Что такое регулятор тембра звука. Какие бывают виды регуляторов тембра. Как работают пассивные и активные темброблоки. Какие преимущества у электронных регуляторов тембра. Как собрать простой регулятор тембра своими руками.

Что такое регулятор тембра звука и для чего он нужен

Регулятор тембра звука (темброблок) — это устройство, позволяющее изменять частотные характеристики звукового сигнала. С его помощью можно усиливать или ослаблять определенные частотные диапазоны, корректируя таким образом звучание аудиосистемы.

Основные функции регулятора тембра:

• Компенсация недостатков акустики помещения
• Коррекция частотных характеристик аудиосистемы
• Настройка звучания под индивидуальные предпочтения слушателя
• Адаптация звука под различные музыкальные жанры

Регуляторы тембра используются практически во всех современных аудиосистемах — от портативных колонок до домашних кинотеатров. Они позволяют добиться оптимального звучания в конкретных условиях прослушивания.

Виды регуляторов тембра звука

Существует несколько основных типов регуляторов тембра:

По принципу работы:

• Пассивные — не требуют питания, но ослабляют сигнал
• Активные — усиливают сигнал, но требуют питания

По количеству регулируемых полос:

• Двухполосные — раздельная регулировка низких и высоких частот
• Трехполосные — регулировка низких, средних и высоких частот
• Многополосные — графические эквалайзеры с большим количеством полос

По способу управления:

• Механические — с потенциометрами
• Электронные — с цифровым управлением

Выбор конкретного типа регулятора зависит от требований к качеству звука, особенностей аудиосистемы и бюджета.

Как работает пассивный регулятор тембра

Пассивный регулятор тембра представляет собой систему фильтров, состоящую из резисторов и конденсаторов. Принцип его работы основан на изменении частотной характеристики сигнала за счет ослабления определенных частотных диапазонов.

Основные элементы пассивного темброблока:

• Фильтр низких частот (ФНЧ) — ослабляет высокие частоты
• Фильтр высоких частот (ФВЧ) — ослабляет низкие частоты
• Переменные резисторы — для регулировки степени ослабления

При перемещении движка потенциометра изменяется сопротивление в цепи фильтра, что приводит к изменению частоты среза и степени подавления соответствующего диапазона частот.

Преимущества пассивных регуляторов:

• Простота конструкции
• Отсутствие искажений
• Не требуют питания

Недостатки:

• Ослабление уровня сигнала
• Ограниченный диапазон регулировки

Принцип работы активного регулятора тембра

Активные регуляторы тембра строятся на основе операционных усилителей и активных фильтров. Они позволяют не только ослаблять, но и усиливать определенные частотные диапазоны.

Ключевые особенности активных темброблоков:

• Используют операционные усилители
• Позволяют усиливать и ослаблять сигнал
• Обеспечивают больший диапазон регулировки
• Требуют источника питания

Типовая схема активного регулятора содержит:

• Входной буферный каскад
• Активные фильтры для низких и высоких частот
• Сумматор для объединения сигналов
• Выходной усилитель

За счет применения активных элементов удается добиться большего диапазона регулировки и лучших характеристик по сравнению с пассивными схемами.

Преимущества электронных регуляторов тембра

Электронные регуляторы тембра имеют ряд преимуществ по сравнению с механическими аналогами:

• Отсутствие шумов и «шуршания» при регулировке
• Возможность точной цифровой настройки
• Сохранение и быстрое переключение пресетов
• Дистанционное управление
• Компактные размеры
• Отсутствие механического износа

Электронное управление позволяет реализовать сложные алгоритмы обработки звука, недоступные для аналоговых схем. Например, параметрические эквалайзеры с изменяемой добротностью или многополосные процессоры динамической обработки.

Еще одно преимущество — возможность программного обновления и добавления новых функций без изменения аппаратной части.

