Двухполосный темброблок. Пассивные регуляторы тембра Самый простой темброблок своими руками
Большинство аудиолюбителей достаточно категорично и не готово к компромиссам при выборе аппаратуры, справедливо полагая, что воспринимаемый звук обязан быть чистым, сильным и впечатляющим. Как этого добиться?
Поиск данных по Вашему запросу:
Пассивный темброблок для усилителя
Схемы, справочники, даташиты:
Прайс-листы, цены:
Обсуждения, статьи, мануалы:
Дождитесь окончания поиска во всех базах.
По завершению появится ссылка для доступа к найденным материалам.
Пожалуй, основную роль в решении этого вопроса сыграет выбор усилителя.
Функция
Усилитель отвечает за качество и мощь воспроизведения звука. При этом при покупке стоит обратить внимание на следующие обозначения, знаменующие внедрение высоких технологий в производство аудио - аппаратуры:
- Hi-fi. Обеспечивает максимальную чистоту и точность звука, освобождая его от посторонних шумов и искажений.
- Hi-end. Выбор перфекциониста, готового немало заплатить за удовольствие различать мельчайшие нюансы любимых музыкальных композиций. Нередко к этой категории относят аппаратуру ручной сборки.
Технические характеристики, на которые следует обратить внимание:
- Входная и выходная мощность. Решающее значение имеет номинальный показатель выходной мощности, т.к. краевые значения часто недостоверны.
- Частотный диапазон. Варьируется от 20 до 20000 Гц.
- Коэффициент нелинейных искажений. Здесь все просто - чем меньше, тем лучше. Идеальное значение, согласно мнению экспертов - 0,1%.
- Соотношение сигнала и шума. Современная техника предполагает значение этого показателя свыше 100 дБ, что сводит к минимуму посторонние шумы при прослушивании.
- Демпинг-фактор. Отражает выходное сопротивление усилителя в его соотношении с номинальным сопротивлением нагрузки. Иными словами, достаточный показатель демпинг-фактора (более 100) уменьшает возникновение ненужных вибраций аппаратуры и т.п.
Следует помнить: изготовление качественных усилителей - трудоемкий и высокотехнологичный процесс, соответственно, слишком низкая цена при достойных характеристиках должна Вас насторожить.
Классификация
Чтобы разобраться во всем многообразии предложений рынка, необходимо различать продукт по различным критериям. Усилители можно классифицировать:
- По мощности. Предварительный - своеобразное промежуточное звено между источником звука и конечным усилителем мощности. Усилитель мощности, в свою очередь, отвечает за силу и громкость сигнала на выходе. Вместе они образуют полный усилитель.
Важно: первичное преобразование и обработка сигнала происходит именно в предварительных усилителях.
- По элементной базе различают ламповые, транзисторные и интегральные УМ. Последние возникли с целью объединить достоинства и минимизировать недостатки первых двух, например, качество звука ламповых усилителей и компактность транзисторных.
- По режиму работы усилители подразделяются на классы. Основные классы - А, В, АВ. Если усилители класса А используют много энергии, но выдают высококачественный звук, класса B с точностью до наоборот, класс AB представляется оптимальным выбором, представляя собой компромиссное соотношение качества сигнала и достаточно высокого КПД. Также различают классы C, D, H и G, возникшие с применением цифровых технологий. Также различают однотактные и двухтактные режимы работы выходного каскада.
- По количеству каналов усилители могут быть одно-, двух- и многоканальными. Последние активно применяются в домашних кинотеатрах для формирования объемности и реалистичности звука. Чаще всего встречаются двухканальные соответственно для правой и левой аудиосистем.
Внимание: изучение технических составляющих покупки, конечно, необходимо, но зачастую решающим фактором является элементарное прослушивание аппаратуры по принципу звучит-не звучит.
Применение
Выбор усилителя в большей степени обоснован целями, для которых он приобретается. Перечислим основные сферы использования усилителей звуковой частоты:
- В составе домашнего аудиокомплекса. Очевидно, что лучшим выбором является ламповый двухканальный однотакт в классе А, также оптимальный выбор может составить трехканальный класса АВ, где один канал определен для сабвуфера, с функцией Hi - fi.
- Для акустической системы в автомобиле. Наиболее популярны четырехканальные усилители АВ или D класса, в соответствии с финансовыми возможностями покупателя. В автомобилях также востребована функция кроссовер для плавной регулировки частот, позволяющей по мере необходимости срезать частоты в высоком или низком диапазоне.
