Domácí tónový blok. "Elektronika a radiotechnika" Vše pro amatéry! Ovládací prvky jsou otočeny na minimum

Tento článek upozorňuje čtenáře na řadu různých návrhů obvodů a funkčnost tónové ovladače, které mohou využít radioamatéři při vývoji a modernizaci zařízení pro reprodukci zvuku.

Hlavní nevýhodou nedávno populární aktivní regulátory zabarvení spočívá v použití hluboké frekvenčně závislé zpětné vazby a velkých dodatečných zkreslení, které vnášejí do regulovaného signálu. Proto je vhodné u kvalitních zařízení používat pasivní regulátory. Pravda, nejsou bez nedostatků. Největší z nich je výrazný útlum signálu odpovídající regulačnímu rozsahu. Ale protože hloubka kontroly témbru v moderních zařízeních pro reprodukci zvuku je malá (ne více než 8...10 dB), ve většině případů není nutné zavádět do signálové cesty další zesilovací stupně.

Další, ne tak významnou nevýhodou těchto regulátorů je nutnost použití proměnných rezistorů s exponenciální závislostí odporu na úhlu natočení motoru (skupina „B“), zajišťující plynulou regulaci. Jednoduchost designu a vysoká kvalita indikátorů však stále inklinují k použití pasivních ovladačů tónů.

Je třeba poznamenat, že tyto regulátory vyžadují nízkou výstupní impedanci předchozího stupně a vysokou vstupní impedanci následujícího stupně.

Tónové ovládání, vyvinuté anglickým inženýrem Baxandalem již v roce 1952, se stalo snad nejběžnějším frekvenčním korektorem v elektroakustice. Jeho klasická verze se skládá ze dvou filtračních článků prvního řádu tvořících můstek – nízkofrekvenčního R1C1R3C2R2 a vysokofrekvenčního C3R5C4R6R7 (obr. 1a). Přibližné logaritmické amplitudově-frekvenční charakteristiky (LAFC) takového regulátoru jsou uvedeny na Obr. 1, b. Jsou tam uvedeny i vypočtené závislosti pro určení časových konstant inflexních bodů LFC.

Teoreticky je maximální dosažitelná strmost frekvenční odezvy pro spoje prvního řádu 6 dB na oktávu, ale s prakticky implementovanými charakteristikami, vzhledem k nepatrnému rozdílu v inflexních frekvencích (ne více než dekáda) a vlivu předchozích a následujících stupňů, nepřesahuje 4...5 dB na oktávu. Při úpravě tónu mění Baxandalův filtr pouze strmost frekvenční odezvy beze změny inflexních frekvencí. Útlum zavedený regulátorem na středních frekvencích je určen poměrem n=R1/R3. Rozsah regulace frekvenční odezvy závisí nejen na velikosti útlumu n, ale také na volbě inflexních frekvencí frekvenční odezva pro jeho zvýšení jsou proto inflexní frekvence nastaveny ve středofrekvenční oblasti, která je zase plná vzájemného ovlivňování úprav.

V tradiční verzi uvažovaného regulátoru R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. V tomto případě je dosaženo přibližné shody inflexních frekvencí frekvenční charakteristiky v oblasti jejího vzestupu a poklesu (v obecném případě jsou různé), což zajišťuje relativně symetrickou regulaci frekvenční charakteristiky (pokles i v tento případ se nevyhnutelně ukáže jako strmější a rozšířenější). Při běžně používaném n = 10 (pro tento případ jsou minimální hodnoty jmenovitých hodnot prvků uvedeny na obr. 1, a-3, a) a volbě dělicích kmitočtů v blízkosti 1 kHz je ovládání tónu na kmitočtech 100 Hz a 10 kHz vzhledem k frekvenci 1 kHz je ..18dB. Jak bylo uvedeno výše, pro dosažení hladkého ovládání musí mít proměnné rezistory R2, R7 exponenciální regulační charakteristiku (skupina „B“) a navíc pro získání lineární frekvenční odezvy ve střední poloze posuvných regulátorů musí být poměr odpory horní a dolní (podle schématu) sekce proměnných rezistorů by měly být rovny také n s "high-end" n = 2...3, což odpovídá regulačnímu rozsahu ±4... 8 dB, je vcelku přijatelné použití proměnných rezistorů s lineární závislostí odporu na úhlu natočení motoru (skupina "A"), ale zároveň s nastavením v oblasti poklesu frekvence odezva je poněkud hrubší a protažená v oblasti náběhu a plochá frekvenční odezva není v žádném případě dosažena ve střední poloze jezdců regulátoru. Na druhou stranu je lépe přizpůsoben odpor sekcí duálních proměnných rezistorů s lineární závislostí, což snižuje nesoulad ve frekvenční odezvě kanálů stereo zesilovače, takže nerovnoměrnou regulaci lze v tomto případě považovat za přijatelnou.

Přítomnost rezistoru R4 není důležitá, jeho účelem je snížit vzájemné ovlivňování vazeb a přiblížit inflexní frekvence frekvenční charakteristiky v oblasti vyšších; zvukové frekvence. Zpravidla R4= =(0,3...1,2)"R1. Jak je ukázáno níže, v některých případech může být zcela opuštěno. Aby se snížil vliv předchozích a následujících stupňů na regulátor, jejich výstup Rout a vstup Rin odpory by měly být odpovídajícím způsobem Rout<>R2.

