímo. Pro všeobecnou informaci je v tab. 22 uvedena řada různých kombinací propojování vstupních a výstupních konektorů. Druhy běžných konektorů jsou na obr. 225.

Vstupní a výstupní citlivost

Pro názornost uvedeme příklad při zapojení gramofonu k zesilovači (nebo magnetofonu). Gramofon má krystalovou přenosku, která má výstupní napětí asi 100 mV. Připusťme první možnost, kdy bychom gramofon zapojili do mikrofonního vstupu, který má vstupní citlivost od 2 mV do 80 mV. Vzhledem k tomu, že vstupní potenciometr zesilovací úrovně je až za prvním zesilovacím stupněm, nelze vstupní signál regulovat, a tedy by došlo k přebuzení mikrofonního vstupu a značnému zkreslení signálu. Taktéž připojení k diodovému vstupu je nežádoucí, neboť jeho vstupní citlivost (diodový vstup má napětí od 5 mV do 100 mV, impedanci 20 kOhm) je menší než výstupní napětí gramofonové přenosky.

Správné připojení je tedy do gramofonového vstupu, který je upraven jak impedančně (asi 1 MOhm), tak vstupní citlivostí od 50 mV do 1,5 V. Při tomto zapojení je signál nezkreslen. Pokud bychom chtěli zapojit zdroj signálu, jehož výstupní napětí je mnohokrát větší než vstupní citlivost dalšího zařízení, musíme zhotovit na vstupu napěťový dělič.

Vstupní a výstupní impedance

Zde platí velmi jednoduché pravidlo, že impedance výstupní musí být buď menší než impedance vstupu zařízení, kam signál přivádíme, nebo maximálně mohou být impedance obou zařízení stejné. Nesprávné připojení, např. krystalové přenosky, znázorňuje graf na obr. 226. I když u ostatních zdrojů není situace tak kritická, přece jen se doporučuje dodržovat impedanční přizpůsobení.

Připojení mikrofonů

Má-li být práce s mikrofonem úspěšná, musíme se seznámit s připojováním mikrofonu k dalšímu zařízení. Mnohdy se špatná kvalita záznamu přisuzuje mikrofonu, přestože vina spočívá v nesprávném připojení, popř. v nesprávné obsluze zařízení.

Podle druhu výstupní impedance můžeme mikrofony rozdělit do dvou skupin:

1. s malou impedancí, tj. s výstupní impedancí od 50 až do 600 Ohmů,
2. s velkou impedancí, tj. mikrofony s výstupní impedancí větší než 50 kOhmů.

Základní zásadou pro obě skupiny musí být: menší impedanci zapojujeme vždy do větší impedance. Nedodržíme-li tuto podmínku, zmenší se citlivost mikrofonu.

Mikrofony s malou impedancí

Nejpočetněji je v této skupině zastoupen dynamický mikrofon a pak následuje kondenzátorový. Dynamické mikrofony se vyrábějí s výstupní impedancí od 50 do 600 Ohmů, a lze je tedy připojit k zesilovači se vstupním odporem již několik kiloohmů. Kondenzátorové mikrofony mají výstupní impedanci ve stejném pásmu jako dynamické (asi 50 až 200 Ohmů). Výstupní napětí kondenzátorových mikrofonů je však 1,5 až 10 mV, a to je již poměrně velké napětí pro některé vstupy, zvláště pak tranzistorových zesilovačů. Proto kondenzátorový mikrofon můžeme přímo připojit pouze k zesilovačům s příslušnou vstupní citlivostí. U tranzistorových zesilovačů nemůžeme tento mikrofon zapojit do mikrofonového vstupu, který je navržen pro jmenovité vstupní napětí asi 0,2 mV. V tomto případě se doporučuje zapojit kondenzátorový mikrofon do diodového nebo gramofonového vstupu. V případě, že by i tyto vstupy nevyhověly, pak by bylo zapotřebí použít dělič se sestupným poměrem.

Oba uvedené druhy mikrofonů lze připojovat k zesilovači velmi dlouhým kabelem (až do délky 200 m), má-li kabel malou kapacitu a dobré stínění. Pro dynamické mikrofony se na vstupu elektronkového zesilovače může zapojit převodní transformátor, který přizpůsobí impedanci mikrofonu k zesilovači a zvýší výstupní napětí mikrofonu.

Mikrofony s velkou impedancí

Do této skupiny patří především dynamické mikrofony s vestavěným převodním transformátorem a krystalové mikrofony. Dynamické mikrofony s vestavěným transformátorem nejsou převážně příliš výkonné, proto výrobci ani příliš nedbají na přesné přizpůsobení těchto mikrofonů k zesilovači. Také délka výstupního kabelu má značný vliv na kmitočtovou charakteristiku vlivem kapacity kabelu. Při prodloužení přívodního kabelu nad 2 m je omezen přenos signálů vyšších kmitočtů asi od 2000 Hz (např. u 5000 Hz je pokles až 15 dB proti referenčnímu kmitočtu). Účelem převodních transformátorů je zvýšení výstupního napětí na potřebnou velikost (v poměru asi 1:20), takže lze tyto mikrofony připojit k elektronkovým vstupům, původně určeným pro krystalové mikrofony. Někteří výrobci nedávají výstupní transformátor do pouzdra mikrofonu, nýbrž až do konektoru (např. Grundig). Krystalový mikrofon má charakter ryze kapacitní, musíme ho proto připojit do vstupu s odpovídajícím odporem, pokud chceme, aby přenášel požadovaný dolní mezní kmitočet. Kdybychom jej připojili k zesilovači s malým vstupním odporem, nastala by stejná situace jako u krystalové přenosky (viz obr. 226).

