Трехполосный регулятор тембра: Трехполосный регулятор тембра с изменяемой частотой регулирования

Содержание

Пассивный темброблок для усилителя своими руками. Пассивные регуляторы тембра

Представленное ниже устройство обладает хорошим качеством звучания и низким уровнем шумов, а также имеет функцию обхода (прямая АЧХ), в тоже время простота схемы не отпугнет начинающих радиолюбителей. В основу пассивной части схемы входит разработка, описанная E.J.James»ом еще в 1948 году, а все устройство вместе смахивает на работу Baxandall»a образца 1952 года:) Смахивает использованием усилительного каскада, в данном случае ОУ, которым можно поднять амплитуду, «съеденную» (у этого регулятора амплитуда падает в пять раз или -13дБ!) темброблоком. Анализируя широко известные любому радиолюбителю источники (в коих наблюдается некоторая историческая неточность), было принято решение поэкспериментировать с этой вещичкой:

К сожалению, реальные графики АЧХ так и не успел снять, однако приведем результат моделирования в программе Tone Stack Calculator . Данная схема примечательна использованием R5-R6, которые обеспечивают более узкий подъем частот, не затрагивая середину.

Этих резисторов нет в разработке E.J.James»a, поэтому симуляция произойдет без них:). Однако на общее впечатление от графика это не скажется, просто полоса подъема высоких частот будет более широкой.

Но мне хотелось бы большего: ещё больший подъем на НЧ и в особенности ВЧ, так сказать с запасом, хотя в вашем случае все может быть совершенно иначе. Вернее не в вашем случае, а в случае вашей акустики:). К примеру из опыта эксплуатации продукции бердского радиозавода ВЕГА 50АС-106 регулировка низких частот темброблока в RRR УП-001 совсем не подходила, поскольку поднимала лишь область верхнего баса (200-250 Гц, басом это трудно назвать, скорее гул). Однако на акустических системах производства рижского радиозавода Radiotehnika RRR S50b, можно было добиться приемлимого качества звучания. Хотя все это считается баловством, поскольку корректирует лишь впечатление от прослушивания, корректировку АЧХ колонок и, если усилитель ущербен, проводят другими схемотехническими изысканиями, к примеру параметрическими эквалайзерами с регулировками не только по усилению, но и с возможностью перемещения подымаемой частоты и добротности.

Но мы же здесь не собрались исправлять огрехи дорогой акустики?

Итого +6 дБ на основной низкой частоте, и +5 дБ на высокой. Спад -3 дБ в области средних частот решено поднять усилением на ОУ. Признаюсь, стало немного многовато. В схеме поворотом регуляторов трудно добиться ровной АЧХ (вернее совсем не добиться), поэтому решено добавить устройство, отключающее темброблок. Это может оказаться полезным при эксплутации с вашим усилителем более «продвинутого» эквалайзера. Простым замыканием входа и выхода пассивной части или же всего темброблока (в первом случае замыкается конденсатор С3 и как следствие заваливаются верха, во втором — регулировка ВЧ и НЧ сохраняется, правда в небольших пределах) здесь не обойтись. Поэтому можно осуществить элементарную коммутацию на реле с перекидными контактами (типа РЭС-9, РГК-14 и т.д.).

Стоит отдельно затронуть изъезженную тему конденсаторов в блоке тембров. По своему субъективному опыту эксплуатации известного предусилителя Шмелева , в конструкции которого применял незадумываясь керамику импортного производства, широкораспространенную в магазинах, выходной сигнал был насыщен гармониками, что ощущалось на слух. Быть может в слепом тесте этого темброблока с другими конденсаторами я бы этого и не заметил, но тем не менее у меня это глубоко отложилось в памяти. В данной конструкции решил использовать исключительно конденсаторы на бумажной основе. Конечно, здесь я не буду описывать опыт использования импортных конденсаторов за сотни долларов, но как говорится, чем богат:). Из накопленных запасов были вытащены конденсаторы серий БМТ-2, БМ-2 и МБМ.

Итак, при использовании данных конденсаторов, первое что необходимо сделать, это измерить их емкость и осмотреть на внешние повреждения (в особенности для БМТ-2). Среди десятка образцов конденсаторов серии МБМ, 90% имели превышение номинальной емкости на 40-50%, что в двое больше их допуска. Измерение емкости позволяет подобрать конденсаторы в пары для 2-х каналов для обеспечения симметричной регулировки. Первое включение и вердикт — однозначно предпочтительнее использования китайской керамики. К своему стыду, мне не удалось отыскать бумажный конденсатор в цепи ВЧ, поэтому применил конденсатор серии КТК, широко использовался в ламповых телевизовах и прочей аппаратуре. Кроме всего прочего данный конденсатор обладает хорошей термостабильностью. Обкладки из серебра на звуке никак не сказались:) (хотя после пополнения багажа знаний о данном конденсаторе, звук постепенно стал становиться краше и… :)). Графики, которые получилось снять:

Регуляторы повернуты на максимум:


Регуляторы повернуты на минимум:


Схема получившегося устройства:

Характеристики данного темброблока:

  • Коэффициент гармоник, %: не более 0,02.
  • Диапазон регулировки, не менее: НЧ +-16 дБ, ВЧ +-17 дБ.
  • Входной сигнал: ~1V.

Показатели по КГ, сигнал/шум зависят от примененного ОУ. Выбор пал на TL072, (это сдвоенный ОУ фирмы ST) в силу его дешевизны и распространенности. Отлично сюда впишутся и такие операционники, как NE5532, NJM4558, LM358. Поэкспериментировать можно и с одиночными ОУ (с дальшейшей переделкой ПП) TL071, NE5534, КР544УД1,2, К157УД2 (с цепями коррекции) и так далее. С бумажными конденсаторами и ОУ в золотом корпусе, чем не раритет? Для оперативной замены микросхемы (если отдали предпочтение другому ОУ), рекомендуется предварительно установить на соответствующее место панельку DIP-8.

Для питания активной части устройства используется параметрический стабилизатор напряжения на два плеча + и — без использования каких-либо усилительных элементов, поскольку в данной схеме общий ток потребления меньше номинального тока стабилитронов. Для сглаживания остатков пульсаций, вызванных пульсациями блока питания УМЗЧ, в схеме присутствуют два электролита. Их емкость невелика для обеспечения низкой инерционности. Такой небольшой набор дает низкий уровень фона при эксплуатации устройства.

Разумеется, для обеспечения минимального уровня фона этого бывает недостаточно. Снизить фон может помочь заземление корпусов переменных резисторов. У некоторых групп регуляторов для этого есть отдельный вывод (например СП3-33-23). В моем распоряжении оказались широко распространенные резисторы В-группы (для регулировки баланса они не подходят), корпус которых после обработки наждачкой я и заземлил.

Земли свел к одной выбранной точке (корпус регулятора низких частот), откуда направил их земле блока питания УМЗЧ. Фотография устройства и печатная плата:

Размер печатной платы 140х60 мм, здесь можно скачать файлик в формате .lay . Желаю успехов в повторении! .

Обсудить статью ТЕМБРОБЛОК

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:)

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.

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

Предварительный усилитель-темброблок

В качестве него была применена схема, не раз проверенная до этого, которая при своей простоте и доступности деталей показывает довольно хорошие характеристики. Схема (как и все последующие) в своё время была опубликована в журнале «Радио» и затем не раз публиковалась на различных сайтах в интернете:

Входной каскад на DA1 содержит переключатель уровня усиления (-10; 0; +10 дБ), что упрощает согласование всего усилителя с различными по уровню источниками сигнала, а на DA2 собран непосредственно регулятор тембров. Схема не капризна к некоторому разбросу номиналов элементов и не требует никакого налаживания. В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904. Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения). Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах). Конечно, здесь вовсе не обязательно применять именно эту схему, вполне можно, например, сделать не трёхполосный, а обычный (стандартный) двухполосный темброблок. Но не «пассивную» схему, а с каскадами усиления-согласования по входу и выходу на транзисторах или ОУ.

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

— схема, которая была применена мной в этом усилителе, так как частоты раздела полос оказались как раз такие, которые и нужны были «заказчику» — 500 Гц и 5 кГц и ничего пересчитывать не пришлось.

— вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

Как уже писал ваше, выбрал первую схему из-за довольно качественной фильтрации полос и соответствии частот разделения полос заданным. Только на выходах каждого канала (полосы) были добавлены простые регуляторы уровня усиления (как это сделано, например, в третьей схеме, на транзисторах). Регуляторы можно поставить от 30 до 100 кОм. Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос. К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В схему блока фильтров (первая схема из трёх) была добавлена возможность отключения фильтрации по каналам СЧ и ВЧ. Для этого были установлены два кнопочных переключателя типа П2К, с помощью которых просто можно замкнуть точки соединения входов фильтров — R10C9 с их соответствующими выходами — «выход ВЧ» и «выход СЧ». В этом случае по этим каналам идёт полный звуковой сигнал.

Усилители мощности

С выхода каждого канала фильтра сигналы ВЧ-СЧ-НЧ подаются на входы усилителй мощности, которые, также, можно собрать по любой из известных схем в зависимости от необходимой мощности всего усилителя. Я делал УМЗЧ по известной давно схеме из журнала «Радио», №3, 1991 г., стр.51. Здесь даю ссылку на «первоисточник», так как по поводу этой схемы существует много мнений и споров по повод её «качественности». Дело в том, что на первый взгляд это схема усилителя класса «B» с неизбежным присутствием искажений типа «ступенька», но это не так. В схеме применено токовое управление транзисторами выходного каскада, что позволяет избавиться от этих недостатков при обычном, стандартном включении. При этом схема очень простая, не критична к применяемым деталям и даже транзисторы не требует особого предварительного подбора по параметрам К тому же схема удобна тем, что мощные выходные транзисторы можно ставить на один теплоотвод попарно без изолирующих прокладок, так как выводы коллекторов соединены в точке «выхода», что очень упрощает монтаж усилителя:

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) — на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт. Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ). ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Блок питания УНЧ

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме. Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) — трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания. Для СЧ и ВЧ каналов — трансформатор мощностью 350 ватт (взят из сгоревшего ресивера «Ямаха»), выпрямитель — диодная сборка TS6P06G и фильтр — два конденсатора по 25000 мкф х 63 вольт на каждое плечо питания. Все электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы плёночными конденсаторами ёмкостью 1 мкф х 63 вольта.

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания. Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) — запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты:-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта сайт ).

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.


На плате установлены ОУ NE5532P


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


Регуляторы СЧ в крайних положениях


Регуляторы ВЧ 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

Активный темброблок для усилителя. Пассивные регуляторы тембра Темброблок схема с печатной платой

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.


В этой статье вниманию читателей предлагается ряд различных по схемотехнике и функциональным возможностям регуляторов тембра, которые могут быть использованы радиолюбителями при разработке и модернизации звуковоспроизводящей аппаратуры.

Основной недостаток еще недавно популярных активных регуляторов тембра состоит в использовании глубокой частотно-зависимой ООС и больших дополнительных искажениях, вносимых ими в регулируемый сигнал. Вот почему в высококачественной аппаратуре желательно применять пассивные регуляторы. Правда, и они не лишены недостатков. Самый крупный из них — значительное затухание сигнала, соответствующее диапазону регулирования. Но так как глубина регулирования тембра в современной звуковоспроизводящей аппаратуре невелика (не более 8…10 дБ), то в большинстве случаев вводить в тракт сигнала дополнительные каскады усиления не требуется.

Другой, не столь существенный недостаток таких регуляторов — необходимость применения переменных резисторов с экспоненциальной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (группа «В»), обеспечивающих плавное регулирование. Однако простота конструкции и высокие качественные показатели все же склоняют конструкторов к применению именно пассивных регуляторов тембра.

Следует отметить, что эти регуляторы требуют низкого выходного сопротивления предшествующего им каскада и высокого входного сопротивления последующего.

Разработанный английским инженером Баксандалом еще в 1952 г. регулятор тембра стал, пожалуй, самым распространенным частотным корректором в электроакустике. Классический его вариант состоит из образующих мост двух звеньев фильтра первого порядка — низкочастотного R1C1R3C2R2 и высокочастотного C3R5C4R6R7 (рис. 1,а). Аппроксимированные логарифмические ампли-тудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) такого регулятора показаны на рис. 1 ,б. Там же приведены расчетные зависимости для определения постоянных времени точек перегиба ЛАЧХ.

Теоретически максимально достижимая крутизна АЧХ для звеньев первого порядка составляет 6 дБ на октаву, но при практически реализуемых характеристиках из-за незначительного различия частот перегиба (не более декады) и влияния предшествующих и последующих каскадов она не превышает 4…5 дБ на октаву. При регулировании тембра фильтр Баксандала меняет только наклон АЧХ без изменения частот перегиба. Вносимое регулятором на средних частотах затухание определяется соотношением n=R1/R3. Диапазон регулирования АЧХ при этом зависит не только от величины затухания п, но и от выбора частот перегиба частотной характеристики, поэтому для его увеличения частоты перегиба устанавливают в области средних частот, что, в свою очередь, чревато взаимным влиянием регулировок.

В традиционном варианте рассматриваемого регулятора R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. При этом достигается приблизительное совпадение частот перегиба АЧХ в области ее подъема и спада (в общем случае они различны), что обеспечивает относительно симметричное регулирование АЧХ (спад даже в этом случае неизбежно получается более крутым и протяженным). При обычно используемом п=10 (для этого случая указаны минимальные значения номиналов элементов на рис. 1,а-3,а) и выборе частот раздела вблизи 1 кГц регулирование тембра на частотах 100 Гц и 10 кГц относительно частоты 1 кГц составляет ±14…18дБ. Как отмечалось выше, для достижения плавного регулирования переменные резисторы R2, R7 должны иметь экспоненциальную характеристику регулирования (группа «В») и, кроме того, для получения линейной АЧХ в среднем положении движков регуляторов соотношение сопротивлений верхнего и нижнего (по схеме) участков переменных резисторов также должно быть равно п. При «хайэндовском» п=2…3, что соответствует диапазону регулирования ±4…8 дБ, вполне допустимо использовать переменные резисторы с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (группа «А»), но при этом несколько огрубляется регулировка в области спада АЧХ и растягивается в области подъема, а плоская АЧХ получается отнюдь не в среднем положении движков регуляторов. С другой стороны, сопротивление секций сдвоенных переменных резисторов с линейной зависимостью лучше согласовано, что уменьшает рассогласование АЧХ каналов стереофонического усилителя, так что неравномерное регулирование в этом случае можно считать допустимым.

Наличие резистора R4 не принципиально, его назначение — снизить взаимное влияние звеньев и сблизить частоты перегиба АЧХ в области высших звуковых частот. Как правило, R4= =(0,3…1,2)»R1. Как показано ниже, от него в ряде случаев можно вообще отказаться. Для снижения влияния на регулятор предшествующих и последующих каскадов их выходное Rвых и входное Rвх сопротивления должны быть соответственно RвыхR2.

Приведенный «базовый»вариант регулятора применяется обычно в радиоаппаратуре высокого класса. В бытовой аппаратуре используют несколько упрощенный вариант (рис. 2,а). Аппроксимированные логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) такого регулятора приведены на рис. 2,6. Упрощение его высокочастотного звена привело к некоторой расплывчатости регулирования в области высших частот и к более заметному влиянию предшествующего и последующего каскадов на АЧХ в этой области.


Pиc.2

Подобный корректор при п=2 (с переменными резисторами группы «А») был особенно популярен в простых любительских усилителях конца 60-х — начала 70-х годов (главным образом, из-за малого затухания), но вскоре величина п возросла до привычных сегодня значении. Все сказанное выше относительно диапазона регулирования, согласования и выбора регуляторов справедливо и для упрощенного варианта корректора.

Если отказаться от требования симметричного регулирования АЧХ на участках их подъема и спада (кстати, необходимость спада практически не возникает), то можно еще более упростить схему (рис. 3,а). Приведенные на рис. З.б ЛАЧХ регулятора соответствуют крайним положениям движков резисторов R2, R4. Достоинство такого регулятора — простота, но поскольку все его характеристики взаимосвязаны, для удобства регулирования целесообразно выбирать п=3…10. С ростом п крутизна подъема растет, а спада — снижается. Все сказанное выше о традиционных вариантах корректора Баксандала в полной мере относится и к этому, предельно упрощенному варианту.


Pиc.3

Однако схема регулятора тембра Баксандала и ее варианты — отнюдь не единственная возможная реализация пассивного двухполосного регулятора тембра. Вторая группа регуляторов выполнена не на базе мостов, а на базе частотно-зависимого делителя напряжения. В качестве примера изящного схемотехнического решения регулятора можно привести темброблок, в свое время использовавшийся в различных вариациях в ламповых усилителях электрогитар. «Изюминкой» данного регулятора является изменение частот перегиба АЧХ в процессе регулирования тембра, что приводит к интересным эффектам в звучании «классической» электрогитары. Базовая его схема изображена на рис. 4,а, а аппроксимированные ЛАЧХ — на рис. 4,6. Там же приведены расчетные зависимости для определения постоянных времени точек перегиба.


Pиc.4

Нетрудно заметить, что регулировка в области низших звуковых частот изменяет частоты перегиба, не меняя наклон АЧХ. Когда движок переменного резистора R4 находится в нижнем (по схеме) положении, АЧХ на низших частотах линейна. При перемещении же движка вверх на ней появляется подъем, причем точка перегиба в процессе регулирования сдвигается в область более низких частот. При дальнейшем перемещении движка верхняя (по схеме) секция резистора R4 начинает шунтировать резистор R2, что вызывает сдвиг высокочастотной точки перегиба в область более высоких частот. Таким образом, при регулировании подъем низких частот дополняется спадом средних. Регулятор высших звуковых частот представляет собой простейший фильтр первого порядка и особенностей не имеет.

На базе этой схемы можно построить несколько вариантов темброблоков, позволяющих регулировать АЧХ в области низших и высших частот. Причем в области низших частот возможен и подъем, и спад АЧХ, а на высших — только подъем.

Вариант темброблока с регулированием частоты перегиба АЧХ в низкочастотной области показан на рис. 5,а, его ЛАЧХ — на рис. 5,6. Резистор R2 регулирует частоту перегиба АЧХ, a R5 — ее наклон. Совместное действие регуляторов позволяет получить значительные пределы и большую гибкость регулирования.


Pиc.5

Схема упрощенного варианта темброблока приведена на рис. 6,а, его ЛАЧХ — на рис. 6,6. Он представляет собой, в сущности, гибрид низкочастотного звена темброблока, показанного на рис. 3,а, и высокочастотного звена темброблока, показанного на рис.4,а.


Pиc.6

Объединив функции регулирования АЧХ в низкочастотной и высокочастотной областях, можно получить простой комбинированный регулятор тембра с одним органом управления, весьма удобный для применения в радиоприемной и автомобильной аппаратуре. Его принципиальная схема показана на рис. 7,а и ЛАЧХ — на рис. 7,6. В нижнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 АЧХ близка к линейной во всем диапазоне частот. При перемещении.его вверх появляется подъем на низших частотах, причем низкочастотная точка перегиба в процессе регулирования сдвигается в область более низших частот. При дальнейшем перемещении движка верхняя (по схеме) секция резистора R1 включает в работу конденсатор С1, что приводит к подъему высших частот.


Pиc.7

При замене переменного резистора R1 переключателем (рис. 8,а и 8,6) рассмотренный регулятор превращается в простейший тон-регистр (положение 1 — classic; 2 — jazz; 3 — rock), популярный в 50-х — 60-х годах и вновь используемый в эквалайзерах магнитол и музыкальных центров в 90-х.


Pиc.8

Несмотря на то что о регулировании тембра, казалось бы, все давно уже сказано, многообразие пассивных корректирующих цепей не исчерпывается предложенными вариантами. Немало забытых схемотехнических решений переживают сейчас второе рождение на новом качественном уровне. Весьма перспективен, например, регулятор громкости с раздельной регулировкой тонкомпенсации по низким и высоким частотам [З].

ЛИТЕРАТУРА
1. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике (пер. с нем.). — М.: Мир, 1991, с. 151-153.
2. Крылов Г. Широкополосный УНЧ. — Радио, 1973, N 9, c.56,57.
3. Шихатов А. Комбинированный блок регулирования АЧХ. — Радио, 1993, N 7, с. 16.

Список радиоэлементов
Обозначение Тип Номинал Количество Примечание Магазин Мой блокнот
Вариант 1
C1 Конденсатор 0.022 мкФ 1 В блокнот
C2 Конденсатор 0.22 мкФ 1 В блокнот
C3 Конденсатор 0.015 мкФ 1 В блокнот
C4 Конденсатор 0.15 мкФ 1 В блокнот
R1, R5 Резистор

4.7 кОм

2 В блокнот
R2, R7 Переменный резистор 47 кОм 2 В блокнот
R3, R6 Резистор

470 Ом

2 В блокнот
R4 Резистор

3.3 кОм

1 В блокнот
Вариант 2
C1, C4 Конденсатор 0.022 мкФ 2 В блокнот
C2 Конденсатор 0.22 мкФ 1 В блокнот
C3 Конденсатор 2200 пФ 1 В блокнот
R1 Резистор

4.7 кОм

1 В блокнот
R2, R5 Переменный резистор 47 кОм 2 В блокнот
R3 Резистор

470 Ом

1 В блокнот
R4 Резистор

3.3 кОм

1 В блокнот
Вариант 3
C1 Конденсатор 0.22 мкФ 1 В блокнот
C2 Конденсатор 2200 пФ 1 В блокнот
R1 Резистор

4.7 кОм

1 В блокнот
R2, R4 Переменный резистор 47 кОм 2 В блокнот
R3 Резистор

470 Ом

1 В блокнот
Вариант 4
C1 Конденсатор 0.01 мкФ 1 В блокнот
C2 Конденсатор 270 пФ 1 В блокнот
R1 Резистор

100 кОм

1 В блокнот
R2 Резистор

10 кОм

1 В блокнот
R3, R4 Переменный резистор 220 кОм 2 В блокнот
Вариант 5
C1 Конденсатор 0.1 мкФ 1 В блокнот
C2 Конденсатор 270 пФ 1 В блокнот
R1 Резистор

100 кОм

1 В блокнот
R2, R4, R5 Переменный резистор 220 кОм 3 В блокнот
R3 Резистор

10 кОм

1 В блокнот
Вариант 6
C1 Конденсатор 0.1 мкФ 1

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике «темброблок» на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .

Что такое «темброблок» и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина «темброблок».

Предлагаемая автором конструкция регулятора тембра используется в составе звуковоспроизводящего комплекса вместе с УМЗЧ, описанным в статье «Сверхлинейный УМЗЧ класса High-End на транзисторах» … Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса пред назначена для применения в переносной и стационарной звуковое производящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы КА2107… Применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных входа… Микросхема LM1040 применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио- и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных… Применяется в стационарной и переносной звуковой аппаратуре среднего и высокого класса. Особенности: 4 высокоомных выхода; тон для каждого канала независимо устанавливается внешними… Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса предназначена для применения в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы TDA1524 приведено в таблице, а основные… Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса предназначена для применения в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы ТА7630 приведено в таблице, а основные технические… Микросхема КР174ХА53 выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. КР174ХА53 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемников; кассетных, CD- и MINIDISC-плееров… Микросхема КР174ХА54 выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. КР1 74ХА54 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемников; кассетных, CD- и MINIDISC-плееров… К548УН1 — на основе этой микросхемы собраны два варианта схем самодельных регуляторов тембра. В первом из них (рис. а) для изменения АЧХ на низших и высших частотах использован пассивный мостовой регулятор, а микросхема обеспечивает компенсацию вносимого им ослабления на средних частотах. Второе устройство (рис. б)… В отличие от традиционных регуляторов, изменяющих АЧХ усилительного тракта на низших и высших частотах, параметрический регулятор позволяет смещать частоты изгиба АЧХ в довольно широких пределах. По функциональным возможностям такой регулятор тембра приближается к многополосному, но… Предварительный усилитель на микросхеме К140УД1Б предназначен для работы в тракте высококачественного звуковоспроизведения сигналов от различных источников программ. Его целесообразно использовать с усилителем мощности чувствительностью 0,5… 1 В с входным сопротивлением не менее 10…20… Схема предварительного усилителя на микросхеме К284СС2, предназначен для усиления сигналов от различных источников программ. Отличительная особенность устройства — возможность частотной коррекции усиливаемого сигнала в отдельных полосах частот. Усилитель собран на гибридной микросхеме… Схема самодельного предварительного усилителя, предназначен для работы с высококачественным стереофоническим усилителем мощности чувствительностью 0,75… 1 В. Каждый из каналов предварительного усилителя состоит из истокового повторителя на полевом транзисторе V1 и активных регуляторов громкости и тембра,… 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… В аудиотехнике широко применяются фильтры для разделения всего спектрапоступающего на вход усилителя аудиосигнала на несколько полос. Это нужно, если в системе предусмотрена многоканальная, многополосная схема обработки аудиосигнала, например, чтобы выделить общий низкочастотный монофонический… 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 … Рассмотрена принципиальная схема самодельного трехполосного регулятора тембра, который выполнен с применением ОУ TL082. Данный активный темброблок подойдет для применения в составе УМЗЧ или же как отдельный модуль в составе самодельной звуковоспроизводящей аппаратуры. Доступные на рынке… Принципиальная схема самодельного эквалайзера на 10 полос, построен на основе операционных усилителей. Эквалайзер предназначен для регулировки частотной характеристики УНЧ, в котором он применяется, в десяти полосах с центральными частотами: 32 Гц, 64 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 … Принципиальная схема высококачественного усилителя мощности на 10 Ватт с темброблоком на микросхемах LM1036N, STK436. Усилитель предназначаем для воспроизведения аудиосигнала с выхода различной аппаратуры, от старого проигрывателя виниловых дисков (с пьезоэлектрическим звукоснимателем) до…

Представленное ниже устройство обладает хорошим качеством звучания и низким уровнем шумов, а также имеет функцию обхода (прямая АЧХ), в тоже время простота схемы не отпугнет начинающих радиолюбителей. В основу пассивной части схемы входит разработка, описанная E.J.James»ом еще в 1948 году, а все устройство вместе смахивает на работу Baxandall»a образца 1952 года:) Смахивает использованием усилительного каскада, в данном случае ОУ, которым можно поднять амплитуду, «съеденную» (у этого регулятора амплитуда падает в пять раз или -13дБ!) темброблоком. Анализируя широко известные любому радиолюбителю источники (в коих наблюдается некоторая историческая неточность), было принято решение поэкспериментировать с этой вещичкой:

К сожалению, реальные графики АЧХ так и не успел снять, однако приведем результат моделирования в программе Tone Stack Calculator . Данная схема примечательна использованием R5-R6, которые обеспечивают более узкий подъем частот, не затрагивая середину. Этих резисторов нет в разработке E.J.James»a, поэтому симуляция произойдет без них:). Однако на общее впечатление от графика это не скажется, просто полоса подъема высоких частот будет более широкой.