- В концертной аппаратуре. К качеству и возможностям профессиональной аппаратуры обоснованно предъявляются более высокие требования в силу большого пространства распространения звуковых сигналов, а также высокой потребности в интенсивности и длительности использования. Таким образом, рекомендуется приобретение усилителя классом не ниже D, способного работать почти на пределе своей мощности (70-80% от заявленной), желательно в корпусе из высокотехнологичных материалов, защищающем от негативных погодных условий и механических воздействий.
- В студийной аппаратуре. Все вышеизложенное справедливо и для студийной аппаратуры. Можно добавить о наибольшем диапазоне воспроизведения частот - от 10 Гц до 100 кГц в сравнении с таковым от 20 Гц до 20 кГц в бытовом усилителе. Примечательна также возможность раздельной регулировки громкости на различных каналах.
Таким образом, чтобы долгое время наслаждаться чистым и качественным звуком, целесообразно заранее изучить все многообразие предложений и подобрать вариант аудио аппаратуры, максимально отвечающий Вашим запросам.
Основной недостаток активных
регуляторов тембра состоит в использовании глубокой частотно-зависимой ООС и
больших дополнительных искажениях, вносимых этими регуляторами в обрабатываемый
сигнал.
Поэтому в высококачественной аппаратуре
часто применяют пассивные регуляторы. Правда, и они не лишены недостатков.
Самый крупный из них - затухание сигнала, соответствующее диапазону
регулирования. Но так как глубина регулирования тембра в современной
звуковоспроизводящей аппаратуре не более 8...10 дБ, то в большинстве случаев
вводить в тракт сигнала дополнительные каскады усиления не требуется.
Другой, несущественный 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.
Регулятор тембра
разработанный английским инженером Баксандалом еще в
1952 г. 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 амплитудно-частотные
характеристики (ЛАЧХ) регулятора показаны на рис. 1б. 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 Rвых<
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.
Puc.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.
Puc.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. "Изюминкой" данного регулятора является
изменение частот перегиба АЧХ в процессе регулирования тембра, что
приводит к
интересным эффектам в звучании. 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.
Puc.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.
Puc.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.
Puc.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.
Puc.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.
Puc.8
Многообразие пассивных корректирующих цепей
не исчерпывается предложенными вариантами. Немало забытых
схемотехнических решений переживают сейчас второе рождение на новом
качественном уровне.
ТБ Матюшкина
Характерными отличиями предлагаемого
способа регулирования тембра
от существующих являются:
· Формирование АЧХ; на низких частотах, прогнутой к оси абсцисс (наклон с уменьшением частоты плавно возрастает), в то время как известные РТ: имеют на НЧ прямо противоположную АЧХ, выпуклую в сторону от оси абсцисс (наклон с уменьшением частоты убывает);
· Изменение АЧХ одновременно и согласованно на всех частотах НЧ (и отдельно) ВЧ диапазонов при любой глубине регулирования. В традиционных РТ изменение формы АЧХ охватывает часть диапазона;
· Изменяющийся наклон АЧХ в зависимости от глубины: регулирования. В большинстве РТ наклон АЧХ фиксирован.
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.
Здравствуйте уважаемые радиолюбители! Сейчас собираю акустику 4.1 на TDA7650 и TDA1562, микросхемы автомобильные, для дома конечно можно было и лучше выбрать, но речь не о них, а о предусилителе с темброблоком. Мне всегда хотелось настраивать звук «под себя». И вот решил собрать такой темброблок. Выбор пал на микросхему TDA1524A. И сейчас мы оговорим о сборке сего чуда «с нуля», с применением технологии ЛУТ для изготовления печатной платы. Стандартная схема, по которой будем собирать темброблок на TDA1524A, показана на рисунке:Для начала отрезаем нужный кусок текстолита, шкурим нулёвкой, обезжириваем ацетоном.
Аккуратно завернул, и начал безжалостно жарить краску, что бы она перенеслась с бумаги на текстолит.
После проглажки даем плате время остыть. Далее дело переносится в ванную комнату. Кладем плату в воду, дабы дать бумаге размякнуть. В это время можно попить чая или кофе - кто что предпочитает.