Схема простого двухполосного регулятора тембра

Для самостоятельной сборки простого регулятора тембра можно использовать следующую схему:

[Здесь можно было бы разместить схему простого двухполосного регулятора тембра]

Основные компоненты:

• R1, R2 — 10 кОм (входные резисторы)
• C1, C2 — 10 нФ (разделительные конденсаторы)
• R3, R4 — 100 кОм (переменные резисторы для регулировки ВЧ и НЧ)
• C3 — 10 нФ, C4 — 100 нФ (частотозадающие конденсаторы)

Данная схема позволяет регулировать уровень низких и высоких частот в пределах ±10 дБ. Для увеличения диапазона регулировки можно изменить номиналы компонентов.

Как собрать регулятор тембра своими руками

Чтобы самостоятельно собрать простой регулятор тембра, потребуется:

1. Подготовить необходимые компоненты согласно схеме
2. Разработать и изготовить печатную плату
3. Выполнить монтаж компонентов на плату
4. Установить регуляторы в корпус
5. Подключить входные и выходные разъемы
6. Проверить работоспособность устройства

При сборке важно использовать качественные компоненты и соблюдать правила монтажа. Особое внимание следует уделить экранированию входных и выходных цепей для минимизации наводок.

Для настройки готового регулятора потребуется генератор звуковой частоты и осциллограф. С их помощью проверяется диапазон регулировки на разных частотах.

Применение регуляторов тембра в аудиотехнике

Регуляторы тембра широко используются в различных аудиоустройствах:

• Бытовые усилители и ресиверы
• Профессиональные микшерные пульты
• Студийные обрабатывающие процессоры
• Автомобильные аудиосистемы
• Портативные колонки и наушники

В профессиональной аудиотехнике часто применяются многополосные параметрические эквалайзеры, позволяющие выполнять точную коррекцию АЧХ. В бытовых устройствах обычно достаточно простых регуляторов низких и высоких частот.

Современные цифровые регуляторы тембра могут содержать сложные алгоритмы обработки, например:

• Динамические эквалайзеры
• Системы пространственного звучания
• Эмуляторы акустических систем

Это позволяет значительно расширить возможности по настройке звучания аудиосистемы.

Двухполосный темброблок своими руками

Схема темброблока

Изготовление темброблока

Изготовление корпуса

Одноэлементный регулятор звукового тембра — Меандр — занимательная электроника

Порой для подстройки тембра звука необходимо использовать эквалайзеры, которые имеют множество регуляторов. Описанная схема позволяет подстраивать тембр звука всего лишь с помощью одного регулятора.

Рисунок 1. Простая схема одноэлементного регулятора баланса звукового тембра.

Раньше радиоприемники и проигрыватели почти всегда имели регулятор «тембр», который обычно управлял настройкой грубого фильтра нижних частот. В лучшем случае эти регуляторы могли частично компенсировать потери басов из-за плохой мембраны динамика. Более сложные регуляторы, которые были разработаны для более современной аппаратуры, имеют управление низкими/высокими частотами (Baxandall), параметрические и графические эквалайзеры.

Тем не менее, одноэлементный регулятор тембра часто бывает более удобным для точной установки баланса, чем многочисленные, непрактичные и излишние регуляторы.

На рисунке 1 показана простейшая реализация такой схемы, которая, тем не менее, обеспечивает симметричную зависимость и остается гладкой в центре диапазона регулировки. Перемещая регулятор в одном направлении, одновременно усиливаются высокие частоты примерно на 5,5 дБ и срезаются басы на 23 дБ. Перемещая регулятор в противоположном направлении, аналогично усиливаются басы и срезаются высокие частоты. На рисунках 2 и 3 показаны типичные кривые в диапазоне от 20 Гц до 20 кГц в логарифмическом масштабе.

Естественно, что для стерео сигналов схема должна дублироваться, а VR1 должен быть сдвоенным элементом.

Так как схема чисто пассивная, то ее просто добавить в конечную схему. Однако для лучших результатов необходимо, чтобы перед ней был источник с низким импедансом (менее 100 Ом), а после нее схема с высоким импедансом (более 250 кОм). При этих условиях потери на центральной частоте (1 кГц) приблизятся к 6 дБ.

Рисунок 2. Амплитудно-частотная характеристика в зависимости от установки 1 для нижней половины диапазона регулировки

Рисунок 3. Амплитудно-частотная характеристика в зависимости от установки 1 для верхней половины диапазона регулировки

Автор: Дерек Бауэрс (Derek F. Bowers), сотрудник Analog Devices, Сан-Хосе, Калифорния [email protected]

Возможно, вам это будет интересно:

meandr.org

Регулятор громкости, баланса и тембров на TDA1524A.

Регулятор громкости, баланса и тембров на TDA1524A.

Сегодня схемотехника темброблоков делится на две условные группы: аналоговые и цифровые. И довольно много проектов в каждой группе. В этой статье мы с вами рассмотрим нечто среднее — темброблок, в котором регулировка громкости, баланса и тембра осуществляется электронным способом, но не содержит микроконтроллера.
Темброблок собран на микросхеме TDA1524A, который представляет собой двухканальный (стереофонический) регулятор громкости, баланса и тембра низких и высоких частот. Также есть режим loudnes (частотная компенсация). Аналогом TDA1524A является микросхема А1524А от фирмы RFT.
Данный регулятор, на мой взгляд, является простым решением, которое может реализовать на практике начинающий радиолюбитель. Однако, когда меня попросили его собрать, мне не удалось найти готовых рисунков печатной платы, что и явилось причиной написания этой статьи.
Схема не представляет ничего необычного, типовое включение согласно документации.

Регулятор выполнен на односторонней печатной плате.

Ниже фотография собранного регулятора.

В конструкции использованы спаренные переменные резисторы номиналом 100 кОм, секции которых включены параллельно (тип резисторов 16T1 по каталогу Платана). Это обеспечивает более высокую механическую прочность установки резисторов и, в большинстве случаев, позволяет отказаться от дополнительного крепления платы. Плата может держаться в корпусе усилителя (или на передней стенке системного блока) только за счет крепления переменных резисторов.

Файлы:
Печатная плата в формате SL 4.0.

Вопросы, как всегда в Форум.

www.radiokot.ru

Регулятор громкости, тембра и стереобазы – схема

Это статья, как и предыдущая, посвящена постройке самодельного усилителя низкой частоты. В ней описана конструкция блока электронного управления, предназначенного для регулировки громкости, стереобаланса и тембра звукового сигнала.

Самые интересные ролики на Youtube

Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.

Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ.

Самодельный усилитель и колонки для компьютера, плеера или мобильного телефона из доступных деталей. УНЧ, часть 1.

Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.

Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.

Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.

Простые технологии обработки пластмассы и металла. УНЧ, часть 6.

Финальная сборка, наладка и испытание. УНЧ, часть 7.

Какие преимущества у электронных регуляторов по сравнению с механическими?

Главное преимущество применения блока электронных регуляторов в отсутствии необходимости поиска потенциометров с разными передаточными характеристиками, но одинаковыми типоразмерами.

1. Потенциометр типа СП3-4.
2. Потенциометр импортного производства.
3. Потенциометр СП3-33-24 с выводом тонкомпенсации.

Например, для регулятора громкости потребовался бы сдвоенный потенциометр с характеристикой обратной логарифмической, а для регулятора стереобазы – с линейной характеристикой.

Поиск же сдвоенного потенциометра с отводами, для организации тонкомпенсации, и вовсе мог бы не увенчаться успехом.

А при электронной регулировке сигнала, для всех регуляторов можно использовать переменные резисторы с линейной зависимостью. Микросхема сама сформирует нужную передаточную характеристику необходимую для каждого регулятора.

Электронные регуляторы не только упрощают поиск и подбор компонентов, но и снимает проблему, так называемого, «шуршания» потенциометров.

Выбор потенциометров.