Но мне хотелось бы большего: ещё больший подъем на НЧ и в особенности ВЧ, так сказать с запасом, хотя в вашем случае все может быть совершенно иначе. Вернее не в вашем случае, а в случае вашей акустики:). К примеру из опыта эксплуатации продукции бердского радиозавода ВЕГА 50АС-106 регулировка низких частот темброблока в RRR УП-001 совсем не подходила, поскольку поднимала лишь область верхнего баса (200-250 Гц, басом это трудно назвать, скорее гул). Однако на акустических системах производства рижского радиозавода Radiotehnika RRR S50b, можно было добиться приемлимого качества звучания. Хотя все это считается баловством, поскольку корректирует лишь впечатление от прослушивания, корректировку АЧХ колонок и, если усилитель ущербен, проводят другими схемотехническими изысканиями, к примеру параметрическими эквалайзерами с регулировками не только по усилению, но и с возможностью перемещения подымаемой частоты и добротности. Но мы же здесь не собрались исправлять огрехи дорогой акустики?

Итого +6 дБ на основной низкой частоте, и +5 дБ на высокой. Спад -3 дБ в области средних частот решено поднять усилением на ОУ. Признаюсь, стало немного многовато. В схеме поворотом регуляторов трудно добиться ровной АЧХ (вернее совсем не добиться), поэтому решено добавить устройство, отключающее темброблок. Это может оказаться полезным при эксплутации с вашим усилителем более «продвинутого» эквалайзера. Простым замыканием входа и выхода пассивной части или же всего темброблока (в первом случае замыкается конденсатор С3 и как следствие заваливаются верха, во втором — регулировка ВЧ и НЧ сохраняется, правда в небольших пределах) здесь не обойтись. Поэтому можно осуществить элементарную коммутацию на реле с перекидными контактами (типа РЭС-9, РГК-14 и т.д.).

Стоит отдельно затронуть изъезженную тему конденсаторов в блоке тембров. По своему субъективному опыту эксплуатации известного предусилителя Шмелева , в конструкции которого применял незадумываясь керамику импортного производства, широкораспространенную в магазинах, выходной сигнал был насыщен гармониками, что ощущалось на слух. Быть может в слепом тесте этого темброблока с другими конденсаторами я бы этого и не заметил, но тем не менее у меня это глубоко отложилось в памяти. В данной конструкции решил использовать исключительно конденсаторы на бумажной основе. Конечно, здесь я не буду описывать опыт использования импортных конденсаторов за сотни долларов, но как говорится, чем богат:). Из накопленных запасов были вытащены конденсаторы серий БМТ-2, БМ-2 и МБМ.

Итак, при использовании данных конденсаторов, первое что необходимо сделать, это измерить их емкость и осмотреть на внешние повреждения (в особенности для БМТ-2). Среди десятка образцов конденсаторов серии МБМ, 90% имели превышение номинальной емкости на 40-50%, что в двое больше их допуска. Измерение емкости позволяет подобрать конденсаторы в пары для 2-х каналов для обеспечения симметричной регулировки. Первое включение и вердикт — однозначно предпочтительнее использования китайской керамики. К своему стыду, мне не удалось отыскать бумажный конденсатор в цепи ВЧ, поэтому применил конденсатор серии КТК, широко использовался в ламповых телевизовах и прочей аппаратуре. Кроме всего прочего данный конденсатор обладает хорошей термостабильностью. Обкладки из серебра на звуке никак не сказались:) (хотя после пополнения багажа знаний о данном конденсаторе, звук постепенно стал становиться краше и… :)). Графики, которые получилось снять:

Регуляторы повернуты на максимум:


Регуляторы повернуты на минимум:


Схема получившегося устройства:

Характеристики данного темброблока:

  • Коэффициент гармоник, %: не более 0,02.
  • Диапазон регулировки, не менее: НЧ +-16 дБ, ВЧ +-17 дБ.
  • Входной сигнал: ~1V.

Показатели по КГ, сигнал/шум зависят от примененного ОУ. Выбор пал на TL072, (это сдвоенный ОУ фирмы ST) в силу его дешевизны и распространенности. Отлично сюда впишутся и такие операционники, как NE5532, NJM4558, LM358. Поэкспериментировать можно и с одиночными ОУ (с дальшейшей переделкой ПП) TL071, NE5534, КР544УД1,2, К157УД2 (с цепями коррекции) и так далее. С бумажными конденсаторами и ОУ в золотом корпусе, чем не раритет? Для оперативной замены микросхемы (если отдали предпочтение другому ОУ), рекомендуется предварительно установить на соответствующее место панельку DIP-8.

Для питания активной части устройства используется параметрический стабилизатор напряжения на два плеча + и — без использования каких-либо усилительных элементов, поскольку в данной схеме общий ток потребления меньше номинального тока стабилитронов. Для сглаживания остатков пульсаций, вызванных пульсациями блока питания УМЗЧ, в схеме присутствуют два электролита. Их емкость невелика для обеспечения низкой инерционности. Такой небольшой набор дает низкий уровень фона при эксплуатации устройства.

Разумеется, для обеспечения минимального уровня фона этого бывает недостаточно. Снизить фон может помочь заземление корпусов переменных резисторов. У некоторых групп регуляторов для этого есть отдельный вывод (например СП3-33-23). В моем распоряжении оказались широко распространенные резисторы В-группы (для регулировки баланса они не подходят), корпус которых после обработки наждачкой я и заземлил. Земли свел к одной выбранной точке (корпус регулятора низких частот), откуда направил их земле блока питания УМЗЧ. Фотография устройства и печатная плата:

Размер печатной платы 140х60 мм, здесь можно скачать файлик в формате .lay . Желаю успехов в повторении! .

Обсудить статью ТЕМБРОБЛОК

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.

Регуляторы тембра, эквалайзеры

Регуляторы тембра

Описаны различные регуляторы выполненные на транзисторах.

«В помощь радиолюбителю»

1970

36

Зыков Н.

Блок регуляторов тембра высококачественного усилителя НЧ

(Дополнения в №3, 5 1977г стр.62). 4-х полосный с катушками индуктивности. КП305Ж, КТ301Дх3, ГТ308Б

«Радио»

1974

5

Стародуб Д.

Многополосные регуляторы тембра

(Продолжение в №5 1978г стр.40). Рассмотрены различные регуляторы, приведены практические схемы

«Радио»

1978

4

Зыков Н.

Многополосные регуляторы тембра на ОУ

(Дополнения в №9 1981г. стр.71). Приведен расчет и две практические схемы на ОУ К140УД8Б

«Радио»

1980

10

Касметлиев В.

Приставка — регулятор тембра

(Дополнения в ВРЛ №72). 4-х полосный эквалайзер на индуктивностях.

«В помощь радиолюбителю»

1980

69

Крейдич С.

Входной блок усилителя НЧ

(Дополнения в №6 1983г стр.63). Коммутатор входов, регуляторы громкости, баланса, 4-х полосный эквалайзер. На ОУ К140УД1Б

«Радио»

1982

12

Крейдич С.

Пятиполосный активный…

(Дополнения в №4 1983г стр.62, в №6 1984г стр.62). Описан пятиполосный эквалайзер, выполненный на транзисторах. Приведен вариант схемы на ОУ

«Радио»

1982

7

Галченков Л.

Регулятор тембра с изменяемыми частотами перегиба

К140УД7х2. КТ315Гх4, КТ361Гх4

«В помощь радиолюбителю»

1987

98

Мосягин В.

Темброблок с электронным управлением

На МС К174УН10

«Радио»

1987

11

Смирнов А.

Восьмиполосный стереофонический эквалайзер

На К157УД2х12

«В помощь радиолюбителю»

1988

101

Бурштейн Ю.

Графический эквалайзер

10-ти полосный. на К157УД2

«Радио»

1988

2

Козлов А.

Регулятор громкости и тембра современного стереокомплекса

«Радиолюбитель»

1992

10

Петров А.

Трехполосный регулятор тембра

К553УД2

«Радиолюбитель»

1992

11

Тарасенко С.

Эквалайзер

(Дополнения в №2 1994г стр.41). Описан 8-ми полосный эквалайзер на К157УД2

«Радио»

1993

1

Нечаев И. (UA3WIA)

Шестиполосный эквалайзер

На К157УД2

«Радиоконструктор»

1994

5

Нет автора

Параметрический эквалайзер

(Дополнение в №4 2001г.). Описан пятиполосный эквалайзер на ОУ

«Радио»

1998

6

Старостенко М.

Пассивные регуляторы тембра

Приведены описания различных схем регуляторов.

«Радио»

1999

1

Шихатов А.

Эквалайзеры звуковых сигналов

(Продолжение в №9 2000г, дополнение в №11 2001г.). Приведены схемы на BA3822LS (5 полос) и LS2009 (10 полос), BA3842Fи TEA6360

«Радио»

2000

8

Брылов В.

10-полосный эквалайзер

На BA3822L

«Радиолюбитель»

2001

3

Роговский Д.

Еще раз о многополосных частотных эквалайзерах

Расчетные формулы, практические схемы на ОУ.

«Радиолюбитель»

2001

4

Костов Д.

Предварительный усилитель с эквалайзером

6-ти полосный эквалайзер, на К1401УД2Ах2.

«Радиоконструктор»

2002

2

Соколов Э.

Предусилитель с регулятором тембра

7 транзисторов.

«Радиомир»

2002

9

Костов Д.

Предусилитель с эквалайзером

6 полос, на К1401УД2.

«Радиоконструктор»

2002

1

Камышин А.

Темброблок с фиксированными настройками

(ДУ тембоблока в №8 2004г. стр.18, дополнение в №1 2005г.). Однокнопочное управление. На К561ИЕ8, К561ЛН2, К1561КП1, TDA1524A (К176ХА48),

«Радио»

2003

9

Потачин И.

Параметрический эквалайзер для модульного пульта

На счетверенных ОУ TL074, TL084

«Радио»

2004

7

Кузнецов Э.

Пятиполосный эквалайзер для трансивера

На TA7796P

«Радио»

2004

12

Schneider M.

Регулятор громкости и тембра с управлением от ПДУ

(Дополнения в №5 2006г. стр.21). На TDA7313, управление микроконтроллером AT89C2051

«Радио»

2005

9

Добржинский А.

Предварительный УЗЧ с дискретными регулировками

Управление TDA1524 выполненное на КМОП микросхемах (К561ИЕ11х2, К561ТЛ2х2)

«Радио»

2006

6

Озолин М.

Предусилитель — эквалайзер

Приведено описание простого предусилителя с трехполосным эквалайзером на К1401УД2А

«Радиоконструктор»

2007

1

Горчук Н.

Электронный темброблок. Самодельный усилитель с темброблоком для смартфона или плеера (TDA2003). Блок питания УНЧ

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:)

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.

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.

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике «темброблок» на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .

Что такое «темброблок» и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина «темброблок».

Предлагаемая автором конструкция регулятора тембра используется в составе звуковоспроизводящего комплекса вместе с УМЗЧ, описанным в статье «Сверхлинейный УМЗЧ класса High-End на транзисторах» … Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса пред назначена для применения в переносной и стационарной звуковое производящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы КА2107… Применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных входа… Микросхема LM1040 применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио- и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных… Применяется в стационарной и переносной звуковой аппаратуре среднего и высокого класса. Особенности: 4 высокоомных выхода; тон для каждого канала независимо устанавливается внешними… Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса предназначена для применения в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы TDA1524 приведено в таблице, а основные… Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса предназначена для применения в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы ТА7630 приведено в таблице, а основные технические… Микросхема КР174ХА53 выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. КР174ХА53 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемников; кассетных, CD- и MINIDISC-плееров… Микросхема КР174ХА54 выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. КР1 74ХА54 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемников; кассетных, CD- и MINIDISC-плееров… К548УН1 — на основе этой микросхемы собраны два варианта схем самодельных регуляторов тембра. В первом из них (рис. а) для изменения АЧХ на низших и высших частотах использован пассивный мостовой регулятор, а микросхема обеспечивает компенсацию вносимого им ослабления на средних частотах. Второе устройство (рис. б)… В отличие от традиционных регуляторов, изменяющих АЧХ усилительного тракта на низших и высших частотах, параметрический регулятор позволяет смещать частоты изгиба АЧХ в довольно широких пределах. По функциональным возможностям такой регулятор тембра приближается к многополосному, но… Предварительный усилитель на микросхеме К140УД1Б предназначен для работы в тракте высококачественного звуковоспроизведения сигналов от различных источников программ. Его целесообразно использовать с усилителем мощности чувствительностью 0,5… 1 В с входным сопротивлением не менее 10…20… Схема предварительного усилителя на микросхеме К284СС2, предназначен для усиления сигналов от различных источников программ. Отличительная особенность устройства — возможность частотной коррекции усиливаемого сигнала в отдельных полосах частот. Усилитель собран на гибридной микросхеме… Схема самодельного предварительного усилителя, предназначен для работы с высококачественным стереофоническим усилителем мощности чувствительностью 0,75… 1 В. Каждый из каналов предварительного усилителя состоит из истокового повторителя на полевом транзисторе V1 и активных регуляторов громкости и тембра,… 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… В аудиотехнике широко применяются фильтры для разделения всего спектрапоступающего на вход усилителя аудиосигнала на несколько полос. Это нужно, если в системе предусмотрена многоканальная, многополосная схема обработки аудиосигнала, например, чтобы выделить общий низкочастотный монофонический… 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 … Рассмотрена принципиальная схема самодельного трехполосного регулятора тембра, который выполнен с применением ОУ TL082. Данный активный темброблок подойдет для применения в составе УМЗЧ или же как отдельный модуль в составе самодельной звуковоспроизводящей аппаратуры. Доступные на рынке… Принципиальная схема самодельного эквалайзера на 10 полос, построен на основе операционных усилителей. Эквалайзер предназначен для регулировки частотной характеристики УНЧ, в котором он применяется, в десяти полосах с центральными частотами: 32 Гц, 64 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 … Принципиальная схема высококачественного усилителя мощности на 10 Ватт с темброблоком на микросхемах LM1036N, STK436. Усилитель предназначаем для воспроизведения аудиосигнала с выхода различной аппаратуры, от старого проигрывателя виниловых дисков (с пьезоэлектрическим звукоснимателем) до…

Недавно обратился некий человек с просьбой собрать ему усилитель достаточной мощности и раздельными каналами усиления по низким, средним и высоким частотам. до этого не раз уже собирал для себя в качестве эксперимента и, надо сказать, эксперименты были весьма удачными. Качество звучания даже недорогих колонок не очень высокого уровня заметно при этом улучшается по сравнению, например, с вариантом применения пассивных фильтров в самих колонках. К тому же появляется возможность довольно легко менять частоты раздела полос и коэффициент усиления каждой отдельно взятой полосы и, таким образом, проще добиться равномерной АЧХ всего звукоусилительного тракта. В усилителе были применены готовые схемы, которые до этого не раз были опробованы в более простых конструкциях.

Структурная схема

На рисунке ниже показана схема 1 канала:

Как видно из схемы, усилитель имеет три входа, один из которых предусматривает простую возможность добавления предусилителя-корректора для проигрывателя винила (при такой необходимости), переключатель входов, предварительный усилитель-тембролок (также трёхполосный, с регулировкой уровней ВЧ/СЧ/НЧ), регулятор громкости, блок фильтров на три полосы с регулировкой уровня усиления каждой полосы с возможностью отключения фильтрации и блок питания для оконечных усилителей большой мощности (нестабилизированный) и стабилизатор для «слаботочной» части (предварительные каскады усиления).

Предварительный усилитель-темброблок

В качестве него была применена схема, не раз проверенная до этого, которая при своей простоте и доступности деталей показывает довольно хорошие характеристики. Схема (как и все последующие) в своё время была опубликована в журнале «Радио» и затем не раз публиковалась на различных сайтах в интернете:

Входной каскад на DA1 содержит переключатель уровня усиления (-10; 0; +10 дБ), что упрощает согласование всего усилителя с различными по уровню источниками сигнала, а на DA2 собран непосредственно регулятор тембров. Схема не капризна к некоторому разбросу номиналов элементов и не требует никакого налаживания. В качестве ОУ можно применить любые микросхемы, применяемые в звуковых трактах усилителей, например здесь (и в последующих схемах) пробовал импортные ВА4558, TL072 и LM2904. Подойдёт любая, но лучше, конечно, выбирать варианты ОУ с возможно меньшим уровнем собственного шума и высоким быстродействием (коэффициентом нарастания входного напряжения). Эти параметры можно посмотреть в справочниках (даташитах). Конечно, здесь вовсе не обязательно применять именно эту схему, вполне можно, например, сделать не трёхполосный, а обычный (стандартный) двухполосный темброблок. Но не «пассивную» схему, а с каскадами усиления-согласования по входу и выходу на транзисторах или ОУ.

Блок фильтров

Схем фильтров, также, при желании можно найти множество, так как публикаций на тему многополосных усилителей сейчас достаточно. Для облегчения этой задачи и просто для примера, я приведу здесь несколько возможных схем, найденных в различных источниках:

— схема, которая была применена мной в этом усилителе, так как частоты раздела полос оказались как раз такие, которые и нужны были «заказчику» — 500 Гц и 5 кГц и ничего пересчитывать не пришлось.

— вторая схема, попроще на ОУ.

И ещё одна возможная схема, на транзисторах:

Как уже писал ваше, выбрал первую схему из-за довольно качественной фильтрации полос и соответствии частот разделения полос заданным. Только на выходах каждого канала (полосы) были добавлены простые регуляторы уровня усиления (как это сделано, например, в третьей схеме, на транзисторах). Регуляторы можно поставить от 30 до 100 кОм. Операционные усилители и транзисторы во всех схемах можно заменить на современные импортные (с учётом цоколёвки!) для получения лучших параметров схем. Никакой настройки все эти схемы не требуют, если не требуется изменить частоты раздела полос. К сожалению, дать информацию по пересчёту этих частот раздела я не имею возможности, так как схемы искались для примера «готовые» и подробных описаний к ним не прилагалось.

В схему блока фильтров (первая схема из трёх) была добавлена возможность отключения фильтрации по каналам СЧ и ВЧ. Для этого были установлены два кнопочных переключателя типа П2К, с помощью которых просто можно замкнуть точки соединения входов фильтров — R10C9 с их соответствующими выходами — «выход ВЧ» и «выход СЧ». В этом случае по этим каналам идёт полный звуковой сигнал.

Усилители мощности

С выхода каждого канала фильтра сигналы ВЧ-СЧ-НЧ подаются на входы усилителй мощности, которые, также, можно собрать по любой из известных схем в зависимости от необходимой мощности всего усилителя. Я делал УМЗЧ по известной давно схеме из журнала «Радио», №3, 1991 г., стр.51. Здесь даю ссылку на «первоисточник», так как по поводу этой схемы существует много мнений и споров по повод её «качественности». Дело в том, что на первый взгляд это схема усилителя класса «B» с неизбежным присутствием искажений типа «ступенька», но это не так. В схеме применено токовое управление транзисторами выходного каскада, что позволяет избавиться от этих недостатков при обычном, стандартном включении. При этом схема очень простая, не критична к применяемым деталям и даже транзисторы не требует особого предварительного подбора по параметрам К тому же схема удобна тем, что мощные выходные транзисторы можно ставить на один теплоотвод попарно без изолирующих прокладок, так как выводы коллекторов соединены в точке «выхода», что очень упрощает монтаж усилителя:

При настройке лишь ВАЖНО подобрать правильные режимы работы транзисторов предоконечного каскада (подбором резисторов R7R8) — на базах этих транзисторов в режиме «покоя» и без нагрузки на выходе (динамика) должно быть напряжение в пределах 0,4-0,6 вольт. Напряжение питания для таких усилителей (их, соответственно, должно быть 6 штук) поднял до 32 вольт с заменой выходных транзисторов на 2SA1943 и 2SC5200, сопротивление резисторов R10R12 при этом следует также увеличить до 1,5 кОм (для «облегчения жизни» стабилитронам в цепи питания входных ОУ). ОУ также были заменены на ВА4558, при этом становится не нужна цепь «установки нуля» (выходы 2 и 6 на схеме) и, соответственно меняется цоколёвка при пайке микросхемы. В результате при проверке каждый усилитель по этой схеме выдавал мощность до 150 ватт (кратковременно) при вполне адекватной степени нагрева радиатора.

Блок питания УНЧ

В качестве блока питания были использованы два трансформатора с блоками выпрямителей и фильтров по обычной, стандартной схеме. Для питания НЧ полосных каналов (левый и правый каналы) — трансформатор мощностью 250 ватт, выпрямитель на диодных сборках типа MBR2560 или аналогичных и конденсаторы 40000 мкф х 50 вольт в каждом плече питания. Для СЧ и ВЧ каналов — трансформатор мощностью 350 ватт (взят из сгоревшего ресивера «Ямаха»), выпрямитель — диодная сборка TS6P06G и фильтр — два конденсатора по 25000 мкф х 63 вольт на каждое плечо питания. Все электролитические конденсаторы фильтров зашунтированы плёночными конденсаторами ёмкостью 1 мкф х 63 вольта.

В общем, блок питания может быть и с одним трансформаторм, конечно, но при его соответствующей мощности. Мощность усилителя в целом в данном случае определяется исключительно возможностями источника питания. Все предварительные усилители (темброблок, фильтры) — запитаны также от одного из этих трансформаторов (можно от любого из них), но через дополнительный блок двуполярного стабилизатора, собранный на МС типа КРЕН (или импортных) или по любой из типовых схем на транзисторах.

Конструкция самодельного усилителя

Это, пожалуй, был самый сложный момент в изготовлении, так как подходящего готового корпуса не нашлось и пришлось выдумывать возможные варианты:-)) Чтобы не лепить кучу отдельных радиаторов, решил использовать корпус-радиатор от автомобильного 4-канального усилителя, довольно больших размеров, примерно такой:

Все «внутренности» были, естественно, извлечены и компоновка получилась примерно такой (к сожалению фотографию соответствующую не сделал):

— как видно, в эту крышку-радиатор установились шесть плат оконечных УМЗЧ и плата предварительного усилителя-темброблока. Плата блока фильтров уже не влезла, поэтому была закреплена на добавленной затем конструкции из алюминиевого уголка (её видно на рисунках). Также, в этом «каркасе» были установлены трансформаторы, выпрямители и фильтры блоков питания.

Вид (спереди) со всеми переключателями и регуляторами получился такой:

Вид сзади, с колодками выходов на динамики и блоком предохранителей (поскольку никакие схемы электронной защиты не делались из-за недостатка места в конструкции и чтобы не усложнять схему):

В последующем каркас из уголка предполагается, конечно, закрыть декоративными панелями для придания изделию более «товарного» вида, но делать это будет уже сам «заказчик», по своему личному вкусу. А в целом, по качеству и мощности звучания, конструкция получилась вполне себе приличная. Автор материала: Андрей Барышев (специально для сайта сайт ).

Регулятор тембра (Темброблок)


Обзор темброблока с замерами характеристик.

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.


На плате установлены ОУ NE5532P

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

Регуляторы СЧ в крайних положениях

Регуляторы ВЧ 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.

Схема регулятор тембра

Принципиальная схема мостового регулятора тембра.
Микрофонный усилитель с регулятором тембра.
Регуляторы тембра, громкости. Схемы, статьи бесплатной.

