ПРАКТИЧЕСКИЕ СХЕМЫ ВЫСОКОКАЧЕСТВЕННОГО ЗВУКОВОСПРОИЗВЕДЕНИЯ

         

Печатная (а) и монтажная (б) платы низкочастотного модуля регулятора тембра


При перемещении движков переменных резисторов R6, R13, R18, R23 а R27 вверх (по схеме) усиление этого каскада на частотах регулирования умень­шается, при перемещении вниз — возрастает. При этом глубина регулирования АЧХ на частотах 40, 200, 1000, 4500 и 16000 Гц составляет примерно ±15 дБ. Для работы регулятора на ОУ DA2 необходим источник сигнала с небольшим выходным сопротивлением (не более 1 кОм). Если источник сигнала высоко-омный, включают каскад на ОУ DA1. Необходимое напряжение на его выход! устанавливают подстроечным резистором R8.

Рис. 53. Принципиальная схема пятиполосного эквалайзера на двух ОУ К153УД2

На печатной плате (рис. 54,а) собирают два канала эквалайзера. Резис­торы и конденсаторы, используемые в регуляторе, должны быть подобраны с точностью не хуже ±10%. Больший допуск ухудшит характеристики регуля­тора, не влияя на стабильность его работы. Микросхемы DA1 и DA2 — лю­бые ОУ общего применения с соответствующими цепями коррекции, например, К153УД1, К153УДЗ, К140УД7, К140УД8. Разводка печатной платы допускает включение микросхем К153УД1, К153УДЗ со своими цепями коррекции.

Рис. 54. Печатная (а) и монтажная (б) платы пятиполосного эквалайзера на двух ОУ КД53УД2

Для питания эквалайзера следует использовать любой стабилизированный двухяолярный источник напряжением ±15 В, обеспечивающий ток в нагрузке не менее 30 мА. При исправных деталях достаточно проверить правильность монтажа. Подстройкой резистора R8 устанавливают необходимое выходное на­пряжение.

Пятиполосный эквалайзер на базе синтезированного последовательного контура с использованием ОУ К153УД2 (рис. 57). Он имеет следующие основ­ные технические характеристики;

Номинальное входное напряжение...... 0,8 В

Количество частот регулирования....... 5

Частоты регулирования .......... 50, 200, 800,

3200, 12800 Гц

Пределы регулирования АЧХ........ ±12 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20 ... 20 000 Гц,

не более..............0,1%

Перегрузочная способность, не менее . . . . . . 10 дБ


Отношение сигнал-шум (невзвешенное)...... 70 дБ

Входное сопротивление........., 10 кОм

Выходное сопротивление........ , 1 кОм

Напряжение питания........... ±15 В

Ток потребления............ 100 мА

Часто для построения многополосных эквалайзеров находят применение регуляторы с LCR-элементами (рис. 55), с помощью которых АЧХ изменяют на нескольких участках частотного диапазона. Основная трудность при их реали­зации заключается в изготовлении индуктивностей без использования громозд­ких и создающих значительные наводки дросселей. Однако использование ОУ позволяет довольно просто решить эту задачу. На рис. 56,а приведена схема простейшего гиратора — каскада, имеющего индуктивную входную проводимость, Его эквивалентная схема изображена на рис. 56,6,

                                                           



Рис. 55. Структурная схема регулято­ра тембра с LCR элементами

Рис. 56. Схема гиратора (а) и его эквивалентная схема (б)

Напряжение сигнала Uc с выхода повторителя на ОУ DA1 через конденса­тор С1 поступает на второе плечо — резистор R1. С повышением частоты пе­редаваемое через конденсатор С1 напряжение возрастает, а разность потен­циалов на концах резистора R1 падает. Поэтому ток, отбираемый от источника U0 через резистор R1, уменьшается с ростом частоты и отстает по фазе от Uс (ф->п/2 при w->оо). Это условие обеспечивает индуктивный характер вход­ной проводимости. Эквивалентная индуктивность L8 определяется выражением-Lэ = C1 R1 R2.

Полная входная проводимость каскада gвх=1/(R1 + R2+ jwRl R2C1).

Включив последовательно с входом гиратора конденсатор Сх, можно получить последовательный резонансный контур, частота настройки которого регулиру­ется изменением емкостей Сх и С1.

Практическая схема пятиполосного эквалайзера, построенного на базе син­тезированного последовательного контура, с использованием ОУ К153УД2 приведена на рис. 57. Входной сигнал поступает на двойной симметричный дифференциальный каскад (на транзисторах VT1, VT2 и ОУ DA6), охваченный гальванической обратной связью, что способствует стабилизации режима каска­дов по постоянному току.


Пять активных полосовых фильтров, эквивалентных избирательным последовательным контурам, придают обратной связи частотно-зависимый характер.