Délka výstupního kabelu v tomto případě nemá na kmitočtovou charakteristiku žádný vliv, pouze kapacita kabelu, která se přičítá k celkové kapacitě krystalového mikrofonu, zmenšuje výstupní napětí.

Symetrický a nesymetrický výstup mikrofonu

Mikrofony s malou impedancí mají v převážné většině výstup měniče řešen jako symetrický, tzn. že oba vodiče od měniče jsou vedeny samostatně. Stínění je vedeno zvlášť jako třetí vodič (obr. 227). Nemá-li zařízení, k němuž mikrofony připojujeme, vstupy upravené symetricky, a to jsou téměř všechna komerční zařízení (zesilovače, magnetofony apod.), je třeba výstup mikrofonu upravit propojením jednoho z živých vodičů

Přenosky

Přenosky můžeme rozdělit do dvou skupin: přenosky amplitudové (krystalové apod.) a přenosky rychlostní (dynamické apod.). Protože každá přenoska uvedeného typu má jinou závislost výstupního napětí vzhledem ke snímání kmitočtu, liší se podstatným způsobem i princip jejich připojení k zesilovačům. Předpokládejme nejprve, že záznam na gramofonové desce je proveden přibližně s konstantní amplitudou. V takovém případě při snímání záznamu amplitudovou přenoskou, tj. např. krystalovou, můžeme výstup přenosky připojit přímo k zesilovači bez nutnosti korigovat kmitočtový průběh. Naopak, kdybychom stejným způsobem připojili přenosku rychlostní, např. magnetickou, pak by se výstupní napětí přenosky zvětšovalo směrem k vyšším kmitočtům se sklonem 6 dB na oktávu. V takovém případě by bylo zapotřebí mezi přenosku a vstup zesilovače zařadit ještě korekční článek, který by tuto nevhodnou charakteristiku upravil.

Připojení amplitudové přenosky

Do této skupiny patří všechny přenosky, jejichž výstupní napětí je úměrné amplitudě záznamu (tj. přenosky krystalové, keramické, kondenzátorové atd.). Jak již bylo řečeno, nepoužívají se ve spojení s těmito systémy obvykle žádné korekční články. Lze sice namítnout, že gramofonová deska není nahrávána s konstantní amplitudou, avšak rozdíly nejsou tak podstatné a krystalové přenoskové systémy obvykle nevynikají špičkovými parametry. Rezonance u vlastního systému přenosky totiž ve většině případů přesáhne nerovnoměrnost charakteristiky způsobené průběhem záznamové křivky.

Velmi důležité je dodržet podmínku vstupního odporu zesilovače vzhledem ke kapacitě použité přenosky. Tento druh přenosek představuje totiž zdroj napětí kapacitního charakteru a kapacita přenosky spolu se vstupním odporem zesilovače vytváří článek RC v podobě dolní propusti. Proto je třeba volit vstupní odpor tak velký, aby nebyly potlačeny nejnižší kmitočty v reprodukované oblasti. Jak z teoretické úvahy vyplývá, musíme pro přenosku, jejíž vložka má kapacitu asi 1000 pF a mezní kmitočet 50 Hz, volit vstupní odpor zesilovače minimálně 2 MOhm. To obvykle v praxi nesplňuje téměř žádný běžný zesilovač. Tato podmínka však není tak nesplnitelná, jak by se na první pohled zdálo. Kromě kapacity vlastního systému musíme totiž uvažovat i kapacitu přívodního kablíku, kapacitu spojů na vstupu zesilovače, dále kapacitu přejímacího vstupu a konečně i dynamickou vstupní kapacitu elektronky, která obzvláště u dnes používaných triodek zdaleka není zanedbatelná. Proto obvykle vystačíme se vstupním odporem 0,5 až 1 MOhm (obr. 226). Obtíže však nastanou tehdy, jsme-li nuceni připojit krystalovou přenosku na vstup tranzistorového zesilovače. V takovém případě můžeme postupovat několika způsoby:

a) Do série s přenoskou a vstupem tranzistoru zapojíme odpor (např. 1 MOhm), který jednak vytvoří pro přenosku potřebnou velikost zatěžovacího odporu, jednak spolu se vstupní impedancí tranzistoru vytvoří dělič napětí, takže na bázi tranzistoru dostaneme přibližně 2 % původního napětí odevzdávaného přenoskou. To pro vybuzení tranzistorového vstupu plně postačí. V této souvislosti je třeba důrazně upozornit, že podobným způsobem nelze v žádném případě postupovat u elektronkových vstupů, neboť kdybychom se snažili zvětšit zatěžovací odpor u zesilovačů, jejichž vstupní odpor je již sám o sobě větší, mohlo by snadno dojít k vytvoření dalšího nežádoucího článku RC, který by omezil přenos nejvyšších kmitočtů.