Принципиальная схема мостового регулятора тембра.
Регуляторы тембра и громкости, фильтры. Малошумящие регуляторы тембра на c945 | rcl-radio. Ru. Радиокот:: электронный регулятор громкости и тембра.
Самодельные аудио конструкции. Схемы унч, регуляторов.

Пассивные регуляторы тембра.

Схемы регуляторов тембра и эквалайзеров, самодельные.
Трехполосный активный регулятор тембра. Схема | электроника.
Предусилитель и регулятор тембра на двух транзисторах.

Полный усилитель на микросхемах. Часть 2. Предварительный.

Sxematube пассивный регулятор тембра схема youtube.

Трехполосный активный регулятор тембра. Схема | электроника.

Схемы регуляторов тембра и эквалайзеров, самодельные.
Fender bassman 5f6-a. Анализ схемы.
Схема предварительного усилителя на транзисторе | сабвуфер.
Схема пятиканального лампового эквалайзера (регулятора.
Усилитель звука и регулятор тембра (простые, проверенные. Alizee moi lolita скачать Oe-cake на русском скачать Glitch на андроид скачать Скачать мх для прайм ворлд Daewoo kor 648b инструкция

Предусилитель темброблок схема выбор микросхемы. Двухполосный темброблок. Регуляторы повернуты на минимум

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 ⇣ 151 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, учредитель 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

Характеристики 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.
—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 одобрил 71 читатель.

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

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике «темброблок» на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .

Что такое «темброблок» и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина «темброблок».

Предлагаемая автором конструкция регулятора тембра используется в составе звуковоспроизводящего комплекса вместе с УМЗЧ, описанным в статье «Сверхлинейный УМЗЧ класса High-End на транзисторах» … Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса пред назначена для применения в переносной и стационарной звуковое производящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы КА2107… Применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных входа… Микросхема LM1040 применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио- и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных… Применяется в стационарной и переносной звуковой аппаратуре среднего и высокого класса. Особенности: 4 высокоомных выхода; тон для каждого канала независимо устанавливается внешними… Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса предназначена для применения в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы TDA1524 приведено в таблице, а основные… Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса предназначена для применения в переносной и стационарной звуковоспроизводящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы ТА7630 приведено в таблице, а основные технические… Микросхема КР174ХА53 выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. КР174ХА53 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемников; кассетных, CD- и MINIDISC-плееров… Микросхема КР174ХА54 выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. КР1 74ХА54 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемников; кассетных, CD- и MINIDISC-плееров… К548УН1 — на основе этой микросхемы собраны два варианта схем самодельных регуляторов тембра. В первом из них (рис. а) для изменения АЧХ на низших и высших частотах использован пассивный мостовой регулятор, а микросхема обеспечивает компенсацию вносимого им ослабления на средних частотах. Второе устройство (рис. б)… В отличие от традиционных регуляторов, изменяющих АЧХ усилительного тракта на низших и высших частотах, параметрический регулятор позволяет смещать частоты изгиба АЧХ в довольно широких пределах. По функциональным возможностям такой регулятор тембра приближается к многополосному, но… Предварительный усилитель на микросхеме К140УД1Б предназначен для работы в тракте высококачественного звуковоспроизведения сигналов от различных источников программ. Его целесообразно использовать с усилителем мощности чувствительностью 0,5… 1 В с входным сопротивлением не менее 10…20… Схема предварительного усилителя на микросхеме К284СС2, предназначен для усиления сигналов от различных источников программ. Отличительная особенность устройства — возможность частотной коррекции усиливаемого сигнала в отдельных полосах частот. Усилитель собран на гибридной микросхеме… Схема самодельного предварительного усилителя, предназначен для работы с высококачественным стереофоническим усилителем мощности чувствительностью 0,75… 1 В. Каждый из каналов предварительного усилителя состоит из истокового повторителя на полевом транзисторе V1 и активных регуляторов громкости и тембра,… 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… В аудиотехнике широко применяются фильтры для разделения всего спектрапоступающего на вход усилителя аудиосигнала на несколько полос. Это нужно, если в системе предусмотрена многоканальная, многополосная схема обработки аудиосигнала, например, чтобы выделить общий низкочастотный монофонический… 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 … Рассмотрена принципиальная схема самодельного трехполосного регулятора тембра, который выполнен с применением ОУ TL082. Данный активный темброблок подойдет для применения в составе УМЗЧ или же как отдельный модуль в составе самодельной звуковоспроизводящей аппаратуры. Доступные на рынке… Принципиальная схема самодельного эквалайзера на 10 полос, построен на основе операционных усилителей. Эквалайзер предназначен для регулировки частотной характеристики УНЧ, в котором он применяется, в десяти полосах с центральными частотами: 32 Гц, 64 Гц, 125 Гц, 250 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 2 кГц, 4 … Принципиальная схема высококачественного усилителя мощности на 10 Ватт с темброблоком на микросхемах LM1036N, STK436. Усилитель предназначаем для воспроизведения аудиосигнала с выхода различной аппаратуры, от старого проигрывателя виниловых дисков (с пьезоэлектрическим звукоснимателем) до…

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.

Темброблок или эквалайзер – узел, который отвечает за срез той или иной частоты в усилителе мощности низкой частоты. С его помощью легко можно срезать низкие, высокие или средние частоты, таким образом настраивая звучание усилителя под свой вкус. Устройство нашло широкое применение и внедряется почти во все профф. усилители, также может комплектоваться отдельно.

Сегодня рассмотрим одну из таких конструкций, которая может работать совместно с любым усилителем низкой частоты, также и автомобильным.

Темброблок активный, следовательно в нем есть отдельный усиливающий элемент, который в принципе может быть любым. Усилитель в таких схемах нужен для конечного усиления сигнала после обработки, поскольку величина начального сигнала сильно уменьшается (слабеет). Усилитель может быть построен как на специализированной микросхеме УНЧ, так и на ОУ, но в нашей схеме в качестве усилителя простая схема на одном транзисторе.

Этот усилитель может питаться от 12 Вольт, это и делает схему универсальной и дает возможность использовать в автомобиле. Транзистор стоит подобрать с наибольшим коэффициентом усиления (HFE). Можно использовать маломощные транзисторы как составные, так и обычные. В моем варианте задействован транзистор BC546, он не принципиален, может быть заменен на любой другой NPN транзистор с соответствующими параметрами. В моем варианте присутствуют регуляторы для НЧ/ВЧ и громкости.

Конденсаторы в звуковых цепях советуется взять пленочные, но схема отлично будет работать как с обычной, так и с многослойной керамикой. Печатную плату решил не делать, ограничился макетной монтажной платой.

Переменные резисторы самые обычные, их сопротивление может быть от 10 до 68кОм, в моем варианте все резисторы на 10 кОм. Конструкцию в конечном итоге расположил в корпус от универсального импульсного адаптера, по размерам подошел неплохо.

В качестве источника питания задействован маломощный сетевой трансформатор от китайского радиоприемника, на выходе выдает напряжение в районе 12 Вольт, после выпрямителя напряжение уже около 16 Вольт.

В корпусе просверлил отверстия под вход/выход, регуляторы и тумблер питания, получилось не очень хорошо, но работать будет.

Схема справилась со своей задачей очень даже неплохо, даже не чувствуется, что работает примитивный блок с нулевыми затратами. На счет затрат – они действительно нулевые, все, что тут задействовано можно найти в старом хламе.

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:)

Операционный усилитель

— Пояснение к цепи управления 3-мя тонами

Я не собираюсь давать вам полный трактат, но дам вам общий обзор.

смоделировать эту схему — Схема создана с помощью CircuitLab

Рис. 1. Упрощенный инвертирующий усилитель с регулируемым усилением.

Коэффициент усиления на Рисунке 1a равен \ $ — \ frac {R_f} {R_i} \ $. Рисунок 1b позволяет регулировать усиление, регулируя потенциометр. Усиление увеличивается по мере движения дворника к входу.На практике резистор с фиксированным значением будет добавлен на каждом конце потенциометра, чтобы установить минимальное и максимальное усиление и представить «глупые» значения усиления, устанавливаемые потенциометром на обоих концах.

Должно быть довольно очевидно, что ваша схема состоит из трех таких схем вокруг одного операционного усилителя. Что может быть не столь очевидным, так это то, что инвертирующий вывод инвертирующего операционного усилителя является виртуальной землей (землей) для аудиосигнала из-за обратной связи, а конфигурация делает его суммирующим усилителем. Основная хитрость схемы теперь состоит в том, чтобы подавать в трех интересующих диапазонах для суммирования.

Мы будем использовать немного другую схему для обсуждения по причинам, которые будут разъяснены.

Рисунок 2. Схема лучше? Источник: Интерфейсная шина.

  • Глядя на схему высоких частот, мы видим, что сигнал точки суммирования подается через конденсатор 5 нФ. Конденсатор блокирует низкие частоты и пропускает высокие частоты, поэтому эта часть схемы будет влиять только на высокие частоты.
  • Глядя на бас, мы видим, что на горшке есть высокочастотный байпас, поэтому на нем нет высокочастотной разности потенциалов, поэтому он будет влиять только на низкие частоты.
  • Средний диапазон представляет собой комбинацию низких и высоких частот и образует полосовой фильтр для среднего диапазона.

Теперь обратите внимание на разницу: в вашей схеме нет байпасного конденсатора на регуляторе низких частот. Я подозреваю, что в результате регулятор низких частот будет работать только как регулятор громкости, и что для усиления басов нужно будет повернуть регулятор «басов» вверх, а два других — вниз. Это может быть неудовлетворительным, поскольку между средним и верхним диапазоном может быть «горб».

Я действительно хочу понять, как эта схема работает интуитивно / математически …

Я никогда не занимался математикой для этого, так что вам придется немного покопаться. Если вы проанализируете схему по одной полосе за раз (и удалите две другие), вы сможете самостоятельно вычислить уравнения.

5 (низкие частоты, средние частоты) Проекты схем управления тембром с использованием NE5532, 4558, LF353

Вы хотите слышать хорошую музыку? Есть много факторов, которые нужно сделать. Но это важный момент, который нельзя упускать из виду.

Я рекомендую схему управления тембром низких и средних частот с использованием операционного усилителя.

Вы должны выбрать NE5532 в качестве основной, это очень интересная микросхема. Из-за сверхнизких шумовых свойств.

Так часто их использует в аудиосистемах Hi-Fi. Вот небольшие схемы с разводкой печатной платы.

Надеюсь, они вам пригодятся. Удачи спасибо.

Посмотрите на 5 цепей, от маленького до БОЛЬШОГО ниже :

.

Цепь № 1: стерео с предварительным управлением тональным сигналом с использованием NE5532

Первая принципиальная схема.Если вам нужна хорошая простая схема Pre Tone Control в Stereo. Я рекомендую эту схему на ваш выбор.

Потому что он использует только один NE5532. Это качественная ИС, крайне недорогая.

Посмотрите на схему.

Простая схема предварительного усилителя с регулировкой тона NE5532

Хотя это небольшая стереофоническая (2-канальная) схема. Зато есть полноценная возможность регулировки звука.

В этой схеме вы можете легко регулировать низкие, высокие частоты и высокий-низкий звук.

Так же выставил баланс звука все готово.

Вы можете использовать свои навыки, чтобы попытаться легко собрать схему с компоновкой печатной платы, приведенной ниже.

Смотрите ниже.

Компоновка печатной платы и компоновка компонентов Simple Pre Tone Control

Что еще?

Иногда вам может потребоваться дополнительная настройка.

Прочтите техническое описание NE5532 и его распиновку.

Схема № 2: Контроль низких, средних и высоких частот до тона

Если вам не нравится первая схема.Потому что он не может отрегулировать весь диапазон звука.

Это вторая цепь. Он все еще полностью настраивается на Pre Tone Control в Stereo.

Регулируемые низкие, средние и высокие частоты.

Таким образом, вы можете легко настроить полнодиапазонный звук.

Низкочастотный, средний диапазон, высокочастотный стереосхема управления тоном

Простота сборки, небольшая печатная плата.

Посмотрите:

Схема печатной платы Pre Tone Control Stereo (низкие частоты-средние частоты-высокие частоты)

Схема № 3: High Gain Stereo Control Tone Control (низкие-высокие частоты) с использованием NE5532 x2

Если вы этого не сделаете вроде первая схема.Потому что он может иметь низкую выходную мощность, поэтому его нельзя использовать с очень слабым входным сигналом.

Моим друзьям нужна стереосистема с контролем тона. Он может хорошо контролировать громкость низких и высоких частот. И это высокий коэффициент усиления более двух схем выше.

Затем я нашел эту схему, Tone Control Stereo (низкие и высокие частоты) с использованием двух NE5532.

Кроме того, он использует операционный усилитель на интегральной схеме с низким уровнем шума или низким уровнем шума. Таким образом, он издает хороший звук и прост в сборке.

В этой схеме используются две интегральные схемы.Таким образом, он может усиливать меньший входной сигнал усилителя мощности.

Мало того, что вы можете увидеть лучшую схему с высокой схемой усиления.

Посмотрите на схему ниже:

Схема № 4

Низкошумная схема предварительного контроля тембра с использованием 4558 — NE5532

Фактически, 3 схемы выше для начинающих и недорогих. Но хотите ли вы версию получше.

Принципиальная схема низкошумной схемы предварительного управления тональным сигналом с использованием NE55532

В качестве ключа схемы используется NE5532.Это были очень интересные микросхемы. Потому что имеют особенности низкого шума сигнала. Вы обычно будете использовать его в усилителе высокого класса.

Мой друг сказал мне, что если вам нужны низкие и высокие частоты звука, используйте RC4558.

Во избежание фонового шума. Использование: Двойной источник питания 15 В

Как собрать

Вы можете собрать все детали на макете печатной платы и компонентов, как показано ниже.

Фактический размер односторонней медной печатной платы и компоновка компонентов.

Будьте осторожны, список:

  • Полярность электролитных конденсаторов должна быть правильно указана на печатной плате.
  • На печатной плате используется разводка транзисторов — шумовых транзисторов типа BC557 или BC560C.
  • Если номер MPSA42 переключает положение эмиттера и коллектора в противоположную сторону.
  • Будьте осторожны с новичком в каждой точке пайки. Требуется достаточный нагрев припоя, чтобы все точки пайки были хорошо оборудованы.
  • Не нагревайте припой слишком горячим. Потому что может вызвать повреждение оборудования, а медь может отслоиться.
  • Как помогает припой, легко чистить штырьки все время.
  • В собранном виде, хорошо проверен. Для подачи питания на эту схему подключается правильно.
  • Подключите выход схемы к основному усилителю и подайте хороший сигнал на вход схемы.
  • Проверьте работу цепи, отрегулировав ручку. Получите желаемый результат.

Измените схему предварительного микрофона.
  • Те, кто хочет использовать предварительный микрофон, могут изменить схему на новую, как показано на рисунке 3 Схема обратной связи для микрофона

Список покупок

  • IC1: NE5532 малошумящий OP-AMP или LM1458 или JRC4558
  • Q1, Q2: BC557 или MPSA42, PNP 0,1A 40 В Транзисторы
  • 0,25 Вт 1% Резисторы
  • R1: 47K
  • R2: 1.2K
  • R3: 1M
  • R4: 100K
  • R5, R6, R8, R14: 2,2K
  • R7: 270K
  • R9: 1,2K
  • R11, R12, R13, R17: 10K
  • R14: 3,3 K
  • R15: 4,7K
  • R16: 470 Ом
  • R18, R19, R20, R21: 100 Ом 0,5 Вт 1% Резисторы

См. Эти схемы, они могут понравиться

Контур # 5 Super Pre Tone Control Проект с использованием LF353

Почему мы используем схему активного контроля тембра типа Baxandall? Здесь вы получите ответ.И вы можете любить и строить это.

Во-первых, узнайте немного о регуляторах тона:

Типы регуляторов тона

Мы можем разделить нормальный тип регулятора тона на 2 типа следующим образом.

  • Пассивная регулировка тембра
  • Активная регулировка тембра
Пассивная регулировка тембра

Тип схемы пассивной регулировки тембра показан на рисунке 1. Мы не широко используем эту схему. Потому что качество звука снижается и низкая производительность.

Типичный пассивный регулятор тембра
Активный регулятор тембра

Нам нравится его использовать.наиболее знакомый активный тип регулировки тембра. Схема типа Баксандалла, как показано ниже.

Типичный тон отрицательной обратной связи (тип Baxendale)

Преимущество этого активного типа регулировки тембра заключается в отсутствии потери сигнала. Мы можем легче понять функцию этой схемы. Рассматривая сравнение схемы в Рис.

Простая схема обратной связи

Видите, что коэффициент усиления схемы равен Rb / Ra.Итак,

  • Rb = 10, Ra мы имеем усиление = 10.
  • Ra = Rb, усиление будет 1

Если мы вернемся к рассмотрению на рисунке 2 , мы увидим, что C1, R1 и C2 + R2 соединены вместе, что значение его импеданса будет уменьшаться с увеличением частоты.

Если мы настроим VR1, значение Ra1 будет больше, чем C1 + R1. Затем усиление линии M на фигуре 4 .

Поведение регулятора тона отрицательной обратной связи (эффект перекрытия преувеличен)

Как работает схема

Напротив, если мы отрегулируем громкость в другом направлении .Коэффициент усиления схемы будет обозначен линией N. На рисунке 4 VR1 служит регулятором высоких частот.

Тогда рассмотрим, что P3 + C3 и C4 + R4 увидят, что сопротивление еще выше. Когда более низкая частота имеет коэффициент усиления схемы, показанный на рисунке 4, тогда резистор P, Q на R5, который служит отдельной схемой, двумя частями, чтобы не мешать друг другу.

Что на практике. Не могут быть строго разделены контуры. Вот когда мы настраиваем низкие частоты — высокие частоты будут в ущерб.

как изменить, чтобы можно было разделить обе цепи управления независимо друг от друга, как показано на рисунке 5

Последовательное двухступенчатое управление тембром, которое позволяет избежать взаимодействия между элементами управления.

Исходя из этих принципов, мы можем разработать схемы управления тональностью. Как показано на рисунке 6.

См. Принципиальную схему полного супертонального управления

Мы используем схему Q1, транзистор Q2 действует как согласующая схема . Между входом и этим супертональным регулятором. Подключаем Q1, тип эмиттерного повторителя. А у Q2 есть схема источника постоянного тока.

IC1-LF353 будет действовать как регулятор высоких частот. А IC2-NE5532N служит прекрасным басовым голосом.Потому что лучше всего подойдут обычный регулятор тембра и предварительный усилитель.

Когда они управляют цепью с низким сопротивлением, а нагрузка приложена к высокому сопротивлению.

Как собрать

Заказать Компоновку печатных плат и устройства позиционирования. Я не могу сказать, сколько, потому что верю, что вы справитесь.

Рисунок 7 Печатная плата супертонального регулятора

Компоновка печатной платы этого проекта

Список покупок
  • IC1: LF353, операционный усилитель с широкополосным двойным полевым транзистором или NE5532N
  • Q1, Q2: BC549 , 45 В 100 мА NPN транзистор

0.25 Вт +/- 1% Резисторы

  • R1, R5, R15: 2,2 кОм
  • R2, R16: 100 Ом
  • R3: 270 кОм
  • R4, R8, R9, R11, R12: 10 кОм
  • R6: 2.2K
  • R7, R10, R13, R14: 100K
  • R15: 3.3K
  • VR1, VR2: 100KB Линейный потенциометр
  • VR3: 50KA Нелинейный потенциометр CT

Электролитические конденсаторы

  • C1, C2, C7: 10 мкФ 16 В
  • C12, C13: 100 мкФ 25 В

Полиэфирный конденсатор

  • C3, C4: 0.0047 мкФ 50 В
  • C5, C6: 0,047 мкФ 50 В
  • C8: 0,001 мкФ 50 В
  • C9: 0,01 мкФ 50 В
  • C10, C11: 0,1 мкФ 50 В

Заключение


Источник питания с двойным регулятором постоянного тока, + 12В и -12В.

Двойной блок питания 12 В, мин. 80 мА. У него есть положительный, отрицательный, заземляющий. Вы можете использовать регулятор постоянного тока 7812-7912 .

Помимо использования IC1 и IC2, номер может заменить многие числа, такие как NE5532 или LF353 или RC4558 и т. Д.

Если эти цепи не очищаются.

Попробуйте другие схемы, использующие малошумящие транзисторы по списку ниже


ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Схема звукового эквалайзера / регулировки тембра с регулировкой низких, высоких и средних частот с использованием операционного усилителя

Регулировка тембра или схема активного эквалайзера, особенно на основе управления низкими, высокими и средними частотами. Эквалайзер является важной схемой в конструкции усилителя звука.Как правило, трехступенчатые активные фильтры эквалайзера требуют трех управляющих низких, высоких и средних частот. Регулятор низких частот позволяет проходить низкой частоте, но блокирует высокие частоты, а регулятор высоких частот позволяет проходить высокой частоте, но блокирует низкие частоты, тогда как регулятор MID балансирует между высокой и низкой частотой. В этом проекте мы разработаем активную схему управления тоном , питающуюся от операционного усилителя с конструкцией печатной платы. Он будет работать с источником питания 12 В и будет иметь регуляторов низких, высоких и средних частот , чтобы выходной звук можно было регулировать по мере необходимости.Вы также можете проверить другие схемы низких частот, которые мы создали ранее.

Для этого проекта мы использовали услуги по производству печатных плат PCBWay для изготовления наших печатных плат. В следующих разделах статьи мы рассмотрели полную процедуру проектирования, заказа и сборки печатных плат для этой схемы звукового эквалайзера.

Необходимые компоненты

Компоненты, необходимые для построения схемы управления тоном с использованием операционного усилителя , приведены ниже.

  1. 100k- потенциометр — 2 шт.
  2. 470k- потенциометр — 1 шт.
  3. TL072 операционный усилитель
  4. Блок питания 12В
  5. .1uF 35V Конденсатор
  6. 1.2nF 63V Конденсатор
  7. 100 мкФ, 35 В
  8. 10 мкФ, 35 В
  9. 2,2 мкФ, 63 В
  10. 22к резистор
  11. 22nF 63V конденсатор
  12. Резистор 270R
  13. Конденсатор 33 пФ
  14. Конденсатор 4.7nF 63V — 2 шт.
  15. 47 нФ
  16. 1.8к — 2 шт
  17. 10 мкФ, 25 В — 2 шт.
  18. 3.3к — 2шт
  19. 47к — 2шт
  20. 10к — 5шт
  21. печатная плата

Схема звукового эквалайзера

Полная принципиальная схема НЧ и высоких частот показана на изображении ниже. Основным компонентом этой схемы является операционный усилитель. Op-Amp TL072 — популярный операционный усилитель, который состоит из двух отдельных операционных усилителей в одном монолитном корпусе.

Описание схемы приводится ниже, но вы также можете перейти к видео в конце этой страницы, в котором также объясняется, как работает схема.На изображении ниже показана распиновка операционного усилителя TL072P . Эти два операционных усилителя изображены на схеме как IC1A и IC1B.

Буферная цепь операционного усилителя:

IC1A сконфигурирован как инвертирующий буферный усилитель. Этот буферный усилитель обеспечивает буферизованный выходной сигнал входного сигнала, который фильтруется или выравнивается трехполосными фильтрами. Конденсатор C4 — это блокирующий конденсатор, который блокирует сигнал постоянного тока и пропускает только сигнал переменного тока.

Резисторы R3 и R4 должны быть точными и согласованными. На данном этапе не рекомендуется изменять эти два значения. На выходе 2.2uF, конденсатор C6 будет пропускать сигнал с буферизованного выхода.

Цепь управления средними, низкими и высокими частотами:

На следующем этапе IC1B представляет собой фактический активный фильтр , который имеет три проходных фильтра, подключенных через контур отрицательной обратной связи. Вот фактическая фильтрация тонов

Отрицательный вход получен от 2.Конденсатор 2 мкФ. Операционный усилитель IC1B снова сконфигурирован как инвертирующий усилитель и принимает инвертирующий вход от IC1A, а на выходе он снова инвертируется.

Оба трехполосных фильтра — это RC-фильтры . Поскольку номиналы конденсаторов не могут быть изменены, значение резистора изменяется здесь с помощью переменного потенциометра. Здесь резистор R12 и конденсатор C11 используются в качестве настройки усиления. Изменение значения R12 также изменит усиление.

В первом фильтре это фильтр низких частот (low pass).Первая сетевая цепь — это R8, потенциометр низких частот, а R9 — полное сопротивление фильтра, а конденсатор — C7. Чтобы определить частоту среза , можно использовать следующую формулу —

  fc = 1 / 2piCR  

fc — частота среза, C — емкость конденсатора, R — полное сопротивление сети. Следовательно, изменение различных значений потенциометра или замена конденсатора C7 приведет к изменению частотной характеристики фильтра низких частот (фильтра низких частот).

Расчет частоты среза для контура низких и высоких частот :

Например, в приведенной выше схеме значение потенциометра равно 100 кОм. Следовательно, общее сопротивление 100 кОм (Bass Pot) + 10 кОм (R8) + 10 кОм (R9) = 120 кОм. Таким образом, по формуле регулятор низких частот мог обрабатывать частоту до 28 Гц.

