Электрические схемы бесплатно. ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА

 






ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА

Категория: Акустика и Звук

AUDIO техника ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
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 ещё 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 ещё в 1952 г. регулятор тембра [1] 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.

Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Puc.1
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 более того 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, полностью 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 иной 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<>R2.
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.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Puc.2
Подобный корректор при п=2 (с переменными резисторами группы "А") был особенно популярен в простых любительских усилителях [2] 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 ещё 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 избирать 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.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

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 час 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.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Puc.4
Нетрудно отметить, что регулировка в области низших звуковых частот изменяет частоты перегиба, не меняя наклон АЧХ. Когда движок переменного резистора R4 пребывает 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 невысоких 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 невысоких 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 действо регуляторов позволяет получить значительные пределы и большую гибкость регулирования.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

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.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Puc.6
Объединив функции регулирования АЧХ в низкочастотной и высокочастотной областях, можно получить простой комбинированный регулятор тембра с одним органом менеджмента, 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.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

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 ещё используемый в эквалайзерах магнитол и музыкальных центров в 90-х.


Схема ПАССИВНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ ТЕМБРА
ЧТОБЫ УВЕЛИЧИТЬ (УМЕНЬШИТЬ) СХЕМУ, НАЖМИТЕ НА КАРТИНКУ

Puc.8
Несмотря на то что о регулировании тембра, казалось бы, все давнехонько уже сказано, многообразие пассивных корректирующих цепей не исчерпывается предложенными вариантами. Немало забытых схемотехнических решений переживают в данный момент второе рождение на новом качественном уровне. Весьма перспективен, например, регулятор громкости с раздельной регулировкой тонкомпенсации по невысоким 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.
А. ШИХАТОВ, г. Москва
(Радио 1-99)






Похожие схемы:

УЗЧ НА БАЗЕ А2030
УЗЧ НА БАЗЕ А2030
AUDIO техника УЗЧ НА БАЗЕ А2030 Микросхема А2030, на мой взгляд, является наилучшим из существующих на в данный момент интегральных усилителей мощности. По таким важнейшим показателям как выходная мощность и коэффициент гармоник он неблизко обгоняет другие имеющиеся на рынке интегральные усилители. Предлагаемый стереофонический УЗЧ на базе А2030 обладает невысоким коэффициентом гармоник и большой выходной мощностью. Параметры УЗЧ Выходная мощность, Вт - при Рн=4 Oм 2х180 - при Rн=8 Ом 2х90 Коэффициент


Регулятор мощности на трёх деталях
Регулятор мощности на трёх деталях
В последнее пора настоящий ренессанс переживают резисторные [1] и транзисторные [2] регуляторы мощности. Они самые неэкономичные. Повысить КПД регулятора [2] можно так же, как и регулятора [1] включением диода (см.рисунок). При этом достигается более удобный предел регулирования (50-100%). Полупроводниковые приборы можно разместить на одном радиаторе. Ю.И.Бородатый, Ивано-Франковская обл. Литература 1.Данильчук А.А. Регулятор мощности для паяльника / /Радиоаматор-Электрик. -2000. -№9. -С.23. 2.Риштун А Регулятор


ТРОЙНОЙ КВАДРАТ
ТРОЙНОЙ КВАДРАТ
Антенны ТРОЙНОЙ КВАДРАТ А. ТЕРЕНТЬЕВ (UB5GFI) г. Днепропетровск Для связи в диапазоне 28- 29,7 Мгц на радиостанции UB5GFI используется антенна "тройной квадрат" с вертикальной поляризацией (см. рис. 1). Вертикальная поляризация применена для достижения уверенной связи прямым лучом, поскольку большинство любителей применяют в этом диапазоне штыревые антенны. Рис.1 Антенна состоит из активного вибратора со стороной квадрата 259 см, рефлектора со стороной 269 см и директора со стороной 240 см. Рамки


ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ
Электропитание ТИРИСТОРНЫЕ РЕГУЛЯТОРЫ НАПРЯЖЕНИЯ С амплитуднофазовым менеджментом В регуляторе, схема которого показана на рис. 1, использованы два тринистора, открывающиеся один в положительный, а иной - в отрицательный полуперноды сетевого напряжения. Действующее напряжение на нагрузке Rн регулируют переменным резистором R3. Puc.1 Регулятор работает следующим образом. В начале положительного полупериода (плюс на верхнем по схеме проводе) тринисторы закрыты. По мере увеличения сетевого


АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРОТИВООСЛЕПЛЯЮЩИЙ ФОНАРЬ
АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРОТИВООСЛЕПЛЯЮЩИЙ ФОНАРЬ
Автомобильная электроника АВТОМАТИЧЕСКИЙ ПРОТИВООСЛЕПЛЯЮЩИЙ ФОНАРЬ В темное час суток на автодорогах можно повстречать автомобили, у которых на лобовом стекле слева вверху светит синий или зеленый фонарик. Это одно из противоослепляющих устройств. Для повышения его эффективности предлагается нижеприведенная схема. Рассмотрим полезность автомобильного противоослепляющего устройства для водителя. На графике (рис.1) распределения интенсивности лучистого потока лампы накаливания [1] видно, что наибольшую его


РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ
Бытовая электроника РЕГУЛЯТОР МОЩНОСТИ С ОБРАТНОЙ СВЯЗЬЮ И.СЕМЕНОВ, 141980, Московская обл., г.Дубна, ул.Мира, 9/6 — 4, тел.(221)4-54-00. Часто нужно понизить частоту вращения электродрели или иного электроинструмента с коллекторным двигателем переменного тока. В большинстве случаев регуляторы мощности хорошо управляют активной нагрузкой, тогда как регулирование реактивной нагрузки имеет свои особенности. Обычно используют или число-импульсный, или фазо-импульсный принцип регулирования. Достаточно





Оставить комментарий