b) Výstup přenosky zatížíme kapacitně tak, aby se jak výstupní napětí, tak i zatěžovací odpor zmenšil na potřebnou velikost. U těchto přenosek nezávisí průběh kmitočtové charakteristiky na kapacitě přídavného kondenzátoru. Z této úvahy vyplývá, že připojíme-li např. k vložce o kapacitě 1000 pF jako zátěž kondenzátor s touž kapacitou, zmenší se výstupní napětí vložky na polovinu, ale ve stejném poměru se zmenší i potřebný zatěžovací odpor.

Připojení rychlostní přenosky

Do této skupiny patří všechny přenosky, jejichž výstupní napětí je úměrné rychlosti záznamu, tj. přenosky magnetické, dynamické, popř. magnetodynamické. Výstupní napětí těchto přenosek musí být korigováno inverzně k charakteristice záznamu. Protože tento druh přenosek obvykle nevyžaduje velký zatěžovací odpor, lze je s výhodou připojovat k tranzistorovým zesilovačům. Rovněž korekční předzesilovací jednotky, které se v mnoha případech montují přímo do gramofonových přístrojů, jsou dnes standardně osazovány tranzistory. Protože rychlostní přenosky mají podstatně menší výstupní napětí než přenosky amplitudové, bývá korekční obvod řešen vzhledem k celkovému zesílení tak, aby bylo možno výstup připojit přímo do běžného zesilovače.

V mnoha případech je vstup pro rychlostní přenosku univerzální a využívá následujícího poznatku: připojíme-li totiž na výstup amplitudové (krystalové) přenosky odpor řádu kiloohmů, změníme její základní vlastnosti tak, že se přestane chovat jako systém amplitudový a změní se na rychlostní. To znamená, že dostane vlastnosti i charakter magnetických přenosek. Takto upravenou krystalovou přenosku můžeme potom připojit do každého vstupu (určeného pro přenosky magnetické), který má zařazeny potřebné korekce charakteristiky.

Připojení rozhlasového přijímače

Moderní tranzistorové přijímače (zvláště střední kategorie) jsou většinou opatřeny konektorem, jímž je vyveden tzv. diodový výstup. Propojovacím kabelem propojíme diodový výstup, který má napětí od 6 mV do 100 mV, přímo se vstupem magnetofonu. V žádném případě se nedoporučuje používat pro nahrávání vývod pro připojení vnějšího reproduktoru, neboť výstupní napětí je pak závislé na nastavení regulátoru hlasitosti.

Pokud nemá elektronkový rozhlasový přijímač diodový výstup, lze jej vestavět podle obr. 229; zapojení diodového výstupu do tranzistorového přijímače znázorňuje obr. 230. Kvalitní záznam z přijímače získáme jedině v pásmu VKV. Ostatní pásma mají kmitočtový rozsah velmi úzký (do 6000 Hz), takže jsou vhodné pouze pro unikátní záznam, který nelze pořídit jinou cestou.

Při připojení magnetofonu k stereofonnímu přijímači vznikají někdy v nahrávce rušivé signály — hvízdání. K tomuto jevu dochází interferencí harmonických signálů pilotního kmitočtu a kmitočtu pomocné nosné vlny s frekvencí přehrávání magnetofonu. K potlačení těchto nežádoucích jevů je třeba zařadit mezi diodový výstup přijímače (pro každý signál samostatně) a vstup magnetofonu dolní propust, která potlačí vyšší kmitočty než 15 kHz.

Připojení televizoru

Televizor je dalším zdrojem, který poskytuje signál v dobré kvalitě. Většina starších televizorů nemá diodový výstup, takže musíme vyřešit způsob, jak snímat televizní zvuk. Výstup pro reproduktor ani snímání mikrofonem nesplní požadavky dobré nahrávky. Nezbývá než doplnit diodový výstup. Pokud má televizor síťový transformátor, dá se předpokládat, že kostra televizoru není spojena se sítí, takže lze diodový výstup zapojit podle obr. 229. Většina přístrojů však nemá síťový transformátor, a proto se musí použít buď oddělovací transformátor v síťovém přívodu televizoru, nebo zapojit do televizoru oddělovací transformátor podle obr. 231.

Připojení rozhlasu po drátě

Přímé připojení drátového rozhlasu k magnetofonu nedovolují předpisy. (Napětí v síti drátového rozhlasu pro vstupy magnetofonu je příliš velké, takže se musí použít oddělovací transformátor se sestupným poměrem asi 10:1). Pouze speciální zařízení dodávaná k tomu účelu Správou spojů dovolují nahrávat pořady na magnetofon.