То же самое происходит и с фильтром MID. Но вместо фильтров нижних или верхних частот он использует конструкцию полосового фильтра.

Частоту среза можно получить по той же формуле: fc = 1 / 2piCR .Самая высокая полоса может быть рассчитана с использованием резистора R6 и конденсатора C8 (согласно схематическому значению это 10,2 кГц), а самая низкая полоса может быть рассчитана с использованием значения потенциометра — MID + R10 в качестве общего сопротивления и конденсатора C9 (согласно схематическое значение, оно составляет 70 Гц).

В последней полосе фильтра это регулятор высоких частот с фильтром высоких частот. Формула не меняется, все та же fc = 1 / 2piCR. Суммарный резистор — это резистор Treble, а R11 и конденсатор — это C10.Когда высокие частоты полностью низкие, это означает, что потенциометр полностью 470 кОм, используя схематическое значение, частота среза фильтра — 71 Гц. Но во время полного режима высоких частот, когда потенциометр полностью включен, сопротивление потенциометра становится незначительным и вступает в силу только резистор R11. В этой ситуации частота среза стала -18 кГц. Выходной сигнал получается от C12.

Цепь смещения / смещения:

Поскольку это напряжение питания с одной шиной, где отрицательная шина не используется, входной сигнал должен быть смещен.Это связано с неспособностью операционного усилителя усиливать отрицательные пики входного сигнала в режиме питания с одной шиной.

Чтобы сделать смещение, на положительную обратную связь операционного усилителя помещается делитель напряжения. Делитель напряжения смещает сигнал на половину напряжения питания. Поскольку он использует источник питания 12 В, входной сигнал смещается на 6 В постоянного тока. C1 и C2 — это конденсаторы фильтра, а R1 и R2 используются для создания делителя напряжения вместе с дополнительным конденсатором фильтра C3.

Конструкция печатной платы активного звукового фильтра

Печатная плата для нашей схемы активного аудиофильтра разработана для двойного сайдборда. Я использовал Eagle для разработки своей печатной платы, но вы можете использовать любое программное обеспечение для проектирования по вашему выбору. 2D-изображение моего дизайна платы показано ниже.

Достаточное количество переходных отверстий для заземления используется для правильного создания пути заземления по всей печатной плате. Входной сигнал и раздел входного напряжения создаются с левой стороны, а выход создается с правой стороны для удобства использования.Полный файл дизайна для Eagle вместе с Gerber можно скачать по ссылке ниже.

Теперь, когда наш дизайн готов, пришло время изготовить их с помощью файла Gerber. Сделать печатную плату довольно просто, просто выполните следующие действия:

Заказ печатной платы в PCBWay

Шаг 1: Зайдите на https://www.pcbway.com/, зарегистрируйтесь, если это ваш первый раз. Затем на вкладке «Прототип печатной платы» введите размеры печатной платы, количество слоев и количество требуемых печатных плат.

Шаг 2 : Продолжите, нажав кнопку «Цитировать сейчас». Вы попадете на страницу, где при необходимости установите несколько дополнительных параметров, таких как используемый материал, расстояние между дорожками и т. Д. Но в большинстве случаев значения по умолчанию будут работать нормально.

Шаг 3: Последний шаг — загрузить файл Gerber и продолжить оплату. Чтобы убедиться, что процесс проходит гладко, PCBWAY проверяет, действителен ли ваш файл Gerber, прежде чем продолжить оплату.Таким образом, вы можете быть уверены, что ваша печатная плата удобна для изготовления и будет доставлена ​​вам по мере необходимости.

Сборка и тестирование схемы активного звукового фильтра

Через несколько дней мы получили нашу печатную плату в аккуратной упаковке. Качество печатной платы и упаковка как всегда были на хорошем уровне. Вы можете сами увидеть упаковку.

Верхний и нижний слои платы показаны на изображении ниже. Мы выбрали красный цвет в качестве паяльной маски просто потому, что он привлекателен, а PCBway предлагает все цвета масок по той же цене, так почему бы не повеселиться с цветом печатной платы.

Как видно из рисунка выше, качество печатной платы очень хорошее. Дорожки, контактные площадки, переходные отверстия и другие зазоры были изготовлены безупречно. Я начал сборку своей платы, как только получил ее. Собранную плату вы можете увидеть ниже.

Однако для некоторых конденсаторов номинальное напряжение не является точным, как требуется, но это не влияет на выходной сигнал схемы. Также операционный усилитель TL072 заменен на JRC4558 из-за отсутствия ИС.Другие микросхемы операционного усилителя также могут работать, но отображение контактов должно быть согласовано со стандартным отображением контактов операционного усилителя.

Схема протестирована с использованием аудиовхода от портативного компьютера, источника питания 12 В и системы вывода на динамик 2.1 мощностью 15 Вт. Подробную информацию о работе и тестировании можно найти в видео ниже.

Надеюсь, вам понравился урок и вы узнали что-то полезное. Если у вас есть какие-либо вопросы или сомнения, оставьте их в разделе комментариев ниже. Вы также можете использовать наши форумы для других технических вопросов.

Hotrod Ваша электрогитара с активным управлением тембром


Даже в наши дни и в век высокофалутинской аудиоэлектроники у новой гитары все еще есть ненулевая вероятность того, что она будет звучать довольно «бла», независимо от того, насколько хороши звукосниматели. У него может быть слабый отклик на низких частотах, или, возможно, настройки высоких частот тусклые. Возможно, в целом качество звука не сильно различается. В этой статье описывается модернизация, которую вы можете сделать, чтобы дать вашей гитаре элементы управления, которых она заслуживает. Даже самый простой инструмент Jane оживает благодаря полному диапазону басов, средних и высоких частот.Лучше всего то, что он делает это тихо; шум, гул и шипение просто не являются проблемой благодаря нескольким трюкам, описанным здесь.

Проблема с пассивом

Чтобы лучше понять ценность того, что будет в будущем, давайте посмотрим, как обрабатываются товары на складе. Регуляторы на типичной электрогитаре с двумя звукоснимателями часто пассивны по своей природе (, рис. 1, ).

РИСУНОК 1. Пассивные элементы управления на типичной электрогитаре.


Конденсаторы шунтируют более высокие частоты на землю, а их последовательные потенциометры изменяют величину этого воздействия.Ясно, что самое большее, на что вы могли бы надеяться в таком простом деле, — это возможность плавного спада высоких частот примерно на уровне –6 дБ / октаву.

Эффект настолько слаб, что многие гитаристы просто оставляют регуляторы тембра на полном сопротивлении и изменяют звук на своих усилителях. Завершая цепь, два дополнительных потенциометра расположены параллельно датчикам, обеспечивая управление громкостью. Как правило, такие пассивные регуляторы тембра имеют низкий входной импеданс, который может значительно перегрузить звукосниматели.Как правило, это приводит к ослаблению высоких частот, что приводит к отсутствию блеска или яркости звука.

Чтобы уменьшить этот эффект, повсюду используются потенциометры 500K (действительно, довольно высокое значение). Это увеличивает выходное сопротивление цепи, что дает менее чем оптимальные результаты при подключении аудиокабеля и усилителя. На самом деле, все становится довольно сложно с другими вопросами, такими как соотношение сигнал / шум, радиопомехи и даже емкость соединительного аудиокабеля, что усложняет проблему.

В любом случае, результат обычно хуже, чем мы могли бы надеяться, даже если органы управления полностью открыты. Итак, нам нужно преодолеть несколько проблем. Пассивная схема, подобная этой: имеет тенденцию перегружать звукосниматели; имеет высокое выходное сопротивление, меньшее, чем идеально подходит для управления усилителем; и предлагает не более -6 дБ / октаву среза, что не очень вдохновляет.

Вход в активные элементы управления

Совершенно очевидно, что решение кроется во внутренней активной электронике. Коммерческие вопросы меня не привлекали из-за цены, а поиск предыдущих проектов DIY не смог найти схемы с теми функциями, которые я хотел.Итак, я решил действовать в одиночку, начав с нуля.

В результате получился крошечный кусочек схемы, полностью вставленный внутри электрогитары. Он предлагает колоссальные 15 дБ как среза, так и усиления в трех отдельных диапазонах. Многие думают, что выделение частотного диапазона является пробным камнем, но на самом деле глубокие сокращения, возможные с этим устройством, не менее важны. Часто звукосниматели сами по себе подчеркивают средние частоты, что (на мой слух) дает мутный результат. С помощью этой схемы можно сгладить отклик, давая более полный звук в двух крайних случаях.Конечно, с несколькими полосами можно создавать всевозможные тональные смеси прямо у вас под рукой.

Однако преимущества не заканчиваются. Даже если вы включите это устройство ровно (регуляторы низких, средних и высоких частот установлены на средние значения), ваша гитара все равно будет звучать более живо. Причина этого в том, что звукосниматели теперь полностью буферизированы. Загрузка и затухание высоких частот — не более чем воспоминания.

Кроме того, выход имеет очень низкий импеданс, что позволяет управлять любым усилителем или устройством эффектов без потери четкости.Конечно, это также предусилитель, который может усилить сигнал и может оказаться полезным, среди прочего, для приложений с перегрузкой. Если все это звучит привлекательно, давайте перейдем к деталям схемы.

Посмотрите на схему

На рисунке 2 показана схема активных регуляторов тембра.

РИСУНОК 2. Трехполосный внутренний эквалайзер.


Теперь переместим переключатель звукоснимателя на вход буровой установки, что позволит нам буферизовать любую выбранную комбинацию; сравните расположение переключателя на рисунках 1 и 2 , чтобы увидеть это.Электропроводка гитары может измениться, но вам не нужно сверлить новые отверстия или оставлять старые неиспользуемыми. (Многие электрогитары имеют четыре отверстия для потенциометров с дополнительным отверстием для переключателя звукоснимателей).

Пикапы буферизуются IC1a. Напомним, что неинвертирующий вход операционного усилителя имеет чрезвычайно высокий входной импеданс. Итак, теперь вместо потенциометра 500K, соединяющего звукосниматели, как на , рис. 1 , у нас есть что-то порядка нескольких мегомов. Фактически, мы полностью разгрузили звукосниматели, позволив легко пройти каждому компоненту собственных частот.

Буферизованные звукосниматели затем емкостно связаны посредством C6 с остальной частью схемы, которая реализует трехполосный эквалайзер. Базовая топология для этого взята из таблицы данных производителя Audio Handbook (Санта-Клара: National Semiconductor Corporation, 1977), стр. 2-44–2-49, под редакцией Денниса Бона. Компоненты, определяющие частоту, сгруппированы вокруг потенциометров R9, R10 и R11, которые являются регуляторами низких, средних и высоких частот соответственно.

Обратите внимание, что вся структура из трех потенциометров находится в цепи обратной связи IC1b.Как мы увидим через мгновение, не обязательно понимать математику этой схемы, чтобы настраивать ее. Если вам интересно, в упомянутой таблице приведены подробные сведения о выводе. Кстати, конденсатор С1 предназначен только для подавления паразитных сверхзвуковых колебаний или радиопомех.

Наконец, выход подключается по переменному току через C7 к регулятору громкости R5. При использовании здесь емкостной связи любые небольшие смещения постоянного тока блокируются от сцепления с регулятором громкости, что обычно приводит к царапающему шуму при вращении регулятора.Я полагаю, что можно было бы запустить это дело на одной батарее с некоторыми дополнительными компонентами, но я решил использовать две по нескольким причинам: есть больший запас, даже при всем доступном бусте; обрезка никогда не проблема; большинство операционных усилителей лучше работают от двух источников питания; разовая поставка требует дополнительных комплектующих; и в любом случае две батареи прослужат почти вечно, так как это слаботочное дело.

Персонализация частотной характеристики

Давайте серьезно исследуем, чего можно ожидать от регуляторов тембра.Когда я впервые взялся за этот проект, я провел много часов, размышляя о том, как именно должен работать мой топор. Я решил, что моей целью было добиться полноценного звука с приличным контролем над низкими, средними и высокими частотами, но не вдаваться в дикие спецэффекты. Затем я провел повторные симуляции SPICE, чтобы увидеть, как будут взаимодействовать элементы управления. Не обманывай себя. Такая трехполосная схема приведет к невероятно запутанным и сложным уравнениям на бумаге. Единственный разумный подход в настоящее время — смоделировать поведение на компьютере перед фиксацией

.

Значения, показанные на схеме Рис. 2 , взяты из оригинальной таблицы данных, упомянутой ранее, и они очень хорошо работали на моем Gibson Les Paul Standard.С другой стороны, я закончил настройку различных значений, когда построил другую версию для своей менее дорогой гитары Epiphone. Когда три элемента управления центрированы, отклик практически плоский, что подтвердит программное обеспечение компьютерного моделирования (подробнее об этом чуть позже). Рисунок 3 показывает, что происходит, когда вы ослабляете или усиливаете низкие, средние и высокие частоты.

РИСУНОК 3. Кривые отклика для активных регуляторов тембра.


Вертикальные оси измеряются в децибелах, а горизонтальные оси проложены в октавах (каждая отметка означает удвоение частоты).Как видно из кривых, эта схема предлагает больше, чем вы когда-либо могли найти в пассивных элементах управления типичной электрогитары.

Я также проверил, как три группы работают вместе. По сути, я пробовал каждую комбинацию повышения или понижения для каждой из полос попарно, а затем и по трио. Не чувствую себя обязанным придерживаться моего выбора. Изменить реакцию так же просто, как изменить номиналы конденсатора или резистора вокруг любого из R9, R10 и R11.

В любом случае базовая топология (и, следовательно, печатная плата; PCB) остается неизменной, поэтому вы можете выбрать любой вариант, какой захотите.Теперь у вас есть шанс персонализировать вещи! Сделайте то, что сделал я, — запустите программное обеспечение для моделирования, чтобы получить значения, которые вам больше всего нравятся.

Подготовка к сборке

Итак, теперь мы понимаем основы схемы и, по-видимому, вы пришли к некоторым значениям компонентов, чтобы дать вам ответ, который вам нужен. С точки зрения электроники, это несложный проект, но его установка внутри гитары требует терпения, внимательности и внимания к деталям. Я объясню свои шаги (которые, я должен сказать, сработали на удивление хорошо), но вы здесь сами по себе.Вам нужно будет решить, есть ли у вас все необходимое для аккуратной работы на любимом инструменте. Тем не менее, вот что я сделал.

Первым шагом было избавиться от существующей пассивной схемы гитары. Как упоминалось ранее, сейчас я сделал это на двух гитарах. Чтобы сделать обсуждение здесь конкретным, я покажу вам, как это происходило на моей изношенной, но надежной гитаре Gibson. Аналогичные шаги следует применить и к другим инструментам.

Я начал с открытия трех полостей, в которых размещены существующие элементы управления, селекторный переключатель звукоснимателей и выходной разъем.Я аккуратно распаял кастрюли, выключатель и домкрат. Первым шагом было переустановить коммутатор, как показано на задней панели, как на рис. , рис. 2 . Я поставил себе цель маркировать различные провода, проходящие через каналы в корпусе гитары, по мере продвижения. Горшки были полностью отложены, так как я решил начать заново с четырьмя новыми и более качественными. (Я сохранил их на случай, если я когда-нибудь снова захочу вернуться к стоковым.)

Здесь главное — полностью очистить полости, что, вероятно, повлечет за собой откачку опилок, оставленных производителем (я не шучу).Кстати, сейчас самое время заняться делом по замене потенциометров. И у Jameco, и у Mouser были валы с накаткой, которые мне понадобились для моих двух гитар, но вам, возможно, придется осмотреться, в зависимости от вашей марки. Главное здесь то, что я использовал только существующие дыры; после завершения внешний вид ни одного инструмента не изменился.

Теперь мы подошли к одному аспекту, который является неотъемлемой частью успеха этого проекта. Большинство гитар просто деревянные и немного больше.Таким образом, полости, в которых размещаются элементы управления, переключатель и домкрат, не экранированы и открыты для атак от гула 60 циклов.

Чтобы сэкономить деньги, производители гитар обходят эту проблему, протягивая провод от металлического моста гитары к земле. Общая идея состоит в том, что когда ваше тело контактирует с землей через струны и бридж, оно каким-то странным образом действует как щит. (Не спрашивайте меня, как это работает, но это так). Не знаю, как вы, но мне не очень нравится быть дирижером. Если, скажем, перевернуть горячий и нейтральный источник переменного тока гитарного усилителя и системы громкой связи, то вы действительно подвергаетесь опасности поражения электрическим током.(Вы, наверное, можете сказать, что я провел около 20 с лишним лет своей жизни, играя в полуразрушенные бальные залы с нестандартной электропроводкой.)

Мое решение заключалось в том, чтобы полностью удалить соединение моста с землей и просто экранировать все внутренние поверхности лентой из медной фольги. Итак, найдите единственный провод, идущий от моста к главному управляющему отсеку, снимите его с земли, оберните, заклейте электротехнической лентой и воткните в труднодоступном месте. Не обрезайте его, если позже вы обнаружите, что он вам действительно нужен, чтобы избежать проблем с гудением.

Затем, используя ленту из медной фольги, полностью закройте внутренние поверхности трех полостей. Лента является токопроводящей как с лицевой, так и с обратной стороны, поэтому вы можете постепенно перекрывать вещи меньшими частями, чтобы покрыть даже самые извилистые участки. На рис. 4 показано, как это происходит для управляющего резонатора.

РИСУНОК 4. Экранирование полостей лентой из медной фольги.


Когда вы закончите, вкрутите наконечник припоя в деревянную поверхность так, чтобы он соприкасался с фольгой, и подсоедините единственный провод заземления (скажем, от выходного гнезда), чтобы гарантировать заземление каждой полости.

Не забудьте наклеить фольгу на обратную сторону крышек; вы также можете увидеть это на Рисунок 4 . После установки уплотнений все кастрюли, выключатель и домкрат полностью закрыты, как если бы вы построили их в металлической коробке. Я поражен, насколько хорошо все это сработало. У меня совсем нет шума, и, что лучше всего, мне никогда больше не придется беспокоиться о искрах из губ. Теперь вы можете закрыть полость переключателя, но оставьте полость управления открытой, поскольку нам еще нужно имплантировать электронику.

Внедрение схемотехники

А теперь самое простое. Создать активный регулятор тембра довольно просто. Поскольку он должен поместиться внутри контрольной зоны вместе с четырьмя горшками и двумя батареями, пространство будет в дефиците. По этой причине печатная плата — единственный выход. Иллюстрации доступны для загрузки, а Рисунок 5 здесь показывает руководство по размещению деталей.

РИСУНОК 5. Руководство по размещению деталей и детали проводки.


Обязательно внимательно проверьте полярность всех электролитических конденсаторов, а также ориентацию IC1.Там же изображена схема подключения потенциометра. Также обратите внимание на то, что наконечники электролизеров пронумерованы на схеме, что помогает предотвратить их обратное подключение. Говоря об этом, имеет смысл предварительно подключить потенциометры как можно больше, поскольку полость управления довольно плотная, чтобы в нее можно было воткнуть паяльник. Рисунок 6 показывает законченную установку, почти готовую к установке в гитаре.

РИСУНОК 6. Предварительная разводка компонентов упрощает установку.


Я еще ничего не сказал о переключении питания. Я думаю, что лучше всего использовать коммутационный разъем. Это 1/4-дюймовый телефонный разъем, который также включает независимый переключатель DPDT. Когда вилка вставлена, часть переключателя выполняет свою функцию, закрывая соединения с двумя батареями, в то время как аудиочастота может свободно передавать сигнал, как обычно. На рис. 7 приведены подробности используемого мною разъема, но вам следует проверить свой с помощью мультиметра в режиме сопротивления, чтобы убедиться, что вы понимаете конфигурацию контактов.

РИСУНОК 7. Гнездо переключения включает и выключает устройство.


На рис. 8 показана завершенная реализация непосредственно перед запечатыванием задней части.

РИСУНОК 8. Работа выполнена и готова к опечатыванию.


Это печатная плата слева, компоненты обращены вниз, а сторона из фольги покрыта кусочком черной пены. Рядом с ним пара батареек, завернутых в пластиковую пленку и скрепленных вместе в виде блока.Остальная часть полости забита кусками поролона, чтобы вещи не дребезжали. В целом, он красивый, аккуратный и удобный.

Я очень старался планировать свои движения (вы тоже должны), и не пытался делать слишком много сразу или когда устал. В любом случае, когда накладки были на месте, внешне невозможно было сказать, что эта гитара за это время стала бионической.

И последняя деталь. Активные регуляторы тембра в центральном положении дают ровный отклик.Это означает, что вы должны легко найти эту настройку. Хорошим решением будет использование никелированных индикаторов с ручками, которые закрепляются на втулках кастрюли с помощью гаек.

Указатели остаются статичными, в то время как нумерация на ручках совпадает с ними при повороте регуляторов. В моей настройке, когда регуляторы низких, средних и высоких частот нацелены на 5, я знаю, что нахожусь в своей плоской контрольной точке. Более того, когда регулятор громкости также находится на 5, я нахожусь на правильном «нормальном» уровне для моей системы.Список деталей описывает, где вы можете найти индикаторы ручки и другие необычные предметы.

Итак, если Dullsville — это название вашей гитары, подумайте о том, чтобы реанимировать ее с помощью активных регуляторов тембра. Операция на ценном инструменте требует осторожности и планирования, но в моем случае это действительно принесло большие дивиденды. Надеюсь, вам тоже понравится! NV


ПЕРЕЧЕНЬ ДЕТАЛЕЙ

ТОВАР ОПИСАНИЕ
R1, R2 1.8K
R3, R4 3,6 К
R5 Линейный потенциометр 10K
R6-R8 11K
R9, R10 Линейный потенциометр 100K
R11 500K линейный потенциометр
C1 Диск 10 пФ
C2, C3 0,0047 мкФ майлар
C4 0,022 мкФ майлар
C5 0.047 мкФ майлар
C6 1 мкФ электролитический
C7-C9 10 мкФ электролитический
IC1 TL072 двойной операционный усилитель
J1 Штекерное гнездо 1/4 «с переключателем DPDT
B1, B2 аккумулятор 9В

Постоянные резисторы 1/4 Вт, значения 5%. Все конденсаторы 16 В или лучше.

Разное
Печатная плата, гнездо IC, защелки аккумулятора, лента из медной фольги, ручки, индикаторы ручки, провод и т. Д.

Большинство этих деталей можно приобрести у любого количества поставщиков электроники. Более необычную ленту из медной фольги, переключающее гнездо и индикаторы ручки можно приобрести у Stewart-MacDonald ( www.stewmac.com ).


Аудиоусилители Цепи управления тембром

Ответ на этот вопрос зависит от того, создаете ли вы или модифицируете интегрированный усилитель или предусилитель, который используется с отдельным источником питания усилитель мощности или моноблочные усилители мощности. И нет ни одного правильного ответ, и вариаций на тему может быть много и никто не может однозначно скажу, что некоторые из них ошибаются.Тем не менее, есть несколько, и на них будет указывать.

Размещение объема и баланса.

Хотя я видел это в коммерческих полупроводниковых усилителях, я не рекомендую ставить горшки громкости и баланса одну за другой. в ламповом усилителе. На рисунке 1 ниже показано, о чем я говорю.


Рисунок 1 Диаграмма, показывающая связанную паразитную емкость


В моей неосведомленной юности я подключил горшок контроля баланса сразу после регулятор громкости.Потеря максимума была очевидна, поэтому я никогда этого не делал очередной раз.
Благодаря своей конструкции горшок имеет довольно большую паразитную емкость. земля. На это указывает конденсатор красного цвета на схеме Рис. 1. Наивысший импеданс наблюдается у стеклоочистителя, когда установлено половинное сопротивление.
Примечание. Звуковой конусный горшок имеет сопротивление 10% при полувращении. Половина точка сопротивления для такого горшка находится около вершины, где-то между 3 позиции часов и 4 часа.
Когда используются потенциометры на 10 кОм, как в транзисторных усилителях, это не проблема.Я измерил емкость типичного горшка на его корпусе как 30 пф. В двух горшках вместе получится 60 пФ и добавлено еще 90 пФ для экранированная проводка и емкость трубки, и у вас есть 150 пФ. Если два 500 к Ом горшки используются, частота излома составляет 10 600 циклов. Помни это это точка -3 дБ. Отклик снизится на 1 дБ при 5 500 циклах. Это дало бы отчетливо слышимый и неприятный эффект. Там всегда должна быть как минимум ламповая ступень между громкостью и балансом контролирует.

Регуляторы тембра и громкости или баланса.

Можем ли мы разместить тон и другой регулятор уровня, громкость или баланс, рядом друг с другом? Ну, это зависит от обстоятельств. Активный регулятор тембра, я определим это позже, по определению включает в себя этапы трубки, чтобы иметь значение. Другое дело — пассивный регулятор тембра, без ламп. Такой Схема с двумя электролизерами и проводкой к ним и от них будет представлена Емкости много, запросто 150 пф. Это позволяет поставить пассивный регулятор тембра после регулятора громкости или баланса.А как насчет размещения громкость или баланс после пассивной схемы? Давайте посмотрим на это.