Рассмотрим работу одного фильтра. Допустим, что движок переменного ре­зистора R4 находится в нижнем по схеме положении, при котором в цепи об­ратной связи образуется делитель напряжения, состоящий из R20 и C1, (R1 + 3-R2), L1Э = C2RlR2. На резонансной частоте контура fp=l/(2n\/L1ЭC1) его сопротивление и глубина ООС минимальны, а коэффициент усиления максима­лен. В верхнем положении движка резистора R4 контур шунтирует входную цепь первого каскада, из-за чего при резонансе АЧХ приобретает провал на частоте fР, а в промежуточном положении потенциометра R4 АЧХ становится плоской. Остальные фильтры действуют аналогично. В данном регуляторе ре­зонансные частоты контуров сдвинуты между собой на четыре октавы и равны 50, 200, 800, 3200 и 12800 Гц, а глубина регулировки достигает ±12 дБ. Для улучшения отношения сигнал — шум входной дифференциальный каскад выпол­нен на малошумящих транзисторах КТЗ102Д. Цепь R19, С16 устраняет са­мовозбуждение каскада на высоких частотах.

Конструктивно эквалайзер выполнен на унифицированной монтажной пла­те методом объемного монтажа (см. рис. 32). Переменные резисторы R4, R7, RIO, R13, R16 могут быть любого типа с функциональной зависимостью типа А. Конденсаторы С1, С2, С4, С5, С7, С8, С10, СП, С13 и С14 составлены из нескольких (для удобства настройки) типа КМ-5 или КМ-6. Помимо указан­ных на схеме можно применять ОУ К153УД1, К140УД7, К140УД8 и т. л. Вза­мен транзисторов КТ3102Д подойдут транзисторы типов КТ209, КТЗГ5, КТ342 и т. д. Однако надо стремиться использовать малошумящие транзисторы.

Налаживание собранного из исправных деталей эквалайзера при правильно выполненном монтаже сводится по существу к проверке его работоспособности, Питать эквалайзер можно от любого стабилизированного двухполярного источ» ника напряжением ±15 В, обеспечивающего ток в нагрузке 100 мА.





Рис. 57. Принципиальная схема пятиполосного эквалайзера набазе синтезированного последовательного контура

Октавный одиннадцатиполосный эквалайзер (рис. 58). Он имеет следующие оеновные технические характеристики:

Номинальное входное напряжение.......0,8 В

Количество частот регулирования.......11

Частоты регулирования..........30, 56, 104, 194,

360, 671, 1249, 2325, 4328, 8057, 15000 Гц

Пределы регулирования АЧХ........±12 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20 ... 20 000 Гц 0,1%

Перегрузочная способность, не менее ...... 10 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)......70 дБ

Входное сопротивление..........1 кОм

Выходное сопротивление..........1 кОм

Напряжение питания........... ±15В

Ток потребления............ 250 мА

Как правило, жилые комнаты имеют ограниченные размеры и, как любой ®амкнутый объем, они имеют резонансы на звуковых частотах. Например, пря­моугольная комната размерами 4,2X3,4X2,5 м имеет резонансы на частотах 40, §0 и 70 Гц, ниши и трубы отопления в ней дают резонансы на более высоких частотах. Обычно используемые регуляторы тембра обеспечивают плавное регу­лирование АЧХ, главным образом, на краях диапазона рабочих частот. Естест­венно, такая регулировка тембра не позволяет компенсировать комнатные резонансы.

Схема, приведенная на рис. 58, специально разработана для коррекции комнатных резонансов и резонансов акустических систем. Эквалайзер содержит одиннадцать активных полосовых фильтров, что позволяет получить достаточно гибкую АЧХ. Каждый фильтр Z содержит два конденсатора C1, C2, два резис­тора Rl, R2 и один операционный усилитель DA1. Резонансные частоты фильт­ров выбраны такими, что отношение частот соседних фильтров приблизительно равно 1,86 (см. далее табл. 3). При этом полосы пропускания фильтров пере­крываются так, чтобы обеспечить горизонтальную АЧХ всего регулятора, и ну­левой фазовый сдвиг в точках перехода фильтров. Это достигнуто тем, что фа­зовое опережение одного фильтра компенсируется фазовым запаздыванием другого.Добротность Q фильтров, дающая плоскую АЧХ, равна 1,25. При этом полоса пропускания эквалайзера по уровню — 3 дБ составляет 18 Гц...121 кГц. Добротность Q=l,25 предопределила усиление фильтра, которое в этом слу­чае должно быть равно 3 (R2/2R1).

Выходные сигналы полосовых фильтров объединяются на входе суммирую­щего усилителя на ОУ DA1. В среднем положении движков резисторов R4 АЧХ эквалайзера горизонтальна, а коэффициент передачи равен единице. Мак­симальная регулировка АЧХ в полосе каждого фильтра составляет ±12 дБ и определяется резисторами R3 и R4.




Содержание раздела