Красивое фото получилось, не правда ли? Поехали дальше, после того как мы подкрепились, можно перейти к самому, на мой взгляд, кропотливому делу – оттирание бумаги с текстолита. Аккуратно сдираем бумагу, дабы не оторвать её вместе с нашими дорожками.
Все что останется, без фанатизма, подушечками пальцев оттираем.
Затем переходим к немаловажному делу – травлению. Травлю обычно в хлорном железе, так как это быстрее, нежели травление в медном купоросе (первое время им травил, но был разочарован, т.к. ожидание доходило до 2-х суток). Аккуратно кладем плату в раствор, чтобы не разбрызгать.
Теперь можно сходить прогуляться, или заняться каким – либо другим делом. Прошел час, можно доставать нашу плату. Обычно травится быстрее, но текстолит нашел в магазине только 2-х сторонний, да и раствор не первой свежести. Достаем плату и видим наши дорожки.
Дорожки находятся сейчас под тонером, его нужно счистить. Многие это делают ацетоном, или другим растворителем. Я это делаю той же самой мелкой шкуркой.
Вот и все, этап приготовления платы для схемы темброблока пройден. Далее будет интереснее - сверлим отверстия для деталей.
Сверлить кроме как дрелью больше нечем, это крайне не удобно, тем более, что у нее патрон шатается. Так что сильно не ругайте за кривые отверстия:)
Производим пайку деталей темброблока. Начинаем это делать с сокета (разъема) для микросхемы TDA1524A.
Теперь паяем все перемычки и мелкие детали. Микросхему вставляем в последнюю очередь, так как во время пайки она может перегреться и выйти из строя, что очень печально.
Ну вот в принципе и все! Ниже смотрите фото моего темброблока.
После пайки проверяем отсутствие короткого замыкания, соплей между дорожками если ничего подобного не замечено, то можно смело включать. Видео демонстрации работы устройства:
Первый запуск всегда провожу с последовательным подключением автомобильной 12-ти вольтовой лампочки (для токоограничения в случае КЗ). Темброблок собрал - все прекрасно работает. Статью написал: Евгений (ZhekaN96).
Во многих современных аудиосистемах, будь то музыкальный центр, домашний кинотеатр или даже портативная колонка для телефона имеется эквалайзер, или, иначе говоря, темброблок. С его помощью можно регулировать АЧХ сигнала, т.е. менять количество высоких или низких частот в сигнале. Темброблоки существуют активные, построенные, в чаще всего, на микросхемах. Они требуют наличия питания, зато не ослабляют уровень сигнала. Другая разновидность темброблоков – пассивные, они слегка ослабляют общий уровень сигнала, зато не требуют питания и не вносят никаких дополнительных искажений в сигнал. Именно поэтому в высококачественной звуковой аппаратуре используются, чаще всего, именно пассивные темброблоки. В этой статье рассмотрим, как сделать простой 2-х полосный темброблок. Его можно совместить с самодельным усилителем, либо же использовать как отдельное устройство.
Схема темброблока
Схема содержит только пассивные элементы (конденсаторы, резисторы). Два переменных резистора служат для регулировки уровня высоких и низких частот. Конденсаторы желательно применить плёночные, однако, если таких под рукой нет, подойдут и керамические. На каждый канал нужно собрать по одной такой схеме, а для того, чтобы регулировка была одинаковой в обоих каналах – использовать сдвоенные переменные резисторы. Печатная плата, выложенная в этой статье, уже содержит эту схему в двойном экземпляре, т.е. имеет вход и под левый, и под правый канал.
Скачать плату:
(cкачиваний: 635)
Изготовление темброблока
В схеме не содержится активных компонентов, поэтому её легко можно спаять навесным монтажом прямо на выводах переменных резисторов. Если есть желание – можно спаять схему на печатной плате, как я и сделал. Несколько фотографий процесса:
После сборки можно проверять работу схемы. На вход подаётся сигнал, например, с плеера, компьютера или телефона, выход схемы подключается ко входу усилителя. Вращая переменные резисторы можно регулировать уровень низких и высоких частот в сигнале. Не удивляйтесь, если в крайних положениях звук будет «не очень» - сигнал с полностью ослабленными низкими частотами, или, наоборот, завышенными, вряд ли будет приятен на слух. С помощью темброблока можно скомпенсировать неравномерность АЧХ усилителя или колонок, подобрать звучание под свой вкус.