Рисунок 2 Пассивный контроль тонального сигнала

Сможем ли мы разместить горшок с его собственной емкостью плюс емкость проводки после пассивной регулировки тембра, зависит от выходного сопротивления цепи тонального сигнала. Из-за большого количества конденсаторов в цепи ее выходное сопротивление будет сильно изменяться с частотой. Но поскольку нас беспокоит спад на высоких частотах, нам нужно обратить внимание на высокие частоты.

Рассмотрим схему на рисунке 2. Когда регулятор высоких частот установлен ровно, центр вращения будет представлять 50 кОм между дворником и концом против часовой стрелки. Таким образом, между выходом и землей у нас есть 50 кОм в потенциометре и конденсатор емкостью 0,0033 мкФ. Конденсатор имеет реактивное сопротивление 4,8 кОм при 10000 циклах, поэтому сопротивление 50 кОм в основном это.

Помните, что конусный горшок для звука имеет сопротивление 10% в центре вращения .

На низкочастотной стороне потенциометра расположены два конденсатора.0,018 мкФ в нижней половине горшка эффективно закоротит его при 10 000 циклов. Таким образом, сопротивление относительно земли, вызванное басовой частью схемы, составляет 27 кОм последовательно с 33 кОм, что в сумме дает 60 кОм. Выходное сопротивление представляет собой параллельную комбинацию 60 кОм и 50 кОм, что составляет 27,2727 кОм, назовем его 27 кОм. Это сопротивление в сочетании с 150 пФ дает частоту спада 39 300 циклов. Амплитуда будет на 1 дБ ниже после 20 000 циклов. Я намеренно пессимистично настроен по поводу емкости, поэтому эффект не должен быть слышен даже для очень молодых золотых ушей.На рисунке 3 показан график частотной характеристики при емкости 50 пикофарад, подключенной к выходу. Это моделирование, а не результаты измерений реальной схемы.


Рисунок 3 Частотная характеристика цепи на рисунке 2


Селектор источника.
Очевидно, вы не хотите, чтобы регулировка тембра воздействовала только на один источник, или хотите иметь отдельную схему регулировки тембра для каждого источника. То же самое касается громкости и баланса. Селектор источника всегда стоит на первом месте.

Я почти слышу, как кто-то думает: «Хммм. Отдельный тон, громкость и баланс для каждого источника. Это может иметь некоторые реальные преимущества». Было бы, но вам лучше сконструировать свой предусилитель с большой панелью с большим количеством места для элементов управления. У моего предусилителя 12 входов. Если убрать 2 для внутреннего генератора тестовых сигналов и декодера SCA, останется 10.

Регуляторы громкости и баланса.
Обычно устанавливают регулятор громкости сразу после переключателя источника, хотя нет причин не делать это иначе.Обычное объяснение состоит в том, чтобы иметь возможность сразу же снизить уровень сигнала, чтобы предотвратить перегрузку на ранних стадиях. Эта процедура проектирования была разработана более 50 лет назад, когда входные источники, возможно, не были так стандартизированы, как сегодня. Я вижу определенные преимущества в размещении регуляторов баланса и тембра перед регулятором громкости. Давайте посмотрим на несколько блок-схем, показанных на рисунке 4.

Рис. 4. Три альтернативные блок-схемы предусилителя или интегрированного усилителя.


Блок-схема (а) является стандартной и фактически используется в Harmon Kardon A-300. Ламповый усилитель после регулятора баланса является первой лампой в общем контуре обратной связи. Эту конструкцию можно также использовать в автономном предусилителе, поскольку он заканчивается ламповым усилителем, который может включать катодный повторитель или двухкаскадную схему с обратной связью для получения низкого выходного сопротивления.

На диаграмме (b) регуляторы громкости и баланса поменяны местами. Регулятор баланса может иметь ослабление от 0 до 6 дБ в зависимости от того, какую схему баланса вы планируете использовать.Посмотрите на балансные схемы, чтобы узнать больше. Эти схемы представлены со значениями и достаточной информацией, чтобы их можно было использовать в проектах DIY. Любые лампы, которые находятся между регуляторами баланса и громкости, включая те, которые находятся в активном регуляторе тембра, если они используются, должны быть спроектированы так, чтобы не перегружаться на самом высоком уровне сигнала от любого источника.

Рисунок (c) можно использовать в интегральном усилителе, в котором усилитель сразу после регулятора тембра, скорее всего, будет первым каскадом в глобальной петле обратной связи.Если бы он использовался в автономном предусилителе, то регулятор тембра должен был бы быть активным, либо нужно было бы добавить другой ламповый каскад.

Предусилитель должен быть подключен к усилителю мощности с помощью экранированных кабелей. У них большая емкость, порядка 30 или 40 пФ на фут. Кабель длиной 3 фута может иметь емкость 120 пФ, и это не очень пессимистично. Чтобы избежать частоты излома менее 100 кОм, выходное сопротивление должно быть менее 13 кОм.

Пассивный тональный контроль.
Пассивный регулятор тембра определяется как сеть резисторов, некоторые из которых являются переменными, и конденсаторов, которые будут правильно функционировать в качестве регулятора тембра в отсутствие какого-либо усилительного устройства. Еще кое-что, что отличает пассивный регулятор тембра, — это использование регуляторов звукового конуса. Это очень важно. Если вы используете линейные элементы управления, вы обнаружите, что низкие и высокие частоты усилены, и вы получите их ровно, только установив элементы управления на 1/10 их поворота. Разрез будет в оставшихся 10% вращения.

Схема регулировки тембра Baxandall, приведенная выше, подходит под это определение. Мы уже установили, что его выходное сопротивление достаточно низкое, чтобы управлять емкостной нагрузкой без слышимого спада. Его входной импеданс будет около 190 кОм, наихудший случай на верхнем уровне. Любая лампа не составит труда управлять этим сопротивлением.


Модифицированная схема Хармон Кардон.
В оригинальном усилителе HK на принципиальной схеме отсутствует резистор между двумя дворниками низкочастотного и высокочастотного потенциалов.Схема находится внутри одной из этих упакованных цепей, но проверка с помощью омметра показывает нулевое сопротивление между двумя дворниками. Это то, что отвечает за подъем в нижней полосе около 200 циклов. Я добавил резистор 33 кОм, чтобы привести его в соответствие с тем, что большинство людей ожидают от схемы такого типа. См. Рисунок 2 выше.

Пассивный регулятор тембра имеет очень близкое к 20 дБ ослабление в ровном состоянии. Выходное напряжение будет 1/10 входного напряжения. Это потому, что резисторы и конденсаторы сами по себе не могут обеспечить усиление низких или высоких частот.При включении усиления низкие или высокие частоты ослабляются меньше. В идеальном случае этому регулированию тембра предшествует усилитель с усилением ровно 20 дБ, как показано на рисунке 5 ниже.


Рисунок 5 Пассивный контроль тембра с усилителем макияжа


Рисунок 6 Частотная характеристика схемы на Рисунке 5


Симулятор объединяет низкие и высокие частоты вместе с шагом 10 дБ. Например, в конусном потенциометре аудиосигнала на 500 кОм, который используется в большинстве схем, точка сглаживания тона находится при сопротивлении 50 кОм, что на 10% или 20 дБ ниже крайнего положения по часовой стрелке.Эта настройка всегда является центральной из 5 кривых на графике. Нижний плоский — 15.8 кОм, нижний — нулевой. Выше плоской кривой установлено значение 158 кОм, а верхняя кривая полностью повернута по часовой стрелке, 500 кОм.

Каскад 12AX7 имеет усиление 10, поэтому общее усиление равно единице или 0 дБ. Может показаться, что диапазон высоких частот не слишком удобен, но ухо очень чувствительно к небольшим изменениям в диапазоне высоких частот, и я редко устанавливаю этот диапазон близко к его крайнему значению. Единственное исключение — когда я проигрываю пластинку со скоростью 78 об / мин и убираю высокие частоты до упора.Резистор 270 кОм превратился в резистор 200 кОм, потому что ламповый каскад имеет некоторое сопротивление на выходе. Я знаю, что это должно быть 220 кОм, но 200 кОм дают самый ровный отклик, когда бас установлен на среднее вращение. Моделирование проводилось при 50 пФ, подключенных к выходу.

Нагрузка 500 кОм на выходе необходима для получения действительно ровного отклика в центре вращения. Если вы посылаете сигнал от регулятора тембра на усилительный каскад, резистор 510 кОм должен быть размещен между сеткой и землей.Это необходимо по вышеуказанной причине, даже если в цепи Баксандала есть возврат постоянного тока. Если вы размещаете регулятор громкости или баланса после регулятора тембра, он должен быть 500 кОм, а стеклоочиститель должен подключаться к решетке лампы без дополнительных резисторов на землю.


RCA Tube Manual Circuit.

Рисунок 7 Пассивное регулирование тембра с помощью трубки RCA Руководство


Рисунок 8 Частотная характеристика схемы 7


Рисунок 7 — тоже пассивная схема.Значения довольно большие, что придает ему повышенную чувствительность к емкостной нагрузке. Вот почему ему предшествует ламповый усилитель. Даже при этом естественная паразитная емкость вызывает спад, который вы видите на графике ниже.

Если вы включаете эту схему в существующий предусилитель, вам следует изменить существующие ламповые схемы, а не добавлять эти усилители после и до существующих каскадов. Если вы проектируете с нуля, регулятор громкости или баланса будет располагаться перед первым усилителем, а другой регулятор — после выходного каскада.Как вы можете видеть, даже с трубкой для изоляции регулятора тембра от емкостных нагрузок плоская кривая скатывается до -3 дБ за 20 000 циклов. Лично я бы никогда не использовал эту схему в аудиопроекте.


Не так много трубок.
Если вы хотите более надежное управление, чем HK, но не так много ламп, как RCA, вы можете комбинировать их. Возьмите пассивную часть с рисунка 7 и опустите ее вместо частей с рисунка 5. Теперь разделите все номиналы резисторов, в том числе потенциометры, на 2 и умножьте все номиналы конденсаторов на 2.Ближайшее значение к 50 кОм составляет 51 кОм. 5 кОм, 5,1 кОм. Конденсаторы должны быть 0,043, если можно. Если нет, то 0,047 мкФ придется делать. Это касается всех конденсаторов типа «22». У вас будет контроль с большими усилениями и срезами цепи RCA, но тот, который будет управлять балансом или регулятором громкости напрямую, без дополнительной ламповой цепи.


Установка регулятора тембра между предусилителем и усилителем мощности.
Вам нужна полностью пассивная схема для подключения существующей установки, состоящей из предусилителя и стереофонического усилителя мощности или двух моноблочных усилителей? Тот, кто хочет это сделать, скорее всего, не захочет использовать какие-либо лампы в регуляторе тембра, а только небольшую коробку с 2 или 4 ручками для управления тембром.

Многие усилители мощности обладают большой чувствительностью. Одному, о котором я слышал, требуется всего 0,15 вольт для вывода на полную мощность. Однако, даже если у вас указано, что для полной мощности требуется 1 вольт, у вас все равно останется много усиления. Кто играет на своих усилителях на полную мощность? Дети в машинах умеют, но дома взрослые, которых я знаю, больше заботятся о здоровье своего внутреннего уха.

Большинство предусилителей сконструированы очень консервативно для подключения длинного экранированного кабеля. Чтобы дать ему такую ​​возможность, выходное сопротивление довольно низкое.Таким образом, он может управлять схемой с относительно низким импедансом. Зная, что мы собираемся подключить блок регулировки тембра к усилителю мощности с помощью экранированного кабеля, мы должны придать цепи регулировки тембра достаточно низкое сопротивление, чтобы высокие частоты не были ослаблены емкостью кабеля. На рисунке 9 показан один канал схемы. Другой канал выглядит именно так. Горшки могут быть составными или раздельными по вкусу строителей.


Рис. 9 Пассивный регулятор тембра для вставки между предусилителем и усилителем мощности.


Рисунок 10 Вверху, частотная характеристика схемы, как показано. Внизу: Частотная характеристика
без постоянных резисторов в тройном плече.


Вы заметите добавление двух резисторов. Это гарантирует, что тройной срез будет отложен, а не выпадет из строя. Верхний график на Рисунке 10 был построен с установленными резисторами, а нижний — с нулевым сопротивлением при моделировании. Можно возразить, что на самом деле это не имеет никакого значения, поскольку все это происходит выше 15 кгц.Некоторые люди могут захотеть понизить точки разрыва регулятора высоких частот до более низкой частоты. Если это будет сделано, стеллажи могут стать важными. Чтобы понизить высокие частоты, увеличьте номиналы конденсаторов выше и ниже потенциометра высоких частот. Не забывайте держать их в соотношении 10: 1.

Если вы обнаружите, что усиление и ослабление низких и высоких частот действительно больше, чем вам нужно, вы можете увеличить входное сопротивление, увеличив четыре фиксированных резистора, которые находятся выше и ниже потенциометра низких частот и выше и ниже потенциометра высоких частот.Сделайте 10 кОм равным 22 кОм, а 1 кОм — 2,2 кОм. Это уменьшит усиление и ослабление низких частот на 6 дБ, но увеличит входное сопротивление до 24 кОм.

На низких частотах, где значение выходного разделительного конденсатора может стать важным, регулятор тембра будет представлять нагрузку с более высоким импедансом, поскольку реактивное сопротивление двух конденсаторов на регуляторе низких частот увеличилось. Конденсатор 0,022 мкФ имеет реактивное сопротивление 145 кОм при 50 циклах. Импеданс немного уменьшится по мере усиления низких частот.

Моделирование проводилось с емкостной нагрузкой 105 пФ, которая была бы приблизительной емкостью 3-футового экранированного кабеля.


Активные регуляторы тембра.
Теперь мы подошли к активным регуляторам тембра. Они определены как нуждающиеся в усилителе для правильной работы. Они также используют линейные элементы управления. Преимущество линейных регуляторов в том, что они всегда имеют половинное сопротивление при половинном вращении. Некоторые регуляторы звукового конуса не имеют сопротивления 10% при полувращении. С активными элементами управления легче быть уверенным, что установка элементов управления в центр вращения даст ровный тон.Это все еще основная схема Баксандала, но она находится в цепи обратной связи усилителя. Разработчики транзисторов сразу же воспользовались этим, потому что усиление так легко получить в небольшом пространстве по сравнению с лампами. Это можно сделать с лампами, но может потребоваться один дополнительный 12AX7 на канал по сравнению с пассивными схемами. Многие могут сказать, что улучшенная симметрия кривых отклика того стоит. Я был бы склонен согласиться.


The Brimar Circuit.

Рисунок 11 Цепь управления граничным тоном


Рисунок 12 Частотная характеристика, показывающая дефект.


Эта схема выглядит довольно элегантно на бумаге или экране компьютера, но частотная характеристика показывает реальную проблему. Посмотрите на плоское усиление в области низких частот и сравните его с такой же кривой в области высоких частот. Я предполагаю, что это даст усилителю довольно тусклый звук, противоположный яркому. Лампа справа имеет много обратной связи, но лампа слева работает с полностью разомкнутым контуром и с полным усилением с обойденным катодным резистором. Выходное сопротивление этого каскада представляет собой нагрузку 100 кОм, параллельную сопротивлению пластины (12AX7), которое составляет 80 кОм.Это работает до 44 кОм. График на Рисунке 15 ниже показывает, как импеданс подобной цепи зависит от частоты. Эту проблему можно решить, добавив катодный повторитель к каждому каскаду усилителя.

Несмотря на другие недостатки, вы заметите значительно улучшенную симметрию частотной характеристики по сравнению с регулятором тембра Baxandall без обратной связи. Это обеспечивает более плавное срезание и усиление, а также одинаковые спектры для обоих.

Схема имеет усиление 33 дБ при ровном тоне и 100 циклах.Удаление катодного шунтирующего конденсатора снижает этот показатель только до 25 дБ. Это по-прежнему большой выигрыш, чтобы вставить его в середину предусилителя. У меня никогда не было коммерческого предусилителя, но мой подход к дизайну заключался в том, чтобы дать ему усиление 10 дБ с регулятором громкости, установленным на максимум. Аргумент в том, что выходной каскад не должен быть ограничен даже при максимальной громкости и настройке тона. Большинство источников выдают около 0,7 вольт RMS, что составляет около 2 вольт от пика до пика. 10 дБ увеличит это значение до 6,3 В от пика до пика.Конечно, это немного для лампового усилителя, но если владелец решит увеличить полный бас на 15 дБ больше, мы получим до 35 вольт P-P. Это определенно на уровне, который может увеличить искажение, если не довести его до точки отсечения. Таким образом, установка этого регулятора в середину предусилителя увеличит выходную мощность до колоссальных 623 вольт от пика к пику. Если вы еще не спите, вы помните, что я установил начальное усиление в 10 дБ. Если мы уберем это и просто установим регулятор тембра с удаленным катодным байпасом, 25 дБ усиления от начальной точки 2 вольт PP даст нам 36 вольт, а затем 15 дБ усиления низких частот увеличат общее усиление до 40 дБ, что будет дают 200 вольт ПП из наших оригинальных 2 вольт ПП.Как ни крути, это кажется слишком большим выигрышем. Коэффициент усиления 10 дБ плюс 15 дБ усиления низких частот даст 36 вольт P-P по сравнению с нашими оригинальными 2-вольтовыми P-P. Так что я думаю, что буду придерживаться своего общего коэффициента усиления 10 дБ.


Помещение Баксандала в контур обратной связи.


Изгибы разомкнутой цепи Баксандалла могут показаться немного не идеальными. Я бы первым допустил, что, вероятно, разницу будет невозможно услышать. Тем не менее, я в некоторой степени перфекционист, поэтому было бы неплохо, если бы можно было разработать схему, которая ведет себя лучше, чем пассивные схемы, описанные выше.Кажется, что если мы поместим пассивную схему внутрь контура обратной связи усилителя, кривые будут выглядеть намного лучше.


Принцип инвертирующего усилителя.
Чтобы понять, как работает активный регулятор тембра, мы должны немного отвлечься и изучить инвертирующие усилители. Инвертирующий усилитель имеет несколько уникальных особенностей, но для нас важна возможность использовать обратную связь, чтобы установить коэффициент усиления меньше единицы. Неинвертирующий усилитель можно установить на единицу, привязав выход к инвертирующему входу.Усиление не может быть ниже этого. Инвертирующий усилитель, показанный на Рисунке 13 (а) ниже, не имеет этого ограничения.

Рисунок 13 (a), показывающий, как обратная связь устанавливает усиление. (B)

Отображение регулировки тембра в контуре обратной связи

В схеме на рис. 13 (а) обобщенный усилитель имеет обратную связь от выхода к инвертирующему входу через R2. Входной сигнал подается через R1. Если усиление усилителя велико, напряжение между инвертирующим входом и землей будет небольшим.Это означает, что токи через R1 и R2 устанавливаются в основном величиной входного и выходного напряжений. Если входное сопротивление усилителя велико, ток, протекающий через входной терминал, будет очень мал. Таким образом, мы можем сказать, что ток в R1 такой же, как ток в R2. Мы можем написать уравнения,

VIN = I1 x R1 и VOUT = I2 x R2

Но,

I1 = I2

Потому что токи в R1 и R2 равны и в одном направлении, а VIN находится на левом конце. R1 и VOUT находится на правом конце R2, входное и выходное напряжения должны быть противоположных знаков.

Давайте попробуем простую логику. Теперь мы должны быть уверены, что говорим именно то, что мы имеем в виду, и имеем в виду именно то, что мы говорим. В части A рисунка 13 выше термин «вход» относится к левому концу R1. Выход относится к правому концу R2, который также является выходом усилителя. Инвертирующий вход относится к точке, где R1 и R2 подключаются к усилителю. Помните, что напряжение на инвертирующем входе усилителя очень мало. Давайте назовем его нулем для аргументации. Если вы поместите положительное напряжение на вход, единственный способ получить ноль на инвертирующем входе — это сделать выход отрицательным.Инвертирующий вход представляет собой ламповую решетку, поэтому это разомкнутая цепь. Вы не можете иметь оба конца резистора отрицательными, а середину равной нулю. Они всегда должны быть противоположностями. Теперь, если входной сигнал является переменным током, на выходе будет переменный ток противоположной фазы. И поэтому, Вирджиния, его называют инвертирующим усилителем.

Мы собираемся решить два приведенных выше уравнения относительно I, поскольку они равны, и положим их равными друг другу. Но из-за разницы в знаках между вводом и выводом нам приходится красться со знаком минус.

VIN / R1 = -VOUT / R2

Перестановка дает,

VOUT / VIN = -R2 / R1

Конечно, VOUT / VIN — это выигрыш. Если R2 больше R1, коэффициент усиления будет больше единицы. Если R2 меньше R1, коэффициент усиления будет меньше единицы.

Еще один небольшой факт об инвертирующем усилителе заключается в том, что инвертирующий вход действует как точка с низким импедансом. Если усиление усилителя очень велико, скажем, один миллион, вход будет действовать как прямое замыкание на землю. Причина этого в том, что какое бы ни было входное напряжение, выходное напряжение будет настроено на противоположный знак и необходимую величину, чтобы инвертирующий вход оставался равным нулю.Ток течет, но нет или очень мало напряжения, что означает низкий импеданс. В практических операционных усилителях точка инвертирующего входа или суммирующий узел часто называется виртуальной землей. Дополнительные сведения об усилителях обратной связи см. В главах 5 и 6 моего учебника «Электроника для физиков». Книга находится на другом веб-сайте, поэтому нажмите кнопку «Назад», чтобы вернуться сюда.

Теперь посмотрим на схему на Рисунке 13 (b) выше, на котором цепь Баксандалла заняла место R1 и R2.Как ни странно, в резисторе 15 кОм или резисторе 6,8 кОм практически не протекает ток. * Оглядываясь назад на часть A, ток, обусловленный сигналом, протекает через R1 и R2. По вертикальной линии, соединяющей соединение двух резисторов с инвертирующим входом, практически нет тока. В эту линию можно было установить резистор, не оказав заметного влияния на характеристики усилителя. Единственным ограничением будет то, что добавляемый резистор должен быть намного меньше входного импеданса усилителя.В части B входное сопротивление усилителя намного больше, чем сопротивление резистора 15 кОм. На частотах, где реактивное сопротивление конденсатора 0,001 мкФ становится большим, регулировка высоких частот больше не имеет никакого эффекта, поэтому это не имеет значения.

* Это утверждение верно, только если два элемента управления установлены в одну и ту же точку. Если есть разница, схему становится труднее анализировать, и мы оставим такой анализ на другое время и в другом месте, когда и где все поймут, как использовать оператор j.

Стеклоочистители горшков имеют нулевой потенциал, поэтому, если они установлены по центру, точки подключения слева и справа будут иметь одинаковый потенциал и противоположные фазы. Это эквивалентно R1 = R2 в части A. Коэффициент усиления равен единице для всех частот. Если дворники сдвинуть влево, это эквивалентно уменьшению R1 и увеличению R2. Это увеличит усиление, но только для минимумов и максимумов. Средний диапазон, около 1000 циклов, мало повлияет. Перемещение дворников вправо от центра приведет к тому, что усиление будет меньше единицы, а максимумы и минимумы будут срезаны.

Если регулятор низких частот сдвинуть влево, а регулятор высоких частот оставить в центре, дисбаланс будет управлять током через резистор 15 кОм на низких частотах. Эффект будет заключаться в уменьшении R1 и увеличении R2. Усиление будет увеличиваться для низких частот. На средних и высоких частотах два конденсатора 0,1 мкФ будут поддерживать балансировку цепи, R1 = R2, и коэффициент усиления для этих частот останется равным единице.

Когда регулятор низких частот возвращается в центр, а регулятор высоких частот перемещается влево, вайпер становится несбалансированным для всех частот, но только высокие частоты связаны с инвертирующим входом через 0.001 мкФ конденсатор. Схема с двумя конденсаторами, по одному на каждой стороне ВЧ, работает лучше и ее легче понять. Я не проводил моделирование схемы в части B, поэтому не могу сказать, насколько хорошо она работает. Его можно использовать с операционными усилителями или транзисторными блоками усиления, но его полное сопротивление слишком низкое для использования с лампами. Ну может с катодными повторителями.


A Tone Control
На рисунке 14 показан регулятор тембра, который, на мой взгляд, имеет лучший компромисс между производительностью и количеством ламп.Да, Вирджиния, все идет на компромисс. Он использует только два триода на канал, один 12AX7 или другие триоды Hi Mu на ваш выбор, и он имеет красивую симметричную кривую частотной характеристики. Его коэффициент усиления при установке на ровный уровень составляет около -1 дБ, что достаточно близко к единице, чтобы не вызывать проблем с перегрузкой в ​​предусилителе или интегрированном усилителе. Вы можете пересадить этапы трубки из рисунка 18 ниже, если захотите. Производительность бы немного улучшилась.