Daná „základní“ verze regulátoru se obvykle používá v rádiových zařízeních vyšší třídy. Ve vybavení domácnosti se používá poněkud zjednodušená verze (obr. 2,a). Přibližné logaritmické amplitudově-frekvenční charakteristiky (LAFC) takového regulátoru jsou uvedeny na Obr. 2.6. Zjednodušení jeho vysokofrekvenční sekce vedlo k určité vágnosti regulace v oblasti vyšších frekvencí a ke znatelnějšímu ovlivnění frekvenční charakteristiky v této oblasti předchozí a následující kaskádou.


Obr.2

Podobný korektor při n = 2 (s proměnnými odpory skupiny "A") byl oblíbený zejména u jednoduchých amatérských zesilovačů konce 60. - 70. let (hlavně kvůli nízkému útlumu), ale brzy se hodnota n zvýšila na dnes obvyklý význam. . Vše výše uvedené ohledně rozsahu regulace, koordinace a výběru regulátorů platí i pro zjednodušenou verzi korektoru.

Pokud opustíme požadavek na symetrickou regulaci frekvenční charakteristiky v úsecích jejich náběhu a poklesu (mimochodem potřeba poklesu prakticky nevzniká), pak lze obvod dále zjednodušit (obr. 3, a) . Na Obr. LFC regulátoru odpovídá krajním polohám jezdců rezistorů R2, R4. Výhodou takového regulátoru je jeho jednoduchost, ale jelikož jsou všechny jeho charakteristiky propojeny, pro snadnost regulace je vhodné volit n = 3...10. Jak n stoupá, strmost stoupání se zvyšuje a sklon poklesu klesá. Vše výše uvedené o tradičních verzích korektoru Baxandal plně platí pro tuto extrémně zjednodušenou verzi.


Obr.3

Obvod regulace tónu Baxandal a jeho varianty však nejsou zdaleka jedinou možnou implementací pasivní dvoupásmové regulace tónu. Druhá skupina regulátorů není vyrobena na bázi můstků, ale na bázi frekvenčně závislého děliče napětí. Příkladem elegantního návrhu obvodu pro regulátor je tónový blok, který se kdysi v různých obměnách používal v lampových zesilovačích pro elektrické kytary. „Highlight“ tohoto regulátoru je změna inflexních frekvencí frekvenční odezvy během procesu regulace tónu, což vede k zajímavým efektům ve zvuku „klasické“ elektrické kytary. Jeho základní schéma je na Obr. 4a a přibližné LFC jsou znázorněny na Obr. 4.6. Jsou tam uvedeny i vypočítané závislosti pro určení časových konstant inflexních bodů.


Obr.4

Je snadné si všimnout, že úprava v oblasti nižších zvukových frekvencí mění inflexní frekvence bez změny sklonu frekvenční charakteristiky. Když je motor proměnného odporu R4 v dolní poloze (podle diagramu), frekvenční odezva je na nižší frekvence ach lineární. Když posunete posuvník nahoru, objeví se na něm vzestup a inflexní bod se během procesu regulace posune do oblasti nižších frekvencí. Při dalším pohybu motoru začne horní (podle schématu) sekce rezistoru R4 obcházet rezistor R2, což způsobí posun vysokofrekvenčního inflexního bodu do oblasti vyšších frekvencí. Při regulaci je tedy vzestup nízkých frekvencí doplněn poklesem středních frekvencí. Vysokofrekvenční regulátor je jednoduchý filtr prvního řádu a nemá žádné speciální vlastnosti.

Na základě tohoto obvodu můžete sestavit několik variant tónových bloků, které vám umožní upravit frekvenční odezvu v oblasti nižších a vyšších frekvencí. Navíc v oblasti nižších frekvencí je možný jak vzestup, tak pokles frekvenční charakteristiky, ale u vyšších frekvencí je pouze vzestup.

Varianta tónového bloku s regulací frekvence inflexe frekvenční charakteristiky v nízkofrekvenční oblasti je na Obr. 5,a, jeho LACCH je na Obr. 5.6. Rezistor R2 reguluje inflexní frekvenci frekvenční charakteristiky a R5 reguluje její strmost. Společný postup regulátorů umožňuje výrazné limity a větší regulační flexibilitu.


Obr.5

Schéma zjednodušené verze tónového bloku je na Obr. 6,a, jeho LACCH je na Obr. 6.6. Je to v podstatě hybrid nízkofrekvenční sekce timbrového bloku znázorněného na Obr. 3,a, a vysokofrekvenční část tónového bloku znázorněného na obr. 4,a.


Obr.6

Kombinací funkcí nastavení frekvenční odezvy v nízkofrekvenčních a vysokofrekvenčních oblastech můžete získat jednoduché kombinované ovládání tónu jedním ovladačem, velmi pohodlné pro použití v rádiu a automobilovém vybavení. Jeho schéma zapojení je na obr. 7,a a LACCH - na Obr. 7.6. Ve spodní (podle schématu) poloze proměnného rezistoru R1 je frekvenční odezva blízká lineární v celém frekvenčním rozsahu. Při jeho pohybu nahoru se na nižších frekvencích objeví vzestup a nízkofrekvenční inflexní bod se během procesu regulace posune do oblasti nižších frekvencí. Při dalším pohybu motoru horní (podle schématu) sekce rezistoru R1 zapíná kondenzátor C1, což vede k nárůstu vyšších frekvencí.


Obr.7

Při výměně proměnného rezistoru R1 za přepínač (obr. 8a a 8.6) se uvažovaný regulátor změní na nejjednodušší tónový rejstřík (poloha 1 - klasika; 2 - jazz; 3 - rock), oblíbený v 50. - 60. letech a opět používaný v ekvalizérech radiomagnetofonů a hudební centra v 90. letech.


Obr.8

Navzdory skutečnosti, že by se zdálo, že o ovládání tónu bylo již dávno řečeno vše, rozmanitost pasivních korekčních obvodů se neomezuje pouze na navrhované možnosti. Mnoho zapomenutých obvodových řešení nyní zažívá znovuzrození na nové kvalitativní úrovni. Velmi nadějné je například ovládání hlasitosti se samostatným nastavením kompenzace hlasitosti pro nízké a vysoké frekvence [Z].

LITERATURA
1. Shkritek P. Referenční příručka pro audio obvody (přeloženo z němčiny). - M.: Mir, 1991, str. 151-153.
2. Krylov G. Širokopásmové ULF. - Rozhlas, 1973, N 9, s.56,57.
3. Shikhatov A. Kombinovaná řídicí jednotka frekvenční odezvy. - Rádio, 1993, N 7, str. 16.

Seznam radioprvků

Označení Typ Označení Množství PoznámkaProdejnaMůj poznámkový blok
Možnost 1
C1 Kondenzátor0,022 uF1 Do poznámkového bloku
C2 Kondenzátor0,22 uF1 Do poznámkového bloku
C3 Kondenzátor0,015 uF1 Do poznámkového bloku
C4 Kondenzátor0,15 uF1 Do poznámkového bloku
R1, R5 Rezistor

4,7 kOhm

2 Do poznámkového bloku
R2, R7 Variabilní odpor47 kOhm2 Do poznámkového bloku
R3, R6 Rezistor

470 ohmů

2 Do poznámkového bloku
R4 Rezistor

3,3 kOhm

1 Do poznámkového bloku
Možnost 2
C1, C4 Kondenzátor0,022 uF2 Do poznámkového bloku
C2 Kondenzátor0,22 uF1 Do poznámkového bloku
C3 Kondenzátor2200 pF1 Do poznámkového bloku
R1 Rezistor

4,7 kOhm

1 Do poznámkového bloku
R2, R5 Variabilní odpor47 kOhm2 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

470 ohmů

1 Do poznámkového bloku
R4 Rezistor

3,3 kOhm

1 Do poznámkového bloku
Možnost 3
C1 Kondenzátor0,22 uF1 Do poznámkového bloku
C2 Kondenzátor2200 pF1 Do poznámkového bloku
R1 Rezistor

4,7 kOhm

1 Do poznámkového bloku
R2, R4 Variabilní odpor47 kOhm2 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

470 ohmů

1 Do poznámkového bloku
Možnost 4
C1 Kondenzátor0,01 uF1 Do poznámkového bloku
C2 Kondenzátor270 pF1 Do poznámkového bloku
R1 Rezistor

100 kOhm

1 Do poznámkového bloku
R2 Rezistor

10 kOhm

1 Do poznámkového bloku
R3, R4 Variabilní odpor220 kOhm2 Do poznámkového bloku
Možnost 5
C1 Kondenzátor0,1 uF1 Do poznámkového bloku
C2 Kondenzátor270 pF1 Do poznámkového bloku
R1 Rezistor

100 kOhm

1 Do poznámkového bloku
R2, R4, R5 Variabilní odpor220 kOhm3 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

10 kOhm

1 Do poznámkového bloku
Možnost 6
C1 Kondenzátor0,1 uF1

Rozhodl jsem se poslouchat, jak zní zesilovač třídy D na IRS2092. Po krátkém
Byl vydán příkaz k pátrání po Ali. Ze zvědavosti „jak to zní“ byl k tomu objednán i tónový blok.
Vzhledem k tomu, že zesilovač je stále na cestách a ovládání tónu již dorazilo, rozhodl jsem se
zatím to zkontroluj. Až zesilovač dorazí, udělám recenzi
ho s mírami.
Platba přišla v bublinkové obálce. Sada obsahuje samotný obvod a
čtyři rukojeti pro odpory. Tavidlo se z pájení víceméně smylo
elegantní. Rozložení desky je průměrné. Ovládací prvky na fotografii jsou zleva doprava - HF, MF, LF, Volume.


Na desce jsou nainstalovány operační zesilovače NE5532P


Dále jsou na desce obvody stabilizace výkonu (L7812 a L7912) a usměrňovač.
Může dodávat střídavé napětí z transformátoru pro napájení
poplatky.
Schéma zapojení regulátoru je podobné tomuto


Hodnoty některých rezistorů se liší a absence některých průchodů
kondenzátory.

Teď jsou nejdůležitější testy.
Testováno na této kartě

Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO s mírnou úpravou - zadní strana je kompletně stíněná tištěný spoj, výstupní operační zesilovač byl nahrazen OPA2134, všechny napájecí kondenzátory byly shuntovány keramikou.
Frekvenční odezva (růžová - ze vstupu na výstup obchází tónový blok, modrá
- přes tónový blok - všechny ovladače tónů ve střední poloze)


Mírný nárůst je viditelný na nízkých frekvencích (pod 200 Hz) a pokles při
vysoká (nad 6 kHz)
Ovládání basů v krajních polohách


Středobasové ovladače v krajních polohách


HF ovládání v krajních polohách

THD "THD", pravý kanál obejde blok tónů pro porovnání (z výstupu karty do
vstup), THD tónového bloku 0,016 %, chtěl bych, aby to bylo samozřejmě méně. Zkoušel jsem nainstalovat OPA2134 místo nativních operačních zesilovačů, zkreslení se mírně snížilo, ale ne výrazně, pravděpodobně kvůli ne zcela správnému rozložení desky.


Závislost SOI na frekvenci (pravý kanál obchází tónový blok,
růžová barva na grafu)


Tónový blok neinvertuje fázi signálu (pravý kanál obchází tónový blok,
růžová barva na grafu)

Poměrně průměrný kvalitní blok, vhodný pro domácí řemesla, pokud vám vyhovuje CNI.
Je nepravděpodobné, že bych vsadil na plánované posílení kvůli vysokým
harmonické zkreslení. Sám si zadrátuji desku a sestavím tónový blok.
Doufám, že informace byly užitečné.

Mám v plánu koupit +16 Přidat k oblíbeným Recenze se mi líbila +36 +60

Většina milovníků zvuku je docela kategorická a není připravena dělat kompromisy při výběru zařízení, protože správně věří, že vnímaný zvuk musí být čistý, silný a působivý. Jak toho dosáhnout?

Vyhledat data pro váš požadavek:

Pasivní tónový blok pro zesilovač

Schémata, referenční knihy, datové listy:

Ceníky, ceny:

Diskuze, články, návody:

Počkejte na dokončení vyhledávání ve všech databázích.
Po dokončení se zobrazí odkaz pro přístup k nalezeným materiálům.

Snad hlavní roli při řešení tohoto problému bude hrát výběr zesilovače.
Funkce
Zesilovač je zodpovědný za kvalitu a sílu reprodukce zvuku. Zároveň byste při nákupu měli věnovat pozornost následujícím označením, která označují zavedení špičkových technologií při výrobě audio zařízení:


  • Hifi. Poskytuje maximální čistotu a přesnost zvuku, zbavuje jej vnějšího šumu a zkreslení.
  • Ahoj konci. Volba perfekcionisty, který je ochoten hodně zaplatit za potěšení z rozeznání těch nejmenších nuancí svých oblíbených hudebních skladeb. Do této kategorie je často řazeno i ručně montované vybavení.

Specifikace, kterým byste měli věnovat pozornost:

  • Vchod a výstupní výkon. Rozhodující význam má jmenovitý výstupní výkon, protože hraniční hodnoty jsou často nespolehlivé.
  • Frekvenční rozsah. Pohybuje se od 20 do 20 000 Hz.
  • Nelineární činitel zkreslení. Všechno je zde jednoduché - čím méně, tím lépe. Ideální hodnota je podle odborníků 0,1 %.
  • Poměr signálu k šumu. Moderní technologie předpokládá hodnotu tohoto ukazatele nad 100 dB, což minimalizuje vnější hluk při poslechu.
  • Dumpingový faktor. Odráží výstupní impedanci zesilovače ve vztahu ke jmenovité zátěžové impedanci. Jinými slovy, dostatečný tlumicí faktor (více než 100) snižuje výskyt zbytečných vibrací zařízení atp.

Je třeba mít na paměti: výroba vysoce kvalitních zesilovačů je pracný a technologicky náročný proces, a proto je příliš nízká cena na slušné vlastnosti by vás měl upozornit.

Klasifikace

Abychom pochopili rozmanitost tržních nabídek, je nutné rozlišovat produkt podle různých kritérií. Zesilovače lze klasifikovat:

  • Mocí. Preliminary je jakýsi mezičlánek mezi zdrojem zvuku a koncovým zesilovačem výkonu. Výkonový zesilovač je zase zodpovědný za sílu a hlasitost výstupního signálu. Společně tvoří kompletní zesilovač.

Důležité: primární konverze a zpracování signálu probíhá v předzesilovačích.

  • Na základě elementové základny jsou elektronky, tranzistorové a integrované mysli. Poslední jmenovaný vznikl s cílem spojit výhody a minimalizovat nevýhody prvních dvou, například kvalitu zvuku elektronkových zesilovačů a kompaktnost tranzistorových zesilovačů.
  • Na základě provozního režimu jsou zesilovače rozděleny do tříd. Hlavní třídy jsou A, B, AB. Pokud zesilovače třídy A využívají hodně výkonu, ale produkují vysoce kvalitní zvuk, zesilovače třídy B jsou na tom přesně naopak, třída AB se zdá být optimální volbou, představující kompromis mezi kvalitou signálu a poměrně vysokou účinností. Dále existují třídy C, D, H a G, které vznikly s využitím digitálních technologií. Existují také jednocyklové a push-pull provozní režimy koncového stupně.
  • V závislosti na počtu kanálů mohou být zesilovače jedno-, dvou- a vícekanálové. Ty se aktivně používají v domácích kinech k vytvoření objemového a realistického zvuku. Nejčastěji existují dvoukanálové pro pravý a levý audiosystém, resp.

Pozor: nastudování technických součástí nákupu je samozřejmě nutné, ale často je rozhodující prostě poslech aparatury podle principu, zda zní nebo ne.

aplikace

Volba zesilovače je z velké části odůvodněna účely, pro které je pořizován. Uvádíme hlavní oblasti použití audio zesilovačů:

  1. Jako součást domácího audio systému. To je zřejmé nejlepší volba je také trubková dvoukanálová jednokoncová třída A optimální volba může tvořit tříkanálovou třídu AB, kde jeden kanál je určen pro subwoofer, s funkcí Hi-fi.
  2. Pro autorádio. Nejoblíbenější jsou čtyřkanálové zesilovače třídy AB nebo D v závislosti na finančních možnostech kupujícího. Auta také vyžadují funkci crossover pro plynulé ovládání frekvence, což umožňuje ořezat frekvence ve vysokém nebo nízkém rozsahu podle potřeby.
  3. V koncertním vybavení. Kvalita a možnosti profesionálního vybavení jsou oprávněně náročnější. vysoké požadavky z důvodu velkého prostoru šíření zvukových signálů a také vysoké potřeby intenzity a délky používání. Proto se doporučuje zakoupit zesilovač alespoň třídy D, schopný provozu téměř na hranici svého výkonu (70-80% deklarovaného), nejlépe v pouzdře vyrobeném z high-tech materiálů, které chrání před negativními vlivy povětrnostní podmínky a mechanické vlivy.
  4. Ve vybavení studia. Vše výše uvedené platí i pro studiové vybavení. Můžeme přidat asi největší rozsah reprodukce frekvence - od 10 Hz do 100 kHz ve srovnání s rozsahem od 20 Hz do 20 kHz v domácím zesilovači. Pozoruhodná je také možnost samostatného nastavení hlasitosti na různých kanálech.

Abyste si tedy mohli užívat čistý a kvalitní zvuk po dlouhou dobu, je vhodné si předem prostudovat všechny různé nabídky a vybrat si možnost audio zařízení, která nejlépe vyhovuje vašim potřebám.

SCHÉMA DŘEVĚNÉ JEDNOTKY A JEJÍ VÝPOČET

Hodnocení kvality přehrávání zvukový signál elektronkové ULF, jako každé zařízení pro reprodukci zvuku, provádí každý posluchač individuálně na základě subjektivního vnímání zesíleného signálu. Každý uživatel navíc v procesu poslechu jakéhokoli zvukového záznamu nejen hodnotí jeho kvalitu, ale chce mít také možnost měnit parametry reprodukovaného signálu podle svých osobních potřeb. Kvalita přehrávání je v první řadě dána frekvenční charakteristikou zařízení pro reprodukci zvuku, proto je nutné použít takovou regulaci frekvenční charakteristiky, která by umožnila posluchači nastavit nejlepší poměr napětí v rozsahu reprodukovaných frekvencí. K tomuto účelu používá ULF speciální kaskády, které jsou regulátory frekvenční odezvy. Tyto stupně, často nazývané tónové ovladače, poskytují zesílení nebo ořez pro signály na určitých frekvencích vzhledem k signálům na jiných frekvencích v propustném pásmu. Docela často je úkol takových regulátorů omezen na zvýšení nebo snížení signálů na extrémních frekvencích zvukového rozsahu vzhledem k signálům střední frekvence. U elektronkových ULF umožňují efektivní ovladače frekvenční odezvy upravit charakteristiku zesíleného signálu v souladu s akustickými vlastnostmi místnosti, kompenzovat možné odchylky od standardních charakteristik v důsledku možného zkreslení a dosáhnout co nejpřirozenějšího zvuku fonogramu.
Od doby, kdy se objevily první lampové ULF, bylo v zařízeních pro reprodukci zvuku použito mnoho obvodových řešení pro ovládání tónů. Některé z nich neobstály ve zkoušce času, protože nevyhovovaly stále se zvyšujícím nárokům uživatelů. Jiné se po četných modernizacích a vylepšeních stále používají v moderních průmyslových a radioamatérských vysoce kvalitních lampových zařízeních. Omezený rozsah této knihy nám neumožňuje mluvit podrobně o všech možné možnosti tónové ovladače pro lampové ULF. Níže proto budou diskutována pouze nejpoužívanější schémata.
Naprostá většina obvodových řešení pro ovládání tónů je založena na použití proměnných odporů a permanentní kondenzátory. Činnost těchto regulátorů je založena na skutečnosti, že s rostoucí frekvencí klesá odpor kondenzátoru. Je třeba poznamenat, že obvykle ve vysoce kvalitním elektronkovém zařízení reprodukující zvuk se tónová kontrola provádí pomocí samostatných ovladačů pro nízko-, středo- a vysokofrekvenční signály. Často se však, zejména u radioamatérských konstrukcí, můžete setkat s tónovými ovladači, které jsou kombinovány mechanicky. Obvodové prvky takových kaskád jsou voleny tak, aby při současném nastavení témbru bylo dosaženo vyvážené změny propustného pásma elektronky ULF, což zajišťuje příjemný zvuk zesíleného signálu i při relativně úzkém propustném pásmu.
Nejčastěji se v kaskádách tónových ovladačů vysoce kvalitních zvukových reprodukčních zařízení používají jako regulátory přímo proměnné rezistory, které umožňují postupnou nebo plynulou změnu zesílení v rámci reprodukovaného frekvenčního rozsahu. V nízkofrekvenčních elektronkových zesilovačích se však často používají krokové ovladače, kterým se někdy říká tónové registry. S jejich pomocí můžete pro nejlepší reprodukci konkrétního zvukového záznamu okamžitě zvolit vhodnou frekvenční charakteristiku zesilovací cesty. Zvláště pozoruhodné jsou vícekanálové (nejčastěji tříkanálové) tónové ovladače, které se používají ve spojení s oddělenými zesilovacími cestami, například pro vysoké, střední a nízké frekvence, pracující na odpovídajících samostatných Akustické systémy. Výhody těchto systémů jsou patrné zejména u velkého publika a při vysokých kapacitách.
V průmyslových elektronkách jsou kaskády VLF, které poskytují ovládání tónu, obvykle součástí předzesilovače. Tónové ovladače lze instalovat na vstup zesilovače i mezi předzesilovač a koncový zesilovač. Podobná obvodová řešení se používají v některých návrzích amatérských rádií.
V moderních vysoce věrných lampových zařízeních se tónová kontrola obvykle provádí pomocí frekvenčně závislých ovladačů zesílení a frekvenčně závislých negativních ovladačů úrovně. zpětná vazba. Navíc je možné sestavit ovládání tónů pomocí různých kombinací těchto metod. Při výběru obvodu pro ovládání tónu je nutné vzít v úvahu, že první způsob ovládání se vyznačuje proměnným sklonem frekvenční charakteristiky na hranicích rozsahu a konstantním kmitočtem přechodu. Tónové ovladače instalované ve frekvenčně závislém obvodu záporné zpětné vazby mají proměnnou přechodovou frekvenci a konstantní sklon frekvenční odezvy.
Jednou z nejdůležitějších podmínek určujících volbu obvodu pro ovládání tónu v elektronkovém ULF je stabilita zesilovače a absence nelineárního zkreslení nebo generování. V praxi poměrně často tónové ovladače zahrnuté v obvodu záporné zpětné vazby způsobují zkreslení. Tato zkreslení jsou způsobena změnami ve fázové odezvě, když je frekvenční odezva hluboce upravena. Proto se v amatérských konstrukcích často dává přednost obvodům, ve kterých se řízení tónu provádí v zesilovacím kanálu spíše než v obvodu se zápornou zpětnou vazbou.
Je třeba poznamenat, že slyšitelně znatelná změna zabarvení obvykle nastává, když odpovídající ovládací prvky poskytují změnu zisku na dané frekvenci alespoň 6 dB, tedy 2krát. Pro vysoce kvalitní zařízení pro reprodukci zvuku však tato minimální změna zisku nestačí. Proto, aby posluchač mohl měnit zabarvení zvuku jakéhokoli zvukového záznamu v širokém rozsahu, musí ovladače tónu zajistit změnu zesílení na extrémních frekvencích zvukového spektra alespoň 15-20 dB. V tomto případě by měl být výběr limitů pro každý jednotlivý tónový ovladač určen s ohledem na vlastnosti a vlastnosti akustického systému.
Je třeba také vzít v úvahu, že pro regulaci témbru v širokém rozsahu a se zvýšením frekvenční odezvy na extrémních frekvencích propustného pásma je při jakékoli metodě řízení nutné mít v zesilovači vhodnou rezervu zisku.
Výrazná vlastnost jednoduché ovládání tónu, používané nejčastěji v nízkovýkonových elektronkových ULF, má zajistit relativní nárůst nízkofrekvenčních signálů, dosažený oříznutím vyšších frekvencí. Najednou se takové regulátory rozšířily z několika důvodů. Za prvé, nejjednodušší akustické systémy na nízkých frekvencích mají velmi znatelný rollover ve frekvenční odezvě a za druhé je poněkud snížena citlivost lidského sluchu na nízké tóny, zejména při nízké hlasitosti. Kromě toho se takové regulátory snadno používají.

Pro usnadnění výpočtů se doporučuje program pro modelování tónových bloků Kalkulačka tónové sady. Tento program umožňuje vypočítat libovolný z oblíbených pasivních tónových bloků, a to jak pro elektronkový zesilovač napájení a pro polovodiče.

Vlevo je schematický diagram studovaného timbrového bloku, vpravo jeho amplitudově-frekvenční charakteristika. Pohybem posuvníků proměnných rezistorů, které jsou umístěny níže schematický diagram křivka se změní na grafu frekvenční odezvy a ukazuje korekci frekvenční odezvy zvoleným obvodem.
Program má sedm vložek s různými schématy tónových bloků:

Schéma tohoto programu je interaktivní - poklepáním na prvek se zobrazí okno pro zadání požadovaných hodnot prvku, které umožňuje výběr součástek v závislosti na skutečném výstupním odporu použitého zdroje signálu a vstupu odpor výkonového zesilovače.
Tato verze programu má také funkci pro ukládání získaných výsledků a také tisk podoby výsledné frekvenční charakteristiky a hodnocení použitých komponentů v tónovém bloku. Je pravda, že program sám o sobě bohužel nevytiskne tónové blokové schéma.
V nastavení tiskárny je nastavena orientace papíru - výchozí je "Na výšku", což není příliš pohodlné při tisku grafu amplitudy frekvenční charakteristiky, proto je lepší zaškrtávací políčko změnit na "Na šířku".
Stáhněte si program pro výpočet tónového bloku Kalkulačka tónové sady můžete kliknout

Hlavní nevýhodou aktivních ovladačů tónů je použití hluboké frekvenčně závislé zpětné vazby a velká přídavná zkreslení vnášená těmito ovladači do zpracovávaného signálu.
Proto vysoce kvalitní zařízení často využívají pasivní regulátory. Pravda, nejsou bez nedostatků. Největší z nich je útlum signálu odpovídající regulačnímu rozsahu. Ale protože hloubka ovládání tónu v moderních zařízeních pro reprodukci zvuku není větší než 8...10 dB, ve většině případů není nutné zavádět do signálové cesty další zesilovací stupně.
Další, nevýznamnou nevýhodou těchto regulátorů je nutnost použití proměnných rezistorů s exponenciální závislostí odporu na úhlu natočení motoru (skupina „B“), zajišťujících plynulou regulaci.
Jednoduchost designu a vysoká kvalita indikátorů však stále inklinují k použití pasivních ovladačů tónů.
Je třeba poznamenat, že tyto regulátory vyžadují nízkou výstupní impedanci předchozího stupně a vysokou vstupní impedanci následujícího stupně.
Ovládání tónu vyvinuté anglickým inženýrem Baxandalem v roce 1952 se stalo možná nejběžnějším frekvenčním korektorem v elektroakustice. Jeho klasická verze se skládá ze dvou filtračních článků prvního řádu tvořících můstek – nízkofrekvenčního R1C1R3C2R2 a vysokofrekvenčního C3R5C4R6R7 (obr. 1a). Přibližné logaritmické amplitudově-frekvenční charakteristiky (LAFC) regulátoru jsou uvedeny na Obr. 1b. Jsou tam uvedeny i vypočtené závislosti pro určení časových konstant inflexních bodů LFC.


Teoreticky je maximální dosažitelná strmost frekvenční odezvy pro spoje prvního řádu 6 dB na oktávu, ale s prakticky implementovanými charakteristikami, vzhledem k nepatrnému rozdílu v inflexních frekvencích (ne více než dekáda) a vlivu předchozích a následujících stupňů, nepřesahuje 4...5 dB na oktávu. Při úpravě tónu mění Baxandalův filtr pouze strmost frekvenční odezvy beze změny inflexních frekvencí. Útlum zavedený regulátorem na středních frekvencích je určen poměrem n=R1/R3. Rozsah regulace frekvenční charakteristiky závisí nejen na hodnotě útlumu n, ale také na volbě inflexních frekvencí frekvenční charakteristiky, proto se pro její zvýšení nastavují inflexní frekvence ve středofrekvenční oblasti, která, je zase plná vzájemného ovlivňování úprav.

V tradiční verzi uvažovaného regulátoru R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. V tomto případě je dosaženo přibližné shody inflexních frekvencí frekvenční charakteristiky v oblasti jejího vzestupu a poklesu (v obecném případě jsou různé), což zajišťuje relativně symetrickou regulaci frekvenční charakteristiky (pokles i v tento případ se nevyhnutelně ukáže jako strmější a rozšířenější). Při běžně používaném n = 10 (pro tento případ jsou minimální hodnoty jmenovitých hodnot prvků uvedeny na obr. 1, a-3, a) a volbě dělicích kmitočtů v blízkosti 1 kHz je ovládání tónu na kmitočtech 100 Hz a 10 kHz vzhledem k frekvenci 1 kHz je ..18dB. Jak bylo uvedeno výše, pro dosažení hladkého ovládání musí mít proměnné rezistory R2, R7 exponenciální regulační charakteristiku (skupina „B“) a navíc pro získání lineární frekvenční odezvy ve střední poloze posuvných regulátorů musí být poměr odpory horní a dolní (podle schématu) sekce proměnných rezistorů by měly být rovny také n s "high-end" n = 2...3, což odpovídá regulačnímu rozsahu ±4... 8 dB, je vcelku přijatelné použití proměnných rezistorů s lineární závislostí odporu na úhlu natočení motoru (skupina "A"), ale zároveň s nastavením v oblasti poklesu frekvence odezva je poněkud hrubší a protažená v oblasti náběhu a plochá frekvenční odezva není v žádném případě dosažena ve střední poloze jezdců regulátoru. Na druhou stranu je lépe přizpůsoben odpor sekcí duálních proměnných rezistorů s lineární závislostí, což snižuje nesoulad ve frekvenční odezvě kanálů stereo zesilovače, takže nerovnoměrnou regulaci lze v tomto případě považovat za přijatelnou.

Přítomnost rezistoru R4 není důležitá, jeho účelem je snížit vzájemné ovlivňování spojů a sblížit inflexní frekvence frekvenční charakteristiky v oblasti vyšších zvukových frekvencí. Zpravidla R4= =(0,3...1,2)"R1. Jak je ukázáno níže, v některých případech může být zcela opuštěno. Aby se snížil vliv předchozích a následujících stupňů na regulátor, jejich výstup Rout a vstup Rin odpory by měly být odpovídajícím způsobem Rout<>R2.

Daná „základní“ verze regulátoru se obvykle používá v rádiových zařízeních vyšší třídy.

Ve vybavení domácnosti se používá poněkud zjednodušená verze (obr. 2,a). Přibližné logaritmické amplitudově-frekvenční charakteristiky (LAFC) takového regulátoru jsou uvedeny na Obr. 2.6. Zjednodušení jeho vysokofrekvenční sekce vedlo k určité vágnosti regulace v oblasti vyšších frekvencí a ke znatelnějšímu ovlivnění frekvenční charakteristiky v této oblasti předchozí a následující kaskádou.


Puc.2


Podobný korektor při n = 2 (s proměnnými odpory skupiny "A") byl oblíbený zejména u jednoduchých amatérských zesilovačů konce 60. - 70. let (hlavně kvůli nízkému útlumu), ale brzy se hodnota n zvýšila na dnes obvyklý význam. . Vše výše uvedené ohledně rozsahu regulace, koordinace a výběru regulátorů platí i pro zjednodušenou verzi korektoru.

Pokud opustíme požadavek na symetrickou regulaci frekvenční charakteristiky v úsecích jejich náběhu a poklesu (mimochodem potřeba poklesu prakticky nevzniká), pak lze obvod dále zjednodušit (obr. 3, a) . Na Obr. LFC regulátoru odpovídá krajním polohám jezdců rezistorů R2, R4. Výhodou takového regulátoru je jeho jednoduchost, ale jelikož jsou všechny jeho charakteristiky propojeny, pro snadnost regulace je vhodné volit n = 3...10. Jak n stoupá, strmost stoupání se zvyšuje a sklon poklesu klesá. Vše výše uvedené o tradičních verzích korektoru Baxandal plně platí pro tuto extrémně zjednodušenou verzi.


Puc.3


Obvod regulace tónu Baxandal a jeho varianty však nejsou zdaleka jedinou možnou implementací pasivní dvoupásmové regulace tónu. Druhá skupina regulátorů není vyrobena na bázi můstků, ale na bázi frekvenčně závislého děliče napětí. Jako příklad elegantního návrhu obvodu pro regulátor lze uvést tónový blok, který se kdysi v různých obměnách používal v elektronkových zesilovačích. „Highlight“ tohoto regulátoru je změna inflexních frekvencí frekvenční odezvy v procesu řízení témbru, což vede k zajímavým efektům ve zvuku. Jeho základní schéma je na Obr. 4a a přibližné LFC jsou znázorněny na Obr. 4.6. Jsou tam uvedeny i vypočítané závislosti pro určení časových konstant inflexních bodů.


Obrázek 4


Je snadné si všimnout, že úprava v oblasti nižších zvukových frekvencí mění inflexní frekvence bez změny sklonu frekvenční charakteristiky. Když je jezdec proměnného odporu R4 v dolní (podle obvodu) poloze, je frekvenční odezva na nižších frekvencích lineární. Když posunete posuvník nahoru, objeví se na něm vzestup a inflexní bod se během procesu regulace posune do oblasti nižších frekvencí. Při dalším pohybu motoru začne horní (podle schématu) sekce rezistoru R4 obcházet rezistor R2, což způsobí posun vysokofrekvenčního inflexního bodu do oblasti vyšších frekvencí. Při regulaci je tedy vzestup nízkých frekvencí doplněn poklesem středních frekvencí. Vysokofrekvenční regulátor je jednoduchý filtr prvního řádu a nemá žádné speciální vlastnosti.

Na základě tohoto obvodu můžete sestavit několik variant tónových bloků, které vám umožní upravit frekvenční odezvu v oblasti nižších a vyšších frekvencí. Navíc v oblasti nižších frekvencí je možný jak vzestup, tak pokles frekvenční charakteristiky, ale u vyšších frekvencí je pouze vzestup.

Varianta tónového bloku s regulací frekvence inflexe frekvenční charakteristiky v nízkofrekvenční oblasti je na Obr. 5,a, jeho LACCH je na Obr. 5.6. Rezistor R2 reguluje inflexní frekvenci frekvenční charakteristiky a R5 reguluje její strmost. Společný postup regulátorů umožňuje výrazné limity a větší regulační flexibilitu.


Puc.5


Schéma zjednodušené verze tónového bloku je na Obr. 6,a, jeho LACCH je na Obr. 6.6. Je to v podstatě hybrid nízkofrekvenční sekce timbrového bloku znázorněného na Obr. 3,a, a vysokofrekvenční část tónového bloku znázorněného na obr. 4,a.


Obrázek 6


Kombinací funkcí nastavení frekvenční odezvy v nízkofrekvenčních a vysokofrekvenčních oblastech můžete získat jednoduché kombinované ovládání tónu jedním ovladačem, velmi pohodlné pro použití v rádiu a automobilovém vybavení. Jeho schéma zapojení je na obr. 7,a a LACCH - na Obr. 7.6. Ve spodní (podle schématu) poloze proměnného rezistoru R1 je frekvenční odezva blízká lineární v celém frekvenčním rozsahu. Při jeho pohybu nahoru se na nižších frekvencích objeví vzestup a nízkofrekvenční inflexní bod se během procesu regulace posune do oblasti nižších frekvencí. Při dalším pohybu motoru horní (podle schématu) sekce rezistoru R1 zapíná kondenzátor C1, což vede k nárůstu vyšších frekvencí.


Obrázek 7


Při výměně proměnného rezistoru R1 za přepínač (obr. 8a a 8.6) se uvažovaný regulátor změní na nejjednodušší tónový rejstřík (poloha 1 - klasika; 2 - jazz; 3 - rock), oblíbený v 50. - 60. letech a opět používaný v ekvalizérech rádií a stereo v 90. letech.


Postavení 8


Rozmanitost pasivních korekčních obvodů není omezena na navrhované možnosti. Mnoho zapomenutých obvodových řešení nyní zažívá znovuzrození na nové kvalitativní úrovni.


TB Matyushkina



Charakteristické rozdíly mezi navrhovaným způsobem kontroly zabarvení a stávajícími jsou:

· Tvorba frekvenční odezvy; na nízkých frekvencích ohnuté k ose úsečky (sklon se plynule zvětšuje s klesající frekvencí), zatímco známé RT: mají na nízkých frekvencích přesně opačnou frekvenční charakteristiku, konvexní směrem od osy úsečky (sklon klesá s klesající frekvencí);

· Změna frekvenční odezvy současně a konzistentně na všech frekvencích nízkofrekvenčních (a samostatně) vysokofrekvenčních rozsahů při jakékoli hloubce regulace. U tradičních RT pokrývá změna tvaru frekvenční odezvy část rozsahu;

· Změna sklonu frekvenční charakteristiky v závislosti na hloubce: regulace. U většiny RT je strmost frekvenční odezvy pevná.