Пассивный темброблок печатная плата: Пассивный темброблок печатная плата

Содержание

Тембр блок 8 полосный схема. Активный темброблок для усилителя. Блок питания УНЧ

Решил послушать как звучит усилитель класса Д на IRS2092. После недолгих
поисков на Али был сделан заказ. Ради интереса «как оно звучит» для него был так же заказан и темброблок.
Так как усилитель ещё в дороге а темброблок уже пришёл то решил
сделать обзор пока на него. Как придёт усилитель сделаю обзор и на
него с замерами.
Плата пришла в конверте с пупыркой. В комплект входит сама схема и
четыре ручки на резисторы. Флюс везе отмыт пайка более менее
аккуратная. Разводка платы средняя. Регуляторы на фото — с лева на право — ВЧ, СЧ, НЧ, Громкость.


Так же на плате расположены цепи стабилизации питания (L7812 и L7912) и выпрямитель.
Можно подавать переменное напряжение с трансформатора для питания
платы.
Принципиальная схема регулятора похожа на эту


Отличаются номиналы некоторых резисторов и отсутствие некоторых проходных
конденсаторов.

Теперь самое главное — тесты.
Тестировал на этой карте

Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO с небольшой доработкой — полностью за экранирована обратная сторона печатной платы, заменён выходной ОУ на OPA2134, все конденсаторы по питанию шунтированы керамикой.
АЧХ (розовым цветом — со входа на выход миную темброблок, синим цветом
— через темброблок — все регуляторы тембра в среднем положении)


Виден небольшой подъём на на низких частотах (ниже 200Гц) и завал на
высоких (выше 6кГц)
Регуляторы НЧ в крайних положениях

КНИ «THD», правый канал идёт минуя темброблок для сравнения (с выхода карты на
вход), КНИ темброблока 0.016%, хотелось бы поменьше конечно. Пробовал ставить OPA2134 вместо родных ОУ, искажения немного снизились но незначительно, скорее всего из за не совсем правильной разводки платы.


Зависимость КНИ от частоты (правый канал идёт минуя темброблок,
розовый цвет на графике)


Темброблок не инвертирует фазу сигнала (правый канал идёт минуя темброблок,
розовый цвет на графике)

Довольно средний по качеству блок, для домашних поделок пойдёт если устраивает КНИ.
Ставить в планируемый усилить вряд ли буду из за высоких
гармонических искажений. Буду разводить плату сам, и собирать темброблок.
Надеюсь инфа была полезна.

Планирую купить +16 Добавить в избранное Обзор понравился +36 +60

Фильтр НЧ для сабвуфера

Низкочастотная акустическая система обычно громоздка и дорога, а принимая во внимание то, что слух человека не может распознать стерео на низких частотах, понятно что и нет никакого смысла в двух низкочастотных АС — по одной для каждого стереоканала. Особенно если помещение где будет работать стереосистема не очень большого размера.

В таком случае, нужно просуммировать сигналы стереоканалов, а потом из полученного сигнала выделить низкочастотный. На рисунке 1 показана схема активного фильтра, выполненного на двух операционных усилителях микросхемы

TL062 .


Сигналы стереоканалов поступают на разъем Х1. Резисторы R1 и R2 совместно с инверсным входом ОУ А1.1 создают микшер, формирующий из стереосигнала общий моносигнал, ОУ А1. 1 обеспечивает необходимое усиление (или ослабление) входного сигнала. Уровень сигнала регулируется переменным резистором R3, входящим в состав цепи ООС А1.1. С выхода А1.1 сигнал поступает на ФНЧ на А1.2. Частоту можно регулировать сдвоенным переменным резистором, состоящим из R7 и R8.

Сигнал НЧ на низкочастотный УНЧ или активную низкочастотную АС поступает через разъем Х2.
Питание — двуполярное, поступает через разъем Х3, возможно от ±5V до ±15V, Схему можно собрать на любых двух операционных усилителях общего назначения.

Микшер для работы с тремя микрофонами.
Если нужно сигналы от трех отдельных источников, например, от микрофонов подать на один вход записывающего или воспроизводящего аудиоустройства, нужен микшер, с помощью которого можно объединить аудиосигналы от трех источников в один, и отрегулировать их соотношение по уровням так, как это требуется.


На рисунке 2 показан микшер, сделанный на микросхеме типа LM348 , в которой есть четыре операционных усилителя.
Сигналы от микрофонов подаются, соответственно, на разъемы Х1, Х2 и Х3. Далее, на микрофонные предварительные усилители на операционных усилителях А1.1, А 1.2 и А1.3. Коэффициент усиления каждого ОУ зависит от параметров его цепи ООС. Это позволяет в широких пределах регулировать коэффициент усиления изменением сопротивлений резисторов R4, R10 и R17, соответственно. Поэтому, если в качестве одного или нескольких из источников сигнала будет использоваться не микрофон, а устройство с более высоким уровнем выходного напряжения ЗЧ, можно будет коэффициент усиления соответствующего ОУ установить подбором сопротивления соответствующего резистора. Причем, диапазон установки коэффициента усиления очень большой, — от сотен и тысяч до единицы.

Усиленные сигналы от трех источников поступают на переменные резисторы R5, R11, R19, с помощью которых можно оперативно регулировать соотношение сигналов в общем сигнале, вплоть до полного подавления сигнала от одного или нескольких источников.
Собственно микшер выполнен на ОУ А1.4. Сигналы на его инверсный вход поступают от переменных резисторов через резисторы R6, R12, R19.
Сигнал НЧ на внешнее записывающее или усилительное устройство поступает через разъем Х5.
Питание — двуполярное, поступает через разъем Х4, возможно от +5V до +15V.

Схему можно собрать на любых четырех операционных усилителях общего назначения.

Предварительный усилитель с темброблоком.
Многие радиолюбители сроят УМЗЧ на основе микросхем-интегральных УМЗЧ, обычно предназначенных для автомобильной аудиотехники. Главное достоинство их в том, что вполне качественный УМЗЧ получается в кратчайший срок и с минимальными трудовыми затратами. Недостаток только в том, что УНЧ получается не полный, без предусилителя с регулировками громкости и тембра.


На рисунке 3 приведена схема простого предусилителя с регулятором громкости и тембра, построенного на самой распространенной элементной базе — транзисторах типа КТ3102Е , У усилителя достаточно большое входное сопротивление, чтобы он мог работать практически с любым источником сигнала, от звуковой карты ПК и цифрового плеера, до архаичного проигрывателя виниловых дисков с пьезоэлектрической головкой звукоснимателя.

Каскад на транзисторе VT1 построен по схеме эмиттерного повторителя и служит, в основном, для повышения входного сопротивления, и снижения влияния параметров выхода источника сигнала на регулировку тембра.

Регулятор громкости — переменный резистор R3, одновременно является и нагрузкой эмиттерного повторителя на транзисторе VT1.

Далее — пассивный мостовой регулятор тембра по низким и высоким частотам, выполненный на переменных резисторах
R6 (низкие частоты) и R10 (высокие частоты). Диапазон регулировки 12dB.

Каскад на транзисторе VT2 служит для компенсации потерь уровня сигнала в пассивном регуляторе тембра. Коэффициент усиления каскада на VT2 во многом зависит от величины ООС, конкретно сопротивления резистора R13 (чем меньше, тем больше коэффициент усиления). Режим по постоянному току выставляется резистором R11 для каскада на VT2 и R1 для каскада на VT1.

Стереофонический вариант должен состоять из двух таких усилителей. Резисторы R6 и R10 должны быть сдвоенными, что бы регулировать тембр одновременно в обоих каналах. Регуляторы громкости можно сделать раздельными для каждого канала.

Напряжение питания 12V, однополярное, соответствует номинальному напряжению питания большинства микросхем -интегральным УМЗЧ, рассчитанных на работу в автомобильной технике.

Радиоадаптер
Вся стационарная аудиоаппаратура обязательно имеет разъемы линейного выхода и линейного входа. На линейный вход можно подать сигнал от внешнего источника, что бы использовать основной аппарат как усилитель с акустическими системами или для записи, В большинстве же портативной аппаратуры линейного входа просто нет. Единственными «средствами связи с внешним миром» являются микрофон и встроенный радиоприемник. Один мой знакомый пытался переписать сигнал с МП-3-флэш плеера на магнитную кассету одевая наушники на микрофонную «дырочку» старой портативной CD-магнитолы. Получилось ужасно. Хотя, можно было и воспользоваться встроенным FM-приемником, но для этого необходим хотя бы простейший адаптер.

Для качественной передачи стереосигнала можно использовать покупной FM-модулятор, предназначенной для беспроводного подключения к автомагнитоле внешнего источника аудиосигнала. В нем есть стереомодулятор, хороший передатчик с синтезатором частоты и, часто, встроенный МП-3 плеер с внешней флешкой или картой памяти. Ну а в простейшем случае можно сделать примитивный однотранзисторный маломощный передатчик, сигнал которого приемник сможет принять при близком к его антенне расположении передатчика.

Схема адаптера показана на рисунке 4.


Схема представляет собой каскад генератора ВЧ на транзисторе VT1, работающего по ВЧ по схеме с общей базой, в базовую цепь которого подается модулирующий НЧ-сигнал.

Сигнал звуковой частоты от внешнего источника поступает на базу VT1 через конденсатор С4 и два резистора R1 и R2, служащими микшером стереоканалов. Так как схема очень простая и в ней нет никаких узлов, формирующих комплексный стереосигнал, на вход приемника поступит сигнал в монофоническом виде.

НЧ напряжение, поступая на базу транзистора VT1, изменяет не только его рабочую точку, но и емкость перехода. В результате получается смешанная амплитудно-частотная модуляция. Амплитудная модуляция эффективно подавляется в приемном тракте радиоприемника, а частотная детектируется его частотным детектором.

Частота ВЧ, на которой происходит трансляция, устанавливается контуром L1-C2. Фактически, антенны нет, — адаптер располагается в непосредственной близости от антенны приемника, и сигнал на неё поступает непосредственно с контурной катушки.
Контурная катушка L1 — бескаркасная, её внутренний диаметр 10-12 мм, намотана проводом ПЭВ 1,06, всего 10 витков. Настраивать контур можно как подстроечным конденсатором, так и сжатием -растягиванием витков катушки.
Питание — два элемента по 1.5V (3V).

Индикатор уровня.
Для правильного установления стереобаланса и недопущения перегрузки УНЧ и акустических систем желательно чтобы в составе УНЧ был индикатор уровня сигнала, поступающего на вход УНЧ.

С практической точки зрения, для самостоятельного изготовления, лучше всего индикатор на основе светодиодной шкалы, он и механически значительно прочнее стрелочного и проще и дешевле шкального мнемометрического.

На рисунке 5 показана схема индикатора на оба стереоканала. Он выполнен на основе микросхемы ТА7666Р .
Внутри ИМС ТА7666Р два усилителя с детекторами на выходах и по две линейки компараторов, по пять компараторов для каждого канала.


Коэффициент усиления каждого из усилителей можно устанавливать индивидуально подбором сопротивления резисторов R1 и R2. При указанной на схеме величине первая ступень светодиодов (НL1 и HL6) загорается при уровнях на входах 48 mV, вторая ступень (HL2, HL7) при 86 mV, третья ступень (HL3, HL8) при 152 mV, четвертая ступень (HL4, HL9) при 215 mV, пятая (HL5, HL10) при 304 mV. Способ отображения индикации -«Ьаг», то есть «столбик термометра», иначе говоря, чем больше сигнал, тем длиннее линейка из светящихся светодиодов.
Изменить чувствительность всегда можно подбором сопротивпений резисторов R1 и R2.

На основе этой микросхемы можно сделать своеобразное свето-динамическое устройство, например, составленное из концентрических кругов ламп накаливания или светодиодных лам, например применяемых в автомобильной оптике. В этом случае потребуется дополнительные мощные выходные каскады.

На рисунке 6 показана схема выходного каскада для работы на автомобильные светодиодные лампы. Используется оптопара с фототранзистором U1, её светодиод подключается вместо индикаторного светодиода.
HF1 — это автомобильная светодиодная лампа. Она мощная и для её коммутации используется мощный ключевой полевой транзистор VT1.

Гринев В.А.

Принципиальные схемы простых самодельных регуляторов тембра (темброблоков), которые выполнены на транзисторе КТ3102, Кт315 и на операционном усилителе К140УД8 (К140УД20, К140УД12).

Схемы темброблоков содержат минимум деталей и могут быть собраны начинающими радиолюбителями. Данные темброблоки можно применить в комплексе с самодельной звуковоспроизводящей аудио аппаратурой: в усилителях НЧ, микрофонных усилителях, микшерах и т.п.

Двухполосный регулятор тембра на транзисторе

Представлен один из многочисленных примеров схем регуляторов тембра НЧ и ВЧ для УНЧ на транзисторах. Приведенной электронной схеме предшествует каскад с низким выходным сопротивлением, например, эмиттерный повторитель (каскад с общим коллектором) или ОУ.

Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Рис. 1. Схема двухполосного регулятора тембра (НЧ, ВЧ) на транзисторе.

Элементы для схемы:

  • R1=4.7к, R2=100к(НЧ), R3=4.7к, R4=39к, R5=5.6к,
  • R6=100к(ВЧ), R7=180к, R8=33к, R9=3.9к, R10=1 к;
  • С1=39н, С2=30мкФ-1 ООмкФ, СЗ=5мкФ-20мкФ,
  • С4=2.2н, С5=2.2н, С6=30мкФ-100мкФ;
  • Т1 — КТ3102, КТ315 или аналогичные.

Двухполосный регулятор тембра на ОУ

На рисунке 2 представлен пример схемы двухполосного регулятора тембра НЧ и ВЧ для УНЧ на операционном усилителе (ОУ). Данной электронной схеме предшествует каскад на ОУ. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Для повышения устойчивости работы схемы (на ВЧ) целесообразно зашунтировать выводы питания ОУ конденсаторами 0.1 мкФ, например, типа КМ6. Конденсаторы подключаются максимально близко к ОУ.

Рис. 2. Схема двухполосного регулятора тембра (НЧ, ВЧ) на ОУ.

Элементы для схемы на рисунке 2:

  • R1=11к, R2=100к(НЧ), R3=11к, R4=11К, R5=3.6к, R6=500к(ВЧ), R7=3.6к, R8=750;
  • С1=0.05мкФ, С2=0.05мкФ, СЗ=0.005мкФ, С4=0.1 мкФ-0.47мкФ, С5=0.1 мкФ-0.47мкФ;
  • ОУ — 140УД12, 140УД20, 140УД8 или любые другие ОУ в типовом включении и желательно с внутренней коррекцией;

Трехполосный регулятор тембра на ОУ

Трехполосный регулятор тембра дает лучший результат подавления помех, чем двухполосный регулятор.

На рисунке 3 представлен пример схемы трехполосного регулятора тембра НЧ, СЧ и ВЧ для УНЧ на ОУ. Данной электронной схеме предшествует каскад на ОУ. Это обеспечивает низкое выходное сопротивление предшествующего каскада и нормальную работу данного регулятора.

Для повышения устойчивости работы схемы (на ВЧ) целесообразно зашунтировать выводы питания ОУ конденсаторами 0.1 мкФ. Конденсаторы подключаются максимально близко к ОУ.

Рис. 3. Схема трехполосного регулятора тембра (НЧ, СЧ, ВЧ) на ОУ.

Элементы для схемы на рисунке 3:

  • R1 =11к, R2=100к (НЧ), R3=11к, R4=11к, R5=1,8к, R6=500к (ВЧ),
  • R7=1,8к, R8=280, R9=3.6к, R10=100к (СЧ), R11=3.6к;
  • С1=0.05мкФ, С2 — отсутствует, СЗ=0.005мкФ,
  • С4=0.1 мкФ-0.47мкФ, С5=0.1 мкФ-0.47мкФ,
  • С6=0.005мкФ, С7=0.0022мкФ, С8=0.001мкФ;
  • ОУ — 140УД8,140УД20 или любые другие ОУ с внутренней коррекцией (желательно) и в типовом включении.

Литература: Рудомедов Е.А., Рудометов В.Е — Электроника и шпионские страсти-3.


Во многих современных аудиосистемах, будь то музыкальный центр, домашний кинотеатр или даже портативная колонка для телефона имеется эквалайзер, или, иначе говоря, темброблок. С его помощью можно регулировать АЧХ сигнала, т.е. менять количество высоких или низких частот в сигнале. Темброблоки существуют активные, построенные, в чаще всего, на микросхемах. Они требуют наличия питания, зато не ослабляют уровень сигнала. Другая разновидность темброблоков – пассивные, они слегка ослабляют общий уровень сигнала, зато не требуют питания и не вносят никаких дополнительных искажений в сигнал. Именно поэтому в высококачественной звуковой аппаратуре используются, чаще всего, именно пассивные темброблоки. В этой статье рассмотрим, как сделать простой 2-х полосный темброблок. Его можно совместить с самодельным усилителем, либо же использовать как отдельное устройство.

Схема темброблока


Схема содержит только пассивные элементы (конденсаторы, резисторы). Два переменных резистора служат для регулировки уровня высоких и низких частот. Конденсаторы желательно применить плёночные, однако, если таких под рукой нет, подойдут и керамические. На каждый канал нужно собрать по одной такой схеме, а для того, чтобы регулировка была одинаковой в обоих каналах – использовать сдвоенные переменные резисторы. Печатная плата, выложенная в этой статье, уже содержит эту схему в двойном экземпляре, т.е. имеет вход и под левый, и под правый канал.


Скачать плату:

(cкачиваний: 742)

Изготовление темброблока

В схеме не содержится активных компонентов, поэтому её легко можно спаять навесным монтажом прямо на выводах переменных резисторов. Если есть желание – можно спаять схему на печатной плате, как я и сделал. Несколько фотографий процесса:


После сборки можно проверять работу схемы. На вход подаётся сигнал, например, с плеера, компьютера или телефона, выход схемы подключается ко входу усилителя. Вращая переменные резисторы можно регулировать уровень низких и высоких частот в сигнале. Не удивляйтесь, если в крайних положениях звук будет «не очень» — сигнал с полностью ослабленными низкими частотами, или, наоборот, завышенными, вряд ли будет приятен на слух. С помощью темброблока можно скомпенсировать неравномерность АЧХ усилителя или колонок, подобрать звучание под свой вкус.

Изготовление корпуса

Готовую схему темброблока обязательно нужно поместить в экранированный корпус, иначе не избежать фона. В качестве корпуса можно использовать обычную консервную банку. Переменные резисторы вывести наружу и надеть на них ручки. По краям банки обязательно установить разъёмы jack 3.5 для входа и выхода звука.

Темброблок с микрофонным усилителем для стереофонического усилителя мощности

Темброблок может применяться как составной узел стереофонического усилителя или для доработки действующей конструкции усилителя. Кроме линейного входа для подключения внешнего источника сигнала: радиоприёмника, телефона, МР3 плеера, CD и DVD проигрывателей и т.д. на плате темброблока имеется микрофонный усилитель. Для подключения микрофона на плате установлено гнездо для штекеров типа «джек» 6,3 мм. Регулировка уровня входного сигнала от микрофона и линейного входа выполнена раздельно для каждого из входов «УРОВЕНЬ МИКРОФОНА» и «УРОВЕНЬ ЛИН. ВХОДА». На выходе темброблока установлены переменные резисторы «БАЛАНС» и «ГРОМКОСТЬ». Для регулировки уровня высоких, средних и низких частот установлены три переменных резистора «ВЫСОКИЕ», «СРЕДНИЕ» и «НИЗКИЕ», соответственно. Схема темброблока позволяет одновременно воспроизводить фонограмму с линейного входа и сигнал с микрофонного входа, причём уровень звука для каждого источника сигнала выбирается отдельно и произвольно. Чтобы уменьшить или увеличить сигнал на выходе темброблока, достаточно повернуть один регулятор «ГРОМКОСТЬ». Вход микрофона — монофонический, но сигнал с него поступает на оба канала оконечного каскада усилителя.


Пример работы темброблока можно увидеть и услышать на видео

Подключение питания, линейного входа и выхода осуществляется при помощи винтовых клеммников. Все переменные резисторы снабжены ручками. Питание темброблока от двухполярного источника питания напряжением 9…15В

ВНИМАНИЕ! Оси семи резисторов и микрофонного гнезда находятся на одной линии, и расположены на плате таким образом, что плата может быть закреплена непосредственно на передней панели устройства при помощи гаек самих переменных резисторов и микрофонного гнезда! Расстояние по центрам резисторов 23 мм, от резистора VOLUME MIC до центра микрофонного гнезда 30 мм.

Темброблок предлагается как набор для самостоятельной сборки, как готовое собранное и проверенное изделие, а также предлагается печатная плата с маской и маркировкий.

Краткое описание, комплектация и цена

ВНИМАНИЕ! Соблюдайте полярность при подключении питания! Питание двухполярное!

Стоимость набора для сборки темброблока:

Темброблок на операционном усилителе. Пассивные регуляторы тембра. Регуляторы повернуты на минимум

Темброблок с микрофонным усилителем для стереофонического усилителя мощности

Темброблок может применяться как составной узел стереофонического усилителя или для доработки действующей конструкции усилителя. Кроме линейного входа для подключения внешнего источника сигнала: радиоприёмника, телефона, МР3 плеера, CD и DVD проигрывателей и т.д. на плате темброблока имеется микрофонный усилитель. Для подключения микрофона на плате установлено гнездо для штекеров типа «джек» 6,3 мм. Регулировка уровня входного сигнала от микрофона и линейного входа выполнена раздельно для каждого из входов «УРОВЕНЬ МИКРОФОНА» и «УРОВЕНЬ ЛИН. ВХОДА». На выходе темброблока установлены переменные резисторы «БАЛАНС» и «ГРОМКОСТЬ». Для регулировки уровня высоких, средних и низких частот установлены три переменных резистора «ВЫСОКИЕ», «СРЕДНИЕ» и «НИЗКИЕ», соответственно. Схема темброблока позволяет одновременно воспроизводить фонограмму с линейного входа и сигнал с микрофонного входа, причём уровень звука для каждого источника сигнала выбирается отдельно и произвольно. Чтобы уменьшить или увеличить сигнал на выходе темброблока, достаточно повернуть один регулятор «ГРОМКОСТЬ». Вход микрофона — монофонический, но сигнал с него поступает на оба канала оконечного каскада усилителя.


Пример работы темброблока можно увидеть и услышать на видео

Подключение питания, линейного входа и выхода осуществляется при помощи винтовых клеммников. Все переменные резисторы снабжены ручками. Питание темброблока от двухполярного источника питания напряжением 9…15В

ВНИМАНИЕ! Оси семи резисторов и микрофонного гнезда находятся на одной линии, и расположены на плате таким образом, что плата может быть закреплена непосредственно на передней панели устройства при помощи гаек самих переменных резисторов и микрофонного гнезда! Расстояние по центрам резисторов 23 мм, от резистора VOLUME MIC до центра микрофонного гнезда 30 мм.

Темброблок предлагается как набор для самостоятельной сборки, как готовое собранное и проверенное изделие, а также предлагается печатная плата с маской и маркировкий.

Краткое описание, комплектация и цена

ВНИМАНИЕ! Соблюдайте полярность при подключении питания! Питание двухполярное!

Стоимость набора для сборки темброблока: 385 грн.

Стоимость собранного и проверенного темброблока: 415 грн.

Стоимость печатной платы с маской и маркировкой: 130 грн.

аказы можно оформлять через форму или по телефону указанному в разделе

Всем мирного неба, удачи, добра, 73!

Этот стереофонический предварительный усилитель построен на основе популярного операционного усилителя NE5532 и нескольких дискретных элементов. Предварительный усилитель подходит для работы с любым источником сигнала, таким как mp3 плеер или компьютер, а в дополнении с оконечным усилителем мощности позволит получить дома неплохой звук.

В предусилителе предусмотрен темброблок, позволяющий производить регулировку низких и высоких частот, а также регулировку громкости с помощью трех спаренных поворотных потенциометров. Размещение потенциометров на краю платы позволяет отказаться от проводов, соединяющих потенциометры с платой, что в свою очередь приводит к улучшению параметров усилителя в плане шумов.

Предусилитель питается от двухполярного источника питания с напряжением от +/-18 до +/-30 вольт.

Работа предварительный усилитель с темброблоком

Принципиальная схема предусилителя показана на рисунке ниже:

Усилитель состоит из двух одинаковых каналов. Работу предварительного усилителя изучим на одном из них. Входной сигнал подается на разъем GP1 и поступает прямо на фильтр высоких частот, состоящий из конденсатора C1 (1 мкФ) и резистора R1 (100k) с частотой среза около 1,5 Гц, это позволяет эффективно срезать постоянную составляющую и самые низкие частоты.

Далее сигнал поступает на неинвертирующий усилитель U1 (NE5532) и резисторы R3 (10k) и R7 (4,7 k), что обеспечивает усиление сигнала в 1,5 раза. Небольшой конденсатор C3 (10 пФ) предотвращает возбуждение, в то время как C5 (1 мкФ) разделяет контуры на усилителях U1 и U2(NE5532).

Регулятор частот построен на усилителе U2, а сама регулировка частот построена классическим способом. Элементы, вносящие изменения в характеристики находятся в петле отрицательной обратной связи усилителя U2. Когда оба регуляторы находятся в центральном положении, сопротивление X1 (полученное из элементов: R9 (10k), C9 (33 нФ), C7 (4,7 нФ), а также: P1 (100k), P2 (100k), R11 (10k) и R12 (3,3 к) — «в среднем положении») между входным сигналом и инвертирующим входом усилителя U2 равно сопротивлению X2 (полученное из элементов: R15 (10к), C11 (33 нФ), C13 (4,7 нФ) и в середине также: P1, P2, R11 и R12 — » в среднем положении») между выходом усилителя U2 и инвертирующим вход. Коэффициент усиления А, выражается следующей зависимостью:

Он равен 1 для всего диапазона рабочих частот усилителя.

P1 отвечает за регулировку низких частот. Для высоких частот конденсаторы C9 и C11, являются короткозамкнутыми, так что регулировка с помощью потенциометра не оказывает никакого влияния на этих частотах. Потенциометр отвечает за регулировку высоких частот, а из-за исключения конденсаторов С7 и C13 регулировка не оказывает никакого влияния на низкие частоты.

Сигнал с выхода регулятора частоты поступает через резистор R17 (4,7 k) на потенциометр регулировки громкости P3 (100k) и далее к следующему контуру усиления, а именно U5 (NE5532). Элементы R19(15k) и R21 (33k) настраивают U5 для работы в качестве инвертирующего усилителя с коэффициентом усиления около 2. С выхода U5 сигнал через фильтр R23 (100Р), C21 (1 мкФ) и R25 (100k) попадает на выход предусилителя GP3.

Напряжение питания для операционных усилителей получают с помощью стабилизаторов U3 (78L15) и U4 (79L15), и фильтруется с помощью конденсаторов C15–C16 и C17–C18. Кроме того, питание каждого из четырех операционных усилителей сглаживается с помощью конденсаторов C19–C20 и C23- C26 (100 нФ).

(unknown, скачано: 4 567)

Портативный USB осциллограф, 2 канала, 40 МГц….

Темброблок используется для выравнивания Амплитудно-Частотной Характеристики (АЧХ) усилителей низкой частоты. Так как многие УНЧ обладают нелинейной характеристикой в различных диапазонах частот: в диапазоне низких и высоких частот коэффициент усиления значительно хуже, чем в средне-частотном интервале. Поэтому для высококачественного звуковоспроизведения имеет смысл использовать специальные модули — «темброблоки», с помощью которых можно регулировать аудио сигнал по всему спектру диапазона.

По своей сути это фильтры СЧ диапазона, управляющие глубиной среза в заданной области частот не трогая НЧ и ВЧ частоты и поэтому АЧХ усилителя выравнивается, но при этом немного снижается амплитуда входного сигнала, и может потребоваться дополнительное усиление. Таким образом модули настройки тембра можно условно разделить на два класса: пассивные (только регулировка АЧХ) и активные (регулировка АЧХ + усилительный каскад для компенсации)


Это конструкция темброблока ослабляет сигнал в диапазоне средних частот где-то в 10 раз, и поэтому ее размещают между двумя усилителями — предварительным и оконечным.


Подбор радиокомпонентов зависит от сопротивления источника сигнала Rc и нагрузки Rн (входное сопротивление следующего усилительного каскада). Осуществим расчет номиналов радиоэлементов: Переменные резисторы всегда берут одинаковые с условием:

R c

Остальные компоненты вычисляются по упрощенным формулам:

R1= R4= 0.1R; R3= 0.01R; C3= 0.1/R; C1= 22C3; C2= 220C3; C4= 15C3


Транзистор в устройстве используется для компенсации потери сигнала. К нему особых требований не предъявляется можно взять даже морально устаревший КТ315.

Хочу сразу сказать, что данный регулятор тембра может смело посоревноваться с теми, что используются в современной аудиотехнике, его схема была скопирована из какого-то радиолюбительского журнала, но теперь уже не вспомню какого именно. Одно точно могу сказать этой конструкцией темброблока доволен как слон

Внешний вид радиолюбительской конструкции и размещение компонентов на печатной плате, смотри на рисунке вверху страницы

Здесь приводятся схемы пассивных тембров известных мировых брендов гитарной электроники, такими как Fender, Marshall и VOX. От самых простых с одним регулятором до более сложных трехполосных.

VOX AC30

Такая простейшая конструкция позволяет осуществлять только завал высоких частот. Она применяется в простейших ламповых комбо.

Fender Princeton

С помощью схемы темброблока Fender Princeton можно производить как подъем так и завал высоких частот.

Marshall 18 Watt

Данным темброблоком можно настраивать подъм в область низких и высоких частот.

VOX Top Boost

Данный тембр регулирует как высокие так и низкие частоты.

Ниже приведены несколько известных схем темброблоков — двухполюсников: Fender «BrownFace» Bandmaster 6G7, Ampeg SVT, Marshall JMC800 Mod.2001


Из этой троицы тембров каждый индивидуален и хорош по своему. На каком остоновиться вам и сделать окончательный выбор однозначного ответа не существует. Тут уж сами, экспериментируйте, схемы не сложные и легко повторяются навесным монтажом или на макетной плате.

Для чистоты статьи приведу также схемы трехполосных темброблоков. ИМХО самых популярных среди всех радиолюбителей.


Эти брендовые гитарные конструкции позволяют регулировать низкие, средние и высокие частоты. Marshall дает более утяжеленный звук чем темброблок фирмы Fender. Ниже приводятся номиналы радиокомпонентов в различных вариатах этих схем.


Сложно себе представить современный усилитель звука низкой частоты без темброблока, да и не у каждого современного МП3 проигрывателя являющегося источником звука есть качественный эквалайзер полностью удовлетворяющий острый слух настоящих меломанов. Поэтому предлагаю вам собрать простой и довольно качественный темброблок всего на одной микросхеме LM1036N своими руками. Данная микросхема устанавливается в дорогой аудио аппаратуре и отлично работает в качестве предусилителя звука практически с любым усилителем низкой частоты.

На этом рисунке изображена схема двухканального темброблока имеющего регуляторы: громкость, баланс, тембр НЧ, тембр ВЧ и расширитель стереобазы.

В данной схеме микросхема LM1036N выполняет роль предварительного усилителя звука низкой частоты с регулировкой громкости, баланса, тембра низкой частоты и тембра высокой частоты. Полезной опцией микросхемы является встроенный расширитель стереобазы, который позволяет усилить стерео эффект за счет перекрестного сложения отфильтрованных сигналов левого и правого канала. Как это работает, рассказывать не буду, лучше один раз послушать ушами, чем сто раз прочитать о этом глазами. Стабилизатор напряжения L7812CV позволяет питать схему напряжением от 12 до 30 вольт. Собирать схему желательно на печатной плате, так будет красиво и надежно. Микросхему обязательно надо аккуратно пропаивать стараясь не перегревать ножки иначе может выйти из строя. Ни в коем случае не ставьте микросхему в DIP панельку, от этого качество звука заметно ухудшится и появятся ужасные фоновые звуки. При покупке микросхемы обратите внимание на качество маркировки, буквы должны быть четкие и хорошо читаемые, очень много подделок. Я покупал в Китае на Али Экспресс, прислали на 100% новые и оригинальные. Собранная схема работает сразу и в настройке не нуждается.

На этом рисунке изображена печатная плата темброблока на микросхеме LM1036N.


Для проверки схемы я подключил к темброблоку заранее собранный о котором я уже писал в одной из своих статей. Качество звука просто превосходное, словами не передать это надо только слышать. Надеюсь настоящим меломанам моя самоделка очень понравиться. Рекомендую!


Радиодетали для сборки

  • Микросхема LM1036N
  • Резисторы R1, R2, R3, R4 47К 0.25W
  • Переменные резисторы Р1, Р2, Р3, Р4 50К
  • Конденсаторы С1, С2 0.47, С3 47mF 25V, C4, C6, C9 0.022mF, C5, C8, C15, C16 10mF 50V, C7, C13, C14, C17, C18 0.22mF, C10 100mF 25V, C11 0.1mF, C12 1000mF 25V
  • Стабилизатор напряжения L7812CV
  • Радиатор KG-487-17 (HS 077-30)
  • Тумблер Китайский миниатюрный типа ON-ON

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Часть 1. О том, как заставить ИМС «звучать».

У меня долгое время трудился усилитель на не всеми любимой, но очень популярной микросхеме TDA 7294 в «даташитовском» включении вкупе с темброблоком на LM 1036. Этот тандем заменил стоявшие в усилителе «Романтика-222С» оконечники на КТ808 и регуляторы тембра/громкости К174УН10/К174УН12, звучание которых, ну…, сами знаете, какое. На тот момент новый вариант звуком меня полностью удовлетворил, но… Попалась мне как-то на глазастатья Аудиокиллера об усилителе на TDA 7294 с регулируемым выходным сопротивлением по схеме ИТУНа. Не долго думая, я смакетировал подобное включение у своих оконечников. Убедился, что действительно, высокие «искристые», а низкие-ну, просто «больше не надо»:). Звук в такой схеме был уже явно интереснее, чем в «даташитовской». Не помню, какими путями, но попал я, наконец, на сайт Николая Лишманова, который Lincor . А там — статья про усилитель на TDA 7294 с «бешеной обратной связью» — MF 1 называется… С тех пор (уже года полтора) в «Романтике» у меня трудится оконечник именно по этой схеме. Есть в его звуке некая «изюминка»… Скорее, даже, пакет изюма:). Прочитать про MF 1 можно здесь: http://lincor-lib.narod.ru/Amps2.htm. А вот и сама схема в моей «реализации»:


Рис.1-Схема усилителя мощности.

Питание усилителя осуществляется по стандартной схеме:


Рис.2-Схема блока питания для усилителя мощности.

Часть 2. О том, что хорошим темброблоком «каши не испортишь».

В хорошем темброблоке должен стоять хороший операционник. Именно он определит «характер» звучания. Как следует из отзывов о проектах Prostor и Tale 3 U , качественный темброблок «заставляет» по-новому звучать такие, казалось бы, знакомыевсем оконечники на микросхемах. Решил и я пойти на эксперимент и «сдобрить» MF 1 темброблоком от Tale 3 U , посмотреть на который можно здесь: http://yooree.narod.ru/tale3u.html. Схема сего чуда выглядит так:


Рис.3-Схема темброблока.

ОУ можно использовать как LT 1356, так и LT 1362. Последний, как на мой слух, звучит даже чуть по-интереснее, но могу и ошибаться. Здесь, главное, учесть довольно заметный нагрев микросхемы LT 1362, что, возможно, является следствием самовозбуждения. Поэтому, желательно убедиться в отсутствии генерации. Все элементы, расположенные на схеме ниже точек a , b , c припаиваются непосредственно на выводах переменных резисторов темброблока.

Питать его можно как «бюджетным» вариантом на двух стабилизаторах серии 7812-7912, так и от «оригинального» для Tale 3 U БП, запитывая его от БП усилителя мощности. Схема «бюджетного» варианта стабилизатора может выглядеть так:


Рис.3-Схема блока питания к темброблоку.

Эпилог

В данном проекте я попытался объединить две схемы, которые уже заслужили признание самодельщиков, благодаря своему узнаваемому и«симпатичному» звуку. У данного усилителя он очень «подвижный» и «живой», если такое можно сказать о звуке. Бас — «монументально-железобетонный» и проработанный, СЧ и ВЧ легки и детализированы. Весьма выразителен и прозрачен вокал. Колонки «играют» как бы «в пространство», а не «в себя». Знакомая, казалось бы, музыка, словно получила новое звучание. Так что мое очередное спасибо Юрию, Аудиокиллеру и Линкору за незримое, но весьма действенное участие в создании этого усилителя:)

схема, плата, технология изготовления корпуса и карданных регуляторов. Высококачественный регулятор громкости и тембра (К157УД2, К547КП1) Высококачественный регулятор громкости и тембра сухова

Не мечтай, действуй!

Эксперименты с различными предварительными усилителями, регуляторами громкости и тембра показали, что наилучшее качество звучания обеспечивается при минимальном количестве усилительных каскадов, с пассивными регуляторами. При этом регулировки на входе усилителя мощности нежелательны, так как приводят к увеличению уровня нелинейных искажений комплекса. Данный эффект сравнительно недавно обнаружил известный разработчик аудиоаппаратуры Дуглас Селф .

Таким образом, вырисовывается следующая структура этой части звукоусилительного тракта:
— пассивный мостовой регулятор низших и высших частот,
— пассивный регулятор громкости,
— предварительный усилитель с линейной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и минимальными искажениями в рабочем диапазоне частот.
Очевидный недостаток регулировок на входе предварительного усилителя – ухудшение соотношения сигнал/шум в значительной степени нивелируется высоким уровнем сигнала современных устройств звуковоспроизведения.

Предлагаемый предварительный усилитель может применяться в высококачественных стереофонических усилителях звуковой частоты. Регулятор тембра позволяет корректировать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) одновременно по двум каналам в двух частотных областях: нижней и верхней. В результате учитываются особенности помещения и акустических систем, а также личные предпочтения слушателя.

И снова немного истории

Первым претендентом на роль предварительного усилителя с регулятором тембра стала схема Д. Стародуба (рис. 1) . Но конструкция так и не «прижилась» в усилителе мощности: требовалась тщательная экранировка и источник питания с чрезвычайно малым уровнем пульсаций (порядка 50 мкВ). Однако главной причиной стало отсутствие ползунковых переменных резисторов.

Рис. 1. Схема высококачественного блока регуляторов тембра

Путем проб и ошибок я пришел к простой схеме предварительного усилителя (рис. 2), с которой, однако, система звуковоспроизведения намного превзошла в звучании серийно выпускавшуюся аппаратуру, по крайней мере, имевшуюся у моих друзей и знакомых.

Рис. 2. Принципиальная схема одного канала предварительного усилителя для УМЗЧ С. Батя и В. Середы

За основу взята схема предварительного усилителя стереофонического электрофона Ю. Красова и В. Черкунова, демонстрировавшегося на 26 – й Всесоюзной выставке радиолюбителей – конструкторов. Это левая часть схемы, включая регуляторы тембра.

Появление каскада на транзисторах разной проводимости в предварительном усилителе (VT3, VT4) связано с обсуждением усилителей с преподавателем лаборатории телевизионной техники на кафедре Радиосистем А. С. Мирзоянцем, с которым я работал, будучи студентом. В ходе работ понадобились линейные каскады для усиления телевизионного сигнала, и Александр Сергеевич сообщил, что по его опыту наилучшими характеристиками обладают структуры «шиворот – навыворот», как он выразился, то есть усилители на транзисторах противоположной структуры с непосредственной связью. В процессе экспериментов с УМЗЧ я выяснил, что это касается не только телевизионной техники, но и звукоусилительной. Впоследствии я часто применял подобные схемы в своих конструкциях, в том числе пары полевой транзистор – биполярный транзистор.

Попытка применить транзисторы разной структуры в первом каскаде (составном эмиттерном повторителе VT1, VT2) не принесла успехов, т. к. при всех замечательных характеристиках (низком уровне шума, малых искажениях) схема имела существенный недостаток – меньшую перегрузочную способность по сравнению с эмиттерным повторителем.
Характеристики предварительного усилителя:
Входное сопротивление, кОм=300
Чувствительность, мВ=250
Глубина регулировок тембра, дБ:
на частоте 40 Гц=±15
на частоте 15 кГц=±15
Глубина регулировок стереобаланса, дБ=±6

Поскольку в ходе конструирования усилителей возникали новые идеи, старые конструкции я дарил кому-нибудь, или продавал по твердому курсу ватт выходной мощности / рубль. В одну из поездок в Ленинград я захватил с собой этот усилитель, чтобы продать его знакомому друга. Володька сказал, что у этого парня куча всякой западной техники, и увез аппарат к нему на прослушивание. Вечером он сообщил мне результаты: молодой человек включил усилитель, послушал пару вещей и был так удовлетворен звучанием, что без слов отдал положенные деньги.

Честно сказать, когда я узнал, что сравнение будет проходить с импортной техникой, особенно не надеялся, что усилитель произведет впечатление. К тому же, он не был до конца доделан – отсутствовали верхняя и боковые крышки.

Рассмотрим принципиальную схему одного канала предварительного усилителя (рис. 2). На входе установлены высокоомные регуляторы громкости (R2.1) и баланса (R1.1). Со среднего вывода резистора R2.1 через переходной конденсатор С2 звуковой сигнал поступает на составной эмиттерный повторитель VT1, VT2, необходимый для нормальной работы пассивного регулятора тембра, выполненного по мостовой схеме. Для того чтобы устранить вносимое темброблоком затухание и усилить сигнал до необходимого уровня, установлен двухкаскадный усилитель на транзисторах VT3, VT4.

Питание предварительного усилителя нестабилизированное, от положительного плеча усилителя мощности. На каскады VT3, VT4 питающее напряжение подается через фильтр R17, C10, C13, а на входной эмиттерный повторитель — R8, C4. Важную роль играет диод VD1: без него не удалось полностью устранить фон переменного тока частотой 100 Гц на выходе усилителя мощности.

Конструктивно предварительный усилитель выполнен в «линейку», все детали установлены на печатной плате, закрытой сверху П-образным экраном из стали толщиной 0,8 мм.


Спасибо за внимание!


Расчет выполнен по следующим соотношениям: R1 = R3; R2 = 0,1R1; R4 = 0,01R1; R5 = 0,06R1; C1[нФ] = 105/R3[Ом]; C2 = 15C1; C3 = 22C1; C4 = 220C1.
При R1=R3=100 кОм темброблок будет вносить затухание около 20 дБ на частоте 1 кГц. Можно взять переменные резисторы R1 и R3 другого номинала, пусть, для определенности, в наличии оказались резисторы сопротивлением 68 кОм. Несложно пересчитать номиналы постоянных резисторов и конденсаторов мостового регулятора тембра без обращения к программе или табл. 1: уменьшаем величины сопротивлений резисторов в 68/100=0,68 раза и увеличиваем емкости конденсаторов в 1/0,68=1,47 раза. Получаем R1=6,8 кОм; R3=680 Ом; R4=3,9 кОм; С2=0,033 мкФ; С3=0,33 мкФ; С4=1500 пФ; С5=0,022 мкФ.

Для плавной регулировки тембра необходимы переменные резисторы с обратной логарифмической зависимостью (кривая В).
Наглядно просмотреть работу спроектированного регулятора тембра позволяет программа Tone Stack Calculator 1.3 (рис. 9).

Рис. 9. Моделирование регуляторов тембра для схемы, изображенной на рис. 8


Программа Tone Stack Calculator предназначена для анализа семи типовых схем пассивных регуляторов тембра и позволяет сразу показать АЧХ при изменении положения виртуальных регуляторов.

Рис. 11. Принципиальная схема темброблока и предварительного усилителя для «студенческого» УМЗЧ

Экспериментальная проверка нескольких экземпляров операционных усилителей показала, что и без конденсатора в заземленной ветви делителя отрицательной обратной связи постоянное напряжение на выходе составляет единицы милливольт. Тем не менее, из соображений универсальности применения, на входе темброблока и выходе предварительного усилителя включены разделительные конденсаторы (С1, С6).
В зависимости от требуемой чувствительности усилителя величину сопротивления резистора R10 выбирают из табл. 2. Следует стремиться не к точному значению сопротивлений резисторов, а их попарному равенству в каналах усилителя.

Таблица 2


▼ 🕗 25/02/12 ⚖️ 11,53 Kb ⇣ 149 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Главным недостатком пассивного регулятора тембра является низкий коэффициент передачи. Другой недостаток заключается в том, что для получения линейной зависимости уровня громкости от угла поворота необходимо использовать переменные резисторы с логарифмической характеристикой регулирования (кривая «В»).
Достоинством пассивных регуляторов тембра является меньшие искажения, чем активных (например, регулятора тембра Баксандала, рис. 12).


Рис. 12. Активный регулятор тембра П. Баксандала


Как видно из схемы, показанной на рис. 12, активный регулятор тембра содержит пассивные элементы (резисторы R1 — R7, конденсаторы C1 – C4), включенные в стопроцентную параллельную отрицательную обратную связь по напряжению операционного усилителя DA1. Коэффициент передачи данного регулятора в среднем положении движков регуляторов тембра R2 и R6 равен единице, а для регулировки используются переменные резисторы с линейной характеристикой регулирования (кривая «А»). Иными словами, активный регулятор тембра свободен от недостатков пассивного регулятора.
Однако по качеству звучания этот регулятор явно хуже пассивного, что замечают даже неискушенные слушатели.

Рис. 13. Размещение деталей на печатной плате

Элементы, относящиеся к правому каналу предварительного усилителя, обозначены со штрихом. Такая же маркировка выполнена и в файле печатной платы (с расширением *.lay) – надпись появляется при подведении курсора к соответствующему элементу.
Вначале на печатной плате устанавливают малогабаритные детали: проволочные перемычки, резисторы, конденсаторы, ферритовые «бусинки» и панельку для микросхемы. В последнюю очередь монтируют клеммники и переменные резисторы.
После проверки монтажа включают питание и контролируют «ноль» на выходах операционного усилителя. Смещение составляет 2 – 4 мВ.
При желании можно погонять устройство от синусоидального генератора и снять характеристики (рис. 14).

Рис. 14. Установка для снятия характеристик предварительного усилителя


Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Упомянутые источники

1. Дайджест // Радиохобби, 2003, №3, с.10, 11.
2. Стародуб Д. Блок регуляторов тембра высококачественного усилителя НЧ // Радио, 1974, №5, с. 45, 46.
3. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. – М.: Мир, 1991, с. 150 – 153.
4. Шихатов А. Пассивные регуляторы тембра // Радио, 1999, №1, с. 14, 15.
5. Ривкин Л. Расчет регуляторов тембра // Радио, 1969, №1, с. 40, 41.
6. Солнцев Ю. Высококачественный предварительный усилитель // Радио, 1985, №4, с.32 – 35.
7. //www.moskatov.narod.ru/ (Программа Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0»).

Владимир Мосягин (MVV)

Россия, Великий Новгород

Радиолюбительством увлекся с пятого класса средней школы.
Специальность по диплому — радиоинженер, к.т.н.

Автор книг «Юному радиолюбителю для прочтения с паяльником», «Секреты радиолюбительского мастерства», соавтор серии книг «Для прочтения с паяльником» в издательстве «СОЛОН-Пресс», имею публикации в журналах «Радио», «Приборы и техника эксперимента» и др.

Читательское голосование

Статью одобрили 70 читателей.

Для участия в голосовании зарегистрируйтесь и войдите на сайт с вашими логином и паролем.

УМЗЧ ВВС-2011 версия Ultimate

УМЗЧ ВВС-2011 версия Ultimate автор схемы Виктор Жуковский г. Красноармейск

Технические характеристики усилителя:
1. Большая мощность: 150 Вт / 8 Ом,
2. Высокая линейность — 0,000.2…0,000.3% при 20 кГц 100 Вт / 4 Ома,
Полный набор сервисных узлов:
1. Поддержания нулевого постоянного напряжения,
2. Компенсатора сопротивления проводов АС,
3. Токовая защита,
4. Защита от постоянного напряжения на выходе,
5. Плавный старт.

УМЗЧ ВВС2011 схема

Разводкой печатных плат занимался участник многих популярных проектов LepekhinV (Владимир Лепехин). Получилось очень неплохо).

УМЗЧ-ВВС2011 плата

Плата усилителя УНЧ ВВС-2011 была разработана под тоннельный продув (параллельно радиатору). Монтаж транзисторов УН (усилителя напряжения) и ВК (выходного каскада) несколько затруднен, т.к. монтаж/демонтаж приходится производить отверткой через отверстия в ПП диаметром около 6 мм. Когда доступ открыт, проекция транзисторов не попадает под ПП, значительно удобней. Пришлось плату немного доработать.

В новых ПП не учел один момент — это удобство настройки защиты на плате усилителя:

С25 0.1n, R42* 820 Ом и R41 1k все элементы смд и находятся со стороны пайки, что весьма не удобно при настройке, т.к. надо будет несколько раз откручивать и прикручивать болтики крепления ПП на стойках и транзисторов к радиаторам. Предложение: R42* 820 состоит из двух резисторов смд расположенных параллельно, от сюда предложение: один резистор смд запаиваем сразу, другой выводной резистор навесом паяем к VT10 один вывод к базе, другой к эмиттеру, подбираем до подходящего. Подобрали, меняем выводной на смд, для наглядности:

Описанный в УМЗЧ высокой верности разрабатывался для субъективной экспертизы звучания цифровых лазерных проигрывателей компакт-дисков (ПКД).

При проведении экспертизы к выходу УМЗЧ подключались мощные высококачественные акустические системы (АС), а его вход соединялся С выходом ПКД с целью обеспечения минимальных фазовых и нелинейных искажений, а также снижения уровня шумов посредством простейшего резистивного делителя напряжения, в качестве которого использовался проволочный переменный резистор СП5-21-А-2 сопротивлением 15 кОм.

Этим делителем можно установить громкость 90—94 фон, необходимую для проведения субъективной экспертизы, поскольку при такой громкости обеспечивается нормальный баланс спектра и нет необходимости в дополнительной частотной коррекции. В дальнейшем регулировка осуществлялась только при смене типа АС или отличии номинального выходного напряжения испытуемого ПКД от стандартного (2 В эфф).

При использовании описанного УМЗЧ в качестве базового усилителя высококачественного звуковоспроизводящего комплекса его необходимо дополнить тонкомпенси-рованным регулятором громкости и регулятором тембра, имеющим чувствительность 150…200 мВ. Описание такого блока регулировки, разработанного автором, и приводится в публикуемой ниже статье.

Основные технические характеристики

  • Входное сопротивление, кОм — 150
  • Номинальное входное напряжение, мВ — 150
  • Номинальное выходное напряжение, м В — 800
  • Относительный уровень собственных шумов: взвешенное значение — 94дБА, невзвешенное значение — 88дБ
  • Глубина регулирования громкости, дБ — 36
  • Глубина регулирования тембра, дБ + 10…—10
  • Коэффициент гармоник, %, при номинальном уровне ВЫХОДНОГО сигнала.
  • Перегрузочная способность, дБ 4-18.

Принципиальная схема и принцип работы

Принципиальная схема блока приведена на рис. 1. Первый его каскад собран на ОУ DA1.1 (DA2.1) и выполняет функции регулятора стереобаланса. Резистором R21 коэффициент усиления каждого канала можно изменять в пределах ±4 дБ.

Второй каскад блока собран на ОУ DA1.2 (DA2.2) и представляет собой модификацию активного тонкомпенсирован-ного регулятора громкости, подробно описанного в .

Принцип частотной компенсации этого регулятора в области НЧ основан на изменении при регулировании громкости постоянных времени цепей ООС, охватывающих ОУ — C3R5R7.1 и R7.1R9C6 (C15R26R7.2 и R7.2R30C18), а также изменении АЧХ частотно-зависимого делителя R5R6C4 (R26R27C16) при перемещении движка регулятора громкости R7.1 (R7.2).

Частотную компенсацию в области высших частот обеспечивает цепь C5R8 (C17R28), включенная параллельно части резистора R7.1 (R7.2). В крайнем левом (по схеме) положении движка R7.1 (R7.2) выполняется условие C3R5 = C6(R9+R7.1) (C15R26 = C18(R30+R7.2)).

Принципиальная схема высококачественного регулятор громкости, баланса и тембра ВЧ/НЧ.

Цепь C4R6 (C16R27) зашунтирована согласно принципу виртуального замыкания входов ОУ, а цепь C5R8 (C17R28) шунтирует соответствующая секция резистора R7.1 (R7.2), поэтому каскад имеет единичный и частотнонезависимый (в звуковом диапазоне) коэффициент передачи.

АЧХ, формируемые каскадом в крайних и среднем положениях регулятора громкости R7, показаны на рис. 2 и мало отличаются во всем диапазоне регулирования от идеальных кривых тонкомпен-сации, построенных на основании кривых равной громкости Флетчера — Мансона .

Особенность описанного регулятора громкости — близкая к экспоненциальной зависимость коэффициента передачи на средних частотах при линейной функциональной зависимости сопротивления от угла поворота оси резистора R7.

Это обеспечивает максимальную плавность регулирования, так как повороту оси на один и тот же угол соответствуют равные приращения громкости. Электронные коммутаторы на транзисторах VT1.1. и VT1.2 (VT1.3 и VT1.4) позволяют отключить тонкомпен-сацию.

На ОУ DA3.1 (DA3.2) выполнен активный регулятор тембра низших R13.1 (R13.2) и высших R14.1 (R14.2) частот . На рис. 3 показаны АЧХ, формируемые этим каскадом в разных положениях регуляторов. Как видно из рисунка, максимальная глубина коррекции составляет 10 дБ, что вполне достаточно для звуковоспроизводящего комплекса высокой верности.

В то же время ограничение глубины коррекции позволило уменьшить рассогласование АЧХ и ФЧХ правого и левого каналов до уровней соответственно не более 0,2 дБ и 3 град, в диапазоне частот 20…20 000 Гц в любом положении регуляторов (то же самое относится и к регулятору громкости), что важно для сохранения неизменного положения кажущихся источников звука при натуральном стереозвучании.

Применение активных регуляторов громкости и тембра позволило обеспечить требуемый динамический диапазон устройства в целом достаточно простыми средствами.

Для измерения коэффициента гармоник применялась методика с подавлением первой гармоники, описанная в . На рис. 4 приведены спектрограммы сигнала на выходе блока регулировки громкости и тембра при подаче на его вход сигнала от генератора, спектр которого показан на рис. 5 (первая гармоника частотой 1 кГц на обеих спектрограммах подавлена на 60 дБ).

Относительный уровень наибольшей второй гармоники составляет —108 дБ, что соответствует коэффициенту нелинейных искажений по второй гармонике 0,0004 %, а с учетом высших гармоник общий коэффициент гармоник не превышает 0,001 %.

Вследствие падения петлевого усиления ОУ на высших звуковых частотах уровень интермодуляционных искажений устройства несколько выше. На рис. 6 показаны спектрограммы выходного сигнала при подаче на вход устройства суммы двух синусоидальных напряжений частотой 19 и 20 кГц.

На спектрограмме уровни полезных составляющих (19 и 20 кГц) подавлены на 45 дБ, относительный уровень интермодуляционной составляющей разностной частоты (1 кГц) равен —92 дБ, что соответствует коэффициенту интермодуляционных искажений 0,0025 %.

Конструкция и детали

Блок регулировки питается от стабилизаторов напряжения, выполненных на транзисторах VT2, ѴТЗ и стабилитронах VD2, VD3 и подключенных непосредственно к шинам нестабилизированного источника питания УМЗЧ.

В устройстве применены постоянные резисторы MJ1T-0,125, сдвоенные переменные проволочные прецизионные резисторы СП5-21А-2 (R7, R13, R14) и СП5-21Б (R21). С несколько худшими результатами можно применять СПЗ-30г (R7, R13, R14) и СПЗ-30а (R21). В этом случае разбаланс громкости и АЧХ не будет превышать 2 дБ. В качестве оксидных конденсаторов используются К50-16, остальные КМ-4, КМ-5, КМ-6, К73-11.

Номиналы всех постоянных резисторов и конденсаторов СЗ-С6, С9, С15-С18, С21 не должны отличаться от указанных на принципиальной схеме более чем на 5 %, конденсаторов С8, С10, С20, С23 — более чем на 10 %, остальных — на 20…80 %.

Замена ОУ К157УД2 на другие нежелательна ввиду их хороших шумовых свойств и высокой линейности, а также возможности работать на сравнительно низкоомную нагрузку.

Оба канала устройства собраны на печатной плате из стеклотекстолита. Рисунок печатных дорожек показан на рис. 7, а, а расположение деталей — на рис. 7, 6.

При пониженных требованиях к разбалансу громкости АЧХ и ФЧХ пределы регулирования громкости и тембра могут быть расширены.

Так, чтобы довести глубину регулирования громкости до 60 дБ, следует изменить номиналы четырех резисторов (R6 = R27 = 470 Ом, R9—R30= 1 кОм) и двух конденсаторов (С4 = С16 = 1 мкф), а чтобы увеличить пределы регулирования тембра до ±16 дБ, нужно уменьшить сопротивления восьми резисторов (R15 = R16 = R33 = R34 =300 Ом, R12—R17 = R32 = R36 = 2,7 кОм).

Печатная плата для высококачественного регулятора громкости, баланса и тембра.

Налаживание

Налаживания правильно собранный блок регулировки громкости и тембра не требует. Печатные платы темброблока поставляются кооперативом «Маяк» (см. «Радио» 1990, № 7, с. 80).

Н. СУХОВ. г. Киев, Украина.

Литература:

  1. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности.— Радио, 1989, № 6, с. 55— 57.
  2. Сухов Н., Бать С., Колосов В., Чупаков А. Техника высококачественного звуковоспроизведения.— Киев: Тэхника, 1985, с. 27, рис. 2.8. 6.
  3. Newcomb A., Young R. Practical loudness: ап active circuit design approach.— Journal of the Audio Engineering Society, 1976, Vol. 24, N I, pp. 32—35, fig. 1.
  4. Сухов H., Бвть С., Колосов В., Чупаков А. Техника высоко-качественного звуковоспроизведения.— Киев: Тэхника, 1985, с. 35, рис. 2.17.
  5. Сухов Н. УМЗЧ высокой верности.— Радио, 1989, № 7, с. 59, рис. 7.

Высококачественный регулятор громкости, баланса и тембра на LM1036N.

Чтобы придать звуку необходимую окраску, в звуковоспроизводящую аппаратуру устанавливают различные темброблоки, способные раздельно и плавно изменять регулировку высоких и низких частот. Эти регуляторы подразделяются на пассивные (не усиливающие уровень входного сигнала), и активные (в которых входной сигнал усиливается).

Мы с вами сейчас рассмотрим один и вариантов высококачественного активного темброблока с возможностью регулировки громкости и баланса звука в усилителях НЧ высокого класса.

Схема реализована на интегральной микросхеме LM1036N. Она выпускается фирмой National Semiconductors, цена не большая. В качестве регуляторов применены сдвоенные переменные резисторы, монтируемые на печатной плате. Это позволяет надежно удерживать конструкцию в корпусе усилителя без использования дополнительных крепежных элементов. В модуле предусмотрен режим включения/отключения тонкомпенсации. Принципиальная схема устройства изображена на рисунке ниже.

Характеристики устройства:

Диапазон частот, Гц………………………………………………….20…..20000
Отношение сигнал/шум, дБ…………………………………………………….80
Разделение каналов, дБ……………………………………………………. ….75
К гармоник при Uвх 0,3В на частоте 1кГц, %…………………………0,06
Rвх, кОм……………………………………………………………………………..30
Rвых, кОм…………………………………………………………………………..20
Диапазон регулировки громкости, дБ…………………………………….75
Диапазон регулировки тембра на частотах 40Гц и 16 кГц, дБ……… +-15

Плата регулятора изготовлена из одностороннего фольгированного стеклотекстолита. Вид со стороны проводников изображен на следующем рисунке.

Расписывать особо тут нечего, после сборки никаких настроек делать не нужно, правильно собранная схема начинает работать сразу. Этот вариант регулятора отлично подходит для совместной работы с усилителем НЧ на TDA7294.


Эта статья — логическое продолжение моей .
К усилителю мощности ЗЧ в пару предполагается предварительный усилитель, в котором предусмотрена коммутация входов, регулировка громкости, возможно — тембров и еще какие-нибудь сервисные возможности.
Предварительный усилитель должен усилить аудиосигнал и согласовать его с усилителем мощности. Также входы предварительного усилителя должны быть согласованы с источником и по напряжению и по сопротивлению.

Хорошая и простая схема, корпус и нестандартное решение управлением регулировок предлагается вам в этой статье.

Электроника

Не буду вас утомлять описанием выбора и моих раздумий. Приведу сразу принципиальную электрическую схему:

Исключён фрагмент. Наш журнал существует на пожертвования читателей. Полный вариант этой статьи доступен только


Реле 1 переключает входы. На реле 2 и 3 сделан обход регуляторов тембра.
Баланс собран по статье «Регуляторы стереобаланса» из журнала «Радио» №1 за 1982 г., автор В. Ежиков г. Загорск. Представлен пассивный вариант схемы.
Анализировать расчет лучше в чем нибудь более гибком, поэтому был применен Microsoft Excel, где я и убедился, как и что работает по этой схеме. У меня в итоге подбора элементов вышла вот такая кривая регулирования:


Вживую тоже работает нормально, именно так как и хотелось.

Входное сопротивление предварительного в среднем положении баланса около 25 кОм. На самом деле оно немного плавает, в зависимости от положения баланса и громкости, но ниже 15 кОм не опускается.
Был еще вопрос, как включать баланс — до регулятора громкости или после? У меня после моделирования получилось, что до, входное сопротивление плавает меньше.

OP1 понятно зачем. Далее темброблок, активный, полная копия темброблока, примененная в «Высококачественном предварительном усилителе» Н. Сухова. Единственно, я не стал точно-точно подбирать емкости, поставил те, что были. Переменные резисторы как мог подбирал, постоянные подобрал поканально, а емкости не стал.
Тем не менее изменения в АЧХ в среднем положении очень незначительны. Осцилограф показывает почти тот же прямоугольник (1кГц), что и на входе. А на на слух незаметно совсем. Схема была сначала нарисована в симуляторе RFSim99 , который и показал, что мне нет особой необходимости все подбирать точно — и так все достаточно хорошо.

График недавних измерений АЧХ (в RMAA) в крайних положениях ручек тембра для наглядности:


На графике средние частоты сдвинуты по оси Y, это из-за разных уровней измерения (по другому не получается, не обращайте внимания), на самом деле середина стоит на 0 дБ. Снимал график на обычном ноутбуке со встроенной звуковой картой, поэтому, сами понимаете, картинка не идеал. Но это только на краях, там где звуковуха уже плоха.

В диапазоне 100 — 10.000 Гц все очень хорошо, а от 50 до 14000 вполне можно мерить, неравномерность мизерная.
АЧХ самой карты, при замкнутых вход на выход:


Снял и кривую в среднем положении ручек:


Видна разбежка в каналах на НЧ, поряка 1дБ, это переменные резисторы с разбросом, а на ВЧ все ровненько.
Когда включен direct (обход темброблока), АЧХ такая же как и у самой карточки:


Хотел еще измерить искажения, но не удалось. Какая-то странность, при подключении предварительного не видно на графике никаких гармоник, хотя при проверке карты, они адекватно отображаются. Около 0.021%.

Основа всего — шасси, на нем все крепится. Шасси из массива сосны 15 мм. У меня был кусок щита, почему бы и нет? На фото шасси синего цвета. Снизу другого (коричневый). Так уж покрасил. Железяка с отверстиями — это прикрученная к шасси стальная часть какого-то устройства, типа экран чего то там.

Передняя панель из профиля, того же, что и в УМЗЧ, только я немного обрезал его по высоте. Изнутри к ПП крепится деревяшка, к этой деревяшке так все удобно прикручивать. На фото она тоже синенькая.


А крышка спереди вставляется в паз и ничем не крепится.


Шасси, заднюю панель и боковины связывает кусок силуминового профиля-отливки от магнитофона «Маяк». Вот эта профильная фиговина бело серого цвета — она и есть.


К ней крепятся шасси, боковины и задняя стенка из алюминия и деревянная часть передней панели. Сама же металлическая часть переда надевается на эту деревяшку и фиксируется саморезами сверху и снизу (там, где не видно). Ножки — как же без ножек — прикручены саморезами изнутри. Ножки деревянные и сделать это легко. Резиночки на ножках вырезаны из старого коврика для компьютерной мышки.

Немного саморезов + 9 деталей + ножки, чуть терпения и — корпус есть!


Я говорю про пластиковые черные колечки вокруг ручек и кнопки «Сеть». Дело в том, что с некоторых пор мне полюбились ручки, вставленные в переднюю панель насквозь. Для этого прорезаю отверстия в передней панели больше диаметра ручек, а край отверстия прикрываю кольцом, выточенным из полистирола или другой пластмассы.

Точатся кольца достаточно просто, почти на коленке. Единственное обязательное условие — наличие электрического привода вращения. Например, дрели. Остальные инструменты легко изготовить из подручных средств. Резцом может служить хорошо заточенное шило с чуть срезанным острием. Очень важно, чтобы резец был заточен как можно острее, иначе полистирол будет плавиться и ничего не выйдет. По той же причине не нужно стремится снять за один проход много материала.

Заготовкой кольца обычно служит кусок полистирола от задней (если нужен черный цвет) панели какой-нибудь аппаратуры. Или произвольной формы, или, если не лень, в виде круга. Далее эта заготовка клеится «моментом» на шайбу из дерева, зажатую в патрон дрели.

Сам себе токарь

Допустим, есть дрель с патроном и способ как дрель зафиксировать на столе. Допустим я вас соблазнил, и вы захотели сделать как я.
Тогда проще всего закрепить деревянную болванку в дрель следующим способом: берется металлический болт или шпилька с резьбой, от болта отрезается шляпка, в деревяшке сверлится отверстие, приблизительно на 1 мм меньше, чем диаметр резьбы, в начале резьбы снимается широкая фаска. Зажимается болт в патрон дрели и как метчиком, с усилием нарезаем резьбу в отверстии. На самом деле она выдавливается и накатывается. Все, шпилька с резьбой ввинчивается в деревянную болванку до упора и зажимается в патрон дрели.

Итак, клей высох и можно точить.

Полный усилитель на микросхемах. Часть 2. Предварительный усилитель и регулятор тембра

Не мечтай, действуй!



Эксперименты с различными предварительными усилителями, регуляторами громкости и тембра показали, что наилучшее качество звучания обеспечивается при минимальном количестве усилительных каскадов, с пассивными регуляторами. При этом регулировки на входе усилителя мощности нежелательны, так как приводят к увеличению уровня нелинейных искажений комплекса. Данный эффект сравнительно недавно обнаружил известный разработчик аудиоаппаратуры Дуглас Селф [1].

Таким образом, вырисовывается следующая структура этой части звукоусилительного тракта:
— пассивный мостовой регулятор низших и высших частот,
— пассивный регулятор громкости,
— предварительный усилитель с линейной амплитудно-частотной характеристикой (АЧХ) и минимальными искажениями в рабочем диапазоне частот.
Очевидный недостаток регулировок на входе предварительного усилителя – ухудшение соотношения сигнал/шум в значительной степени нивелируется высоким уровнем сигнала современных устройств звуковоспроизведения.

Предлагаемый предварительный усилитель может применяться в высококачественных стереофонических усилителях звуковой частоты. Регулятор тембра позволяет корректировать амплитудно-частотную характеристику (АЧХ) одновременно по двум каналам в двух частотных областях: нижней и верхней. В результате учитываются особенности помещения и акустических систем, а также личные предпочтения слушателя.

Содержание / Contents

Первым претендентом на роль предварительного усилителя с регулятором тембра стала схема Д. Стародуба (рис. 1) [2]. Но конструкция так и не «прижилась» в усилителе мощности: требовалась тщательная экранировка и источник питания с чрезвычайно малым уровнем пульсаций (порядка 50 мкВ). Однако главной причиной стало отсутствие ползунковых переменных резисторов.

Рис. 1. Схема высококачественного блока регуляторов тембра

Путем проб и ошибок я пришел к простой схеме предварительного усилителя (рис. 2), с которой, однако, система звуковоспроизведения намного превзошла в звучании серийно выпускавшуюся аппаратуру, по крайней мере, имевшуюся у моих друзей и знакомых.

Рис. 2. Принципиальная схема одного канала предварительного усилителя для УМЗЧ С. Батя и В. Середы

За основу взята схема предварительного усилителя стереофонического электрофона Ю. Красова и В. Черкунова, демонстрировавшегося на 26 – й Всесоюзной выставке радиолюбителей – конструкторов. Это левая часть схемы, включая регуляторы тембра.

Появление каскада на транзисторах разной проводимости в предварительном усилителе (VT3, VT4) связано с обсуждением усилителей с преподавателем лаборатории телевизионной техники на кафедре Радиосистем А. С. Мирзоянцем, с которым я работал, будучи студентом. В ходе работ понадобились линейные каскады для усиления телевизионного сигнала, и Александр Сергеевич сообщил, что по его опыту наилучшими характеристиками обладают структуры «шиворот – навыворот», как он выразился, то есть усилители на транзисторах противоположной структуры с непосредственной связью. В процессе экспериментов с УМЗЧ я выяснил, что это касается не только телевизионной техники, но и звукоусилительной. Впоследствии я часто применял подобные схемы в своих конструкциях, в том числе пары полевой транзистор – биполярный транзистор.

Попытка применить транзисторы разной структуры в первом каскаде (составном эмиттерном повторителе VT1, VT2) не принесла успехов, т. к. при всех замечательных характеристиках (низком уровне шума, малых искажениях) схема имела существенный недостаток – меньшую перегрузочную способность по сравнению с эмиттерным повторителем.
Характеристики предварительного усилителя:
Входное сопротивление, кОм=300
Чувствительность, мВ=250
Глубина регулировок тембра, дБ:
на частоте 40 Гц=±15
на частоте 15 кГц=±15
Глубина регулировок стереобаланса, дБ=±6

Поскольку в ходе конструирования усилителей возникали новые идеи, старые конструкции я дарил кому-нибудь, или продавал по твердому курсу ватт выходной мощности / рубль. В одну из поездок в Ленинград я захватил с собой этот усилитель, чтобы продать его знакомому друга. Володька сказал, что у этого парня куча всякой западной техники, и увез аппарат к нему на прослушивание. Вечером он сообщил мне результаты: молодой человек включил усилитель, послушал пару вещей и был так удовлетворен звучанием, что без слов отдал положенные деньги.

Честно сказать, когда я узнал, что сравнение будет проходить с импортной техникой, особенно не надеялся, что усилитель произведет впечатление. К тому же, он не был до конца доделан – отсутствовали верхняя и боковые крышки.

Рассмотрим принципиальную схему одного канала предварительного усилителя (рис. 2). На входе установлены высокоомные регуляторы громкости (R2.1) и баланса (R1.1). Со среднего вывода резистора R2.1 через переходной конденсатор С2 звуковой сигнал поступает на составной эмиттерный повторитель VT1, VT2, необходимый для нормальной работы пассивного регулятора тембра, выполненного по мостовой схеме. Для того чтобы устранить вносимое темброблоком затухание и усилить сигнал до необходимого уровня, установлен двухкаскадный усилитель на транзисторах VT3, VT4.

Питание предварительного усилителя нестабилизированное, от положительного плеча усилителя мощности. На каскады VT3, VT4 питающее напряжение подается через фильтр R17, C10, C13, а на входной эмиттерный повторитель — R8, C4. Важную роль играет диод VD1: без него не удалось полностью устранить фон переменного тока частотой 100 Гц на выходе усилителя мощности.

Конструктивно предварительный усилитель выполнен в «линейку», все детали установлены на печатной плате, закрытой сверху П-образным экраном из стали толщиной 0,8 мм.

Наиболее распространенной является комбинированная схема регуляторов нижних и верхних частот. Как видно из аппроксимированной логарифмической амплитудно-частотной характеристики (АЧХ) регулятора тембра (рис. 3), в области средних частот f0≈1000 Гц передаточная функция остается неизменной, а на краях частотного диапазона ее можно регулировать в некоторых пределах.

Рис. 3. Амплитудно-частотные характеристики регуляторов нижних и верхних частот

Обычно величины подъема и спада и их частоты регулирования делают одинаковыми. На рис. 3 приняты следующие обозначения: fнр, fвр – соответственно, нижняя и верхняя частоты регулирования, fнп, fвп – нижняя и верхняя частоты перегиба АЧХ, f0 – частота раздела.
Для того чтобы регуляторы нижних и верхних частот не влияли друг на друга, необходимо выполнение условий не перекрытия зон регулирования

 fнп < f0 < fвп

В практических схемах пассивных регуляторов тембра величины подъема и спада АЧХ составляют ±(8…20) дБ, нижняя частота регулирования равна fнр=(20…80) Гц, а верхняя частота регулирования fвр=(5…18) кГц.
Недостатком пассивных корректоров тембра является большое собственное затухание, превышающее полный коэффициент регулирования – (16…40) дБ.В высококачественной аппаратуре нашел применение пассивный регулятор нижних и верхних частот, показанный на рис. 4 [3, 4].

Рис. 4. Высококачественный пассивный регулятор тембра

Здесь элементы R1 – R3, C1, C2 образуют пассивный частотно – зависимый корректор нижних частот; R5 – R7, C3, C4 – корректор верхних частот. Включенный между регуляторами резистор R4 является развязкой, уменьшающей влияние регуляторов друг на друга. Конденсатор C0 служит для развязки по постоянному току.

Для расчета регулятора тембра, приведенного на рис. 4, мною подготовлен файл в табличном процессоре Microsoft Excel. На рис. 5 показан скриншот рабочего листа таблицы (без прилагаемого здесь же графического материала). В ячейки, закрашенные светло – синим цветом заносятся исходные данные, в ячейках таблицы, залитых оранжевым цветом, размещены результаты расчета.
В начале расчета выберем величины сопротивлений переменных резисторов R2 и R7 в килоомах, далее заносим диапазон регулировок нижних и верхних частот в децибелах. Как только запишем в оставшиеся три ячейки светло – синего цвета частоты fнр, fвр и fн, сразу увидим результаты расчета всех остальных элементов регулятора. Останется только привести их к ближайшим значениям из выбранного стандартного ряда Е24 или Е48.

Рис. 5. Расчет регулятора тембра с помощью электронной таблицы Microsoft Excel


Контрольный пример №1. Рассчитаем с помощью электронной таблицы пассивный регулятор тембра с пределами регулирования АЧХ ±20 дБ, рис. 11.2.3 [3]. Исходные данные: R2=R7=100 кОм, fнр=50 Гц, fвр=10000 Гц.
Получаем: R1=R5=10 кОм, R3=R6=1 кОм, R4=10 кОм, C1=0,032 мкФ, C2=0,318 мкФ, C3=0,0159 мкФ, C4=0,159 мкФ, C0=0,16 мкФ. Округляем до ближайшего номинала: R1=R5=10 кОм, R3=R6=1 кОм, R4=10 кОм, C1=0,033 мкФ, C2=0,33 мкФ, C3=0,015 мкФ, C4=0,15 мкФ, C0=0,15 мкФ.На практике, пожалуй, большее распространение получила еще одна схема пассивного регулятора тембра, с упрощенным регулятором верхних частот (рис. 6) [5-7].

Рис. 6. Схема упрощенного пассивного мостового регулятора тембра

Расчет такого регулятора с помощью таблиц и номограмм предложен Л. Ривкиным [5]. Я переложил методику Л. Ривкина на язык табличного процессора Microsoft Excel, позволившего обойтись без номограмм, не совсем удобных в использовании и снижающих оперативность расчетов.
Скриншот листа таблицы Excel с примером расчета показан на рис. 7. Здесь действуют все соглашения, приведенные выше.

Рис. 7. Расчет упрощенного пассивного мостового регулятора тембра


Контрольный пример №2. Рассчитаем регулятор тембра с пределами регулировок ±17 дБ, R2=R5=47 кОм, fнр=30 Гц, fвр=18000 Гц. Получаем: R1=4,673 кОм, R3=470 Ом, R4=4,7 кОм, C1=0,114 мкФ, C2=1,133 мкФ, C3=1916 пФ, C4=0,019 мкФ. Выбираем из стандартного ряда Е24: R1=4,7 кОм, R3=470 Ом, R4=4,7 кОм, C1=0,1 мкФ, C2=1,0 мкФ, C3=2000 пФ, C4=0,022 мкФ.

Следует напомнить, что для обеспечения расчетной глубины регулировки тембра необходимо, чтобы сопротивление нагрузки регулятора тембра было намного больше его выходного сопротивления Rнрт≥(5…10)Rвыхрт≈(5…10)[R1R3/(R1+R3)+R4], а внутреннее сопротивление источника сигнала намного меньше входного сопротивления регулятора: Rвыхис≤(0,1…0,2)Rвхрт≈(0,1…0,2)(R1+R3).

Для частного случая глубины регулировок ±20 дБ, частот регулировки fнр=72 Гц, fвр=16000 Гц Евгением Москатовым из города Таганрога разработана программа «Timbreblock 4.0.0.0» (рис. 8).

Рис. 8. Вид окна программы Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0» [8]


Результаты расчета для различных значений сопротивлений переменных резисторов регулятора тембра сведены в табл. 1.
▼ table_1.rar  26.89 Kb ⇣ 173
Расчет выполнен по следующим соотношениям: R1 = R3; R2 = 0,1R1; R4 = 0,01R1; R5 = 0,06R1; C1[нФ] = 105/R3[Ом]; C2 = 15C1; C3 = 22C1; C4 = 220C1.
При R1=R3=100 кОм темброблок будет вносить затухание около 20 дБ на частоте 1 кГц. Можно взять переменные резисторы R1 и R3 другого номинала, пусть, для определенности, в наличии оказались резисторы сопротивлением 68 кОм. Несложно пересчитать номиналы постоянных резисторов и конденсаторов мостового регулятора тембра без обращения к программе или табл. 1: уменьшаем величины сопротивлений резисторов в 68/100=0,68 раза и увеличиваем емкости конденсаторов в 1/0,68=1,47 раза. Получаем R1=6,8 кОм; R3=680 Ом; R4=3,9 кОм; С2=0,033 мкФ; С3=0,33 мкФ; С4=1500 пФ; С5=0,022 мкФ.

Для плавной регулировки тембра необходимы переменные резисторы с обратной логарифмической зависимостью (кривая В).
Наглядно просмотреть работу спроектированного регулятора тембра позволяет программа Tone Stack Calculator 1.3 (рис. 9).

Рис. 9. Моделирование регуляторов тембра для схемы, изображенной на рис. 8


Программа Tone Stack Calculator предназначена для анализа семи типовых схем пассивных регуляторов тембра и позволяет сразу показать АЧХ при изменении положения виртуальных регуляторов.В по-прежнему популярной конструкции предварительного усилителя Ю. Солнцева [5] применен пассивный регулятор тембра, показанный на рис. 10.

Рис. 10. Схема пассивного регулятора тембра из [5]

Отличие от регулятора, изображенного на рис. 6 заключается во введении резисторов R5, R7, предотвращающих монотонный подъем (R5) и спад (R7) АЧХ с ростом частоты.

На практике могут быть использованы все приведенные выше схемы пассивных регуляторов тембра, что открывает простор для творчества.
Для выбора «своего» регулятора тембра были проведены субъективные прослушивания, в ходе которых выяснилось, что регуляторы с небольшим (от ±6 до ±10 дБ) пределами регулирования практически не ухудшают качество звучания. Небольшой диапазон регулировок вполне достаточен для устранения мелких огрехов фонограмм и в то же время не допускает «накручивания» тембров, которым грешат многие любители.
В итоге я выбрал схему темброблока с пределами регулирования ±8 дБ, показанную на рис. 10 со следующими значениями пассивных элементов: R1=15 кОм, R2=R6=50 кОм, R3=4,02 кОм, R4=5,1 кОм, R5=2,4 кОм, R7=2 кОм, C0=1 мкФ, C1=0,1 мкФ, C2=0,33 мкФ, C3=3300 пФ, C4=0,01 мкФ.Перейдем к построению предварительного усилителя для «студенческого» УМЗЧ.
Принципиальная схема одного канала усилителя для УМЗЧ Питера Смита представлена на рис. 11. Входной сигнал подается непосредственно на пассивный регулятор тембра. Дело в том, что современные источники звука (персональный компьютер, ноутбук, проигрыватель компакт-дисков, DVD – проигрыватель) имеют малое выходное сопротивление и высокий уровень сигнала, достаточный для непосредственной работы с усилителем мощности (0,5…2 В эфф.).

Фильтр R1 – R3, C2, C3 производит регулировку тембра в нижней частотной области, а R5, — R7, C4, C5 – в верхней. Буферный резистор R4 служит для уменьшения влияния фильтров друг на друга. Параметры элементов фильтров выбирают таким образом, чтобы примерно в среднем положении движков резисторов регуляторов тембра R2 и R6 АЧХ была горизонтальной; при этом коэффициент передачи регулятора тембра меньше единицы.

При перемещении движка резистора R2 в верхнее (по схеме рис. 11) положение получаем подъем АЧХ на нижних частотах; смещая движок в нижнее положение – завал. Аналогичным образом работает регулятор тембра R6, который осуществляет регулировку АЧХ в области высоких частот.

Регулятор тембра нагружен на регулятор уровня сигнала R8.1, далее следует усилительный каскад на малошумящем операционном усилителе OPA2134, включенном по неинвертирующей схеме. Его назначение – компенсировать затухание, вносимое регулятором тембра и обеспечить низкое выходное сопротивление, необходимое для работы усилителя мощности.

На выходе предварительного усилителя установлена индуктивность L1 – «бусинка» из феррита, применяемая в телевизорах и компьютерной технике (материнских платах, платах ввода-вывода, мониторах и т.п.). В результате принятых мер коэффициент гармоник предварительного усилителя на частоте 1 кГц не превышает одной десятитысячной доли процента!

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Рис. 11. Принципиальная схема темброблока и предварительного усилителя для «студенческого» УМЗЧ

Экспериментальная проверка нескольких экземпляров операционных усилителей показала, что и без конденсатора в заземленной ветви делителя отрицательной обратной связи постоянное напряжение на выходе составляет единицы милливольт. Тем не менее, из соображений универсальности применения, на входе темброблока и выходе предварительного усилителя включены разделительные конденсаторы (С1, С6).
В зависимости от требуемой чувствительности усилителя величину сопротивления резистора R10 выбирают из табл. 2. Следует стремиться не к точному значению сопротивлений резисторов, а их попарному равенству в каналах усилителя.

Таблица 2

▼ table_2.rar  11.53 Kb ⇣ 185

Главным недостатком пассивного регулятора тембра является низкий коэффициент передачи. Другой недостаток заключается в том, что для получения линейной зависимости уровня громкости от угла поворота необходимо использовать переменные резисторы с логарифмической характеристикой регулирования (кривая «В»).
Достоинством пассивных регуляторов тембра является меньшие искажения, чем активных (например, регулятора тембра Баксандала, рис. 12).


Рис. 12. Активный регулятор тембра П. Баксандала
Как видно из схемы, показанной на рис. 12, активный регулятор тембра содержит пассивные элементы (резисторы R1 — R7, конденсаторы C1 – C4), включенные в стопроцентную параллельную отрицательную обратную связь по напряжению операционного усилителя DA1. Коэффициент передачи данного регулятора в среднем положении движков регуляторов тембра R2 и R6 равен единице, а для регулировки используются переменные резисторы с линейной характеристикой регулирования (кривая «А»). Иными словами, активный регулятор тембра свободен от недостатков пассивного регулятора.
Однако по качеству звучания этот регулятор явно хуже пассивного, что замечают даже неискушенные слушатели.Сдвоенный операционный усилитель DA1 с полевыми транзисторами на входе типа OPA2134 может быть заменен на ОРА2604 или LM4562NA.
Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.Перед монтажом желательно провести входной контроль всех элементов. Я уже давно взял за правило попарно подбирать компоненты в каналах усилителя. Вот и для этой конструкции подобрал резисторы и конденсаторы с точностью до одного процента. Сделать это оказалось не так сложно: отбор происходил из 6 – 8 элементов каждого номинала.

Наверняка такая точность подбора не нужна, но результатом проделанной работы стало практически идеальное совпадение АЧХ по каналам предварительного усилителя.

Все детали предварительного усилителя размещены на печатной плате размером 125х45 мм из одностороннего фольгированного стеклотекстолита толщиной 2 мм (рис. 13).

Исключён фрагмент. Полный вариант статьи доступен меценатам и полноправным членам сообщества. Читай условия доступа.

Рис. 13. Размещение деталей на печатной плате

Элементы, относящиеся к правому каналу предварительного усилителя, обозначены со штрихом. Такая же маркировка выполнена и в файле печатной платы (с расширением *.lay) – надпись появляется при подведении курсора к соответствующему элементу.
Вначале на печатной плате устанавливают малогабаритные детали: проволочные перемычки, резисторы, конденсаторы, ферритовые «бусинки» и панельку для микросхемы. В последнюю очередь монтируют клеммники и переменные резисторы.
После проверки монтажа включают питание и контролируют «ноль» на выходах операционного усилителя. Смещение составляет 2 – 4 мВ.
При желании можно погонять устройство от синусоидального генератора и снять характеристики (рис. 14).

Рис. 14. Установка для снятия характеристик предварительного усилителя

Напряжение питания, В=±15
Ток потребления, мА=8…10
Номинальное входное напряжение, В=0,775
Номинальное выходное напряжение, В=0,775
Полоса частот по уровню -0,5 дБ, Гц=25…100000
Диапазон регулировки тембра, дБ
на частоте 40 Гц=±7,
на частоте 10 кГц=±7
Коэффициент гармоник при входном напряжении 1 В, %
на частоте 1 кГц=0,0001,
на частоте 20 кГц=0,002
Отношение сигнал/шум (невзвешенное), дБ=89
Входное сопротивление, кОм=20
Выходное сопротивление источника сигнала, кОм, не более=1,8

Можно включить устройство с усилителем мощности и послушать музыку.
Об этом в следующей части проекта.

Файл XLS с расчетом регуляторов тембра, схему и печатную плату предварительного усилителя можно взять тут:
▼ part2.rar  90.61 Kb ⇣ 707 1. Дайджест // Радиохобби, 2003, №3, с.10, 11.
2. Стародуб Д. Блок регуляторов тембра высококачественного усилителя НЧ // Радио, 1974, №5, с. 45, 46.
3. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике. – М.: Мир, 1991, с. 150 – 153.
4. Шихатов А. Пассивные регуляторы тембра // Радио, 1999, №1, с. 14, 15.
5. Ривкин Л. Расчет регуляторов тембра // Радио, 1969, №1, с. 40, 41.
6. Солнцев Ю. Высококачественный предварительный усилитель // Радио, 1985, №4, с.32 – 35.
7. //www.moskatov.narod.ru/ (Программа Е. Москатова «Timbreblock 4.0.0.0»).

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации

🌼 Полезные и проверенные железяки, можно брать

Опробовано в лаборатории редакции или читателями.

 

Доступный усилитель мощности на TDA2005 с темброблоком

Эту конструкцию можно сделать как самостоятельный комплект активных акустических систем для воспроизведения сигнала с выхода персонального компьютера, или использовать в качестве ремонтной схемы для ремонта покупной активной АС с неисправной схемой усилителя мощности ЗЧ.

Микросхема TDA2005 относится к разряду недорогих и широкодоступных, интегральных УМЗЧ. Относительно небольшое число навесных элементов, в сочетании с неплохими электрическими характеристиками, наличие защиты выхода от перегрузки, термозащита, а так же, возможность установки коэффициента передачи в широких пределах (подбором сопротивлений резисторов в цепи ООС). Все это позволяет на базе TDA2005 строить самые разнообразные усилители, или активные акустические системы.

На рисунке 1 приводится схема простого комплекта активных АС, обладающего следующими параметрами :

  1. Выходная мощность при КНИ = 10%, на нагрузке 4 От…………2 х 8W.
  2. Выходная мощность при КНИ = 0,3%, на нагрузке 4 От………..2 х 5 W.
  3. Уровень входного сигнала, для получения выходной мощности 1 W .. 90 mV.
  4. Коэффициент усиления с учетом потерь в регуляторе тембра………36 дб.
  5. Возможность увеличения коэффициента усиления до……….50 дб.

Схема усилителя мощности

Схема питается от источника питания старого принтера НР840 (выходное напряжение 18V), но напряжение питания может быть от 8 до18V, при этом, соответственно изменяется выходная мощность.

Входной стереосигнал поступает на разъем Х1. На переменных резисторах R3, R5, R9 сделан пассивный блок регулировок. Сдвоенным резистором R3 осуществляется регулировка тембра по ВЧ одновременно в обеих каналах. Сдвоенный резистор R5 служит для регулировки громкости.

Рис. 1. Принципиальная схема усилителя мощности на TDA2005 с темброблоком.

Резистор R5 используется с отводами от «подковки», которые служат для тонкомпенсации, улучшающей звучание при работе на малой громкости. Одинарный переменный резистор R9 служит регулятором стереобаланса.

Усилители, входящие в состав TDA2005 представляют собой мощные операционные усилители с однополярным питанием, прямые входы, — выводы 5 и 1, инверсные, соответственно, — выводы 4 и 2.

Изменяя сопротивления резисторов R13 и R15 (или R12 и R14) можно изменять в широких пределах коэффициент передачи усилительных каналов. Для сопротивлений R13 и R15 зависимость обратная, а для R12 и R14 — прямая.

Цепь R10-C12 служит для плавного включения усилителей, воизбежание броска тока в акустических системах.

Конденсаторы С13 и С16 создают вольтодобавку к выходному каскаду, повышая выходную мощность без повышения напряжения питания. Усилитель может работать и без них, в этом случае С13 и С16 удаляют, а выводы 7 и 11 соединяют с положительной шиной питания (с выводом 9). Но в этом случае максимальная мощность ниже.

Детали и печатная плата

Детали узла регулировок монтируются непосредственно на выводах переменных резисторов, установленных на передней панели корпуса основной активной акустической системы, в которой расположен динамик В2. Поскольку регуляторы пассивные, — так удобнее во всех отношениях.

Детали собственно усилителя монтируются на небольшой печатной плате, схема которой приводится на рисунке 2. Плата выполнена из одностроннего фольгированного стеклотекста лита.

Рис. 2. Печатная плата для самодельного усилителя мощности на TDA2005 с темброблоком.

Выходные конденсаторы С21 и С18, а так же, сглаживающий конденсатор С19, расположены за пределами печатной платы (жестко закреплены при помощи хомутков в корпусе основной АС).

Печатная плата не имеет собственных крепежных элементов, — крепится она на радиатор посредством радиаторной пластины микросхемы, одним винтом. Плата вместе с радиатором расположена в корпусе основной активной АС.

Рис. 3. Крепление микросхемы TDA2005 к радиатору.

В корпусе второй АС расположен только динамик В1. Он подключается к основой АС с помощью кабеля через разъем Х2.

Для отвода тепла от микросхемы используется радиатор, конструкция которого показана в на рисунке 3. Радиатор сделан металлического профиля для устройства каркаса подвесных потолков или панелей из гипсокартона.

Для одного радиатора нужно отрезать два куска длиной 10-15 см. Затем, один из кусков нужно разрезать вдоль на две одинаковые части (получится два уголка). Далее, два уголка складывают «вперекрышку» и размещают посредине внутри целого куска профиля. Все сопрягаемые поверхности необходимо промазать теплопроводной пастой.

Попцов Г. РК2016-05.

Большая Энциклопедия Нефти и Газа, статья, страница 1

Темброблок

Cтраница 1

Темброблок состоит из двух каскадов: эмиттерного повторителя и активного RC-фильтра. Кроме того, в эмиттерной цепи транзистора VTI через резистор R601 IK контакт б предусмотрен выход для подключения магнитофона на запись.  [1]

Темброблок разработан и изготавливается в ГДР.  [3]

Темброблок ( А7) представляет собой плату, на которой установлены движковые резисторы регуляторов громкости и тембра, а также элементы цепей тонкомпенсации.  [5]

Темброблок ( рис. 3.12, б) выполнен на пассивных элементах по мостовой схеме. С выхода тсмброблока сигнал поступает на регулятор громкости R74 и далее на вход УМ. Элементы R75, R76, С54 уменьшают уровень предыскажсн-ных сигналов при прослушивании их на акустических устройствах в режиме записи.  [6]

Темброблок ( плата 4) является связующим звеном между усилителями записи и воспроизведения и успл in едем мощности. К тсмброблоку подключены индикаторы, показывающие напряжение поступающего сигнала. При неподвижной ленте они измеряют напряжение усилителя записи, при движущейся ленте — усилителя воспроизведения. Плата содержит раздельные регуляторы тембра высоких и низких частот.  [7]

Темброблок магнитолы предназначен для предварительного усиления сигналов звуковой частоты, поступающих с выхода радиоприемного устройства РПУ ( А4) либо с магнитофонной панели МП ( A3), и регулировки громкости и тембра по высокой и низкой звуковой частоте. Темброблок состоит из двух идентичных каналов — левого и правого.  [9]

Обычно темброблок содержит переключатель кнопочной или клавишной конструкции и набор LC-контуров, ЯС-фильтров, диодов, конденсаторов, резисторов и других элементов. При нажатии на несколько кнопок ( клавиш) в различных сочетаниях можно получить большое разнообразие тембров, как похожих на тембры обычных музыкальных инструментов, так и своеобразных тембров, которыми не обладает ни один музыкальный инструмент или голос.  [10]

Усилитель темброблока состоит из двух каскадов на транзисторах 1 и 7 3, между которыми включены регуляторы тембра. Транзистор 1 включен по схеме эмиттерною повторителя. Он изолирует линейный выход магнитофона от влияния регулятора тембра и создает благоприятные условия для работы темброблока.  [11]

Колебания с темброблока поступают на звуковоспроизводящее устройство с громкоговорителем или акустическим агрегатом.  [12]

Блок управления ( A3), темброблок и предварительный УЗЧ ( А6) конструктивно объединены в единый узел, в который входят: три резистора типа СПЗ-26, и переключатель фиксированных настроек диапазона УКВ типа П2К, переключатель рода работ типа П2К, стрелочный индикатор типа МЧ284 и печатная плата тембробло-ка и предварительного УЗЧ. Оконечные транзисторы выходного каскада мощного УЗЧ и регуляторы громкости и тембра размещены на шасси приемника.  [14]

Звуковые сигналы с детектора подаются на темброблок, а с него — на усилительное и звуковоспроизводящее устройства.  [15]

Страницы:      1    2    3

Гитарный темброблок

В сегодняшней статье мы с вами продолжим знакомится с устройством гитары и в большей части поговорим об электроакустических и электрогитарах. Здесь мы рассмотрим гитарный темброблок и его основное назначение, а также использование на обоих типах гитар активной и пассивной электроники.

Что такое гитарный темброблок?

В гитарах (как в электрогитарах, так и электрокустических) кроме звукоснимателей практически всегда имеется и другая электроника. Называться она может по-разному, все зависит от того, какую функцию эта электронная начинка выполняет. Мы же будем по отношению к ней применять термин «темброблок», хоть слово это и не в полной мере отражает его суть.

Если говорить простым языком, то гитарный темброблок – это коммутационная или коммутационно-усилительная схема, которая расположена непосредственно внутри корпуса инструмента. Его основное назначение – коммутация и подключение в электрическую цепь звукоснимателей, пассивная или активная коррекция громкости и тембра, а также предварительное усиление сигнала (в зависимости от типа установленной электроники).

Темброблоки в электроакустических гитарах

В этих гитарах усиление сигнала и коррекция тембра являются основным назначением темброблока. В его электрической схеме содержатся усилительные элементы, которые требуют дополнительного питания, поэтому для данной схемы применяют термин «активный темброблок».

Конструктивно в электроакустических гитарах он выполнен в виде небольшой коробки, которая встраивается в верхнюю часть обечайки. Регуляторы тембров и громкости расположены на его передней панели. В качестве источника питания чаще всего используется батарека на 9 Вольт (крона), устанавливаемая в корпус темброблока.

Так как при подключении инструментального кабеля к разъему гитары на схему активного темброблока начинает автоматически поступать напряжение, то чтобы избежать ненужного разряда батареи, рекомендуется отключать кабель от гитары в перерывах между занятиями.

Использование одного или сразу нескольких пьезодатчиков, является самым распространенным способом озвучивания электроакустической гитары, но есть фирмы (к примеру, Fishman), которые устанавливают помимо пьезодатчиков еще и миниатюрный микрофон. В темброблоке в таком случае дополнительно предусматривается  регулятор, который позволяет выбрать желаемое соотношение сигналов пьезодатчика и микрофона, ибо в обоих случаях звук существенно разнится.

Темброблоки в электрогитарах

По аналогии со звукоснимателями в электрогитарах, темброблоки делятся также на активные и пассивные.

Пассивные темброблоки собраны исключительно на пассивных, не требующих дополнительного питания, электронных компонентах. Это самый простой темброблок, который всего лишь осуществляет коммутацию звукоснимателей, а также функцию регулирования тембра и громкости. Так как усилить гитарный сигнал он не может, то коррекция тембра осуществляется за счет «срезания» (ослабления) тех или иных частот.

Активные же, наоборот, требуют для своей работы батарейку и осуществляют предварительное усиление исходящего сигнала, а также уменьшают различные наводки. Активный темброблок помогает усилить сигнал до достаточного уровня и осуществляет согласование сопротивления на входе усилителя и сопротивления на выходе электрогитары.

Такой темброблок в совокупности может выполнять одновременно три функции:

  1. Предварительное усиление – повышение сигнала от звукоснимателей.
  2. Тембровая коррекция – регулировка частот в разных диапазонах.
  3. Буферизация – понижение сопротивления на выходе темброблока.

Подобные задачи реализует также и активный звукосниматель. Разница между ним и активным темброблоком лишь в том, что радиокомпоненты звукоснимателя расположены внутри его корпуса, а печатная плата темброблока находится в корпусе электрогитары.

Вот собственно и все, что касается гитарных темброблоков. Они же в свою очередь бывают самой разнообразной компоновки и исполнения, но суть остается той же, а назначение их вы уже знаете.

Пассивная схема регулировки тембра — АППАРАТНОЕ ОБЕСПЕЧЕНИЕ — Поделиться

Это просто еще одна схема, разработанная г-ном Ситараманом Субраманианом, и пока это высококачественная пассивная схема регулировки тембра, которая имеет общее усиление около 25 с усилением и срезом на 20 дБ.

Цепь управления тональным сигналом.

Это просто еще одна схема, разработанная г-ном Ситараманом Субраманианом, и это высококачественная пассивная схема регулировки тембра, которая имеет общее усиление около 25 с усилением и срезом на 20 дБ.Эта схема требует минимального количества компонентов, она очень экономична, и большинство необходимых компонентов можно найти в ящике для мусора. Несмотря на то, что в схеме используется операционный усилитель, который является активным элементом, секция регулировки тембра полностью пассивна, поэтому схема так и названа.

Описание.
Схема состоит из двух частей. Во-первых, каскад предусилителя на базе операционного усилителя и, во-вторых, пассивная схема регулировки тембра Баксандала. Каскад предусилителя представляет собой неинвертирующий усилитель на базе TL072.R2 — резистор обратной связи, который вместе с резистором R1 устанавливает коэффициент усиления этого каскада, и с указанными значениями он равен 23. Коэффициент усиления по напряжению в неинвертирующем режиме выражается уравнением Av = 1+ (R2 / R1). Значение R3 (Rin) принимается приблизительно равным выходному сопротивлению TL072. C2 — это входной развязывающий конденсатор постоянного тока, который также устанавливает предел отсечки низких частот. R4 — это резистор, минимизирующий смещение, который уменьшает влияние выходного напряжения смещения на выход усилителя, и его значение принимается приблизительно равным R1 || R2.Каскад предусилителя питается от двойного источника + 15 / -15. Конденсатор C3 соединяет каскад предусилителя с каскадом регулировки тембра.

Каскад регулировки тембра представляет собой пассивную схему регулировки тембра Баксандалла, которая может производить понижение или усиление на 20 дБ. POT R6 используется для управления низкими частотами, а POT R9 может использоваться для управления высокими частотами. POT R10 служит регулятором громкости, а POT R11 может использоваться для регулировки баланса. Резистор R8 обеспечивает некоторую изоляцию между ступенями управления низкими и высокими частотами.

Пассивная схема регулировки тембра Baxandall: Также известная как James Network — это схема для независимой регулировки низких и высоких частот для высококачественных аудиоприложений. Схема полностью основана на пассивных компонентах и ​​имеет очень высокие характеристики. Во многих старых схемах пассивной регулировки тембра между двумя регуляторами было много взаимодействия и была большая асимметрия. Такие проблемы полностью устранены в схеме регулировки тембра Baxandall.

Принципиальная схема.

Схема пассивной регулировки тембра

Слова Ситхарамана о схеме : Я просто прилагаю к вам TL072 (TL062 или 82 также можно использовать) пассивный регулятор тембра с повышением и понижением на 20 дБ с общим усилением около 25. вы также можете дать общую обратную связь, если требуется, от выхода к инвертирующему входу TL072 через подходящее сопротивление.

Двойное питание для этой схемы.

Двойной источник питания + 15 В / -15 В для питания этой схемы регулировки тембра показан ниже. Мост D1 может быть выполнен с использованием четырех диодов 1N4007. Это питание нерегулируемое, и для этой схемы вполне подходит. В любом случае, если вам нужен регулируемый, пожалуйста, сообщите мне.

Блок питания для цепи регулировки тембра

TL072 вывод

График АЧХ

Примечания.

  • Схема может быть собрана на плате веро или перфомансе. В любом случае печатная плата — лучший вариант.
  • Для питания цепи используйте двойной источник постоянного тока + 15 / -15 В.
  • IC1 TL072 должен быть установлен на держателе.
  • Изменяя значение R1 и R2, можно изменить коэффициент усиления по напряжению (Av) каскада предварительного усилителя.

Используйте активный голос — The Writing Center — UW – Madison

Как правило, старайтесь использовать активный голос, когда это возможно.В предложениях с пассивным голосом часто используется больше слов, они могут быть расплывчатыми и могут привести к путанице предложных фраз.

Активный и пассивный голос

В предложении, написанном активным голосом, субъект предложения выполняет действие. В предложении, написанном пассивным голосом, субъект получает действие.

Действует: Кандидат считает, что Конгресс должен установить потолок бюджета.
Пассивный: Кандидат считает, что Конгресс должен установить потолок бюджета.

Активный: Ранее исследователи показали, что высокий стресс может вызвать сердечные приступы.
Пассивный: Ранее было продемонстрировано, что сердечные приступы могут быть вызваны сильным стрессом.

Активный: Собака укусила человека.
Пассив: Человека укусила собака.

Преобразование предложений в активный голос

Вот несколько советов и стратегий по преобразованию предложений из пассивного в активный голос.

  • Ищите фразу «по» (напр.g., «собакой» в последнем примере выше). Если вы его найдете, предложение может быть в пассивном тоне. Перепишите предложение так, чтобы подлежащее в предложении «by» находилось ближе к началу предложения.
  • Если предмет предложения несколько анонимен, посмотрите, можете ли вы использовать общий термин, например «исследователи», «исследование» или «эксперты в этой области».

Когда использовать пассивный голос

Иногда есть веские причины использовать пассивную передачу голоса.

Чтобы подчеркнуть действие, а не актера

После долгих дебатов предложение было одобрено комитетом по долгосрочному планированию.

Для сохранения единообразия объекта и фокусировки на протяжении всего отрывка

Отдел обработки данных недавно представил спорное предложение о расширении штата. После долгих дебатов предложение было одобрено. . . .

Быть тактичным и не называть актера

Процедуры были неправильно истолкованы.

Для описания состояния, при котором действующее лицо неизвестно или неважно

Ежегодно у тысяч людей диагностируется рак.

Для создания авторитетного тона

Посетители не допускаются после 21:00.

Quantum Amp Overdrive — Aion FX

История цепей

MT-10 Mostortion был разработан как часть линейки эффектов Ibanez 10-й серии, впервые выпущенных в 1990 году и снятых с производства в 1993 году. По большей части он оставался незамеченным: он получил хорошие отзывы и до сих пор пользуется уважением среди тех, кто о нем знает, но был выпущен в самый низкий период в истории аналоговых гитарных эффектов, когда все сходили с ума по новым цифровым эффектам. технологии и хорошие аналоговые конструкции были упущены из виду.

Он никогда не переиздавался и не адаптировался, поэтому остается одной из малоизвестных жемчужин Ibanez. Ли Рой Парнелл и Гатри Трапп клянутся ими.

Анализ цепей

Блок схемы выглядит так:

Входной буфер → Ступень клиппирования → 3-полосный пассивный тонстек → Восстановление усиления → Регулировка громкости и выходной буфер

Каскад входного буфера имеет стандартный базовый резистор 510 кОм, подключенный к асимметричному делителю напряжения, который отличается от Vref схемы — другими словами, он создает второе опорное напряжение, но не в два раза меньше напряжения питания.Большинство остальных устройств 10-й серии имеют ту же настройку, поэтому, возможно, он был предназначен для того, чтобы сделать режим буферизованного байпаса лучше изолированным от эффекта.

Ступень отсечения имеет несколько интересных особенностей. Во-первых, нижняя граничная частота составляет 267 Гц, а не почти повсеместные 723 Гц, наблюдаемые в Tube Screamer и других. Это значительно увеличивает содержание басов и приводит к тому, что диоды ограничивают большее количество басов, что может дать более нечеткий или «мягкий» звук.Это было бы слишком много басов, если бы не пассивный регулятор низких частот, который позже позволяет вам набирать их; тем не менее, он все еще сохраняет некоторые характеристики, поскольку он уже обрезал форму волны с тяжелыми басами. Вы можете снизить колпачок 220n до 100n , если басы не такие тугие, как вам хотелось бы.

Также на стадии ограничения находится диодная схема : в ней последовательно используются два MA165 (аналог 1N914), что вдвое увеличивает порог ограничения большинства других схем ограничения обратной связи, таких как Tube Screamer.Эффект от этого — меньшая компрессия и больше динамики, которая работает вместе с операционным усилителем CA3260, чтобы придать MT-10 его характер.

3-полосный пассивный тон-стэк похож на тон-стэк Marshall и Fender и почти идентичен тон-стекам полупроводникового гитарного усилителя Peavey. Это пассивный тон-стэк, в отличие от типичного регулятора тембра Tube Screamer, который управляется операционным усилителем. В процессе формирования тона общий уровень сигнала обрезается, поэтому за ним должен следовать каскад восстановления усиления , чтобы вернуться к разумному уровню громкости.Вторая половина операционного усилителя CA3260 обеспечивает усиление 15 дБ , с фильтром R-C, имеющим угловую частоту 15 Гц — другими словами, усиление всего диапазона.

Отсюда, регулятор громкости и выходной буфер являются довольно стандартными. Вы, вероятно, могли бы использовать звуковой конус вместо линейного для регулятора громкости 100k для лучшей регулировки. Выходной конденсатор на 10 мкФ также является излишним для того, что он делает — вы можете заменить его на что-нибудь до 1 мкФ без каких-либо слышимых изменений.

Модификации

Вместо относительно редкого CA3260 можно использовать любой другой сдвоенный операционный усилитель — это стандартная распиновка. У него не будут такие же характеристики (прямых заменителей CA3260 нет), но вы сможете получить действительно хорошие звуки даже из типичного JRC4558. Одним из потенциально подходящих заменителей на основе полевых МОП-транзисторов является TLC2262, который представляет собой операционный усилитель с питанием от шины питания к сети.

Стандартная конфигурация ограничивающих диодов уже довольно хороша, и обычно это то, что вы обычно модифицируете для других педалей — больше динамики и меньше сжатия, чем у стандартного Tube Screamer.Тем не менее, обновленная версия Quantum включает в себя два альтернативных режима ограничения: по одному диоду в каждом направлении (ограничение Tube Screamer) для более сжатого ограничения или светодиоды для более прозрачных и хрустящих тонов.

Как упоминалось ранее, частота излома на этапе ограничения действительно низкая и может придавать некоторые нежелательные характеристики ограничения, иногда описываемые как дряблые или мягкие. Это можно отрегулировать, понизив C5 (конденсатор 220n) до 150n, 100n или даже ниже.(Используйте 82n, чтобы получить стандартную частоту излома Tube Screamer, равную 723 Гц. Просто имейте в виду, что регулятор низких частот является пассивным — он может только вычитать — поэтому он будет менее полезен, если в сигнале не будет много басов.)

Примечания и ссылки

Пассивный залог: когда его использовать, а когда избегать: Раздаточные материалы университетского колледжа

Что такое пассивный залог?

На английском языке все предложения либо активны, либо пассивны:

Активный: Вернер Гейзенберг сформулировал принцип неопределенности в 1927 году.

Пассивный: Принцип неопределенности был сформулирован Вернером Гейзенбергом в 1927 году.

В действующем предложении лицо или вещь, ответственная за действие в предложении, стоит на первом месте. В пассивном предложении сначала идет человек или объект, на который выполнялось действие, а в конце добавляется действующее лицо с предлогом «by». Пассивная форма глагола обозначается формой «быть»: в приведенном выше предложении «был сформулирован» пассивным голосом, а «сформулированный» — активным.

В пассивном предложении мы часто полностью опускаем актера:

Принцип неопределенности был сформулирован в 1927 году.

Когда я могу использовать пассивный голос?

В некоторых предложениях может быть вполне приемлемым пассивный залог. Вы можете использовать его в следующих случаях:

  1. Актер неизвестен:

    Наскальные рисунки Ласко сделаны в верхнем каменном веке. [Мы не знаем, кто их сделал.]

  2. Актер неактуальный:

    В австралийской пустыне будет построена экспериментальная солнечная электростанция.[Нас не интересует, кто это строит.]

  3. Вы хотите уточнить, кто несет ответственность:

    Было совершено

    ошибок. [Обычное в бюрократическом письме!]

  4. Вы говорите об общей правде:

    Правила созданы, чтобы их нарушать. [Кто угодно и когда угодно.]

  5. Вы хотите подчеркнуть человека или вещь, на которую воздействовали. Например, это может быть ваша основная тема:

    Инсулин был впервые открыт в 1921 году исследователями из Университета Торонто.Это по-прежнему единственное доступное лечение диабета.

  6. Вы пишете в научном жанре, который традиционно опирается на пассивный залог. Пассивный голос часто используется в лабораторных отчетах и ​​научных исследованиях, особенно в разделе «Материалы и методы»:

    Гидроксид натрия растворяли в воде. Затем этот раствор титровали соляной кислотой.

    В этих предложениях вы можете рассчитывать на то, что ваш читатель знает, что именно вы выполнили растворение и титрование.Пассивный голос делает упор на ваш эксперимент, а не на вас.

    Примечание. За последние несколько лет во многих научных дисциплинах произошло движение от пассивного голоса. Ученые теперь часто предпочитают активный голос в большинстве частей своих опубликованных отчетов, даже иногда используя тему «мы» в разделе «Материалы и методы». Посоветуйтесь со своим инструктором или техническим специалистом, можете ли вы использовать первое лицо, я или мы, в своих лабораторных отчетах, чтобы избежать пассивного.

    Чтобы узнать больше об использовании пассивного залога в естественных науках, посетите наш раздаточный материал по научным материалам.

    Когда следует избегать использования пассивной передачи голоса?

    Пассивные предложения могут создать проблемы при академическом письме, потому что в них может быть неясно, кто несет ответственность за действие:

    И Отелло, и Яго желают Дездемону. За ней ухаживают. [Кто ухаживает за Дездемоной? Отелло? Яго? Оба?]

    Академическое письмо часто фокусируется на различиях между идеями разных исследователей или между вашими собственными идеями и идеями исследователей, которых вы обсуждаете.Слишком много пассивных предложений может создать путаницу:

    Было проведено исследование, чтобы опровергнуть эту теорию. [Кто проводил исследование? Ты? Ваш профессор? Другой автор?]

    Некоторые студенты используют пассивные предложения, чтобы скрыть пробелы в своих исследованиях:

    Телефон был изобретен в девятнадцатом веке. [Я не мог узнать, кто изобрел телефон!]

    Наконец, пассивные предложения часто звучат многословно и косвенно. Они могут заставить читателя излишне усердно работать.А поскольку они обычно длиннее, чем активные предложения, пассивные предложения занимают драгоценное место в вашей статье:

    Поскольку во время аварии автомобилем управлял Майкл, он должен возместить ущерб.

    Удаление пассивных предложений

    Если вы сейчас используете много пассивных предложений, возможно, вы не сможете уловить все проблемные случаи в своем первом черновике. Но вы все равно можете вернуться к поиску эссе специально для пассивных предложений.Сначала вы можете попросить помощи у инструктора по письму.

    Средство проверки грамматики в текстовом процессоре может помочь обнаружить пассивные предложения, хотя средства проверки грамматики всегда следует использовать с особой осторожностью, поскольку они могут легко ввести вас в заблуждение. Чтобы определить пассивные предложения, поищите форму глагола, которая будет в вашем предложении, с отсутствующим актером или введенным после глагола, использующим это слово:

    Польша была захвачена в 1939 году, что положило начало Второй мировой войне.

    Генетическая информация кодируется ДНК.

    Возможность холодного синтеза изучалась много лет.

    Попробуйте превратить каждое пассивное предложение, которое найдете, в активное. Начните новую фразу с актера. Иногда вы можете обнаружить, что вам нужно провести дополнительное исследование или подумать, чтобы выяснить, кем должен быть актер. Вы, вероятно, обнаружите, что ваше новое предложение сильнее, короче и точнее:

    Германия вторглась в Польшу в 1939 году, положив начало Второй мировой войне.

    ДНК кодирует генетическую информацию.

    Физики много лет изучали возможность холодного синтеза.

    Написано Тимом Корсоном и Ребеккой Смоллетт, Центр письма университетского колледжа

    Печатная плата усилителя для наушников

    TV, Video & Audio Parts для AD827 NE5532 OPA2134 Class AA OP Amp Preamp preamp opstinains.net

    Комплектующие для телевизора, видео и аудио Печатная плата усилителя наушников для AD827 NE5532 OPA2134 Класс AA OP Amp Preamp ТВ, видео и аудио компоненты Печатная плата усилителя наушников для AD827 NE5532 OPA2134 Class AA OP Amp Preamp TV, Video & Audio Parts Class AA OP Amp Preamp Headphone Плата усилителя для AD827 NE5532 OPA2134 Class AA OP Amp Preamp Плата усилителя для наушников для AD827 NE5532 OPA2134 ТВ, видео и аудио части ТВ, видео и аудио части Плата усилителя наушников PCB для AD827 NE5532 OPA2134 Class AA OP Amp Preamp

    неиспользованный, неповрежденный товар в оригинальной упаковке (если упаковка применимо), не содержит других деталей, усилитель для наушников также имеет очень хороший звуковой эффект, бренд: : Небрендовые / универсальные : UPC: : 699974127020, Плата платы усилителя для наушников предусилителя OP класса AA для телевизора, видео и аудио компонентов AD827 NE5532 OPA2134, производительность лучше, чем у обычной схемы усиления, PCB платы предусилителя OP усилителя / наушников класса AA для AD827 NE5532 OPA2134, см. Все определения условий : Класс усилителя: : AA, упаковка должна быть такой же, как в розничном магазине, печатная плата предусилителя OP усилителя / усилителя наушников класса AA для AD827 NE5532 OPA2134

    См. Список продавца для получения полной информации, Состояние: Новинка: Совершенно новый MPN: : Не применяется : Тип: : Печатная плата предусилителя / усилителя для наушников, такая как коробка без надписи или пластиковый пакет, если только изделие не изготовлено вручную или не было упаковано производителем в не розничную упаковку, после того, как печатная плата, подключенная к линии пассивного затухания тона, имеет идеальный эффект согласования, Комплектующие для телевизора, видео и аудио Печатная плата усилителя наушников для AD827 NE5532 OPA2134 Предусилитель операционного усилителя класса AA, Предусилитель операционного усилителя класса AA Комплектующие для телевизора, видео и звука Печатная плата усилителя наушников для AD827 NE5532 OPA2134, Печатная плата используется между проигрывателем компакт-дисков и каскад усилителя, закрытый, Примечание: деталь — это голая печатная плата





    Как исправить пассивный голос: The Dead-Simple Guide

    Редакторы-редакторы внимательно относятся как к талантам, так и к любителям.

    Они ищут материал, который можно купить и опубликовать, и большинство из них настолько завалены предложениями, что научились быстро находить все, что позволяет им отложить вашу работу.

    Звучит жестоко? Они не хотят, чтобы отклонили ваше письмо. Но из-за их загруженности работы (и их цели — найти что-то, что, как они знают, будет продаваться), как только они видят знак новичка, они переходят к следующей рукописи.

    Даже опытные писатели видят, что их работы оказываются в куче отбракованных, если они позволяют пассивному голосу проникнуть внутрь.

    Дайте своей рукописи шанс побороться и узнайте, как исправить пассивный голос, прежде чем отправлять.

    Нужна помощь в настройке вашего письма? Щелкните здесь, чтобы загрузить мой БЕСПЛАТНЫЙ контрольный список для самостоятельного редактирования.

    Что такое пассивный голос?

    Я мог бы рассказать вам о субъектах, и , объектах, и , глаголах, , и о том, что действует, против того, чтобы действовать на , избегают наречий и все такое. Но если вы не преуспели в составлении схем предложений в школе, это будет звучать как тарабарщина.

    Самый простой способ определить пассивный залог — это поискать глаголы состояния и часто слова на .

    И лучший способ научить этому — на собственном примере.

    Злоупотребление пассивным голосом

    Пассивный: Вечеринка была спланирована Джилл.

    Активно: Джилл спланировала вечеринку.

    Пассивный: Свадебный торт был создан Беном.
    Активно: Бен создал свадебный торт.

    Пассивный: Тренеры вручили команде Малой лиги трофеи.
    Активно: Тренеры вручили команде Малой лиги трофеи.

    Пассивный: Все хорошо провели время.
    Активно: Все хорошо провели время.

    Избегайте пассивного озвучивания, чтобы увеличить ваши шансы получить более пяти минут рабочего времени редактора.

    Активный голос укрепляет вашу прозу

    Избегание пассивного залога выделит вас среди большинства ваших конкурентов, но, что еще лучше, придаст вашему письму отчетливую ясность.

    Найдите в незавершенной работе пассивный голос , удалите его, замените активным и посмотрите, насколько мощнее он читает.

    Это тот вид письма, на который у редактора уходит больше времени.

    Нужна помощь в настройке вашего письма? Щелкните здесь, чтобы загрузить мой БЕСПЛАТНЫЙ контрольный список для самостоятельного редактирования.

    аудиопроектов с операционными усилителями -2

    аудиопроектов с операционными усилителями -2
    Elliott Sound Products Аудиосистемы с операционными усилителями — 2

    © 2000 — Род Эллиотт (ESP)
    Обновлено октябрь 2019 г.

    верхний
    Основной индекс Указатель статей
    Содержание
    6 — Чистое аудио

    Следующий набор схем представляет собой чистый звук и включает регуляторы тембра, эквалайзеры и фильтры.Обратите внимание: только потому, что схема описана как «аудио», это означает, что , а не , означает, что она может использоваться только для того, что мы слушаем. Звуковой диапазон просто означает, что схемы предназначены для работы от 20 Гц или менее, до 20 кГц или более (но ниже 100 кГц). Постоянный ток не является «аудио», но считается, что он находится в пределах звукового диапазона для контрольно-измерительной аппаратуры или управления технологическим процессом (промышленного). В звуковом диапазоне работает огромное количество промышленных контроллеров.

    Когда мы говорим об аудио (которое мы слушаем), обычно принят диапазон от 20 Гц до 20 кГц, и в какой-то момент кто-то решил, что центральная частота равна 1 кГц.Если мы посмотрим на слышимый диапазон с 1 кГц в качестве ключевой частоты, мы получим что-то вроде следующего …

    31,25 62,5 125 250 500 1 к 2 к 4 к 8 к 16 к
    Октавные частоты на основе 1 кГц

    Мне это не кажется даже отдаленно сконцентрированным. Я никогда не знал, почему был выбран 1 кГц, поскольку, если вы посмотрите на октавы на самом деле , покрытые звуковым диапазоном ’20-20k’, мы получим последовательность, похожую на эту…

    20 40 80 160 320 640 1,28 к 2,56 к 5,12 к 10,24 к 20,48 к
    Октавные частоты от 20 до 20 кГц (Гц)

    Это всего 10 октав, а центральная частота на самом деле должна быть 640 Гц, и это действительно намного ближе к реальности, чем 1 кГц. Если бы мы разделили музыкальный спектр на основе содержания энергии, центральная частота была бы примерно на октаву ниже, или 320 Гц (приблизительно — это в значительной степени зависит от стиля музыки).

    Я не собираюсь нарушать традицию (по крайней мере, до определенного момента) и отмечу, что это не имеет ничего общего с эталонной частотой (1 кГц), используемой для калибровки шумомеров и / или других испытательных инструментов. Я действительно предполагаю, что частота 640 Гц является «реальной» средней частотой, которая должна применяться к регуляторам тембра, а , а не 1 кГц, как это часто встречается в опубликованных схемах. На самом деле это не имеет большого значения. Использование 1 кГц в качестве «центральной частоты» настолько укоренилось, что никто не сможет его изменить.Действительно, октавные частоты, показанные на основе 1 кГц, установлены законодательством для измерений уровня звука в октавной полосе.

    Необходимо полностью понимать ограничения операционных усилителей в аудиосхемах. Полезно посмотреть на кривые компенсации, типичные для стандартных и высококачественных операционных усилителей, и изучить альтернативы для очень широкой полосы пропускания. Эти графики доступны почти во всех технических описаниях операционных усилителей. Максимальное усиление разомкнутого контура (то есть до применения обратной связи) доступно только на низких частотах — обычно до 10-100 Гц, спадая на 6 дБ / октаву по мере увеличения частоты.Это означает, что при 20 кГц обратная связь меньше, чем при 20 Гц. Обычно это не проблема, если вы не ожидаете большого прироста и широкой полосы пропускания.


    6.1 — Рекомендуемые номиналы резисторов

    Судя по некоторым вопросам, которые я встречал на форумах (среди прочего), это, кажется, вызывает у людей гораздо больше проблем, чем должно. Умение выбирать подходящие значения во многом объясняется опытом, но есть несколько простых рекомендаций. Резисторы, используемые в цепи обратной связи, должны (по определению) создавать нагрузку на выходной каскад операционного усилителя.Следовательно, было бы неразумно разрабатывать простую схему усиления операционного усилителя с использованием резистора обратной связи 100 Ом, поскольку он будет (пытаться) потреблять до ± 135 мА на выходе, если выходное напряжение когда-либо достигнет ± 13,5 В (подсказка — не будет). Это явно намного больше тока, чем может обеспечить большинство операционных усилителей.

    Как правило, цепь обратной связи должна потреблять от 1/10 до доступного выходного тока. Большинство операционных усилителей будут линейными с выходным током до ± 20 мА, поэтому ток обратной связи не должен превышать 2 мА.Если предположить использование источников питания ± 15 В, выходная мощность операционного усилителя составит около ± 13,5 В — у одних больше, у других меньше. 13,5 В при 2 мА составляет 6,75 кОм, поэтому указано сопротивление не меньше (а желательно немного больше). Я обычно стремлюсь к значению от 10k до 100k, при этом предпочтительнее более низкое значение, так как оно способствует меньшему шуму. Конечно, не всегда возможно использовать низкие значения, потому что для некоторых топологий схемы требуются значения, которые выше, чем нам хотелось бы.

    Аналогичным образом, очень высокие значения тоже вызывают проблемы, и не только из-за их вклада в шум.Хотя резистор обратной связи 10Meg может отвечать другим требованиям, он вызовет серьезные проблемы смещения в любом операционном усилителе, использующем BJT (биполярные переходные транзисторы) на входном каскаде. Например, NE5532 может потреблять до 800 нА (0,8 мкА) входного тока. Если мы применим закон Ома, это означает, что напряжение на резисторе обратной связи 10Meg может достигать 8V на резисторе. Это явно недопустимо.

    Вышеуказанное также применимо к входным сопротивлениям (т. Е. От неинвертирующего входа к земле).Никогда не пытайтесь «согласовать» входное сопротивление цепи с выходным сопротивлением предыдущего каскада. Например, если ваш проигрыватель компакт-дисков имеет выходное сопротивление 100 Ом, ваше входное сопротивление должно быть , по крайней мере, в раз в десять раз больше значения (т. . Согласование импеданса важно для РЧ (радиочастотных) цепей, где кабель является линией передачи. Этого никогда не происходит в аудио, за исключением старых стационарных телефонов.Это сложная тема, и здесь она неуместна.

    Там, где требуются очень высокие импедансы, следует использовать операционный усилитель с полевым транзистором. TL071 имеет входной ток наихудшего случая 200 пА, поэтому на резисторе 10Meg будет только 2 мВ. Дополнительный шум (как от операционного усилителя, так и от сопротивления обратной связи) неизбежен, и это цена, которую мы должны заплатить за очень высокое сопротивление.

    Во всех случаях выбор резисторов обратной связи и входных резисторов зависит от области применения. Не существует универсального ответа, и способность просто придумать подходящее значение без математики или даже моделирования — это то, что приходит с опытом.Часто предполагается (по крайней мере, непосвященные), что если операционный усилитель имеет выходное сопротивление (скажем) 2 Ом, то он должен иметь возможность управлять динамиком. Дело в том, что может — при условии, что динамик имеет импеданс более 2 кОм или около того. Поскольку выходной ток ограничен (обычно) не более 25 мА, должно быть очевидно, что этого тока недостаточно для управления громкоговорителем.

    Выходное сопротивление и ток привода не связаны между собой.Совершенно нормально иметь очень низкий выходной импеданс, но низкий выходной ток, так же как и очень хорошо иметь очень высокий выходной импеданс , но со способностью управлять значительным током (такая схема также будет иметь гораздо более высокие напряжения питания. чем большинство операционных усилителей могут принять, не выпуская своего «волшебного дыма»). Есть много разных возможностей, но эта статья основана на «обычных» схемах звуковой частоты. Обратите внимание, что «звуковая частота» не всегда означает «звук», но охватывает диапазон частот от постоянного тока до примерно 100 кГц или около того.

    На самом деле все это не сложно, если вы разберетесь с основными понятиями. Сначала это может показаться так, но вскоре вы поймете принципы. Таблицы данных — ваш лучший друг, наряду с законом Ома. Вы можете быть удивлены тем, насколько много вы можете сделать, вооружившись только этими двумя принципами.


    7 — Регуляторы тембра Baxandall

    Это самая распространенная из всех современных схем регулировки тембра, названная в честь П. Дж. Баксандалла, который придумал эту идею много лет назад.Первоначальная дизайнерская статья была озаглавлена ​​«Регулировка тона с отрицательной обратной связью — Независимое изменение низких и высоких частот без переключателей » и была опубликована в журнале Wireless World (ныне Electronics World) в 1952 году. небольшое взаимодействие между элементами управления, в отличие от старых пассивных элементов управления. При центрировании нет ни потерь, ни усиления, а операционный усилитель действует как буфер. Частотная характеристика абсолютно ровная, при условии, что горшки точно по центру.


    Рисунок 12 — Модифицированные регуляторы тембра Баксандалла

    Схема представляет собой частотно-зависимую систему обратной связи, обеспечивающую усиление и ослабление высоких и низких частот. Дизайнеры обычно устанавливают частоту оборота как для высоких, так и для низких частот в районе 1 кГц, но это, по сути, плохая идея (IMO). В идеале усиление / ослабление низких частот должно начинаться не выше примерно 200 Гц, а усиление / ослабление высоких частот должно начинаться не ниже примерно 2,5 кГц. На практике будет обнаружено, что это более естественно и дает импульс там, где это принесет наибольшую пользу (или вред для пуристов!).В качестве «центральной» частоты использовалось 640 Гц, а не 1 кГц, что является слишком высоким значением. (640 Гц — это 5 октав от 20 Гц и 5 октав (достаточно близко) от 20 кГц.)

    На рисунке 12 показана более или менее обычная схема с частотами ± 3 дБ, установленными на мои предпочтительные значения. Это приводит к ограничению максимального усиления и среза в пределах слышимого спектра до уровня несколько ниже часто цитируемых 20 дБ. 20 дБ — это невероятный уровень контроля, который намного превышает то, что необходимо для нормальной балансировки системы.Если требуется 20 дБ чего-либо, то я предлагаю, чтобы система явно не соответствовала требованиям и ее следует заменить!

    Максимальное усиление составляет около 14 дБ, что по-прежнему намного больше, чем необходимо, нижняя частота ± 3 дБ составляет около 150 Гц, а верхняя частота ± 3 дБ составляет около 2,5 кГц. Их можно изменить, изменив значения конденсаторов низких и высоких частот, а величина усиления и ослабления может быть изменена путем изменения последовательных резисторов для каждого потенциометра.

    Эта цепь должна управляться с низким импедансом, поэтому подключение ее после регулятора громкости (например) запрещено.В идеале выход операционного усилителя должен быть источником, обеспечивая тем самым требуемый низкий импеданс.

    Расчет всех частотных характеристик сложный, повторяющийся и утомительный. К счастью, в этом нет необходимости, потому что это регулятор тембра, а не точный эквалайзер. Показанные здесь формулы для расчета значений для этих активных схем регулировки тембра довольно просты, но при некоторых обстоятельствах могут быть неточными. По крайней мере, это даст вам отправную точку, поэтому формулы для нижней частоты оборота регулятора низких частот (fb0 — частота, при которой усиление или ослабление начинает выравниваться) и частоты ± 3 дБ (fb3) равны (соответственно)….

    fb0 = 1 / (2π × C × Rv) … где C — это крышка в банке, а Rv — значение банка
    fb3 = 1 / (2π × C × Rs) … где C — это крышка, и Rs — последовательное сопротивление горшку

    Это дает (опять же соответственно) …

    fb0 = 1 / (2π × 47nF × 100k) = 33 Гц
    fb3 = 1 / (2π × 47nF × 22k) = 154 Гц

    Высокие частоты немного сложнее, так как есть небольшое взаимодействие с регулятором низких частот из-за сопротивления подачи низких частот от дворника регулятора низких частот.Теоретически (ха-ха) частота определяется …

    ft = 1 / (2π × C × Rb) … где C — верхний предел высоких частот (560 пФ выше), а Rb — резистор подачи низких частот от стеклоочистителя.

    Хотя это кажется разумным, формула дает частоту около 13 кГц, что явно неверно. Во всей цепи управления высокими частотами есть последовательные сопротивления, и взаимодействия, мягко говоря, интересны. Фактически, частота ± 3 дБ для регулятора высоких частот изменяется в зависимости от настройки потенциометра.Например, при 80% вращения усиление высоких частот составляет + 3 дБ при чуть более 3,5 кГц, с максимальным усилением 6,3 дБ при 20 кГц. Это может показаться плохим, если частота меняется при изменении потенциометра, но на практике это работает очень хорошо. Чтобы получить результаты , которые вы хотите , я предлагаю поэкспериментировать!

    Напоследок о схеме регулировки тембра. Обратите внимание, что это цепь «виртуального заземления», поэтому обратная связь всегда будет поддерживать нулевое напряжение на входе -ve.Содержание низких и высоких частот входного сигнала заставит усилитель обеспечивать только то количество усиления или ослабления на любой частоте, чтобы поддерживать состояние 0 В. Вы найдете это полезным, когда будете работать над пониманием всей схемы.


    8 — Активные фильтры и кроссоверы

    Активный фильтр — одно из наиболее распространенных применений операционных усилителей после базовых усилителей. По сути, существует четыре различных типа фильтров, но каждый может быть создан с использованием множества различных методов.Я буду использовать только самые распространенные схемы, так как полный набор действительно ошеломляет. Область фильтров является предметом целых книг (от ряда авторов), и я не могу надеяться охватить какие-либо другие, кроме наиболее распространенных. Если вам нужна дополнительная информация по этой теме, см. Статью «Активные фильтры ESP».

    Во-первых, есть много разных возможностей для фильтров. Мы прежде всего рассмотрим каждый из различных ответов, заказов и типов. «Порядок» фильтра дает нам важную информацию о том, насколько хорошо (или иначе) данный фильтр будет отклонять нежелательные частоты.Стандартные:

    Таблица 1
    Порядок Секции Номинальный спад
    Первый 1 6 дБ / октава
    Третья 9066 9066 9066 904 904 904 904 904 3 18 дБ / октава
    Четвертый 4 24 дБ / октава
    «n» Где n> 4 6 дБ / октава / секция
    — Фильтр заказов

    В работе со звуком чаще всего используются первые четыре, так как по мере увеличения порядка фильтрации переходная характеристика становится хуже и становятся очевидными большие фазовые помехи.Все фильтры влияют на фазу сигнала, а все фильтры в некоторой степени влияют на переходную характеристику. Это неизбежно, независимо от того, использует ли фильтр вентили, транзисторы или операционные усилители, или он полностью пассивен, используя только конденсаторы, резисторы и / или катушки индуктивности.

    Есть 4 основных ответа, которые можно получить с помощью фильтров. Некоторые из них являются — или могут быть — производными от других, поэтому в первую очередь приводятся базовые типы. В частности, полосовые и полосовые фильтры могут быть простыми фильтрами с узким откликом (обычно используемыми для схем выравнивания) или полосовыми фильтрами, состоящими из комбинации низкочастотного фильтра верхних частот, за которым следует высокочастотная секция нижних частот.Они обычно используются в кроссоверных сетях.

    904
    Отклик Проходит … Блоки …
    Низкие частоты Низкие частоты Высокие частоты
    Высокие частоты
    Band Pass Выбранная частота Все остальные частоты
    Band Stop Все остальные частоты Выбранная частота
    Таблица 2 — Характеристики фильтра

    Фильтры нижних и верхних частот обычно достаточно обычны, но полосовые и полосовые ограничивающие фильтры могут быть изготовлены разными способами.

    По сути, есть также несколько основных настроек фильтров, которые заключаются в следующем (включены не все, и многие из них применимы к фильтрам, состоящим из более чем одной секции или более сложных конфигураций):

    Тип фильтра Q (Тип.) Характеристики
    Бессель 0,57 Лучшая задержка по времени
    904 с плоским амплитудным 0.8 — 1,3 Быстрый начальный спад
    Cauer / Elliptical 0,7 — 1,3 Очень быстрый начальный спад
    Таблица 3 — Типы фильтров

    Из вышеперечисленных, Баттерворт — самый распространенный в аудио. Хотя ответы некоторых фильтров могут быть ближе к Чебышеву, обычно это больше случайно, чем намеренно. Юстировка Чебышева очень распространена в акустических фильтрах (например, комбинация громкоговоритель — коробка — порт), но обычно не считается желательной в электронных фильтрах для кроссоверов или других целей.

    Вы могли заметить, что фильтр Линквица-Райли не упоминается в приведенной выше таблице. Это потому, что это выравнивание между фильтрами, а не сам тип выравнивания. Фильтр Линквица-Райли представляет собой перегруппировку двух каскадных фильтров Баттерворта 2-го порядка и основывается на характеристиках двух секций (верхних частот и нижних частот) для обеспечения общей амплитуды и фазовой характеристики. Например, фильтр Линквица-Райли 12 дБ / октава имеет добротность 0,5 (суб-Бесселя), а частоты кроссовера выравниваются на частоте -6 дБ, а не на частоте -3 дБ, характерной для фильтров Баттерворта.

    Наконец, существуют различные схемы, которые обычно используются в аудио для создания описанных выше фильтров. Как вы уже можете видеть, комбинации и перестановки всех этих различных возможностей безмерны.

    Относительная Пассивная Пассивная
    Тип схемы Усиление Характеристики
    Саллен-Ки Unity Простая конструкция
    Множественная обратная связь Зависит от Q Относительно сложная
    Переменная состояния Зависит от Q Относительно сложная
    Биквадратичная Зависит от Q
    Простой или сложный
    Таблица 4 — Типы цепей

    Это сокращенный список, и в некоторых случаях топологии частично пересекаются.Действительно, в некоторых случаях вообще трудно увидеть какую-либо заметную разницу. Для простоты (и чтобы этот раздел имел читаемую длину) я сконцентрируюсь на типе фильтра Саллена-Ки с использованием выравнивания Баттерворта.

    Прежде чем мы туда перейдем, нам нужно определить некоторые термины, которые вы увидите. Опять же, я свел этот список к минимуму для простоты, но вооружившись этими знаниями, вы сможете понять схемы и описания, которые следуют ниже. Обратите внимание, что простые фильтры можно создавать с одним (или без) активными устройствами.

    Термины и определения

    Каскадирование: По мере того, как количество фильтров становится больше, простые фильтры становятся невозможными, поэтому фильтры используют операционные усилители и соединяются последовательно для получения желаемого отклика. Это усложняет дизайн (часто резко).
    Частота среза: Также отображается как f o , это частота фильтра -3 дБ относительно наивысшего пика (если таковой имеется) в полосе пропускания.
    Десятилетие: Соотношение частот 10: 1 (или 1:10). Например, от 100 Гц до 1000 Гц — это одна декада. Одна декада составляет примерно 3,16 октавы.
    Децибел (дБ): Самый распространенный способ описания амплитуды звука. Шкала дБ является логарифмической и описывает амплитуду, которую мы слышим. Падение усиления на 3 дБ соответствует половине мощности в усилитель.
    Фактор качества: Обычно известный как Q, это величина, обратная затуханию фильтра. Например, фильтр Баттерворта имеет добротность 0,707, что соответствует затуханию 1,414. Чем выше Q, тем больше пульсация для фильтров нижних и верхних частот или делает полосовой или полосовой фильтр более избирательным.
    Октава: Соотношение частот 2: 1 (или 1: 2).Например, от 440 Гц до 880 Гц составляет одну октаву (A440 означает музыкальную ноту концертной высоты A).
    заказ: Порядок любого фильтра определяет его частотную характеристику спада. Рулон фильтров первого порядка составляет 6 дБ на октаву (20 дБ / декаду), а по мере увеличения порядка скорость спада тоже. Дополнительные 6 дБ / октава получаются за каждый дополнительный порядок, начиная с первого. Следовательно, фильтр 3-го порядка будет спадать на 18 дБ. / октава, например.

    В дополнение к вышесказанному, вы часто будете видеть фильтры, описанные (например) как 4-полюсные, что означает, что фильтр имеет 4 эффективных «секции», которые создают крутизну спада. 4-полюсный фильтр аналогичен фильтру порядка 4 -го . Некоторые фильтры включают в ответ один или несколько «нулей». Ноль фактически противоположен полюсу и используется для ограничения максимального усиления или затухания, обеспечиваемого фильтром. Например, включение резистора последовательно с конденсатором на Рисунке 13 или параллельно с крышкой на Рисунке 14 приведет к появлению нуля и ограничению максимального затухания.Поскольку изначально это непросто понять, я не буду здесь вдаваться в подробности.


    8.1 — Разработка первого фильтра

    Первый активный фильтр должен быть фильтром нижних частот первого порядка. Если просто поменять местами компоненты фильтра, то получится фильтр верхних частот первого порядка. В каждом случае фильтр состоит только из сопротивления и емкости, а операционный усилитель просто изолирует фильтр от следующих каскадов. Q не является переменной в фильтре первого порядка, и единственными вариантами являются высокие и низкие частоты.Полосовой фильтр может быть создан только путем каскадирования фильтров высоких и низких частот. Хотя они наименее полезны из всех фильтров, они просты для понимания, поэтому сделайте их хорошей отправной точкой.


    Рисунок 13 — Фильтр нижних частот 1-го порядка

    Как видите, на низких частотах конденсатор мало влияет на сигнал, который просто проходит через сопротивление и буферизуется операционным усилителем. По мере увеличения частоты конденсатор будет шунтировать все больше и больше сигнала на землю до тех пор, пока на очень высоких частотах не будет пропущено заметное количество сигнала.Поскольку реактивное сопротивление конденсатора становится значительным по сравнению с сопротивлением, сигнал будет подвергаться фазовому сдвигу, а также уменьшению амплитуды. Когда емкостное реактивное сопротивление равно сопротивлению, амплитуда будет на 3 дБ ниже, чем на низких частотах.

    Rc = 1 / (2π × f × C) … где Rc — емкостное реактивное сопротивление.

    Это частота среза фильтра и определяется по формуле …

    fo = 1 / (2π × R × C) обычно обозначается просто как…
    fo = 1 / (2π R C)

    Обратите внимание, что на входе этого фильтра должен быть возврат на землю с низким импедансом, иначе операционный усилитель не будет иметь никакого тока или напряжения смещения и не будет работать. Это правило применяется к фильтрам нижних частот во всех без исключения случаях. Любой ощутимый импеданс источника также изменит частоту, поскольку импеданс фактически включен последовательно с R1. Это также относится к показанной ниже версии с высокими частотами. В этом контексте «заметный» означает любой импеданс, равный или превышающий 1/10 импеданса фильтра.Например, с резистором 10 кОм 1 кОм «ощутимо». Даже импеданс источника 100 Ом немного изменит частоту.

    Для фильтра на рисунке 13 частота определяется …

    fo = 1 / (2π × 10k × 100nF) = 159 Гц
    Rc = 1 / (2π × 159 × 100nF) = 10k Ом

    Поменяв местами R и C, мы получаем фильтр высоких частот. Формула остается той же, и два фильтра будут иметь дополнительный отклик с центром на частоте 159 Гц.Нет необходимости в заземлении на входе секции верхних частот, так как это обеспечивается резистором.


    Рисунок 14 — Фильтр высоких частот 1-го порядка

    В своей простейшей форме эти две секции фильтра также известны как интеграторы (фильтр нижних частот) и дифференциаторы (фильтр верхних частот). Это имеет некоторые последствия, поскольку эти термины обычно используются в электронике.

    Полосовой фильтр создается каскадом высоких и низких частот, как показано на рисунке 15.Между двумя секциями можно использовать операционный усилитель, чтобы предотвратить любое взаимодействие. Как показано, также можно масштабировать первый фильтр, чтобы минимизировать взаимодействие. Это достаточно хорошо работает на практике, чтобы быть полезным методом. Масштабирование просто означает, что соотношение значений остается прежним, но сопротивление уменьшается, а емкость увеличивается, чтобы получить фильтр с более низким импедансом с теми же характеристиками. Общепринятым масштабным коэффициентом является одна декада («порядок величины» или соотношение 1:10).Для рисунка 15 я просто выбрал наименьшее номинальное значение резистора 1 кОм, а конденсатор был выбран более или менее случайным образом, чтобы получить приемлемый график отклика.


    Рисунок 15 — Масштабируемый каскадный полосовой фильтр экономит один операционный усилитель

    В действительности можно обнаружить, что значение емкости становится настолько большим, что конденсатор будет дороже, чем часть операционного усилителя. В качестве альтернативы сопротивление может стать настолько низким, что никакой операционный усилитель не сможет управлять нагрузкой. Важно убедиться, что импедансы находятся в допустимом диапазоне для используемых операционных усилителей.Как правило, не рекомендуется использовать импеданс менее 1 кОм на любой частоте. Из соображений шума также не рекомендуются очень высокие значения сопротивления, и я предлагаю 100 кОм — разумный компромисс. Бывают случаи, когда это неосуществимо, и более высокие значения могут быть единственным разумным решением, но их должно быть немного и они должны быть очень редкими.

    Если высокочастотная часть рисунка 15 проверена расчетом, будет обнаружено, что частота среза (Fo) должна быть 7234 Гц, а не 6400 Гц, как показано.Разница возникает из-за того, что второй фильтр загружает первый, сдвигая частоту. Это очень хорошая причина изолировать секции с помощью операционного усилителя.


    8.2 — Выбор компонентов

    Все следующие секции фильтра будут использовать сопротивление в диапазоне от 1 кОм до 100 кОм. Это дает два десятилетия свободы, и этого более чем достаточно для использования конденсаторов разумных размеров. Следует избегать очень низких значений емкости, поскольку емкость проводки (дорожки печатной платы и т. Д.)) изменит характеристики фильтра до возможно неприемлемой степени. Обычно я стараюсь поддерживать емкость выше 1 нФ везде, где это возможно, и это может избавить вас от некоторых проблем по мере продвижения. Точно так же любая емкость выше 1 мкФ становится большой и относительно дорогой, но в этом диапазоне мы также имеем два десятилетия свободы, и практически нет звукового фильтра, который нельзя было бы разработать в рамках этих ограничений.

    Как правило, разумно сначала выбрать номинал конденсатора, так как у них меньше доступных значений в течение декады, чем у резисторов.Конденсаторы имеют 12 значений на декаду (серия E12), а резисторы имеют до 96 значений на декаду (серия E96). Последние обычно нелегко получить, но серия E24 сейчас очень распространена и имеет (сюрприз!) 24 значения за десятилетие. Серии E12 и E24 показаны в Таблице 5.

    E12 1,0 1,2 1,5 1,8 2,2 2,7 3.3 3,9 4,7 5,6 6,8 8,2
    E24 1,0 1,1 1,2 1,3 1,5 1,6 1,8 2,0 2,2 2,4 2,7 3,0 3,3 3,6 3,9 4,3 4,7 5,1 5.6 6,2 6,8 7,5 8,2 9,1
    Таблица 5 — Значения компонентов E12 и E24

    Эти значения умножаются или делятся по мере необходимости для любого декадного диапазона от 0,1 Ом до 10 МОм и от 10 пФ до 10 мкФ. Как правило, будет обнаружено, что на крайних значениях диапазонов (например, от 10 пФ до 100 пФ) у большинства продавцов нет полного диапазона значений. Это еще одна веская причина по возможности оставаться в разумных пределах для всех значений компонентов, а не только для конструкций фильтров.


    8.3 — Фильтры второго порядка

    Обратите внимание, что все графики отклика, показанные в этом разделе, охватывают диапазон частот от 10 Гц до 10 кГц, и все, кроме отклика Чебышева, составляют от 0 дБ до -20 дБ (Чебышевский диапазон составляет от + 10 дБ до -20 дБ). Опорное входное напряжение составляет 1 В RMS или 0 дБU.

    Теперь можно разработать фильтр второго порядка, используя несколько путей обратной связи. Это первые действительно полезные фильтры для кроссоверов и т.п., которые чаще всего используются как в электронных, так и в пассивных кроссоверных сетях.У фильтров высоких и низких частот второго порядка есть некоторые неприятные побочные эффекты, но это никому не мешало их использовать. Как мы увидим, эти эффекты можно до некоторой степени отменить, но, если не используются экзотические конфигурации, вы никогда не сможете получить фазовую когерентность.

    Фазовый когерентный фильтр придает конструкции некоторые особые характеристики, которые чрезвычайно полезны для звука. Это просто означает, что на любой частоте в полосе пропускания или полосе заграждения любого фильтра выходной сигнал от каждого из них находится в фазе, предотвращая любые пики или провалы в комбинированном отклике.Подробнее об этом мы поговорим чуть позже.

    Из всех доступных топологий я сосредоточусь на фильтре Баттерворта Саллена-Ки (также известном как единичное усиление). Фильтр равных значений компонентов полезен в некоторых областях, но доставляет неудобства из-за усиления, которое добавляет каждая секция. Иногда это полезно, но чаще всего не обязательно, а для раздела фильтра требуется больше компонентов. Их проще сконструировать, но разница небольшая, и часто бывает невозможно получить резистор, необходимый для точной настройки усиления.Для значений, которые я использую, потребуется резистор 14,414 кОм, что, как вы можете видеть из таблицы 5, не является стандартным значением.


    Рисунок 16.Фильтр нижних частот с единичным усилением второго порядка

    Как видите, операционный усилитель используется только в качестве буфера и не дает никакого усиления. Для выравнивания Баттерворта значения компонентов такие, как показано. Фильтр можно превратить во что угодно, от Бесселя до Чебышева, изменив значения компонентов, но эти другие выравнивания обычно не так полезны в работе со звуком.

    Если сначала был выбран R, номиналы конденсаторов для C1 и C2 выбираются из уравнений …

    C1 = 4 / d² × C2 = 2 × C2 … где d = 1 / Q
    C2 = 0,707 / (2π × F × R)

    Формула для вычисления значения C1 только применяется к фильтру Баттерворта. Конечно, если вы последуете моему совету сверху и сначала выберете емкость, вам понадобится другая формула …

    R1 = 0,707 / (2π × F × C2)

    Опять же, уравнение для сопротивления или емкости для каждого примера , только работает для фильтров Баттерворта! Для Q = 0.707 или демпфирование 1,414 (Баттерворт), получается, что C1 ровно вдвое превышает значение C2. R1 и R2 должны быть равны по значению, иначе фильтр откликнется иначе, чем нужно.

    Примечание: Любое изменение добротности путем изменения соотношения сопротивлений или емкости конденсаторов также изменяет частоту. Формулы становятся довольно сложными, и я не буду вдаваться в подробности.

    Например, если C1 в четыре раза больше, чем C2, это создает фильтр Чебышева с Q, равным 1, как показано на рисунке 17 для примера.Для выравнивания «суб-Бесселя» будут использоваться равные номиналы конденсаторов с добротностью 0,5 — возможности безграничны, и я уверен, что вы теперь это понимаете.


    Рисунок 17 — Фильтр Чебышева второго порядка

    Фильтр на Рисунке 17 ясно показывает пик, полученный от фильтра Чебышева. Пиковая амплитуда составляет + 1,25 дБ от номинального значения 0 дБ, а частота среза определяется на 3 дБ ниже этого максимума. Я по-прежнему не уверен, что это правильный способ измерения частоты среза — я думаю, что предпочитаю использовать «настоящую» точку -3 дБ.В любом случае, частоту среза вычислить непросто, и хотя мне не составит большого труда дать вам все уравнения, я сомневаюсь, что вы захотите знать!

    Эквивалент верхних частот фильтра нижних частот Баттерворта показан на рисунке 18, и, как вы можете видеть, это перекомпоновка другой конструкции. Частота такая же, как и для фильтра нижних частот, но обратите внимание, что теперь C1 и C2 имеют одно и то же значение, а R2 в два раза больше значения R1. Частота рассчитывается на C1 и R1, и при разработке схем легко запутаться, какие именно значения определяют частоту.

    В обоих случаях почти всегда проще использовать подключенные параллельно конденсаторы и последовательные резисторы, как я показал, поскольку они будут более точными, чем простое удвоение (или уменьшение вдвое) значений — тем более, что стандартные значения не всегда имеют точное удвоение или половинные значения. Любое изменение этих значений сместит реакцию от Баттерворта к ответам Бесселя или Чебышева и изменит частоту.


    Рисунок 18 — Фильтр верхних частот с единичным усилением второго порядка

    Фильтры второго порядка также могут использоваться для полосовой и полосовой фильтрации, но обычно имеют ограниченное применение в аудиосхемах.Иногда они используются в качестве схем выравнивания, и действительно, простые фильтры индуктивности / конденсатора (LC), показанные на рисунке 8, относятся к типам 2-го порядка. Фильтр второго порядка требует наличия двух реактивных элементов, в случае фильтра LC — емкости и индуктивности, а в случае активного фильтра — двух конденсаторов.


    8.4 — кроссоверные сети

    В сочетании фильтры верхних и нижних частот обычно используются для создания электронных кроссоверных сетей. Есть много разных способов сделать это, но наиболее распространенным остается фильтр Баттерворта второго порядка.Хотя они, по сути, не хуже, чем аналог пассивного динамика (но не намного лучше), результаты часто намного лучше. Причины этого подробно обсуждаются в моей статье Bi-Amplification — Not Quite Magic (but Close), и я не буду их здесь повторять.

    Вкратце, использование электронного кроссовера устраняет многие проблемы, с которыми сталкиваются дизайнеры громкоговорителей при проектировании и построении кроссоверной сети. На пассивный кроссовер влияет любая аберрация импеданса драйвера, особенно на частоте кроссовера или около нее.Поскольку электронный кроссовер подает сигнал на отдельный усилитель для каждой полосы частот, взаимодействия нет, и каждый усилитель должен иметь гораздо меньшую полосу пропускания.

    Все кроссоверные сети представляют собой комбинацию фильтров верхних и нижних частот, хотя это не всегда достигается одним и тем же способом. Некоторые кроссоверы используют операционный усилитель в качестве вычитающего усилителя, поэтому вместо использования отдельного фильтра басы (например) вычитаются из основного сигнала, чтобы обеспечить средние и высокие частоты.В качестве альтернативы выходной сигнал средних и высоких частот фильтра вычитается из основного сигнала для разделения низких частот, и эта конфигурация показана ниже. Эти кроссоверы когерентны по фазе (оба выхода всегда синфазны на любой частоте), но асимметричны. Типичный дизайн показан на рисунке 19, и ответ ясно показывает, что спад высоких частот составляет 12 дБ / октаву, а диапазон низких частот — всего 6 дБ / октаву.


    Рисунок 19 — Субтрактивный электронный кроссовер

    Хотя эти сети могут обеспечивать приемлемые результаты для некритичных приложений, необходимо очень внимательно следить за тем, чтобы драйвер, получающий спад на 6 дБ / октаву, мог справиться с повышенными уровнями мощности, создаваемыми такой низкой скоростью спада.Обратите внимание на то, что спад НЧ имеет пики, и что частота кроссовера не совпадает с фактической частотой -3 дБ секции высоких частот. Хотя это выглядит действительно плохо, из-за разницы фаз комбинированная частотная характеристика полностью плоская. С драйверами громкоговорителей это часто бывает не так, особенно при прослушивании вне оси. Из-за этого вычитание кроссовера действительно полезно только там, где система не используется для «критического прослушивания». Я никогда не был поклонником этого типа кроссовера, но схема интересная и показывает универсальность операционных усилителей.По сути, я , а не , предлагаю или рекомендую субтрактивные кроссоверы для чего-либо, кроме экспериментов.

    Вместо того, чтобы показывать здесь множество схем кроссовера, вы можете просмотреть страницы проектов, чтобы увидеть подходящую выборку кроссоверных сетей. Из них 24 дБ / октава Linkwitz-Riley безусловно является лучшим и настоятельно рекомендуется.

    Обратите внимание, как я хитро представил новую конфигурацию операционного усилителя — вычитающий (или разностный) усилитель. Подробнее об этой (и других полезных топологиях) мы поговорим чуть позже.


    8.5 — Полосовые фильтры

    Полосовой фильтр (как отдельный фильтр) обычно не очень полезен при воспроизведении звука. Пройденный частотный диапазон слишком узок, чтобы его можно было использовать для чего-либо, кроме схем выравнивания, или для испытательного и аналитического оборудования. Сказав это, есть много применений полосовых фильтров, которые очень распространены в производстве музыки — синтезатор, гитарные педали вау-вау, вокодер и т. Д.

    Диапазон слишком велик, чтобы охватить какие-либо реальные детали, но мы можем, по крайней мере, взглянуть на фундаментальные принципы, поскольку они являются общими для всех приложений.Два наиболее распространенных параметра, указываемых для полосовых фильтров, — это частота (f o ) и Q (коэффициент качества). Последнее можно инвертировать и называть демпфированием.

    Простой полосовой фильтр, состоящий из двух реактивных элементов, имеет предельный спад 6 дБ / октаву. Когда кто-то смотрит на резонанс, наклон может показаться намного большим, чем это, что справедливо и разумно, поскольку это часто бывает. В конце концов, высокий наклон из-за резонансных эффектов не может быть сохранен, и окончательный наклон составляет 6 дБ / октаву, как показано на рисунке 20.Но ждать! Это статья о конструкции операционных усилителей, и там нет операционных усилителей, только дурацкая катушка индуктивности и конденсатор. Верно, но нам нужно понять концепцию резонанса, прежде чем углубляться в версию схемы для операционных усилителей.

    Активные (с использованием операционных усилителей или транзисторных схем) полосовые и полосовые фильтры могут быть легко созданы, и они рассматриваются в статье «Активные фильтры ESP». Поскольку это введение, здесь показаны только основы.

    Сначала показан параллельный резонанс, и будет очевидно, что сопротивление последовательного резистора составляет 1 кОм, но только 100 Ом для последовательной цепи, показанной ниже.Это было сделано для того, чтобы два графика отклика могли показать полный эффект. Способ настройки любого резонансного контура зависит от того, чего вы пытаетесь достичь, и это только примеры, а не схемы «реального мира».


    Рисунок 20 — Параллельный резонансный контур

    Существует два основных вида резонансного контура — последовательный и параллельный. Когда используются только пассивные компоненты (резистор, катушка индуктивности и конденсатор), последовательный резонансный контур имеет минимальное сопротивление при резонансе, а параллельный резонансный контур имеет максимальное сопротивление.Формула на самом деле немного отличается для каждого (сопротивление катушки слегка изменяет резонансную частоту в параллельном резонансном контуре), но для всех целей и целей следующая формула может использоваться с небольшой ошибкой …

    f o = 1 / (2π × √LC)

    Где f o — резонансная частота, L — индуктивность в Генри, а C — емкость в Фарадах. Любая ошибка, вызванная последовательным сопротивлением катушки, обычно будет меньше, чем ошибка, вызванная допуском компонентов.Например, если катушка, показанная на рисунке 20, имеет сопротивление обмотки 10 Ом, резонансная частота увеличивается менее чем на 1 Гц.

    Резонансная частота — это частота, при которой емкостное и индуктивное реактивные сопротивления равны. В примере на Рисунке 20, только когда Xc (емкостное реактивное сопротивление) и Xl (индуктивное реактивное сопротивление) одинаковы, цепь будет находиться в резонансе. Ниже резонанса индуктивное реактивное сопротивление уменьшается, и большая часть сигнала шунтируется на землю. Выше резонанса конденсатор будет отвечать за шунтирование сигнала на землю.Поскольку в каждом случае есть сопротивление и один конденсатор или катушка индуктивности для обхода сигнала, это однополюсный фильтр и будет иметь спад 6 дБ / октаву. Как показано, реактивные сопротивления в резонансе составляют одну десятую от последовательного сопротивления, поэтому коэффициент добротности фильтра равен 10, но окончательная крутизна спада составляет 6 дБ / октаву. Начальный наклон увеличивается за счет увеличения последовательного сопротивления (и, следовательно, добротности схемы), но в конечном итоге спад вернется к 6 дБ / октава.

    Особенно интересен резонанс серии

    .В резонансе цепь почти замыкается, поэтому входной сигнал будет сильно загружен. На стыке катушки индуктивности и конденсатора может быть напряжение, во много раз превышающее входное. Этот эффект описан ниже. Если имеется достаточный ток, могут быть получены невероятно высокие напряжения, и необходимо тщательно следить за тем, чтобы номинальное напряжение компонентов было достаточно высоким, чтобы выдерживать напряжение. Поскольку законы физики и налоговый инспектор гласят, что мы не можем получить что-то даром, доступный ток очень ограничен в точке высокого напряжения.Схема с очень высокой добротностью будет генерировать гораздо большее напряжение, чем цепь с низкой добротностью. Увеличение напряжения равно добротности схемы.

    При значениях компонентов, показанных на рисунке 21, напряжение на выходе будет около 0,5 мВ в резонансе, но будет 1 В как на катушке индуктивности, так и на конденсаторе. В резонансе реактивные сопротивления конденсатора и катушки индуктивности равны и противоположны, поэтому цепь будет выглядеть почти как короткое замыкание — входной ток ограничен только сопротивлением проводки и импедансом источника.Последовательный резонанс — это несколько «особый» случай, и может пройти некоторое время, прежде чем он станет понятным для вас.

    Максимально возможная добротность LC-фильтра определяется последовательным сопротивлением катушки индуктивности. Q можно уменьшить, добавив сопротивление, но нельзя увеличить. Контур Q определяется реактивным сопротивлением колпачка или катушки при резонансе и последовательным сопротивлением. Добротность параллельного резонансного контура увеличивается на , увеличивая на последовательное сопротивление, а добротность последовательного резонансного контура увеличивается на , уменьшая на последовательное сопротивление.


    Рисунок 21 — Последовательная резонансная цепь

    На очень высоких частотах так называемый «скин-эффект» увеличивает кажущееся сопротивление катушки индуктивности. Скин-эффект заключается в том, что электроны стремятся занять внешнюю часть провода и не распределяются по проводнику равномерно. С увеличением частоты ситуация становится все хуже. Точно так же диэлектрическое поглощение конденсаторов снижает их эффективность и общую добротность. Мы не будем исследовать эти эффекты дальше, поскольку они не связаны со звуковыми частотами в целом и особенно с операционными усилителями.

    Несколько слов о Q. В обоих случаях, описанных выше, резонанс составляет 159 Гц. Реактивное сопротивление катушки индуктивности (Xl) или конденсатора (Xc) на этой частоте составляет 100 Ом, поэтому при последовательном сопротивлении 1 кОм (параллельный резонанс) или последовательном сопротивлении 10 Ом (последовательный резонанс) Q цепи будет равным 10. Резонанс равен определяется как частота, при которой емкостное и индуктивное реактивные сопротивления равны. Реактивное сопротивление можно рассчитать из …

    .
    Xc = 1 / (2π × f × C)
    Xl = 2π × f × L

    Это базовое понимание соотношений необходимо при разработке полосовых и полосовых стоп-фильтров, а также является важной частью процесса проектирования кроссоверных сетей пассивных громкоговорителей.Последние не имеют абсолютно никакого отношения к операционным усилителям, но я подумал, что упомяну об этом.

    Добротность резонансного контура определяет его полосу пропускания. При Q = 10 полоса пропускания указанного выше полосового фильтра составляет 15,9 Гц. Это ставит частоты -3 дБ на 151 Гц и 167 Гц (достаточно близко), поэтому очевидно, что диапазон разрешенных частот очень ограничен. В практической работе со звуком это обычно слишком мало, чтобы быть полезным, поэтому более низкие добротности встречаются гораздо чаще. Это удачно, потому что полосовые фильтры для ОУ с высокой добротностью могут быть сложными в разработке и могут потребоваться операционные усилители с очень высокой полосой пропускания для правильной работы на верхнем конце звукового диапазона.

    Полосовые фильтры (также известные как режекторные фильтры), изготовленные с использованием последовательного резонансного контура, имеют теоретически бесконечную глубину режекции, но на практике это никогда не достигается из-за сопротивления контура (сопротивления катушки индуктивности, сопротивления проводки и т. Д.). Даже умеренный Q может обеспечить узкую выемку, как показано на рисунке 21. Q равно единице, поэтому частоты -3 дБ для выемки составляют 98 Гц и 258 Гц, но глубина выемки может быть больше 60 дБ.

    При использовании на уровнях сигнала катушки индуктивности дороги, громоздки и могут улавливать любые паразитные магнитные поля, вызывая гудение сетевой частоты на пути прохождения сигнала.Это можно исправить, используя один или несколько операционных усилителей, настроенных как гиратор (кратко описано в Части 1). Более полное изучение гираторов доступно в статье Гираторные фильтры. Они почти всегда предпочтительнее использования «настоящих» катушек индуктивности, поскольку они меньше, дешевле, точнее и имеют меньше проблем. Индуктивность также легко регулируется в широком диапазоне, что невозможно с намотанными компонентами на звуковых частотах.


    Часть 1 Часть 3


    Список литературы

    При составлении этой статьи я использовал различные ссылки, большинство из которых основано на моих собственных накопленных знаниях.Часть этих накопленных знаний напрямую связана со следующими публикациями:

    National Semiconductor Linear Applications (I и II), опубликовано National Semiconductor
    National Semiconductor Audio Handbook, издано National Semiconductor
    IC Op-Amp Cookbook — Walter G Jung (1974), опубликовано Howard W. Sams & Co., Inc. ISBN 0-672-20969-1
    Active Filter Cookbook — Don Lancaster (1979), опубликовано Howard W. Sams & Co., Inc. ISBN 0-672-21168-8
    Листы технических данных от National Semiconductor, Texas Instruments, Burr-Brown, Analog Devices, Philips и многих других.

    Рекомендуемая литература

    Операционные усилители для всех — Рон Манчини, главный редактор Texas Instruments, сентябрь 2001 г.


    Основной индекс Указатель статей
    Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, но не ограничиваясь, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 2000. Воспроизведение или повторная публикация любыми способами, электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены. в соответствии с международными законами об авторском праве.Автор (Род Эллиотт) предоставляет читателю право использовать эту информацию только для личного использования, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки.

    Author:

    Добавить комментарий

    Ваш адрес email не будет опубликован.