Рисунок 14 Практическая схема тонального сигнала с использованием одного 12AX7 на канал

Горшки имеют линейный конус, а центр вращения плоский.Перемещение дворников вправо на диаграмме обрезается, что соответствует положению против часовой стрелки, а слева — ускорению, концу регулятора по часовой стрелке. Все резисторы имеют мощность 1/4 Вт, хотя вы можете использовать 1/2 Вт, если хотите. Резистор 100 кОм на выводе 6 12AX7 в любом случае должен быть 1/2 Вт. Конденсатор 0,47 мкФ слева может иметь номинальное напряжение всего 200 вольт, а конденсатор справа должен быть 630 вольт. Номинальное напряжение 0,047 мкФ зависит от того, что подключено к входу схемы.Если это пластина трубки, то напряжение должно быть 630 вольт. Если дворник кастрюли 200 вольт, то подойдет. Три конденсатора в тональной цепи не обязательно должны иметь напряжение более 50 вольт, хотя нет ничего плохого в том, чтобы быть намного выше, если они все, что вы можете получить.

В отличие от пассивной схемы, в этой схеме используется один конденсатор на низкочастотном потенциометре, а не по два с каждого конца для дворников. Если бы это было сделано в пассивной схеме, настройка регулятора низких частот изменила бы величину усиления или ослабления высоких частот.Виртуальная земля сетки усилителя эффективно изолирует цепи низких и высоких частот, и взаимодействие составляет примерно 1/100 дБ.

Это сделано не для экономии конденсаторов. Подключение двух конденсаторов от стеклоочистителя к каждому концу вызывает изменение сопротивления, параллельного конденсатору, при повороте низкочастотного потенциометра. Это приводит к изменению угловой частоты усиления и ослабления низких частот в зависимости от настройки потенциометра. Этот эффект хорошо виден на рисунке 10. Рисунок 15 выглядит намного лучше, поскольку точки излома на кривых низких частот остаются постоянными независимо от настройки регулятора.


Рисунок 15 График, показывающий частотную характеристику и импеданс цепи, показанной на рисунке 14

На графике внизу зеленым цветом показано входное сопротивление тональной цепи в кОм. Измерение производилось путем включения источника напряжения с регулируемым током последовательно с конденсатором 0,47 мкФ слева. Нижняя строка — полное усиление, следующая — половинное усиление, а самая высокая линия, которая полностью отображается на графике, — плоская. Теперь вы можете увидеть причину изменения коэффициента усиления в приведенной выше схеме Brimar.При импедансе 80 кОм при 100 циклах и 45 кОм при 10 кОм неудивительно, что для управления схемой требуется катодный повторитель. Усилитель справа имел бы те же проблемы, если бы не имел такой обратной связи. Его коэффициент усиления в разомкнутом контуре меняется, но его недостаточно, чтобы вызвать какие-либо серьезные проблемы.


Трехполосный регулятор тембра

Схема на рисунке 16 была прислана мне джентльменом, который попросил меня оценить ее для него. Оказывается, он бесполезен в качестве регулятора тембра, но я публикую его для того, чем он может стать, а именно: 10-полосный графический эквалайзер с лампами.Для каждого канала потребуется 6 и 1/2 12AX7, что может показаться вам выполнимым, а может и нет.

Рисунок 16 Трехполосный регулятор тембра? Или недоделанный 10-полосный эквалайзер?

Перемещение дворников в нижнюю часть диаграммы дает полное отключение, а верхнее — полное усиление. Резисторы на 110 кОм и 120 кОм обязательно должны быть 1 Вт. Два резистора 100 кОм в пластине одного из 12AX7 должны быть 1/2 Вт, а все остальные резисторы могут быть всего 1/4 Вт. Все конденсаторы должны быть не менее 200 вольт.Конденсаторы, определяющие частоту, не подвергаются воздействию какого-либо заметного напряжения во время работы, но если B- поднимется до того, как катоды трубки станут горячими, на этих конденсаторах будет ощущаться напряжение 150 вольт.

На первом графике показан эффект настройки потенциометра диапазона низких частот на полное, половинное, плоское, половинное усиление и полное усиление. Два других не изменены, но оставлены плоскими. Второй график показывает влияние потенциометра средней полосы при сохранении всех остальных постоянными, а третий показывает влияние потенциометра верхней полосы. Четвертый показывает, что все три меняются одновременно.Уравнение для частоты:

f = 1 / (6 Pi R C), где R — резистор 10 кОм, а C — номинал подключенных к нему конденсаторов. Значения конденсаторов для 10-полосного эквалайзера будут такими, как указано ниже.


Частота (циклы) Конденсатор
, стандартное значение
Конденсатор
Расчетный
31,5 0,18 мкФ 0,168 мкФ
63 0.082 мкф 0,0842 мкФ
125 0,039 мкФ 0,0424 мкФ
250 0,022 мкФ 0,0212 мкФ
500 0,01 мкФ 0,0106 мкФ
1,000 0,0056 мкФ 0,00530 мкФ
2 000 0,0027 мкФ 0,00265 мкФ
4 000 0.0012 мкф 0,00133 мкФ
8 000 680 пф 663 пф
16 000 330 пф 332 пф

3-х полосный регулятор тона.

Схема, показанная на рисунке 18, изначально пришла из книги операционных усилителей. схемы. Я увеличил уровень импеданса, чтобы он подходил для ламп и провел довольно много реинжиниринга. Номера контактов на Левый триод рассчитан на половину 12AU7.Если вы решите использовать 6C4, номера контактов нужно будет искать в режиме онлайн или в тюбике мануал. Если вы хотите использовать на один триод меньше на канал, вы можете пересадить усилители с рисунка 14 выше. Ты может заметить небольшое снижение производительности. Все резисторы 1/4 ватт, если не указано иное. Все конденсаторы, которые связаны с лампочками 200 вольт. Исключение составляет 50 микрофарад, что составляет 25 или 15 вольт. Все остальные могут быть ниже 50 вольт, если вы найдете их на таком низком уровне.Две крышки 1 мкФ и крышка 0,047 мкФ — единственные, которые будут иметь любое напряжение постоянного тока на них. Колпачок 0,047 мкФ может быть 630 вольт. если к входу подключен еще один ламповый каскад.


Рис.17 Практическая 3-полосная регулировка тона


Первый из четырех приведенных выше графиков показывает, что регулятор средней полосы регулируется, в то время как низкие и высокие частоты остаются равными. Второй показывает, как регулируются низкие и высокие частоты, в то время как средняя полоса остается плоской.Третий показывает, как регулируются низкие и высокие частоты, в то время как средняя полоса установлена ​​на полное усиление. Четвертый показывает, как регулируются низкие и высокие частоты, в то время как средняя полоса полностью обрезана. Может показаться, что средняя полоса не оказывает большого влияния, но ухо настолько чувствительно в этом частотном диапазоне, что небольшая часть имеет большое значение. Когда-то в прошлом у меня был ресивер с трехполосным регулятором тембра этого типа. Друг, у которого была такая же модель, построил кривые частотной характеристики регулятора тембра, и они очень похожи на эти.Регулятор средней полосы имел отчетливо слышимый эффект.


Альтернативная схема усилителя.
Как указано выше, схемы усилителя можно переключать с одного элемента управления на другой в зависимости от того, насколько вы перфекционист.

Рисунок 18 Другой набор усилителей для рисунков 14 и 17

Выходной каскад заимствован из схемы фазоинвертора, используемой в серии усилителей, которые можно найти в руководстве по эксплуатации RCA-ламп RC-28. Это дает более высокое усиление, чем у триода, вместе с низким выходным сопротивлением.Катодный повторитель не дает тональной схеме снижать коэффициент усиления усилителя, в отличие от схемы, показанной на рисунке 14. Использование пентода в качестве входного катодного повторителя даст более низкий выходной импеданс, поскольку лампа имеет более высокую крутизну, чем триод.

Ну вот и все. Я надеюсь, что это даст вам что-то новое, чем можно повеселиться.

Источник angelfire

Эквалайзеры

, различные типы и принцип работы Эквалайзеры

Elliott Sound Products Эквалайзеры


© Род Эллиотт (ESP), март 2015 г.
Обновлено в феврале 2021 г.

Вершина
Указатель статей
Основной указатель

Содержание


Введение

Эквалайзер (EQ) — одна из самых спорных областей Hi-Fi.В течение многих лет от любого предусилителя ожидалось, что он будет иметь (как минимум) регуляторы низких и высоких частот. Конечно, были бесчисленные вариации, но общей схемой, которая в итоге использовалась почти всеми производителями, была топология «Баксандалл», названная в честь ее изобретателя Питера Дж. Баксандалла. Эта компоновка используется и по сей день, но для аудиопроизводства (в отличие от воспроизведения) доступная эквализация намного сложнее и всесторонне.

Термин «выравнивание», вероятно, возник из требований различных операторов (телефон, кино, вещание и т. Д.).), чтобы вернуть свои системы к плоской частотной характеристике — другими словами, чтобы сделать ее «равной» заданному сигналу.

На самом деле эквализация (или просто «фильтрация», как ее называли в первые годы) была частью записывающего и звукового оборудования с самого начала технологии. Western Electric (впоследствии ставшая Bell Labs) описала фильтры (эквалайзеры) для телефонной системы, позволяющие регулировать частотную характеристику и корректировать спад высоких частот в телефонных линиях. Ранний контроль «тона» был очевиден вскоре после появления AM-радио («беспроводного», как это было известно в то время).Обычно они могли только ослабить высокие частоты, чтобы сделать звук более «мягким» и уменьшить посторонний шум.

В то время как аудиофилы во всем мире избегают любой формы эквалайзера, по крайней мере 99% записей, которые они слушают, уже были обработаны индивидуальным эквалайзером на каждом канале, а также с общим эквалайзером, сжатием, ограничением и другими « эффектами », включая будут сочтены инженерами звукозаписи и мастеринг подходящими. Тем не менее, в этой статье я буду обсуждать в основном эквализацию, «настраиваемую пользователем» («эквализацию» для читателей из Северной Америки).

Микшерный пульт

для записи и живого производства обеспечивает обширный эквалайзер, и никто не будет настолько глуп, чтобы построить микшер без него. Каждый канал имеет комплексную сеть регулировки тембра, почти всегда с как минимум двумя полосами параметрической коррекции. Термин «параметрический» относится к тому факту, что все параметры схемы регулируются — частота, полоса пропускания (Q) и усиление / ослабление.

Дэниел Фликингер представил первый параметрический эквалайзер в начале 1971 года (патент США 3752928 A).В его конструкции операционные усилители использовались для создания схем фильтров, которые нельзя было использовать с другими методами. Патент Фликингера («Система усилителя, использующая регенеративную и дегенеративную обратную связь для формирования частотной характеристики») показывает топологию схемы, которая использовалась, и составляет основу параметрического эквалайзера, используемого по сей день.

Ранней формой комплексного управления тоном был графический эквалайзер — так называемый, потому что ползунки описывали «график» окончательной частотной характеристики. Чтобы быть полезной, система графического эквалайзера нуждается в большом количестве отдельных фильтров.В системах графического эквалайзера с октавным диапазоном используется 10 слайд-потенциометров, по одному на каждую октаву. Более дорогие устройства имели 20 слайдеров (1/2 октавы) или 30 слайдеров (1/3 октавы). Для них было обычным использовать индукторы с ферритовым сердечником до разработки интегральных операционных усилителей и изобретения схемы «гиратора». Гиратор использует операционный усилитель, резисторы и конденсатор для имитации катушки индуктивности (отсюда и общее название «имитируемая катушка индуктивности»).

Часто говорят, что «предусмотрены регуляторы тембра, чтобы пользователь мог испортить звук».Во многих случаях это, безусловно, правда, но следует учитывать, что конечный пользователь имеет полное право испортить звук, если он / она хочет это сделать. Эта статья не о высочайшем качестве звука, а о различных типах эквалайзеров, которые доступны, и о том, как они работают.

Также стоит просмотреть различные схемы из списка проектов ESP. Описано довольно много различных типов эквалайзеров, от простых регуляторов низких и высоких частот до квазипараметрических конструкций, графических эквалайзеров и фиксированных систем эквалайзера для расширения низкочастотной характеристики громкоговорителей и сабвуферов.

Обратите внимание, что все схемы, показанные ниже, основаны на источнике с низким или очень низким импедансом. Это может быть операционный усилитель (лучше всего), эмиттерный повторитель транзистора (нормально) или катодный повторитель клапана (худший вариант), в зависимости от другой используемой схемы. Итак, хотя входные буферы не показаны, они необходимы во всех случаях. Это по-прежнему применяется, когда на входе используется инвертирующий каскад операционного усилителя, потому что вносимые потери схемы зависят от низкого импеданса источника.

Ниже приведены схемы , а не для строительства (хотя вы можете это сделать, если хотите, но не ждите помощи).Поскольку они не являются проектами, ни один из них не был построен, как показано, и, хотя все они были смоделированы, никаких других тестов не проводилось. Точно так же не было попыток оптимизировать схемы для какой-либо конкретной задачи, поэтому они могут оказаться неподходящими, как описано. Я отвечу на вопросы о проектах, но никому не буду помогать в создании схем, показанных здесь.


1 — Фиксированные эквалайзеры

Наиболее распространенная схема фиксированного эквалайзера используется для воспроизведения винилового фонокорректора RIAA с магнитных звукоснимателей.Хотя существует огромное количество различных топологий, конечный результат практически одинаков. Эквалайзер воспроизведения RIAA обеспечивает усиление низких и высоких частот в соответствии с процессом резки диска. Это (по замыслу) сокращает басовый отклик, так что канавки не настолько широки, чтобы врезаться в соседние канавки, и усиливает высокие частоты как форму предыскажения. При воспроизведении обрезка высоких частот уменьшает поверхностный шум диска в достаточной степени, чтобы получить довольно тихий конечный результат.

Другие распространенные фиксированные эквалайзеры используются или использовались с магнитофонной записью, FM-трансляциями, длинными телефонными линиями, используемыми для распространения радио или телевидения, и множеством других систем.Предыскажение (усиление высоких частот) и уменьшение выделения (дополнительное уменьшение высоких частот) увеличивают кажущееся отношение сигнал / шум (SNR), и они используются в течение многих лет. Предыскажение используется в FM-радиопередачах, а приемники имеют дополнительную схему ослабления акцента, которая дает в целом ровный отклик.

Фиксированные эквалайзеры также могут использоваться, чтобы позволить громкоговорителю достичь (или попытаться) «полного диапазона» от одного драйвера громкоговорителя. Одним из наиболее известных, вероятно, является Bose 901, в котором используются драйверы 9 × 100 мм (4 дюйма) и есть эквалайзер «линейного уровня», который предположительно дает ровный отклик (хотя в нем также есть возможность регулировки тембра).Во многих сабвуферах используется фиксированный эквалайзер, позволяющий получить как можно более низкий уровень звука даже в небольшом корпусе.

Современные системы, использующие DSP (цифровая обработка сигналов), также можно квалифицировать как «фиксированный» эквалайзер, потому что после завершения процесса настройки обычно нет возможности регулировать относительные уровни. Также есть движение по применению эквалайзера для «корректировки» динамиков для комнаты, но это по большей части ошибочная концепция, за исключением частот ниже ~ 100 Гц или около того. Короче говоря, вы не можете уравнять комнату, потому что большинство проблем вызвано аномалиями во времени, и вы не можете скорректировать время по амплитуде.

Fixed EQ также используется в смартфонах, планшетах и ​​ноутбуках, обычно как для встроенного микрофона, так и для динамиков. Количество и тип эквалайзера зависит от производителя, но можно с уверенностью сказать, что обычно это делается с использованием DSP. Некоторые приложения могут разрешать приложениям отключать эквалайзер микрофона (и сжатие) для более широкого диапазона частот и динамического диапазона. Другой формой фиксированного эквалайзера является режекторный фильтр, который может быть очень узким и использоваться для удаления нежелательной частоты. Примером может служить режекторный фильтр 19 кГц, используемый в FM-приемниках для подавления пилот-сигнала 19 кГц, который используется для стереовещания.Режекторные фильтры также можно использовать для удаления гула 50/60 Гц из сигнала без значительного влияния на близлежащие частоты.

Основная цель этой статьи — описать регулируемые пользователем элементы управления, а не фиксированные системы эквалайзера. Поэтому я не буду углубляться в область фиксированных эквалайзеров, кроме как мимоходом.


2 — Регуляторы тона для воспроизведения

Ранние формы схем управления повышением / понижением тембра были пассивными и имели значительные вносимые потери. Поскольку в самой схеме не было активной схемы, чтобы иметь возможность усилить низкие или высокие частоты, общий сигнал был ослаблен.Простые схемы фильтров позволяли конечному пользователю независимо настраивать регуляторы низких и высоких частот для получения звука, который нравился слушателю. Точность никогда не принималась во внимание, и используемые настройки были чисто субъективными.

Вероятно, одним из первых применений эквалайзеров для звука была попытка получить приличный (и разборчивый) звук из ранних саундтреков к фильмам [3] . Неизвестно, использовались ли какие-либо эквалайзеры для радиовещания, но я был бы удивлен, если бы хоть какая-то (возможно, фиксированная) фильтрация не применялась для компенсации недостатков модуляторов передатчика и других частей цепи передачи.Определенно было требование ограничить полосу пропускания, потому что нельзя допустить, чтобы передача AM была в полном частотном диапазоне из-за проблемы потенциальных помех от соседней станции. Однако они не считаются регуляторами тембра, поскольку имеют фиксированную частотную характеристику. То же самое относится к «эквалайзерам», используемым для исправления передачи по телефонной линии.

Высочайший стиль регулировки тембра был стандартом для большинства каминных радиоприемников и даже проигрывателей до конца 1960-х годов. В эпоху вентилей было невозможно включить «правильные» регуляторы тембра в бюджетное оборудование, потому что вентили были дорогими, и требовался хотя бы один триод, чтобы вернуть сигнал на нормальный уровень.Хотя в журналах Wireless World (Великобритания, теперь Electronics World), R, TV & H в Австралии (Radio, Television & Hobbies) и Practical Electronics (США) и во многих других изданиях было опубликовано множество высококачественных Hi-Fi систем и строительных проектов, только более состоятельные энтузиасты могли позволить себе стандартное оборудование с новейшими и лучшими регуляторами тембра (и другими соответствующими характеристиками).

Был период, когда ожидалось, что лучшее доступное оборудование будет иметь регуляторы тембра.Примером был предусилитель Quad 22, который имел довольно сложные элементы управления, включая низкие и высокие частоты, как и ожидалось, но также имел переключаемый фильтр нижних частот (5 кГц, 7 кГц и 10 кГц) для уменьшения шума от источника сигнала. В то время (с 1950-х по 1960-е годы и позже) почти все предусилители имели регуляторы тембра, и было разработано множество инновационных новых топологий, обеспечивающих больший контроль над функционированием регуляторов. Некоторые допускали довольно радикальные увеличения и уменьшения. До ± 20 дБ не было чем-то необычным, но большинство из них ограничивалось более разумным значением ± 12 дБ или около того.

Когда графические эквалайзеры были впервые представлены в домашних Hi-Fi системах, они обычно были очень простыми. У некоторых было всего пять полос (диапазон 2 октавы), и, хотя они были довольно ограниченными, у домашнего слушателя было много возможностей испортить звук. Однако если конечный результат порадовал владельца, то это все, что имело значение. В большинстве современных систем включение DSP (цифровой обработки сигналов) позволяет пользователю выбирать любое количество «эффектов», которые могут разрушить все с гораздо большей способностью, чем все, что было раньше.

В большинстве простых схем управления тембром используется простейший тип фильтров — цепи сопротивления / емкости (RC), которые обеспечивают теоретический максимальный наклон 6 дБ / октаву. Те, которые используют конденсаторы и катушки индуктивности (реальные или смоделированные), могут достичь гораздо больших крутизны, но настроены как полосовые или полосовые (в зависимости от положения потенциометра). Графические эквалайзеры также бывают двух основных форматов, причем наиболее распространенные типы обеспечивают переменную Q (пропускную способность) в зависимости от величины усиления и среза.Другой тип — «постоянный Q», запатентованный Кеном Гандри из Dolby Laboratories и далее разработанный Рейном. Они имеют (более или менее) постоянную полосу пропускания независимо от величины повышения или понижения.

Модель Langevin EQ-251A была первым эквалайзером, в котором использовались ползунковые регуляторы, но в данном случае это были ползунковые переключатели, а не потенциометры, как мы ожидаем сегодня. В нем использовались только пассивные секции, и каждый фильтр имел переключаемые частоты и 15-позиционный ползунковый переключатель для регулировки среза или усиления. Первым настоящим графическим эквалайзером был тип 7080, разработанный Art Davis Cinema Engineering.Он имел 6 полос с диапазоном усиления и среза 8 дБ. Он использовал ползунковый переключатель для регулировки каждой полосы с шагом 1 дБ. Вторым графическим эквалайзером Дэвиса был эквалайзер Altec Lansing Model 9062A EQ. В 1967 году Дэвис разработал первый набор режекторных фильтров с регулируемой шириной 1/3 октавы, систему Altec-Lansing «Acousta-Voice».


3 — Регуляторы тона для производства

Важно понимать, что существует огромная разница между регуляторами тембра, которые могут использоваться на Hi-Fi или микшерном пульте, и теми, которые используются в усилителях гитары или других музыкальных инструментов.В Hi-Fi или микшерах важно, чтобы была доступна плоская характеристика, просто установив регуляторы усиления / среза в центральное положение. Тогда схема не влияет на реакцию, поэтому то, что входит, остается без изменений. С усилителями для музыкальных инструментов ситуация совсем иная. Регуляторы тембра работают вместе с инструментом, звукоснимателями и громкоговорителями, и общий эффект заключается в обеспечении широкого диапазона «тонов» через громкоговоритель, которые нравятся музыканту.

Например, гитарный усилитель не предназначен для воспроизведения звука , он предназначен для создания звука (воспроизведения).Усилитель и акустическая система составляют часть инструмента — одно без другого практически бесполезно. Попробуйте проиграть понравившуюся запись через гитарный усилитель — у вас никогда не получится добиться правильного звучания. Примерно то же самое происходит, если на гитаре играть через систему Hi-Fi. Даже если у него есть регуляторы тембра, будет сложно или невозможно получить «звук», который привык слышать гитарист, и вы, вероятно, получите взорванные твитеры, чтобы добавить травмы к оскорблению (так сказать).

Ранние гитарные усилители часто имели лишь «верхний» регулятор тембра, но пользователям хотелось большего.«Стек тонов», как его сейчас обычно называют, был разработан довольно рано, но, несмотря на долгие поиски, мне не удалось выяснить, кто разработал первую версию. Тон-стек в стиле гитарного усилителя способен обеспечить только усиление низких и высоких частот (что приравнивается к сокращению средних частот). Регулятор средних частот только поднимает средний уровень во всем частотном диапазоне и намеренно ограничен, чтобы не отключать регуляторы низких и высоких частот. В большинстве конструкций нет настройки, которая имела бы плоскую частотную характеристику — все, что вы можете сделать, это изменить количество усиления низких и высоких частот.Эти схемы всегда являются пассивными и имеют вносимые потери 20 дБ или более. Вносимые потери просто относятся к величине сигнала, который вы получаете на выходе по сравнению с входом, с регуляторами, установленными на ровный или самый близкий к «плоскому» режиму, который может обеспечить схема.

Несколько дизайнеров на протяжении многих лет использовали регуляторы тембра Baxandall (с обратной связью) в гитарных усилителях (часто в виде журнальных проектов), и большинство из них в лучшем случае считаются ужасными, а в худшем — непригодными для использования. Это не значит, что их нельзя использовать, но в целом гитаристы совсем не будут довольны конечным результатом.Для любого, кто разработал гитарный усилитель или два (или три, или …), это не удивительно. Музыкальное производство и воспроизведение очень разные и никоим образом не могут считаться равными. В то время как электрогитара может быть особенно сложной в изготовлении, бас-гитара и акустическая гитара с магнитными или пьезодатчиками также могут быть очень требовательными.


4 — Базовые регуляторы тембра

Самый простой, самый простой и наименее полезный регулятор тембра просто обеспечивает срезку низких и / или высоких частот. Их легко создать, и они были очень распространены во многих более ранних беспроводных устройствах.Срезание низких частот не было таким распространенным явлением, но почти все каминные радиоприемники, начиная с 1940-х годов, имели «регулятор тембра», который представлял собой не что иное, как регулируемое срезание высоких частот. Путем изменения потенциометра можно было ослабить высокочастотную характеристику, чтобы позволить пользователю получить «мягкий» звук с очень ограниченным верхним диапазоном. Даже с раннего возраста я обнаружил, что установка регулятора тембра в положение, которое давало самые высокие частоты (например, как это было с каминной радиостанцией AM или аналогичным), была гораздо более удовлетворительной, чем приглушенный звук, который, казалось, предпочитали мои родители.

Общий принцип показан ниже. Невозможно было усилить низкие или высокие частоты просто потому, что у ранних радиоприемников и проигрывателей едва хватало усиления для достижения полной громкости даже без какого-либо регулятора тембра, поэтому уменьшение усиления для усиления отдельных регуляторов низких или высоких частот не было вариантом. Усиление было дорогим, потому что требовалось еще одно каскадное устройство. Важная часть здесь заключается в том, что если вы хотите иметь возможность усилить низкие или высокие частоты с помощью пассивной сети, весь сигнал должен быть уменьшен, чтобы фильтры можно было настроить для обеспечения очевидного усиления.Ниже показаны простые регуляторы среза низких и высоких частот, так как они являются самыми простыми из всех.