Высококачественные потенциометры с линейной зависимостью часто использовались в промышленной аппаратуре прошлых лет, но их применение в аудиотехнике было ограничено именно из-за отсутствия переменных резисторов с нелинейной зависимостью. Сейчас же такие потенциометры можно купить совсем недорого на любом радиорынке по цене в 0,1… 0,3$.

Для регуляторов я подобрал потенциометры типа СП4-1, так как, при сравнительно небольших размерах, они зарекомендовали себя как вполне надёжные изделия.

Диаметр вала выбранных резисторов 3мм, а номинал — 100кОм.

В диапазоне номиналов от 22 до 100 кОм, я снял АЧХ блока регуляторов и никаких отклонений не заметил.

Можно было бы и вовсе отказаться от потенциометров, но тогда управление было бы не таким оперативным, да и возникла бы необходимость хоть в какой-нибудь индикации положения регуляторов.

Так что, я остановился на самом простом, комбинированном электронном регуляторе, сочетающем в себе достоинства электронных регуляторов и удобство механических.

Микросхема TDA1524A.

Блок регуляторов разработан на основе микросхемы TDA1524A. Выбор пал на неё просто потому, что она оказалась одной из микросхем, требующих минимальной обвязки, и её удалось приобрести на местном рынке по разумной, хотя, на мой взгляд, слегка завышенной цене, которая составила 2$.

Микросхема TDA1524 может питаться от напряжения от 7,5 до 16,5 V, при потребляемом токе 15… 56 mA.

Диапазон регулировки по высоким частотам составляет: –15… +15dB (±3dB), а по низким частотам: –19… +17dB (±3dB).

Принципиальная схема блока регуляторов.

Работает регулятор следующим образом. Полезный сигнал поступает на вход микросхемы, где и осуществляется электронная регулировка.

С движков потенциометров, включенных по схеме делителей напряжения, потенциал передаётся в микросхему, которая и производит коррекцию полезного сигнала соответственно с величиной напряжения на движке. Выключатель тонкомпенсации включает или отключает подъём низких частот при малом уровне громкости.

Электрическая схема блока регуляторов.

C1, C5, C6, C12 – 0,1mkF

C2, C9 – 2,2mkF

C3, C10 – 56nF

C4, C11 – 15nF

C7 – 100mkF

C8 – 220nF

R1 – 2,2k

R2, R6, R7, R11 – 47k

R3, R8 – 24k

R4, R9 – 24k

R5, R10 – 200R

IC1 – TDA1524A

Резисторы R4(R9) и R3(R8) представляют собой делитель напряжения на два, который обеспечивает согласование уровня аудио сигнала с предварительным усилителем микросхемы на уровне 250мВ (эфф.). При этом предполагается, что входное номинальное напряжение оконечного усилителя будет 0,5В(эфф).

Конденсаторы C1, C5, C6, C12 устраняют «шуршание» и наводки, которые могут проникнуть в цепи управления.

Конденсаторы C2, C9 – разделительные.

Резисторы R5, R10 защищают выход микросхемы от перегрузки.

Конденсатор C7 – фильтр внутреннего источника питания.

Конденсатор C8 – блокировочный.

Конденсаторы C3, C4, C10, C11 формируют АЧХ темброблока.

Печатная плата.

Данная Печатная Плата (ПП) была сконструирована исходя из имеющихся в наличии потенциометров СП4-1 и выбранного корпуса. При этом ПП крепится не к корпусу УНЧ, а к токоведущим контактам потенциометров, что устраняет необходимость использования соединительного кабеля между регуляторами и ПП.

Отмеченные стрелками отверстия проходят через центры валов потенциометров и могут использоваться для разметки соответствующих отверстий в корпусе усилителя.

Площадь некоторых дорожек ПП была увеличена для повышения надёжности крепления ПП к ножкам потенциометров. Площадь сплошных заливок была видоизменена для получения приемлемого качества при использовании изношенного принтерного картриджа. Подробно об этот технологии можно почитать здесь.

А это уже готовая печатная плата, изготовленная по описанной здесь технологии. Для соединения ПП с другими блоками, в соответствующие отверстия ПП заклёпаны медные штырьки.

Окончательная сборка.

Для точного совмещения валов потенциометров с отверстиями в корпусе усилителя, окончательная пайка была произведена после того, как резисторы были временно закреплены с внешней стороны корпуса. На картинке иллюстрация этого процесса.

В этом окошке можно посмотреть на печатную плату с разных сторон. Потяните изображение курсором или воспользуйтесь кнопками со стрелками.

Тестирование темброблока.

На картинке схема включения блока регуляторов при снятии Амплитудно-Частотных Характеристик (АЧХ).

Я использовал для снятия АЧХ программу «SpectraLAB», как в качестве Генератора Качающейся Частоты (ГКЧ), так и в качестве анализатора спектра.

Правда, пришлось запустить сразу две копии программы. ГКЧ на одном компьютере, а анализатор на другом.

При запуске генератора и анализатора на одном и том же компьютере, из-за малого затухания между входами и выходами моей встроенной аудио карты, погрешность измерения была неприемлемой.

На графике АЧХ блока регуляторов при включённой тонкомпенсации и среднем положении регуляторов ВЧ и НЧ.

АЧХ темброблока, снятая при максимальном подъёме (верхняя кривая) и максимальном завале (нижнаяя кривая) ВЧ и НЧ.

Дополнительные материалы.

Скачать чертёж печатной платы электронного регулятора тембра, громкости и стереобазы в формате LAY (15КБ).

Портативная программа Sprint Layout 6.0 для рисования, редактирования и вывода на печать печатных плат. Интерфейс русский. (4,4МБ).

oldoctober.com

Ламповый темброблок — Страница 17 — Техподдержка для начинающих

Вот, примерно такой пассивный трёхполосный темброблок можно с уверенностью применить на любой ламповый усилитель.

Примерные пределы регулировки

+ — (18 дб) на частоту 30 Гц.

— + (18 дб) на частоте 12 кГц

+ ( 4 -7 дб) на частоте 800 — 1200 ГЦ

Входное сопротивление следующего каскада за темброблоком — желательно — от 500 кОм и более.

Входное сопротивление ( по входу самого темброблока), как можно меньше.

Частота перегиба регулировок — 800 — 1100 Гц

Номиналы резисторов и конденсаторов можно применять близкие по значению.

Пределы регулировки СЧ — можно изменить подбирая R-5, R-7.

Превратить резистор R-6, из группы ( А ), почти — в группу Б — не сложно, подключить любой постоянный резистор, примерно на 1 мОм, на средний и нижний вывод переменного резистора R — 6 ( CЧ ), и подобрать его величину (уложить диапазон регулирования), и регулировка будет более плавной. Номинал который получиться — это примерно 500 кОм вполне достаточно.( экспериментируйте !! )

Переменные резисторы линейные — ( А ), лучше ( Б ), группа ( В ) не очень подходит.

Общий провод темброблока — подключается — строго — в общую точку ( выводов) — лампы,на которую

подаётся сигнал с темброблока ( следующую за ТБ ), и имеет только одну эту «общую» точку.

На «вход» темброблока можно подавать сигнал прямо с предварительной ЛАМПЫ, без разделительного конденсатора, его роль выполняет С-1. Конденсаторы — на рабочее напряжение не менее, чем в схеме питания лампы

Вариант ТБ — моделировался программой Tone Stack Calculator.

Превратить резистор R-6, из группы ( А ), почти — в группу Б — не сложно, подключить любой постоянный резистор, примерно на 1 мОм, на средний и ВЕРХНИЙ вывод переменного резистора R — 6 ( CЧ ), и подобрать его величину (уложить диапазон регулирования), и регулировка будет более плавной. Номинал который получиться — это примерно 500 кОм вполне достаточно.

www.hi-fi.ru