Рисунок 1. Регуляторы обрезки низких и высоких частот

Эти элементы управления имеют минимально возможное влияние на остальную часть сигнала, поэтому их можно добавить без каких-либо потерь на усиление. Это означало, что дополнительный клапан или транзистор не требовались, поэтому стоимость их включения была невелика. Все, что было нужно, — это пара потенциометров, ручки, резисторы и конденсаторы. Когда оба регулятора были установлены на максимальное срезание, эффект заключался в том, чтобы обеспечить сигнал, который был полностью среднечастотным — без басов, без высоких частот, только средние частоты.Однако, если их объединить, будет некоторое взаимодействие.

Обратите внимание, что при настройке регуляторов они могут только срезать — нет возможности усилить сигнал на любой частоте. Регулятор среза высоких частот снижает уровень на 6 дБ / октаву по сравнению с частотой оборота, определяемой положением потенциометра, и регулятор среза низких частот делает то же самое. Управление высокими частотами также может использовать переменный конденсатор, но это никогда не было подходящим из-за физического размера переменного конденсатора с достаточной емкостью, чтобы быть полезным.Это легко сделать с помощью умножителя емкости, но он никогда не использовался в эпоху ламп и оставался необычным, пока операционные усилители не стали доступны. При указанных значениях частотная характеристика -3 дБ с обоими регуляторами, установленными на максимальное срезание, составляет от 177 Гц до 2 кГц. Когда горшки установлены на минимальное срезание, отклик практически плоский от 30 Гц до 20 кГц. Схема должна сопровождаться каскадом с высоким импедансом и питаться от низкого импеданса.

Если вам нужно применить усиление на любой частоте, вам нужно принять потери, которые немного превышают допустимое усиление, или включить каскад усиления.Это может быть вентиль, транзистор, полевой транзистор или операционный усилитель, в зависимости от эпохи дизайна. Ранние регуляторы тембра среза / усиления были пассивными и могли привести к потере до 20 дБ при центрировании потенциометров (ровный отклик). Эта потеря должна быть компенсирована добавлением каскада усиления.

Общую схему, показанную ниже, часто называют эквалайзером Джеймса, потому что она была впервые опубликована E.J. Джеймс [1] . Вы также можете увидеть, что это называется «пассивным Baxandall», но это неверно.Проект, опубликованный Питером Баксандаллом, активен и использует обратную связь для получения симметричного усиления и сокращения. Для регулятора тембра Baxandall требуется инвертирующий усилительный каскад с низким выходным сопротивлением для управления цепями фильтров. Для схемы Джеймса требуется низкий импеданс источника и высокая импедансная нагрузка, иначе производительность будет снижена.


Рисунок 2 — Элементы управления пассивным срезанием / усилением низких и высоких частот

Существует бесчисленное множество вариантов этой базовой схемы. Как показано, это одна из наиболее распространенных схем, позволяющая номинальное срезание и усиление в диапазоне от +18 дБ до -20 дБ (это не совсем симметрично).Частоты оборота низких и высоких частот (± 3 дБ) изменяются за счет использования конденсаторов различной емкости. Меньшие конденсаторы работают на более высоких частотах. В басовой секции можно использовать один конденсатор (параллельно с VR1) или два, как показано. В секции высоких частот также могут использоваться две крышки, как показано, вместо одной крышки, последовательно соединенной с грязесъемником на потенциале высоких частот.

Есть небольшая разница между вариантами схемы. Цепи управления тембром должны управляться низким выходным сопротивлением (катодный или эмиттерный повторитель), и существует некоторое взаимодействие между элементами управления с большинством пассивных версий.Истинного плоского положения трудно достичь с помощью элементов управления на Рисунке 2, а отклонение частоты до ± 2 дБ не является редкостью. Обратите внимание, что потенциометры логарифмические — линейные потенциометры не работают, но конусность бревна редко бывает достаточно хорошей, чтобы обеспечить калибровку передней панели для плоского отклика. Вносимые потери составляют около 20 дБ. Следующий каскад должен иметь вход с высоким импедансом, и прямое соединение с сеткой следующего клапана (без дополнительного сеточного резистора) не было редкостью. Усиление 10 необходимо для восстановления уровня с регуляторами, установленными на номинально ровную характеристику.


Рисунок 3 — Пассивные регуляторы низких и высоких частот с ограниченным диапазоном

Выше показана очень простая схема эквалайзера, которую я разработал много лет назад для простых сценических микшеров и «предварительных микшеров». Идея заключалась в том, чтобы обеспечить некоторый контроль, но не настолько, чтобы это могло вызвать проблемы у неопытных пользователей. Базовая схема внешне такая же, как показанная на рисунке 2, но компоненты имеют одинаковые значения для «верхней» и «нижней» частей схемы (сравните это с рисунком 2).Вносимые потери небольшие (6 дБ при центрировании элементов управления), а максимальное усиление ограничено чуть менее 6 дБ. Доступно большее количество срезов, но это становится очевидным только при установке регулятора (ов) на минимальное срезание низких или высоких частот.

Отклик низкочастотного регулятора показан зеленым, а высокие частоты — красным. Горшки имеют линейный вид, а графики показаны с шагом 25%. В отличие от версии, показанной на Рисунке 2, когда горшки отцентрированы, отклик полностью плоский, почти без отклонений.Есть небольшое отклонение, которое можно измерить, но оно ниже слышимости (около 0,3 дБ при нагрузке 100 кОм или 0,03 дБ при нагрузке 1 МОм).


Рисунок 4 — Реакция пассивного управления с ограниченным диапазоном

Интересно, что схема на рис. 3 — это почти то же самое, что можно ожидать от инвертирующего каскада усиления в схеме управления Баксандалла [2] . Те же значения, которые используются с инвертирующим каскадом усиления, дают идеально симметричное усиление и ослабление с максимальным значением ± 15 дБ при указанных значениях.Этот тип управления показан ниже и был очень распространен в домашних Hi-Fi системах и микшерных пультах. Схема показана ниже, в ней используются те же значения компонентов, что и на рисунке 3, но с добавлением каскада усиления операционного усилителя.


Рисунок 5 — Активный регулятор тембра Baxandall

Этот тип схемы, возможно, самый популярный за все время. Некоторые производители предоставляют переключаемые конденсаторы, поэтому отклик можно адаптировать к предпочтениям пользователя. Существуют варианты с регулятором средних частот, который достигается добавлением третьего потенциометра, который имеет колпачок параллельно (например, регулятор низких частот) и еще один (меньший) колпачок, соединенный последовательно с вайпером (например, регулятор высоких частот).Когда включен регулятор среднего уровня, он почти всегда фиксирован — чтобы сделать его регулируемым, требуются переключаемые конденсаторы.

Общий термин для эквалайзеров с типом отклика, обеспечиваемым регуляторами тембра Джеймса и Баксандалла, — « полочный эквалайзер », потому что низкие или высокие частоты усиливаются на установленную величину, но затем возвращаются к почти ровным выше или ниже определенной частоты. настройкой потенциометра. Вы можете видеть это на Рисунке 4: уровни усиления и отсечки ниже 200 Гц и 4 кГц.Поскольку схема на Рисунке 3 является пассивной и не имеет обратной связи, при максимальном срезе басы не выравниваются примерно до 60 Гц, а высокие частоты вообще не выравниваются. После применения обратной связи это изменяется, как показано на рисунке 6.


Рисунок 6 — Реакция управления активным тональным сигналом Baxandall

Цвета и приращения потенциалов такие же, как на рисунке 4. Вы заметите, что усиление и ослабление теперь (почти) идеально симметричны. Помните, что на этих графиках использовались точно такие же тональные фильтры, как показано на рисунке 3, и единственное отличие состоит в добавлении обратной связи.

Полные характеристики и симметрия схем Баксандалла было трудно реализовать с помощью схемы клапана, потому что получить очень низкий выходной импеданс от ступеней привода и обратной связи было чрезвычайно сложно. Как и во всех схемах вентилей, цепи управления тембром имели высокий импеданс, с использованием 100 кОм или выше для потенциометров, а также с другими компонентами, масштабируемыми в соответствии с требованиями. Это стало проще, когда использовались транзисторы, и было практически автоматическим, когда операционные усилители использовались в качестве источника и усилительных устройств.Возможно, некоторая ностальгия по схемам клапана была вызвана довольно «небрежным» откликом, полученным из-за относительно высокого импеданса. Это можно исправить (почему?), Добавив резисторы последовательно с выходами операционных усилителей.

Можно ожидать, что некоторые люди будут настаивать на пассивном управлении, потому что они воображают, что применение обратной связи каким-то образом портит звук. Это, конечно, полная чушь, и кажется мало смысла в использовании значительно худшей системы регулировки тембра, у которой нет реальных плоских настроек, просто чтобы избежать «зла» обратной связи.При таком подходе действительно подходит только схема, показанная на Рисунке 3, потому что возможна плоская установка и сомнительные (в лучшем случае) бревенчатые горшки не нужны.


Рисунок 7 — Активный регулятор тембра Baxandall со средними частотами

Для полноты картины выше показано общее устройство, используемое для добавления элемента управления среднего уровня в сеть Baxandall. Q низкий (около 0,5), и вы не можете регулировать частоту, но он добавляет некоторые дополнительные функции, которые могут быть полезны для усилителя музыкального инструмента.Хотя вы можете увидеть его добавление во многие схемы в сети, его ценность несколько сомнительна. Поскольку его нелегко отрегулировать по частоте и из-за низкого Q, большинство пользователей, вероятно, обнаружат, что он действительно не выполняет то, что им нужно.


5 — Графические эквалайзеры

Хотя описанные выше базовые полочные фильтры подходят для управления низкими и высокими частотами, повлиять на средние частоты или нежелательную частоту в любом месте звукового диапазона невозможно. Во многих случаях регуляторы низких и высоких частот даже не работают для низких и высоких частот.Например, если вы хотите получить «жирный» звук бас-барабана, вы можете добавить немного баса, но вы не хотите или не должны постоянно повышать его до нескольких герц. Посмотрите на рисунок 6 — если у вас есть усиление 10 дБ на 70 Гц, у вас немного больше, чем на 40 Гц, и оно все еще там на 20 Гц. Пиковый фильтр можно настроить на 70 Гц (например), чтобы дать удовлетворительный «удар» от басового барабана, но уровень возвращается к нормальному (в сторону усиления 0 дБ) по мере увеличения или уменьшения частоты.

Графические эквалайзеры

имеют серию полосовых фильтров, каждая полоса частот которых управляется ползунком.Каждую частоту можно уменьшить или увеличить, и несведущие действия могут вызвать проблемы. Был короткий период, когда стереографический эквалайзер считался обязательным для того, что, вероятно, более известно как « low-end hi-fi » — сравнительно дешевых систем, которые компенсировали отсутствие общего качества включением дополнительных функций, которые заставили покупателя поверить он / она получал хорошую сделку.

Эта общая форма эквалайзера была разработана в начале 1970-х годов, и катушки индуктивности использовались как часть частотно-избирательных сетей.Катушки индуктивности сравнительно большие, требуют большого количества витков проволоки и магнитного сердечника (стального листа или феррита). Их изготовление дорого, а близлежащие магнитные поля могут вызывать шум в обмотках.

Поэтому графический эквалайзер

был дорогим и довольно громоздким до изобретения гиратора («имитируемой» катушки индуктивности, использующей операционный усилитель для инвертирования действия конденсатора). Хотя гиратор был предложен в 1948 году (Бернардом Теллегеном, голландским инженером, который также изобрел пентодный клапан), практическая реализация была невозможна до тех пор, пока операционные усилители не стали легкодоступными.Самые простые гираторы можно сделать, используя только транзистор, но их характеристики ниже стандартных. Я не знаю никого, кто пытался бы сделать гиратор с использованием клапанов, потому что это было бы бессмысленно. Активным элементом гиратора является неинвертирующий буфер с единичным усилением, который должен иметь высокий входной импеданс и низкий выходной импеданс.

Гираторов позволили разработчикам создавать большое количество «индукторов» с очень низкой стоимостью по сравнению с настоящими индукторами, а гираторы не подвержены влиянию магнитных полей, поэтому индуцированный гул больше не был большой проблемой.Общая форма графического эквалайзера показана ниже, но для ясности с использованием индукторов. Неважно, является ли индуктор «реальным» или смоделированным, он имеет точно такой же эффект. Обратите внимание, что номинал резистора (R2, R3 и т. Д.) Часто является сопротивлением обмотки катушки индуктивности и / или внешнего резистора, используемого для обеспечения идентичности последовательного сопротивления каждой настроенной цепи. На следующем рисунке включены только первые 5-октавные полосовые фильтры. Остальные соответствуют стандартным октавным частотам.Стандартные промышленные частоты для трех наиболее распространенных эквалайзеров: …

31 63 125 250 500 1k0 2k0 4k0 8k0 16k
Частоты октавного диапазона — 10 диапазонов
31 44 63 87 125 175 250 350 500 1 1 1 2k0 2k8 4k0 5k6 8k0 11k 16k 20k
Частоты 1/2 октавного диапазона — 20-диапазонный 908 908 908 45 315
25 31 40 50 63 80 100 125 160 200 400 500 630 800 1k0 1k2 1k6 2k0 2k5 3k2 8458 848 458 908 458 908 458 908 458 908 45 10 тыс. 12 тыс. 16 тыс. 20 тыс.
Частоты диапазона 1/3 октавы — 30 диапазонов

Указанные выше частоты в значительной степени согласованы во всем мире и приняты всеми производителями графических эквалайзеров.Частоты 1/2 октавы и 1/3 октавы часто расширяются выше и ниже показанных и могут включать 20 Гц и / или 25 Гц, а также 20 кГц. На рисунке ниже показаны идеальные значения, а не те, которые есть в наличии, исключительно для удобства. Добротность каждого фильтра составляет около 2, высокая точность на самом деле невозможна и, к счастью, в ней нет необходимости. Схема ниже должна управляться с низким сопротивлением . Обычно для управления входом используется буфер единичного усиления. Он не показан, но должен быть включен, если предыдущий каскад не является операционным усилителем или другим источником с очень низким импедансом.


Рисунок 8 — Общая схема графического эквалайзера с использованием индукторов

Без частотно-избирательных схем (C1, L1 и т. Д.) Ползунки потенциометра просто изменяют коэффициент усиления схемы, и единичное усиление достигается при центрировании ползунка (-ов). Когда очиститель потенциометра находится близко к входу (вход + ve U1), входящий сигнал ослабляется (обрезается), а на противоположном конце (обозначен знаком +) операционный усилитель имеет усиление (усиление). Когда каждый горшок подключается к настроенной цепи, затрагиваются только частоты, передаваемые настроенной схемой.

Настроенные фильтры схемы имеют минимальный импеданс на определенной частоте, как показано, поэтому потенциометр влияет только на те частоты, которые пропускаются фильтром. Последовательный резонансный контур имеет минимальное сопротивление на резонансной частоте, и это составляет основу большинства простых графических эквалайзеров. Схема, показанная выше, дает эквалайзер, у которого фактическое значение Q (в отличие от теоретического значения) изменяется в зависимости от настройки ползунка. При низких настройках увеличения или уменьшения пропускная способность намного шире, чем ожидалось.

Одна вещь, которую довольно сложно объяснить простыми словами, — это как определить индуктивность и емкость, необходимые для конкретной Q. Значения зависят от сопротивления нагрузки (последовательного), которое в приведенной выше схеме составляет 470 Ом. Импеданс (X) крышки и индуктора должен быть масштабирован до сопротивления нагрузки (R L ), и применяются следующие формулы …

X = R L × Q
C = 1 / (2 × π × X × f)
L = X / (2 × π × f)

Q (который определяет полосу пропускания) каждого фильтра зависит от количества используемых ползунков (10, 20 или 30).Для графического эквалайзера 1/3 октавы требуются фильтры с более высокой добротностью, чем для 1-октавной полосы частот. Q определяется как центральная частота, деленная на полосу пропускания, а для 1-октавного фильтра требуется Q, равное 2. Система эквалайзера на 1/3 октавы нуждается в фильтрах с Q, равным 4,31 (4 достаточно близко для эквалайзера). Вы можете спросить, почему Q не является постоянным, и ответ будет довольно простым.

Когда потенциометр находится рядом с центральным положением, нагрузка на настроенную цепь больше не 470 Ом, а 470 Ом плюс эквивалентное сопротивление потенциометра и питающих резисторов (2.7k, как показано). По мере того, как меняется позиция банка, меняется и Q, а значит, и ширина полосы пропускания. Этот тип схемы не может обеспечить постоянную нагрузку на настроенную схему, поэтому не может обеспечить постоянную добротность. Эффект можно немного уменьшить, используя потенциометры более низкого значения, но это увеличивает шумовое усиление операционного усилителя, так что схема станет шумной даже с малошумящим операционным усилителем. Входы операционных усилителей не относятся к типу виртуальной земли, и оба имеют относительно высокий импеданс.

Графический эквалайзер с постоянной добротностью, подходящий для эквалайзера сабвуфера, описан в Project 75, и это устройство было впервые опубликовано Бобом Термондом [5] и показано ниже.Первые коммерческие устройства были введены Rane [6] , но с другой схемой.


Рисунок 9 — Графический эквалайзер постоянной добротности (показана одна секция)

Важно понимать, чем эта схема отличается от предыдущей версии. Наиболее очевидное различие заключается в том, что входы операционных усилителей имеют виртуальную землю (близкое к нулевому сопротивлению), а полосовые фильтры не относятся к типам RLC, как показано выше. Вы можете увидеть множество различных используемых активных полосовых фильтров.Типичными типами являются множественная обратная связь, двойной или мостовой тройник или даже переменная состояния. , можно использовать фильтры RLC (сопротивление, индуктивность, емкость), а фильтры на основе гиратора можно использовать с некоторыми дополнительными схемами, но другие типы фильтров остаются более простым и лучшим выбором.

Вы можете видеть, что потенциометры управляют выходом от каждого полосового фильтра (BPF), и несколько выходов суммируются вместе с входным сигналом на входе в U1 (отмена или обрезка сигнала) или U2 (усиление сигнала или boost), в зависимости от позиции банка.Когда горшок находится в центре, сигнал для U1 и U2 идентичен, поэтому он отменяется, и для этой частоты нет повышения или понижения. Q остается постоянным, потому что это только выходной сигнал соответствующего BPF, а нагрузка не меняется.


Рисунок 10 — Переменная Q Vs. Постоянный Q Response

Выше вы видите отклик двух эквалайзеров, один из которых настроен как традиционный графический эквалайзер, а другой — на постоянную добротность. Предполагая равную полосу пропускания для каждого из них, оба будут иметь одинаковый отклик при максимальном усилении или ослаблении, но ситуация совершенно другая при любое значение ниже максимума.Настройка постоянной Q по сравнению с переменной Q показана для настройки потенциометра 75% (повышение на 50%). Реакция на сокращение такая же (но, конечно, приводит к провалу).


Рисунок 11 — Гиратор и полосовой фильтр

Общая топология гиратора и полосового фильтра показана выше. Эффективная индуктивность гиратора — это просто произведение трех компонентов (R1, R2 и C1). Когда эти три умножаются вместе, получается индуктивность в Генри. Эквивалентным сопротивлением обмотки является значение R1.Гираторы более подробно описаны в статье Активные фильтры, использующие гираторы — характеристики и примеры. Полосовой фильтр с множественной обратной связью представляет собой простую и довольно понятную конструкцию, хотя вычисление значений может быть очень утомительным. Они подробно описаны в Project 63, и есть даже программа-калькулятор, которую вы можете использовать для определения значений компонентов за вас. Фильтр с множественной обратной связью нелегко настроить, и когда требуется переменная частота, выбор осуществляется между различными полосовыми фильтрами, описанными в разделе о параметрических эквалайзерах.

Хотя графический эквалайзер, безусловно, является очень гибким способом управления частотной характеристикой, он требует большого количества ползунков и, следовательно, занимает много места. Это делает их использование на микшерных консолях (например) ограниченным, возможно, парой графических эквалайзеров для основного или «FOH» (фронтального) выходов. На каждой полосе каналов просто недостаточно места, чтобы включить по одному для каждого канала, а простые регуляторы низких и высоких частот слишком ограничены.

Есть еще один тип графического эквалайзера, который заслуживает как минимум упоминания.Насколько мне известно, их когда-либо производили (небольшие) немногие производители, одним из которых является IRP (Industrial Research Products). В фильтре используется аналоговая линия задержки, обычно состоящая из ряда всепроходных фильтров (схем с фазовым сдвигом). Затем задержанные выходные сигналы подаются на очень сложную матрицу резисторов и, наконец, на суммирующие усилители для каждой полосы.

На первый взгляд они просты, но на практике очень сложны. Для версии с 31 полосой (& frac13; октавой) требуется более 100 операционных усилителей и матрица резисторов с использованием сотен резисторов разных номиналов.Даже если бы у меня была полная схема, она была бы такой большой, что ее было бы непрактично опубликовать (а для этого мне нужно было бы разрешение). У меня не так много полезной информации об этом, но метод, безусловно, интересен, исходя из небольшого количества информации, которая у меня есть.

Чтобы получить преимущества эквалайзера, который может быть адаптирован к конкретным потребностям, который не занимает слишком много места на полосе канала, требуется параметрический эквалайзер, обсуждаемый ниже.


6 — Регулировка частотного тона

Простые регуляторы низких и высоких частот могут выиграть от регулируемых частот.Использовать топологию Baxandall больше невозможно, поэтому для этого используются различные другие методы. Самый простой — использовать ту же базовую компоновку, что и в обычных графических эквалайзерах. Было использовано много схем, но в большинстве из них в сети с обратной связью используется фильтр верхних и нижних частот с переменной частотой. Некоторые (в том числе разработанные мной) используют операционный усилитель для создания переменной емкости (умножителя емкости), а другие используют различные схемы. Было бы глупо пытаться включить их все, поэтому показаны только два варианта.

Первый довольно обычный, и в сети довольно много ссылок на очень похожие схемы. Схема состоит из двух инвертирующих каскадов усиления и двух буферов единичного усиления. Последние изолируют элементы управления повышением и ослаблением от частотных сетей и необходимы для предотвращения нежелательных взаимодействий. VR1 изменяет низкую частоту с 200 Гц на 740 Гц в точке ± 3 дБ. VR2 делает то же самое для высоких частот, от 460 Гц до 1,4 кГц, снова на частотах ± 3 дБ с полным усилением или ослаблением.


Рисунок 12 — Цепь регулируемых частот низких и высоких частот

Вышеупомянутая схема работает хорошо и не является критичной, и значения компонентов можно изменять для увеличения частотного диапазона или обеспечения большего (или меньшего) повышения и понижения. Как регулятор тембра общего назначения, он намного более гибкий, чем стандартная схема Баксандалла, но дает почти идентичные результаты для любой заданной настройки частоты. Лучшее решение использует переменный гиратор для низких частот и умножитель переменной емкости для высоких частот.Это имеет то преимущество, что регулировку низких частот можно переключать с полочного на усиление, а также можно добавлять дополнительные секции.


Рисунок 13 — Цепь переменной частоты низких и высоких частот # 2

Схема усиления и повышения / понижения идентична схемам, используемым для обычного графического эквалайзера, и легко расширяется, как описано на странице Project 28. В качестве параметрического эквалайзера он не прекрасен, но все же на удивление эффективен. Если вам нужны только регуляторы низких и высоких частот с регулируемой частотой, это лучше, чем схема, показанная на рисунке 12, потому что вы получаете возможность полочного или пикового регулирования низких частот.Как отмечалось выше, это может быть особенно полезно для перкуссии (например, бас-барабана, томов и чайников). В схеме используются три буфера единичного усиления и один каскад усиления. Входной буфер не требуется, если источник имеет низкий выходной импеданс, например, от другого операционного усилителя в схеме.

Имейте в виду, что множитель переменной емкости (U3) может быть темпераментным. Иногда он может не прийти в нормальное состояние покоя (выход при нулевом напряжении постоянного тока), и, возможно, потребуется выключить и снова включить его, прежде чем он стабилизируется.Мне не удалось воспроизвести это на рабочем столе, поэтому кажется, что схема знает, когда рядом находится испытательное оборудование. В основном это работает идеально — у меня есть один в эквалайзере, который я использую для своей системы мастерской, который ни разу не пропустил более 20 лет.

В полочном режиме схема работает почти так же, как показано на рисунке 12. Диапазон каждого частотного регулятора может быть изменен, используя более высокий (или более низкий) потенциометр, а частоты изменяются путем замены C1, C2 и / или C3 со значениями, которые обеспечивают желаемые диапазоны.Для секции пикового фильтра (C1 в цепи) соотношение C1 и C2 определяет резонансный контур Q (C2 определяет индуктивность гиратора). Обычно существует оптимальное соотношение (обычно около 10: 1) для C1 и C2, но поскольку индуктивность зависит от VR3, оптимальное соотношение не может быть сохранено.

Есть одна вещь, которую делает схема на Рисунке 13, которая не особенно желательна. В режиме пика добротность изменяется в зависимости от настройки VR3. На очень низких частотах добротность выше, чем на более высоких частотах.Эта переменная Q является либо преимуществом, либо проклятием, в зависимости от того, что вы хотите сделать. При показанных значениях Q находится в диапазоне от 9,5 до 2,0 (при максимальном усилении или понижении и при 35 Гц и 150 Гц соответственно). При настройках ниже максимального среза или усиления добротность уменьшается. Это нормально для этого типа эквалайзера, и если вам нужна схема с постоянной добротностью, вам понадобится правильный параметрический эквалайзер, как описано ниже.


7 — Параметрические эквалайзеры

Самый гибкий эквалайзер, занимающий меньше всего места, — это параметрический эквалайзер.При условии, что бас можно переключать из полочного режима в пиковый (а многие могут), вы можете вставить пик или провал в любом месте, чтобы получить желаемый звук. Параметрический эквалайзер варьируется от простых типов с фиксированной полосой пропускания (например, показанный в Project 28) до полностью изменяемых «истинных» параметрических эквалайзеров, основанных на фильтрах с переменным состоянием. Простые версии, такие как схема P28, не обеспечивают управления полосой пропускания (Q), но, тем не менее, очень гибкие и могут очень хорошо выполнять большинство задач эквалайзера «формирования звука».Переменная Q необходима, если вам нужно вырезать определенную проблемную частоту. Пики с высокой добротностью (узкая полоса пропускания) нужны редко и, если они используются, могут создать проблемы с окончательным микшированием.

Практически неслыханно использовать параметрический эквалайзер для домашней системы. Управлять этими эквалайзерами непросто, и их следует использовать только тем, кто понимает, как они работают и что делают. При неправильной настройке неопытный пользователь может не просто испортить звук, но и убить высокочастотные динамики, если будет применено значительное усиление близко к частоте кроссовера, поэтому высокочастотный динамик будет получать слишком много энергии на своей самой низкой рекомендованной частоте. .Домашними системами управляют не только взрослые, а детям нравится экспериментировать! Производители Hi-Fi предполагают (и это небезосновательно), что рядового пользователя могут сбить с толку все предлагаемые опции, а большая часть высококлассного оборудования вообще не предлагает никакой формы регулировки тембра.

Как и в случае с графическими эквалайзерами, параметрический эквалайзер может быть настроен на переменную или постоянную добротность. Каждый требует своего подхода к схеме. Существует бесчисленное множество вариантов параметрических эквалайзеров, но лучшая универсальная сеть фильтров — это топология с переменным состоянием.Это относительно сложная схема, но ее преимущество заключается в том, что она легко регулируется как по частоте, так и по добротности. Требования к операционным усилителям довольно скромны, и сравнительно дешевые операционные усилители могут работать хорошо.


Рисунок 14 — Параметрический эквалайзер на основе моста Вина

В более простом варианте в качестве элемента переменной частоты используется мост Вина. Их действительно можно назвать «квазипараметрическим» эквалайзером, потому что добротность довольно низкая (около 1,3) и не может быть изменена. Однако они хорошо себя ведут и легко настраиваются.Для каскада переменной частоты в простейшей форме нужен только один операционный усилитель, а сеть настройки полностью пассивна. Может показаться маловероятным, что это будет полезно, но на самом деле добротность намного больше, чем у трехполосного регулятора тембра Баксандала (который управляет добротностью около 0,5), и его можно настроить с помощью двухканального потенциометра. Эта сеть не подходит там, где требуются высокие уровни повышения или понижения, поскольку схема будет колебаться, если усиление слишком велико (устанавливается R6). Без R6 максимальное усиление и ослабление составляет 9 дБ, а с указанными значениями максимальное — 12 дБ.Производительность можно немного улучшить, добавив буфер между потенциометром и сетью моста Вина, но в целом выгода не перевешивает дополнительных расходов. Более подробная информация об этой топологии содержится в Project 150. Сеть мостов Вина состоит из VR2 (A и B), R2, R3 и C1, C2.

Большинство «настоящих» параметрических эквалайзеров используют фильтр переменной состояния (подробный анализ см. В разделе «Фильтры переменной состояния»). Несмотря на свою сравнительную сложность, фильтр переменных состояния дает независимый контроль над Q и частотой.Схема имеет множество вариаций, но конечный результат довольно похож. На следующем рисунке секция управления идентична секции, показанной на рисунке 14, а фильтр просто заменен с моста Вина на переменную состояния.


Рисунок 15 — Параметрический эквалайзер с переменным состоянием

VR3 управляет фильтром Q, не влияя на усиление, а VR2 (A и B) регулирует частоту. При указанных значениях частотный диапазон точно такой же, как у эквалайзера на рисунке 14, потому что значения, определяющие частоту, такие же.Q может изменяться от 5,3 до 0,5, что дает очень широкий диапазон регулирования. Обратите внимание, что VR1 (понижение / усиление) работает противоположно тому, как он работает с мостовой схемой Вина. Как показано, повышение и понижение ограничены до 9,5 дБ, но это можно увеличить, добавив резистор между инвертирующим входом U1 и землей. Если добавлен резистор 2,7 кОм, усиление и срезание увеличиваются до 12 дБ.

Параметрические эквалайзеры

бывают нескольких типов и обычно включают регуляторы низких и высоких частот с переменной частотой, а также одну, две или иногда три полосы истинных параметрических.Частотные диапазоны обычно перекрываются, и необходимо следить за тем, чтобы усиление не использовалось с двумя секциями, настроенными на одну и ту же частоту. Всегда существует вероятность того, что эквалайзер будет обрезаться, или выход на одной частоте будет настолько высоким, что подвергнет (в частности) драйверам сжатия рупора риск повреждения.

Когда используется очень высокая добротность, обычно требуется только сократить проблемную частоту. Повышение добротности редко требуется, кроме как для специального эффекта. Поскольку параметрический эквалайзер настолько гибкий, требуется некоторое время, чтобы привыкнуть к нему правильно.Большая часть программного обеспечения DAW (цифровых звуковых рабочих станций) включает цифровой параметрический эквалайзер, и есть несколько онлайн-руководств [7] , в которых объясняется, как следует использовать эквалайзер. Один из общих принципов параметрического эквалайзера — «срезать узкий, усиливать широкий», имея в виду добротность или полосу пропускания фильтра (ов). Режектор с высокой добротностью может быть очень полезен, но усиление обычно должно быть низким добротностью и по возможности сведено к минимуму. Повышение добротности почти наверняка вызовет обратную связь в системе живого звука и может легко повредить высокочастотные драйверы.


8 — тоновые стеки гитарных усилителей

«Тон-стек», как его обычно называют, подходит только для усилителей гитары или других музыкальных инструментов. Очень сложно понять, откуда он взялся (мнений предостаточно, но трудно найти доказательства), но стеки тонов используются почти исключительно производителями гитарных усилителей. Компоновка сильно отличается от традиционной сети пассивного управления, и потенциометры управления подключены последовательно, образуя «стек» (отсюда и название).Они очень экономичны и используют минимально возможное количество деталей, но элементы управления обычно очень интерактивны, и почти всегда присутствует значительный «совок» среднего уровня (по сути, широкая выемка).

Так как, в частности, электрогитары обычно имеют довольно заметные средние частоты с небольшим басом или расширенными высокими частотами, совок средних частот компенсирует это, усиливая низкие и высокие частоты и подавляя средние частоты. Варьируя регуляторы низких и высоких частот, вы меняете среднюю частоту метки или «совка» и ее глубину.Если включен регулятор «среднечастотный», наиболее близкий к плоскому отклик получается при нулевом значении низких и высоких частот и максимальном уровне средних частот. Однако истинный плоский отклик обычно невозможен. Элементы управления используются для получения звука гитары, подходящего для игрока, а элементы управления тембром (а также динамик, кабинет и усилитель мощности) используются для создания звука . Усилитель следует рассматривать как часть инструмента, так как большинство гитаристов выбирают усилитель на основе общего звука, который они могут получить от пары гитары и усилителя, и связанного со своим стилем игры.

Существуют очень большие различия между стеками тонов, не только между разными производителями, но даже между разными моделями одного и того же производителя. Большинство из них имеют высокое сопротивление и предназначены для использования с клапанными ступенями. Для достижения наилучших характеристик их следует приводить в движение от катодного толкателя, но в некоторых случаях даже от этого отказываются. Хотя гитаристы будут думать, что звуковой стек в их любимом усилителе — это произведение искусства, на самом деле они очень простые и обычно не работают с другими источниками, кроме гитары.С точки зрения производства, это самые дешевые варианты регулировки тембра, но так уж получилось, что характеристики довольно близки к идеальным для этой цели. Лишь несколько дизайнеров сбились с пути, и те, кто был достаточно глуп, чтобы попробовать использовать регуляторы тембра Baxandall (активные), никогда не были хорошо приняты. Один австралийский журнал однажды опубликовал гитарный усилитель с активным регулятором тембра, и он не понравился большинству опытных гитаристов.


Рисунок 16. Тон-стеки, Fender и Marshall

Два показанных выше набора тонов являются только типичными.Между разными моделями существует множество вариаций, но все они имеют довольно похожие общие характеристики. Настоящей плоской настройки нет, а регулятор средних частот только уменьшает глубину выемки, частота которой зависит от настроек регулятора. Элементы управления интерактивны, поэтому изменение высоких частот изменит частоту режекции , а в некоторой степени влияет на низкие частоты. Регулятор низких частот меньше взаимодействует с высокими и средними частотами, а регулятор средних частот довольно тонкий.

Вносимые потери при центрировании всех регуляторов намного больше у стиля Fender (в среднем около 15 дБ), чем у Marshall (около 8 дБ), а схема Fender имеет большее усиление как для низких, так и для высоких частот.Вырез (который варьируется от 300 Гц до 1 кГц для обоих) более глубокий в цепи Fender. Нет сомнений в том, что две схемы будут звучать по-разному, но это не значит, что хорошее гитарное звучание невозможно получить с их помощью. У многих гитаристов есть предпочтения, но часто это происходит потому, что предпочтение отдается усилителям определенной марки. Есть много других гитарных усилителей, и почти все они используют вариации двух показанных схем. Было бы глупо даже пытаться показать все разные трассы, потому что их так много.


Рисунок 17 — Отклик тонового стека, Fender & Marshall

Два графика отклика, показанные выше, соответствуют настройкам 50%. Поскольку часто бывает смесь линейного и логарифмического потенциалов, это не имеет прямого отношения ни к какой настройке регулятора. На обоих графиках хорошо виден ковш средних частот, и это одна из основных особенностей тональных стеков в целом. Я не знаю ни одного стека, который бы исключил совок среднего уровня. Меняется только частота и глубина.

Эти элементы управления легко модифицируются путем изменения значений ограничения.Здесь нет никакого процесса проектирования, это просто метод проб и ошибок, и в конечном итоге все дело в получении желаемого звука. То, что элементы управления на самом деле делают с ответом, вторично по сравнению с тем, как он звучит. Если делает то, что нужно игроку, то хорошо, если нет …


9 — Изоляторы частоты

Этот тип эквалайзера используется почти только ди-джеями и довольно часто встречается в DJ-микшерах. Вы редко встретите его где-либо еще, но если вам нужно было построить 4-полосную активную систему на основе Project 125 (4-полосный активный кроссовер), вы получите эту возможность бесплатно.Частотный изолятор обычно представляет собой 3-полосную кроссоверную сеть с суммированными выходами для возврата к ровному отклику. Проект 153 описывает 3-полосный 12 дБ / октаву изолятор переменной частоты, и если вы хотите увидеть полную версию, пожалуйста, обратитесь к статье проекта. Версия, показанная ниже, имеет фиксированные частоты, и хотя это может показаться довольно ограничивающим, часто бывает ровно столько, сколько вам может понадобиться. Сам термин является чем-то вроде неправильного, поскольку вы не можете на самом деле изолировать полосы частот, потому что они имеют конечный спад.Вы можете использовать фильтры 24 дБ / октаву (как в Project 125), но обычно это не обязательно для получения необходимых эффектов.

Чтобы получить ровный отклик без обхода эквалайзера, фильтры должны использовать выравнивание Линквица-Райли. Если бы использовались фильтры Баттерворта, были бы пики + 3 дБ на каждой частоте кроссовера (410 Гц и 4,1 кГц), когда все потенциометры установлены одинаково.


Рисунок 18 — Типовой изолятор частоты

Схема представляет собой просто трехполосный кроссовер с суммированными выходами.Когда все потенциометры установлены на один и тот же уровень, суммарный выход будет ровным, и горшки позволяют пользователю повышать или понижать уровень любого диапазона. Как показано, частоты составляют 410 Гц и 4,1 кГц, но их легко изменить, изменив значения ограничения. Фильтр с множественной обратной связью (U2), используемый в цепи средних частот, уменьшает количество операционных усилителей. Поскольку это инвертирующий каскад, это означает, что для СЧ не нужен отдельный инвертор. Это также мешает, потому что колпачки не такие, как те, что используются в фильтре верхних частот (U1), и изменение частот более затруднительно.Альтернативой является использование фильтра Саллена-Ки, как и все остальные, с последующим инвертором.


Рисунок 19 — Отклик частотного изолятора

В показанной схеме усиление составляет 0 дБ, все потенциометры установлены на 50%, а суммарный отклик ровный до уровня выше 0,1 дБ. Суммарный отклик показан выше с низкими и высокими частотами на уровне 50% и средними частотами на нуле. Это всего лишь пример использования фиксированных частот, но, конечно, есть много других возможностей. Этот тип эквалайзера не предназначен для коррекции частотной характеристики, они используются ди-джеями как эффект.


10 — Органы управления наклоном

И, наконец, есть еще одно устройство регулировки тембра, которое было популярно около 5 минут в 1970-х годах. Он использовался по крайней мере в одном квадроцикле, а также в паре других, но он довольно быстро умер, потому что на самом деле он не очень полезен. Эффект состоял в том, чтобы буквально наклонить частотную характеристику, поэтому, если басы усиливаются, высокие частоты одновременно уменьшаются, и наоборот. Я не совсем уверен, почему кто-то подумал, что это хорошая идея, но это часть истории управления тоном, поэтому она включена.Есть много возможных настроек, которые могут сместить центральную частоту или обеспечить асимметричный отклик, но они, как правило, так же бесполезны, как и сама схема.


Рисунок 20. Регулятор тонального сигнала «Наклон»

Схема проста и использует частотно-избирательную сеть, соединенную с обратной фазой для высоких и низких частот. Когда один конец спектра увеличивается, другой конец обрезается. Когда горшок находится в центре, отклик ровный. На следующем графике отклика показан отклик с интервалом 25% от банка.Несмотря на то, что в целом они не очень полезны, в сети существует довольно много разных версий. Все ведут себя более или менее одинаково, но версия Quad была ограничена до ± 3 дБ, в отличие от большинства, которые вы увидите (включая показанный). Чтобы уменьшить диапазон, резисторы используются последовательно с каждым концом потенциометра (VR1).


Рисунок 21 — Отклик управления тональным сигналом «Наклон»

Схема была бы более полезной (или, может быть, менее бесполезной), если бы диапазон был ограничен, возможно, 6 дБ максимального усиления или ослабления, но то же самое можно сделать с более традиционными регуляторами тембра, что позволяет усилить низкие и высокие частоты ( или вырезать) на разную величину, чтобы сбалансировать общий звук.Как уже отмечалось, только несколько производителей решили использовать этот тип эквалайзера, и он просуществовал недолго — предположительно потому, что покупателям он не понравился. Думаю, в то время это казалось хорошей идеей, но на самом деле это бессмысленная трата деталей. Как вы, возможно, догадались, я не рекомендую это делать.


11 — Пассивные эквалайзеры

На заре электроники было невозможно создать «гиратор», претендуя на получение приличной добротности. Хотя — это , гиратор не был изобретен в эпоху клапанов.В то время индукторы были гораздо более доступными, чем сегодня, и были бы дешевле, чем схема клапана, которая, вероятно, в любом случае не работала бы так же хорошо. Даже в конце 1960-х — начале 1970-х годов графические эквалайзеры часто использовали катушки индуктивности и конденсаторы для создания сетей фильтров. Хотя они работали (и часто очень хорошо), катушки индуктивности были очень чувствительны к внешним магнитным полям. Если эквалайзер не был расположен вдали от силового трансформатора, гул был неизбежен.


Рисунок 22 — Пассивный графический эквалайзер L / C

Показанный выше чертеж является упрощенной версией чертежа, выполненного White Instruments (модель 4220). Этот тип эквалайзера предназначен только для срезания, что позволяет удалить «раздражающие» пики. Обратите внимание на значения индуктивности — самый большой (63 Гц) составляет 25,6 Гн — это большая индуктивность, и для предотвращения насыщения потребуется довольно большой сердечник. Нагрузочный резистор (R1) имеет решающее значение, и в показанной конструкции он составляет 10 кОм, из которых включает входное сопротивление следующего оборудования.Если бы у него входное сопротивление 20 кОм, то R1 нужно было бы изменить на 20 кОм (два параллельно включенных дают 10 кОм).

При указанных значениях добротность каждого каскада составляет около 0,74, более или менее, как требуется для эквалайзера октавной полосы. С любым потенциометром, установленным на максимальное сопротивление, провал отклика составляет 6 дБ, хотя его можно увеличить, уменьшив значение R1. Однако это меняет добротность фильтров! Аналогично, увеличение R1 означает уменьшение максимального среза на любой частоте. Схема должна управляться от источника с низким импедансом, в идеале менее 1 кОм.Первоначальная конструкция позволяла снизить уровень сигнала на 10 дБ для каждого фильтра, чего можно было достичь, увеличив значение потенциометра (от VR1 до VR9) до 22k. Однако это увеличит пульсацию частотной характеристики, когда два или более соседних фильтра установлены на максимальное срезание.

Полный процесс проектирования фильтрующих сетей выходит за рамки данной статьи. Поскольку это простые фильтры L / C, индуктивное и емкостное реактивное сопротивление при резонансе будет равным, в этом случае оба равны значению потенциометра (10 кОм).Формулы, показанные ранее (в разделе «Графические эквалайзеры»), работают, но на конечную добротность влияет потенциометр параллельно настроенной схеме. Если вы используете показанные формулы, «X» равно единице (1).


Выводы

Справедливо сказать, что с появлением операционных усилителей стало возможным регулирование тембра с большей гибкостью и большим количеством полезных функций, чем когда-либо ранее. Когда современный дизайн настроен на ровную характеристику, сигнал практически не меняется, за исключением действительно небольшого количества добавленных шумов и искажений, которые неизбежны для любой активной схемы.Более ранние конструкции также могли быть довольно гибкими, но за счет многих компонентов (включая катушки индуктивности) и частот, которые можно было только переключать, а не плавно изменять.

Когда дело доходит до широкого диапазона, гибкого эквалайзера, схемы операционных усилителей просто не могут быть превзойдены какой-либо более ранней технологией, несмотря на любые противоположные утверждения, которые вы можете услышать. Использование DSP — это следующий уровень, но все еще есть много людей, которые предпочитают по возможности сохранять сигналы в аналоговой области. Управление сложным фильтром с помощью сенсорного экрана может быть «высокотехнологичным», но часто очень сложно превзойти по ощущениям ручки на высококачественных горшках.Поворотные энкодеры можно использовать с цифровыми системами, но обычно вы теряете возможность увидеть настройки, глядя на стрелки регуляторов.

У аналоговых схем

есть еще одно важное преимущество — их может построить любой, кто умеет использовать Veroboard и паяльник или монтировать детали на печатной плате. Это даже не вариант для большинства цифровых систем, если человек, создающий схему, не может не только паять детали для поверхностного монтажа, но и знает, как программировать DSP. Есть еще один недостаток цифрового подхода — непрерывность ИС.Многие современные цифровые ИС (ЦОС, АЦП, ЦАП и т. Д.) Имеют короткий срок службы, поэтому, если ИС выйдет из строя через несколько лет, может быть невозможно заменить. Напротив, операционные усилители существуют уже много лет, и нет никаких признаков того, что какое-либо из популярных устройств исчезнет. Даже если операционный усилитель действительно станет недоступным, вы можете быть уверены, что можно легко найти подходящую замену с такой же или лучшей производительностью.

Нравится вам идея эквалайзера или нет, ее неизбежно использовали во время создания оригинальной записи.Может быть очень небольшое количество дорожек, которые были созданы непосредственно на ленту или жесткий диск без какой-либо обработки, но их будет немного и они будут редкими. Если такой материал не тот жанр, который вам даже нравится , то в этом нет никакого смысла. В целом, мы надеемся, что эквалайзер будет применяться только там, где это необходимо, и желательно с минимальными изменениями. Однако многие продюсеры будут злоупотреблять вашими чувствами и записью, манипулируя частотной характеристикой, чтобы можно было добавить еще большее сжатие, не превращая музыку в кашу.К сожалению, это популярное времяпрепровождение.

Фазовый отклик даже не упоминался ни в одном из описаний, потому что он чрезвычайно изменчив. Все эквалайзеры вызывают фазовый сдвиг, а изменение фазы происходит намного быстрее при использовании схемы с высокой добротностью. Мы можем слышать изменение частотной характеристики, вызванное любым эквалайзером, но сдвиг фазы не слышен. Есть любое количество людей, которые заявляют, что эта фаза слышима, но это утверждение опровергает тот факт, что большая часть программного материала имеет хотя бы некоторую эквализацию и, следовательно, имеет фазу, которая отличается от исходной либо для определенных инструментов, либо для всего микса. .Ни один двойной слепой тест никогда не показал, что сдвиг фазы слышен, при условии, что он статический . Изменяющийся фазовый сдвиг используется для создания вибрато (циклически изменяющаяся высота звука), который является слышимым , и используется как «эффект» со многими электрическими музыкальными инструментами.


Список литературы
  1. Простая схема управления тональным сигналом — E.J. Джеймс, Wireless World, февраль 1949 г.
  2. Регулировка тона отрицательной обратной связи — П. Дж. Баксандалл, Wireless World, октябрь 1952 г.
  3. Эквалайзеры, регулируемые оператором: обзор — Деннис Бон, Rane Corp.
  4. Duncan’s Amp Pages — Калькулятор тонального стека
  5. г. Турмонд, «Новые устройства для эквализации», 52-я Конвенция AES, (Тезисы), т. 23, стр. 827 (декабрь 1975 г.) препринт 1076
  6. Графические эквалайзеры Constant-Q — Деннис Бон, Rane Corp.
  7. Как использовать параметрический эквалайзер
  8. White Instruments Модель 4220 октавный пассивный эквалайзер


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 © 2015. 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. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта.

Журнал изменений: Страница создана и авторские права © 18 марта 2015 г. / Обновлено в феврале 2021 г. — Добавлен раздел 11 (пассивный графический эквалайзер).


3-х полосный стерео регулятор тона.

Компоненты: —

1. 1 × 4558D IC

2. 1 × L7812 / L7815 ic.

3. 1 × L7912 / L7915 ic.

4. Конденсатор 2 × 1000 мкФ 25 В.

5. Конденсатор 2 × 2,2 мкФ 50 В.

6. Конденсатор 4 × 470 пФ 50 В.

7. Конденсатор 2 × 472 пФ 50 В.

8.Конденсатор 2 × 104 пФ 50 В.

9. Резистор 2 × 1 кОм.

10. Резистор 4 × 2,7 кОм.

11. Резистор 2 × 100 кОм.

12. Резистор 2 × 220 кОм.

13. Резистор 1 × 680 Ом.

14. Двойной потенциометр 4 × 47 кОм.

15. Диод 4 × 1N4007.

Посмотрите это видео, чтобы лучше понять

Лицензия► © Technical Mriganka. Вы не можете использовать этот макет печатной платы в коммерческих целях.Вы можете использовать этот макет печатной платы только для образовательных и самодельных проектов.

В этом посте я делаю 3-полосный регулятор тембра стереозвука с использованием микросхемы 4558D, которую вы можете использовать здесь TL072, TL082, NE5532 ic. Частотный диапазон 20 Гц — 20 кГц. Для питания можно использовать трансформатор 12-0-12В 500мА. Теперь следуйте моим инструкциям по настройке тона. Сначала делаем pcb. Для изготовления печатной платы вам понадобится разводка печатной платы. скачать макет печатной платы и распечатать его на лазерном принтере на фотобумаге. Затем вырежьте макет печатной платы. Затем утюгом прижмите макет печатной платы к плате, плакированной медью.Утюгом нажимаем 10-15 минут. Затем дайте плате остыть 10 минут. когда печатная плата остыла, поместите ее в воду и переместите макет печатной платы на плату, покрытую медью. Затем поместите печатную плату в хлорид железа [FeCl3 + h3O] для травления 10-15 мунитов. Когда травление закончилось, очистите плату водой. Затем проделайте отверстие на плате. Затем нажмите на верхнюю часть печатной платы. Теперь ваша печатная плата готова к установке компонентов по инструкции.

После завершения этой платы не забудьте провести серию световых испытаний.

Затем проверьте мультиметром входное и выходное напряжение.Убедитесь, что входное и выходное напряжение составляет 0,0 В.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *