Hjemmelaget toneblokk. "Elektronikk og radioteknikk" Alt for amatører! Kontrollene skrus til minimum

Denne artikkelen bringer oppmerksomheten til leserne en rekke forskjellige kretsdesign og funksjonalitet tonekontroller, som kan brukes av radioamatører i utvikling og modernisering av lydgjengivelsesutstyr.

Den største ulempen med den nylig populære aktive regulatorer klangfarge består i bruk av dyp frekvensavhengig tilbakemelding og de store ekstra forvrengningene de introduserer i det regulerte signalet. Det er derfor det anbefales å bruke passive regulatorer i utstyr av høy kvalitet. Riktignok er de ikke uten mangler. Den største av disse er den betydelige signaldempningen som tilsvarer kontrollområdet. Men siden dybden av klangfargekontroll i moderne lydgjengivelsesutstyr er liten (ikke mer enn 8...10 dB), er det i de fleste tilfeller ikke nødvendig å introdusere ytterligere forsterkningstrinn i signalbanen.

En annen, ikke så betydelig ulempe med slike regulatorer, er behovet for å bruke variable motstander med en eksponentiell avhengighet av motstanden på motorens rotasjonsvinkel (gruppe "B"), for å sikre jevn regulering. Men enkelheten i designet og høykvalitetsindikatorer tilbøyer fortsatt designere til å bruke passive tonekontroller.

Det skal bemerkes at disse regulatorene krever en lav utgangsimpedans fra det foregående trinnet og en høy inngangsimpedans for det etterfølgende.

Tonekontrollen ble utviklet av den engelske ingeniøren Baxandal tilbake i 1952, og har kanskje blitt den vanligste frekvenskorrektoren innen elektroakustikk. Den klassiske versjonen består av to førsteordens filterlenker som danner en bro - lavfrekvent R1C1R3C2R2 og høyfrekvent C3R5C4R6R7 (fig. 1a). De omtrentlige logaritmiske amplitude-frekvenskarakteristikkene (LAFC) til en slik regulator er vist i fig. 1, b. De beregnede avhengighetene for å bestemme tidskonstantene til infleksjonspunktene til LFC er også gitt der.

Teoretisk sett er den maksimalt oppnåelige frekvensresponshellingen for førsteordens lenker 6 dB per oktav, men med praktisk implementerte egenskaper, på grunn av den lille forskjellen i bøyningsfrekvenser (ikke mer enn et tiår) og påvirkningen fra tidligere og etterfølgende stadier, ikke overstiger 4...5 dB per oktav. Ved justering av tonen endrer Baxandal-filteret kun helningen på frekvensresponsen uten å endre bøyningsfrekvensene. Dempingen innført av regulatoren ved middels frekvenser bestemmes av forholdet n=R1/R3. Området for frekvensresponsregulering avhenger ikke bare av mengden av dempning n, men også av valget av bøyningsfrekvenser frekvensrespons Derfor, for å øke den, settes bøyningsfrekvensene i midtfrekvensområdet, som igjen er fulle av gjensidig påvirkning av justeringene.

I den tradisjonelle versjonen av kontrolleren under vurdering, R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. I dette tilfellet oppnås et omtrentlig sammenfall av bøyningsfrekvensene til frekvensresponsen i området for stigning og fall (i det generelle tilfellet er de forskjellige), noe som sikrer relativt symmetrisk regulering av frekvensresponsen (nedgangen, selv i denne saken viser seg uunngåelig å være brattere og mer utvidet). Med den ofte brukte n = 10 (for dette tilfellet er minimumsverdiene for elementvurderingene angitt i fig. 1, a-3, a) og valget av delefrekvenser nær 1 kHz, tonekontrollen ved frekvenser på 100 Hz og 10 kHz i forhold til frekvensen på 1 kHz er ±14 ..18dB. Som nevnt ovenfor, for å oppnå jevn kontroll, må variable motstander R2, R7 ha en eksponentiell kontrollkarakteristikk (gruppe "B"), og i tillegg, for å oppnå en lineær frekvensrespons i midtposisjonen til regulatoren, må forholdet mellom motstandene til de øvre og nedre (ifølge diagrammet) seksjoner av de variable motstandene skal også være lik n Med "high-end" n = 2...3, som tilsvarer kontrollområdet på ±4... 8 dB, er det ganske akseptabelt å bruke variable motstander med en lineær avhengighet av motstanden på motorens rotasjonsvinkel (gruppe "A"), men samtidig er justeringen i området for nedgangen i frekvensen responsen er noe grovere og strukket i området for stigningen, og en flat frekvensrespons oppnås på ingen måte i midtposisjonen til regulatorgliderne. På den annen side er motstanden til seksjonene av doble variable motstander med lineær avhengighet bedre tilpasset, noe som reduserer misforholdet i frekvensresponsen til stereoforsterkerkanalene, slik at ujevn regulering i dette tilfellet kan anses som akseptabel.

Tilstedeværelsen av motstanden R4 er ikke viktig, dens formål er å redusere den gjensidige påvirkningen av koblingene og bringe nærmere bøyningsfrekvensene til frekvensresponsen i området med høyere; lydfrekvenser. Som regel er R4= =(0.3...1.2)"R1. Som vist nedenfor kan den i noen tilfeller forlates helt. For å redusere påvirkningen fra de foregående og etterfølgende trinnene på regulatoren, deres utgang Rout og inngang Rin motstandene bør være tilsvarende Rut<>R2.

Den gitte "grunnleggende" versjonen av regulatoren brukes vanligvis i avansert radioutstyr. I husholdningsutstyr brukes en noe forenklet versjon (fig. 2, a). De omtrentlige logaritmiske amplitude-frekvenskarakteristikkene (LAFC) til en slik regulator er vist i fig. 2.6. Forenkling av høyfrekvensseksjonen førte til en viss vag regulering i området med høyere frekvenser og til en mer merkbar påvirkning av de foregående og påfølgende kaskadene på frekvensresponsen i denne regionen.


Fig.2

En lignende korrektor ved n = 2 (med variable motstander i gruppe "A") var spesielt populær i enkle amatørforsterkere på slutten av 60-tallet - begynnelsen av 70-tallet (hovedsakelig på grunn av lav demping), men snart økte verdien n til den vanlige i dag. . Alt som er sagt ovenfor angående rekkevidden av regulering, koordinering og valg av regulatorer er også sant for en forenklet versjon av korrektoren.

Hvis vi forlater kravet om symmetrisk regulering av frekvensresponsen i seksjonene av deres stigning og fall (forresten, behovet for en nedgang oppstår praktisk talt ikke), kan kretsen forenkles ytterligere (fig. 3, a). . Vist i fig. Regulatorens LFC tilsvarer ekstremposisjonene til gliderne til motstandene R2, R4. Fordelen med en slik regulator er dens enkelhet, men siden alle dens egenskaper er sammenkoblet, er det for enkel regulering tilrådelig å velge n = 3...10. Når n øker, øker stigningens bratthet, og stigningshellingen avtar. Alt nevnt ovenfor om de tradisjonelle versjonene av Baxandal-korrektoren gjelder fullt ut for denne ekstremt forenklede versjonen.


Fig.3

Imidlertid er Baxandal-tonekontrollkretsen og dens varianter på ingen måte den eneste mulige implementeringen av en passiv to-bånds tonekontroll. Den andre gruppen av regulatorer er laget ikke på grunnlag av broer, men på grunnlag av en frekvensavhengig spenningsdeler. Et eksempel på en elegant kretsdesign for en regulator er toneblokken, som en gang ble brukt i forskjellige varianter av rørforsterkere for elektriske gitarer. "Høydepunktet" til denne regulatoren er endringen i bøyningsfrekvensene til frekvensresponsen under tonekontrollprosessen, noe som fører til interessante effekter i lyden til en "klassisk" elektrisk gitar. Det grunnleggende diagrammet er vist i fig. 4a, og de tilnærmede LFC-ene er vist i fig. 4.6. Beregnede avhengigheter for å bestemme tidskonstantene til bøyningspunktene er også gitt der.


Fig.4

Det er lett å legge merke til at justering i området med lavere lydfrekvenser endrer bøyningsfrekvensene uten å endre helningen på frekvensresponsen. Når motoren til den variable motstanden R4 er i nedre (ifølge diagrammet) posisjon, er frekvensresponsen på lavere frekvenser ah lineær. Når du flytter glidebryteren opp, vises en stigning på den, og bøyningspunktet under reguleringsprosessen skifter til området med lavere frekvenser. Med ytterligere bevegelse av motoren begynner den øvre (ifølge diagrammet) delen av motstanden R4 å omgå motstanden R2, noe som forårsaker en forskyvning av høyfrekvente infleksjonspunktet til området med høyere frekvenser. Ved regulering kompletteres økningen av lave frekvenser med en nedgang i mellomfrekvensene. Høyfrekvensregulatoren er et enkelt første-ordens filter og har ingen spesielle funksjoner.

Basert på denne kretsen kan du bygge flere varianter av toneblokker som lar deg justere frekvensresponsen i området med lavere og høyere frekvenser. Dessuten, i området med lavere frekvenser er både en økning og et fall i frekvensresponsen mulig, men ved høyere frekvenser er det bare en økning.

En variant av toneblokken med regulering av frekvensresponsen bøyefrekvens i lavfrekvensområdet er vist i fig. 5,a, er dens LACCH i fig. 5.6. Motstand R2 regulerer bøyningsfrekvensen til frekvensresponsen, og R5 regulerer helningen. Felles handling fra regulatorer åpner for betydelige grenser og større regulatorisk fleksibilitet.


Fig.5

Et diagram av en forenklet versjon av toneblokken er vist i fig. 6,a, er dens LACCH i fig. 6.6. Det er i hovedsak en hybrid av lavfrekvensdelen av klangblokken vist i fig. 3,a, og høyfrekvensseksjonen av toneblokken vist i fig. 4,a.


Fig.6

Ved å kombinere funksjonene for å justere frekvensresponsen i lavfrekvente og høyfrekvente områder, kan du få en enkel kombinert tonekontroll med én kontroll, veldig praktisk for bruk i radio- og bilutstyr. Kretsskjemaet er vist i fig. 7,a og LACCH - i fig. 7.6. I den nedre (ifølge diagrammet) posisjonen til den variable motstanden R1 er frekvensresponsen nær lineær over hele frekvensområdet. Når du flytter den oppover, vises en stigning ved lavere frekvenser, og det lavfrekvente bøyningspunktet under reguleringsprosessen skifter til området med lavere frekvenser. Med ytterligere bevegelse av motoren slår den øvre (ifølge diagrammet) delen av motstanden R1 på kondensatoren C1, noe som fører til en økning i høyere frekvenser.


Fig.7

Når du erstatter den variable motstanden R1 med en bryter (fig. 8a og 8.6), blir den betraktede regulatoren til det enkleste toneregisteret (posisjon 1 - klassisk; 2 - jazz; 3 - rock), populær på 50-60-tallet og igjen brukt i equalizere av radiobåndopptakere og musikksentre på 90-tallet.


Fig.8

Til tross for at det ser ut til at alt har blitt sagt for lenge siden om tonekontroll, er utvalget av passive korreksjonskretser ikke begrenset til de foreslåtte alternativene. Mange glemte kretsløsninger opplever nå en gjenfødelse på et nytt kvalitativt nivå. Meget lovende er for eksempel en volumkontroll med separat justering av lydstyrkekompensasjon for lave og høye frekvenser [Z].

LITTERATUR
1. Shkritek P. Referansemanual om lydkretser (oversatt fra tysk). - M.: Mir, 1991, s. 151-153.
2. Krylov G. Bredbånd ULF. - Radio, 1973, N 9, s.56,57.
3. Shikhatov A. Kombinert frekvensresponskontrollenhet. - Radio, 1993, N 7, s. 16.

Liste over radioelementer

Betegnelse Type Valør Mengde MerkButikkNotisblokken min
valg 1
C1 Kondensator0,022 µF1 Til notisblokk
C2 Kondensator0,22 µF1 Til notisblokk
C3 Kondensator0,015 µF1 Til notisblokk
C4 Kondensator0,15 µF1 Til notisblokk
R1, R5 Motstand

4,7 kOhm

2 Til notisblokk
R2, R7 Variabel motstand47 kOhm2 Til notisblokk
R3, R6 Motstand

470 Ohm

2 Til notisblokk
R4 Motstand

3,3 kOhm

1 Til notisblokk
Alternativ 2
C1, C4 Kondensator0,022 µF2 Til notisblokk
C2 Kondensator0,22 µF1 Til notisblokk
C3 Kondensator2200 pF1 Til notisblokk
R1 Motstand

4,7 kOhm

1 Til notisblokk
R2, R5 Variabel motstand47 kOhm2 Til notisblokk
R3 Motstand

470 Ohm

1 Til notisblokk
R4 Motstand

3,3 kOhm

1 Til notisblokk
Alternativ 3
C1 Kondensator0,22 µF1 Til notisblokk
C2 Kondensator2200 pF1 Til notisblokk
R1 Motstand

4,7 kOhm

1 Til notisblokk
R2, R4 Variabel motstand47 kOhm2 Til notisblokk
R3 Motstand

470 Ohm

1 Til notisblokk
Alternativ 4
C1 Kondensator0,01 µF1 Til notisblokk
C2 Kondensator270 pF1 Til notisblokk
R1 Motstand

100 kOhm

1 Til notisblokk
R2 Motstand

10 kOhm

1 Til notisblokk
R3, R4 Variabel motstand220 kOhm2 Til notisblokk
Alternativ 5
C1 Kondensator0,1 µF1 Til notisblokk
C2 Kondensator270 pF1 Til notisblokk
R1 Motstand

100 kOhm

1 Til notisblokk
R2, R4, R5 Variabel motstand220 kOhm3 Til notisblokk
R3 Motstand

10 kOhm

1 Til notisblokk
Alternativ 6
C1 Kondensator0,1 µF1

Jeg bestemte meg for å høre på hvordan en klasse D-forsterker høres ut på IRS2092. Etter en tid
Det ble lagt inn en bestilling på søk på Ali. Av nysgjerrighet "hvordan det høres ut", ble det også bestilt en toneblokk for den.
Siden forsterkeren fortsatt er på veien og tonekontrollen allerede har kommet, bestemte jeg meg
vurdere det for nå. Når forsterkeren kommer skal jeg gjøre en anmeldelse på
ham med mål.
Betalingen kom i en boblefylt konvolutt. Settet inkluderer selve kretsen og
fire håndtak for motstander. Vese fluss vasket av loddingen mer eller mindre
ryddig. Bordoppsettet er gjennomsnittlig. Kontrollene på bildet er fra venstre til høyre - HF, MF, LF, Volum.


NE5532P op-amper er installert på brettet


På brettet er også strømstabiliseringskretser (L7812 og L7912) og en likeretter.
Kan levere AC spenning fra transformator for strømforsyning
avgifter.
Regulatorkretsdiagrammet ligner på dette


Verdiene til noen motstander er forskjellige og fraværet av noen gjennomganger
kondensatorer.

Nå er det viktigste testene.
Testet på dette kortet

Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO med en liten modifikasjon - baksiden er fullstendig skjermet kretskort, utgangs op-amp ble erstattet med OPA2134, alle strømforsyningskondensatorer ble shuntet med keramikk.
Frekvensrespons (rosa - fra inngang til utgang utenom toneblokken, blå
- gjennom toneblokken - alle tonekontroller i midtposisjon)


En liten stigning er synlig ved lave frekvenser (under 200Hz) og et fall ved
høy (over 6 kHz)
Basskontroller i ekstreme stillinger


Mellomtonekontroller i ekstreme posisjoner


HF-kontroller i ekstreme stillinger

THD "THD", høyre kanal går forbi toneblokken for sammenligning (fra kortutgangen til
input), THD for toneblokken 0,016%, jeg vil selvfølgelig at den skal være mindre. Jeg prøvde å installere OPA2134 i stedet for de opprinnelige op-ampene, forvrengningen reduserte litt, men ikke nevneverdig, mest sannsynlig på grunn av brettets ikke helt korrekte layout.


Avhengighet av SOI på frekvens (høyre kanal omgår toneblokken,
rosa farge på grafen)


Toneblokken inverterer ikke signalfasen (høyre kanal går forbi toneblokken,
rosa farge på grafen)

En ganske gjennomsnittlig kvalitetsblokk, egnet for hjemmearbeid hvis du er komfortabel med CNI.
Jeg kommer neppe til å satse på den planlagte styrkingen på grunn av høyen
harmonisk forvrengning. Jeg skal koble brettet selv og sette sammen toneblokken.
Jeg håper informasjonen var nyttig.

Jeg planlegger å kjøpe +16 Legg til i favoritter Jeg likte anmeldelsen +36 +60

De fleste lydelskere er ganske kategoriske og er ikke klare til å gå på akkord når de velger utstyr, med rette i å tro at den oppfattede lyden må være klar, sterk og imponerende. Hvordan oppnå dette?

Søk etter data for forespørselen din:

Passiv toneblokk for forsterker

Ordninger, oppslagsverk, datablad:

Prislister, priser:

Diskusjoner, artikler, manualer:

Vent til søket er fullført i alle databaser.
Etter fullføring vil en lenke vises for å få tilgang til materialet som ble funnet.

Kanskje hovedrollen i å løse dette problemet spilles av valget av forsterker.
Funksjon
Forsterkeren er ansvarlig for kvaliteten og kraften til lydgjengivelsen. Samtidig, når du kjøper, bør du være oppmerksom på følgende betegnelser, som markerer introduksjonen av høyteknologi i produksjon av lydutstyr:


  • Hi-fi. Gir maksimal renhet og nøyaktighet av lyden, og frigjør den fra fremmed støy og forvrengning.
  • Hei slutt. Valget av en perfeksjonist som er villig til å betale mye for gleden av å se de minste nyansene i favorittmusikalske komposisjoner. Håndmontert utstyr inngår ofte i denne kategorien.

Spesifikasjoner du bør være oppmerksom på:

  • Inngang og utgangseffekt. Den nominelle utgangseffekten er av avgjørende betydning, fordi kantverdier er ofte upålitelige.
  • Frekvensområde. Varierer fra 20 til 20 000 Hz.
  • Ikke-lineær forvrengningsfaktor. Alt er enkelt her - jo mindre jo bedre. Den ideelle verdien, ifølge eksperter, er 0,1 %.
  • Signal til støyforhold. Moderne teknologi antar en verdi på denne indikatoren over 100 dB, noe som minimerer uvedkommende støy når du lytter.
  • Dumping faktor. Gjenspeiler utgangsimpedansen til forsterkeren i forhold til den nominelle lastimpedansen. Med andre ord, en tilstrekkelig dempningsfaktor (mer enn 100) reduserer forekomsten av unødvendige vibrasjoner av utstyr osv.

Det bør huskes: produksjon av høykvalitetsforsterkere er en arbeidskrevende og høyteknologisk prosess, og følgelig er det også lav prisanstendige egenskaper bør varsle deg.

Klassifisering

For å forstå variasjonen av markedstilbud, er det nødvendig å skille produktet i henhold til ulike kriterier. Forsterkere kan klassifiseres:

  • Ved makt. Foreløpig er en slags mellomledd mellom lydkilden og den endelige effektforsterkeren. Effektforsterkeren er på sin side ansvarlig for styrken og volumet til utgangssignalet. Sammen utgjør de en komplett forsterker.

Viktig: den primære konverteringen og signalbehandlingen foregår i forforsterkerne.

  • Basert på elementbasen er det rør, transistor og integrerte hjerner. Sistnevnte oppsto med mål om å kombinere fordelene og minimere ulempene ved de to første, for eksempel lydkvaliteten til rørforsterkere og kompaktheten til transistorforsterkere.
  • Basert på deres driftsmodus er forsterkere delt inn i klasser. Hovedklassene er A, B, AB. Hvis Klasse A-forsterkere bruker mye strøm, men produserer høykvalitetslyd, er Klasse B-forsterkere akkurat det motsatte, Klasse AB ser ut til å være det optimale valget, som representerer et kompromiss mellom signalkvalitet og ganske høy effektivitet. Det er også klassene C, D, H og G, som oppsto ved bruk av digitale teknologier. Det er også enkelt-syklus og push-pull driftsmoduser for utgangstrinnet.
  • Avhengig av antall kanaler kan forsterkere være enkelt-, dobbelt- og flerkanals. Sistnevnte brukes aktivt i hjemmekino for å skape volumetrisk og realistisk lyd. Oftest er det to-kanals for henholdsvis høyre og venstre lydanlegg.

Oppmerksomhet: Å studere de tekniske komponentene i kjøpet er selvfølgelig nødvendig, men ofte er den avgjørende faktoren ganske enkelt å lytte til utstyret i henhold til prinsippet om det høres ut eller ikke.

applikasjon

Valget av forsterker er i stor grad begrunnet med formålene den er kjøpt for. Vi lister opp hovedområdene for bruk av lydforsterkere:

  1. Som en del av et hjemmelydsystem. Det er åpenbart det Beste valg er et rør to-kanals single-ended klasse A, også optimalt valg kan danne en tre-kanals klasse AB, hvor en kanal er beregnet for en subwoofer, med Hi-fi funksjon.
  2. For bilstereoanlegg. De mest populære er fire-kanals AB- eller D-klasseforsterkere, avhengig av kjøperens økonomiske muligheter. Biler krever også en delefilterfunksjon for jevn frekvenskontroll, slik at frekvenser i det høye eller lave området kan kuttes etter behov.
  3. I konsertutstyr. Kvaliteten og egenskapene til profesjonelt utstyr er med rette mer krevende. høye krav på grunn av det store forplantningsrommet til lydsignaler, samt det høye behovet for intensitet og bruksvarighet. Derfor anbefales det å kjøpe en forsterker av minst klasse D, som er i stand til å operere nesten ved grensen av kraften (70-80% av den deklarerte), fortrinnsvis i et hus laget av høyteknologiske materialer som beskytter mot negative værforhold og mekaniske påvirkninger.
  4. I studioutstyr. Alt det ovennevnte gjelder også for studioutstyr. Vi kan legge til omtrent det største frekvensreproduksjonsområdet - fra 10 Hz til 100 kHz sammenlignet med det fra 20 Hz til 20 kHz i en husholdningsforsterker. Også bemerkelsesverdig er muligheten til å justere volumet separat på forskjellige kanaler.

Derfor, for å nyte klar lyd av høy kvalitet i lang tid, er det lurt å studere på forhånd alle de forskjellige tilbudene og velge lydutstyrsalternativet som passer best for dine behov.

TømmerenhetsDIAGRAM OG DEN BEREGNING

Vurdering av avspillingskvalitet lydsignal tube ULF, som enhver lydgjengivelsesenhet, utføres av hver lytter individuelt, basert på den subjektive oppfatningen av det forsterkede signalet. Dessuten evaluerer hver bruker, i ferd med å lytte til et hvilket som helst fonogram, ikke bare kvaliteten, men ønsker også å kunne endre parametrene til det reproduserte signalet i samsvar med hans personlige behov. Kvaliteten på avspillingen bestemmes for det første av frekvensresponsen til lydgjengivelsesenheten, så det er nødvendig å bruke en frekvensresponskontroll som lar lytteren stille inn det beste spenningsforholdet i området av reproduserte frekvenser. Til dette formål bruker ULF spesielle kaskader, som er frekvensresponsregulatorer. Disse trinnene, ofte kalt tonekontroller, gir et løft eller kutt for signaler ved visse frekvenser i forhold til signaler ved andre frekvenser innenfor passbåndet. Ganske ofte er oppgaven til slike regulatorer begrenset til å heve eller senke signaler ved de ekstreme frekvensene i lydområdet i forhold til midtfrekvenssignaler. I tube ULF-er lar effektive frekvensresponskontroller deg justere egenskapene til det forsterkede signalet i samsvar med de akustiske egenskapene til rommet, kompensere for mulige avvik fra standardkarakteristikker på grunn av mulige forvrengninger, og oppnå den mest naturlige lyden til fonogrammet.
Siden de første rør-ULF-ene dukket opp, har mange kretsløsninger for tonekontroller blitt brukt i lydgjengivelsesutstyr. Noen av dem har ikke tålt tidens tann fordi de ikke møtte brukernes stadig økende krav. Andre, etter en rekke moderniseringer og forbedringer, brukes fortsatt i moderne industri- og amatørradiolampeutstyr av høy kvalitet. Det begrensede omfanget av denne boken tillater oss ikke å snakke i detalj om alle mulige alternativer tonekontroller for rør-ULFer. Derfor vil bare de mest brukte ordningene bli diskutert nedenfor.
De aller fleste kretsløsninger for tonekontroll er basert på bruk av variable motstander og permanente kondensatorer. Driften av disse regulatorene er basert på det faktum at når frekvensen øker, reduseres motstanden til kondensatoren. Det skal bemerkes at vanligvis i høykvalitets lydgjenskapende rørutstyr utføres tonekontroll ved hjelp av separate kontroller for lav-, mellom- og høyfrekvente signaler. Imidlertid kan du ofte, spesielt i amatørradiodesign, finne tonekontroller som er kombinert mekanisk. Kretselementene til slike kaskader velges slik at samtidig som klangen justeres, oppnås en balansert endring i passbåndet til røret ULF, som sikrer en behagelig lyd av det forsterkede signalet selv med et relativt smalt passbånd.
Oftest, i kaskader av tonekontroller av høykvalitets lydgjengivelsesutstyr, brukes variable motstander direkte som regulatorer, slik at forsterkningen kan endres gradvis eller jevnt innenfor det reproduserte frekvensområdet. Trinnkontroller, som noen ganger kalles toneregistre, brukes imidlertid ofte i lavfrekvente rørforsterkere. Med deres hjelp, for den beste gjengivelsen av et bestemt fonogram, kan du umiddelbart velge riktig frekvensrespons for forsterkningsbanen. Spesielt bemerkelsesverdig er flerkanals (oftest tre-kanals) tonekontroller, som brukes i forbindelse med separate forsterkningsbaner, for eksempel for høye, middels og lave frekvenser, som opererer på den tilsvarende separate Akustiske systemer. Fordelene med disse systemene er spesielt merkbare i et stort publikum og med høy kapasitet.
I industrielle rør VLF-kaskader som gir tonekontroll er vanligvis inkludert i forforsterkeren. Tonekontroller kan installeres på forsterkerinngangen, samt mellom forforsterkeren og sluttforsterkeren. Lignende kretsløsninger brukes i noen amatørradiodesigner.
I moderne high-fidelity-rørutstyr utføres tonekontroll vanligvis ved å bruke både frekvensavhengige forsterkningskontroller og frekvensavhengige negative nivåkontroller. tilbakemelding. I tillegg er det mulig å bygge tonekontroller ved å bruke ulike kombinasjoner av disse metodene. Når du velger en tonekontrollkrets, er det nødvendig å ta hensyn til at den første kontrollmetoden er preget av en variabel helling av frekvensresponsen ved grensene for området og en konstant overgangsfrekvens. Tonekontroller installert i en frekvensavhengig negativ tilbakekoblingskrets har en variabel overgangsfrekvens og en konstant helning på frekvensresponsen.
En av de viktigste betingelsene som bestemmer valget av tonekontrollkrets i et rør ULF er stabiliteten til forsterkeren og fraværet av ikke-lineær forvrengning eller generering. I praksis forårsaker ganske ofte tonekontroller inkludert i den negative tilbakemeldingskretsen forvrengning. Disse forvrengningene er forårsaket av endringer i faseresponsen når frekvensresponsen er dypt justert. Derfor, i amatørdesign, er det ofte foretrukket kretser der tonekontroll utføres i forsterkerkanalen i stedet for i den negative tilbakekoblingskretsen.
Det skal bemerkes at en hørbart merkbar endring i klangfarge vanligvis oppstår når de tilsvarende kontrollene gir en forsterkningsendring ved en gitt frekvens på minst 6 dB, det vil si 2 ganger. For høykvalitets lydgjengivelsesutstyr er imidlertid ikke denne minimale endringen i forsterkning nok. Derfor, for at lytteren skal kunne endre klangfargen til et hvilket som helst fonogram innenfor et bredt område, må tonekontrollene gi en endring i forsterkningen ved de ekstreme frekvensene til lydspekteret på minst 15-20 dB. I dette tilfellet bør valget av grenser for hver enkelt tonekontroll bestemmes under hensyntagen til egenskapene og funksjonene til det akustiske systemet.
Det bør også tas i betraktning at for å regulere klangen over et bredt område og med en økning i frekvensresponsen ved de ekstreme frekvensene til passbåndet, med en hvilken som helst kontrollmetode er det nødvendig å ha en passende forsterkningsmargin i forsterkeren.
Særpreget trekk enkle tonekontroller, som oftest brukes i laveffektrør-ULFer, er å sikre en relativ økning i lavfrekvente signaler, oppnådd ved å kutte av høyere frekvenser. På et tidspunkt ble slike regulatorer utbredt av flere grunner. For det første har de enkleste akustiske systemene ved lave frekvenser en svært merkbar velt i frekvensresponsen, og for det andre er følsomheten til menneskelig hørsel for lave toner noe redusert, spesielt ved lave volum. I tillegg er slike regulatorer enkle å bruke.

For å lette beregningene anbefales et toneblokkmodelleringsprogram Tone Stack Kalkulator. Dette programmet lar deg beregne hvilken som helst av de populære passive toneblokkene, både for rørforsterker strøm, og for halvledere.

Til venstre er et skjematisk diagram av klangblokken som studeres, til høyre er dens amplitude-frekvenskarakteristikk. Ved å flytte glidebryterne til de variable motstandene som er plassert under skjematisk diagram kurven vil endres på frekvensresponsgrafen, og viser korrigeringen av frekvensresponsen av den valgte kretsen.
Programmet har syv innlegg med forskjellige toneblokkskjemaer:

Diagrammet til dette programmet er interaktivt - ved å dobbeltklikke på et element, vises et vindu for å angi de ønskede verdiene for elementet, som lar deg velge komponenter avhengig av den faktiske utgangsmotstanden til signalkilden som brukes og inngangen motstanden til effektforsterkeren.
Denne versjonen av programmet har også en funksjon for å lagre de oppnådde resultatene, samt skrive ut formen til den resulterende frekvensresponsen og vurderingene til komponentene som brukes i toneblokken. Riktignok skriver ikke selve programmet ut toneblokkdiagrammet, dessverre.
I skriverinnstillingene er papirretningen satt - standarden er "Portrett", noe som ikke er veldig praktisk når du skriver ut en graf over amplituden til frekvensresponsen, så det er bedre å endre avmerkingsboksen til "Landskap".
Last ned programmet for å beregne toneblokken Tone Stack Kalkulator du kan klikke

Den største ulempen med aktive tonekontroller er bruken av dyp frekvensavhengig tilbakemelding og store ekstra forvrengninger introdusert av disse kontrollene i det behandlede signalet.
Derfor bruker utstyr av høy kvalitet ofte passive regulatorer. Riktignok er de ikke uten mangler. Den største av disse er signaldempingen tilsvarende kontrollområdet. Men siden dybden av tonekontroll i moderne lydgjengivelsesutstyr ikke er mer enn 8...10 dB, er det i de fleste tilfeller ikke nødvendig å introdusere ytterligere forsterkningstrinn i signalbanen.
En annen, ubetydelig ulempe med slike regulatorer er behovet for å bruke variable motstander med en eksponentiell avhengighet av motstanden på motorens rotasjonsvinkel (gruppe "B"), for å sikre jevn regulering.
Men enkelheten i designet og høykvalitetsindikatorer tilbøyer fortsatt designere til å bruke passive tonekontroller.
Det skal bemerkes at disse regulatorene krever en lav utgangsimpedans fra det foregående trinnet og en høy inngangsimpedans for det etterfølgende.
Tonekontrollen utviklet av den engelske ingeniøren Baxandal tilbake i 1952 ble kanskje den vanligste frekvenskorrektoren innen elektroakustikk. Den klassiske versjonen består av to førsteordens filterlenker som danner en bro - lavfrekvent R1C1R3C2R2 og høyfrekvent C3R5C4R6R7 (fig. 1a). De omtrentlige logaritmiske amplitude-frekvenskarakteristikkene (LAFC) til regulatoren er vist i fig. 1b. De beregnede avhengighetene for å bestemme tidskonstantene til infleksjonspunktene til LFC er også gitt der.


Teoretisk sett er den maksimalt oppnåelige frekvensresponshellingen for førsteordens lenker 6 dB per oktav, men med praktisk implementerte egenskaper, på grunn av den lille forskjellen i bøyningsfrekvenser (ikke mer enn et tiår) og påvirkningen fra tidligere og etterfølgende stadier, ikke overstiger 4...5 dB per oktav. Ved justering av tonen endrer Baxandal-filteret kun helningen på frekvensresponsen uten å endre bøyningsfrekvensene. Dempingen innført av regulatoren ved middels frekvenser bestemmes av forholdet n=R1/R3. Området for regulering av frekvensresponsen avhenger ikke bare av dempningsverdien n, men også av valget av bøyningsfrekvenser for frekvensresponsen, derfor, for å øke den, settes bøyningsfrekvensene i midtfrekvensområdet, som, i sin tur er full av gjensidig påvirkning av justeringene.

I den tradisjonelle versjonen av kontrolleren under vurdering, R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. I dette tilfellet oppnås et omtrentlig sammenfall av bøyningsfrekvensene til frekvensresponsen i området for stigning og fall (i det generelle tilfellet er de forskjellige), noe som sikrer relativt symmetrisk regulering av frekvensresponsen (nedgangen, selv i denne saken viser seg uunngåelig å være brattere og mer utvidet). Med den ofte brukte n = 10 (for dette tilfellet er minimumsverdiene for elementvurderingene angitt i fig. 1, a-3, a) og valget av delefrekvenser nær 1 kHz, tonekontrollen ved frekvenser på 100 Hz og 10 kHz i forhold til frekvensen på 1 kHz er ±14 ..18dB. Som nevnt ovenfor, for å oppnå jevn kontroll, må variable motstander R2, R7 ha en eksponentiell kontrollkarakteristikk (gruppe "B"), og i tillegg, for å oppnå en lineær frekvensrespons i midtposisjonen til regulatoren, må forholdet mellom motstandene til de øvre og nedre (ifølge diagrammet) seksjoner av de variable motstandene skal også være lik n Med "high-end" n = 2...3, som tilsvarer kontrollområdet på ±4... 8 dB, er det ganske akseptabelt å bruke variable motstander med en lineær avhengighet av motstanden på motorens rotasjonsvinkel (gruppe "A"), men samtidig er justeringen i området for nedgangen i frekvensen responsen er noe grovere og strukket i området for stigningen, og en flat frekvensrespons oppnås på ingen måte i midtposisjonen til regulatorgliderne. På den annen side er motstanden til seksjonene av doble variable motstander med lineær avhengighet bedre tilpasset, noe som reduserer misforholdet i frekvensresponsen til stereoforsterkerkanalene, slik at ujevn regulering i dette tilfellet kan anses som akseptabel.

Tilstedeværelsen av motstanden R4 er ikke viktig, dens formål er å redusere den gjensidige påvirkningen av koblingene og bringe sammen bøyningsfrekvensene til frekvensresponsen i området med høyere lydfrekvenser. Som regel er R4= =(0.3...1.2)"R1. Som vist nedenfor kan den i noen tilfeller forlates helt. For å redusere påvirkningen fra de foregående og etterfølgende trinnene på regulatoren, deres utgang Rout og inngang Rin motstandene bør være tilsvarende Rut<>R2.

Den gitte "grunnleggende" versjonen av regulatoren brukes vanligvis i avansert radioutstyr.

I husholdningsutstyr brukes en noe forenklet versjon (fig. 2, a). De omtrentlige logaritmiske amplitude-frekvenskarakteristikkene (LAFC) til en slik regulator er vist i fig. 2.6. Forenkling av høyfrekvensseksjonen førte til en viss vag regulering i området med høyere frekvenser og til en mer merkbar påvirkning av de foregående og påfølgende kaskadene på frekvensresponsen i denne regionen.


Puc.2


En lignende korrektor ved n = 2 (med variable motstander i gruppe "A") var spesielt populær i enkle amatørforsterkere på slutten av 60-tallet - begynnelsen av 70-tallet (hovedsakelig på grunn av lav demping), men snart økte verdien n til den vanlige i dag. . Alt som er sagt ovenfor angående rekkevidden av regulering, koordinering og valg av regulatorer er også sant for en forenklet versjon av korrektoren.

Hvis vi forlater kravet om symmetrisk regulering av frekvensresponsen i seksjonene av deres stigning og fall (forresten, behovet for en nedgang oppstår praktisk talt ikke), kan kretsen forenkles ytterligere (fig. 3, a). . Vist i fig. Regulatorens LFC tilsvarer ekstremposisjonene til gliderne til motstandene R2, R4. Fordelen med en slik regulator er dens enkelhet, men siden alle dens egenskaper er sammenkoblet, er det for enkel regulering tilrådelig å velge n = 3...10. Når n øker, øker stigningens bratthet, og stigningshellingen avtar. Alt nevnt ovenfor om de tradisjonelle versjonene av Baxandal-korrektoren gjelder fullt ut for denne ekstremt forenklede versjonen.


Puc.3


Imidlertid er Baxandal-tonekontrollkretsen og dens varianter på ingen måte den eneste mulige implementeringen av en passiv to-bånds tonekontroll. Den andre gruppen av regulatorer er laget ikke på grunnlag av broer, men på grunnlag av en frekvensavhengig spenningsdeler. Som et eksempel på en elegant kretsdesignløsning for en regulator, kan man nevne en toneblokk, som en gang ble brukt i ulike varianter av rørforsterkere. "Høydepunktet" til denne regulatoren er endringen i bøyningsfrekvensene til frekvensresponsen i prosessen med klangkontroll, noe som fører til interessante effekter i lyden. Det grunnleggende diagrammet er vist i fig. 4a, og de tilnærmede LFC-ene er vist i fig. 4.6. Beregnede avhengigheter for å bestemme tidskonstantene til bøyningspunktene er også gitt der.


Figur 4


Det er lett å legge merke til at justering i området med lavere lydfrekvenser endrer bøyningsfrekvensene uten å endre helningen på frekvensresponsen. Når glidebryteren for variabel motstand R4 er i den nedre (i henhold til kretsen) posisjon, er frekvensresponsen ved lavere frekvenser lineær. Når du flytter glidebryteren opp, vises en stigning på den, og bøyningspunktet under reguleringsprosessen skifter til området med lavere frekvenser. Med ytterligere bevegelse av motoren begynner den øvre (ifølge diagrammet) delen av motstanden R4 å omgå motstanden R2, noe som forårsaker en forskyvning av høyfrekvente infleksjonspunktet til området med høyere frekvenser. Ved regulering kompletteres økningen av lave frekvenser med en nedgang i mellomfrekvensene. Høyfrekvensregulatoren er et enkelt første-ordens filter og har ingen spesielle funksjoner.

Basert på denne kretsen kan du bygge flere varianter av toneblokker som lar deg justere frekvensresponsen i området med lavere og høyere frekvenser. Dessuten, i området med lavere frekvenser er både en økning og et fall i frekvensresponsen mulig, men ved høyere frekvenser er det bare en økning.

En variant av toneblokken med regulering av frekvensresponsen bøyefrekvens i lavfrekvensområdet er vist i fig. 5,a, er dens LACCH i fig. 5.6. Motstand R2 regulerer bøyningsfrekvensen til frekvensresponsen, og R5 regulerer helningen. Felles handling fra regulatorer åpner for betydelige grenser og større regulatorisk fleksibilitet.


Puc.5


Et diagram av en forenklet versjon av toneblokken er vist i fig. 6,a, er dens LACCH i fig. 6.6. Det er i hovedsak en hybrid av lavfrekvensdelen av klangblokken vist i fig. 3,a, og høyfrekvensseksjonen av toneblokken vist i fig. 4,a.


Figur 6


Ved å kombinere funksjonene for å justere frekvensresponsen i lavfrekvente og høyfrekvente områder, kan du få en enkel kombinert tonekontroll med én kontroll, veldig praktisk for bruk i radio- og bilutstyr. Kretsskjemaet er vist i fig. 7,a og LACCH - i fig. 7.6. I den nedre (ifølge diagrammet) posisjonen til den variable motstanden R1 er frekvensresponsen nær lineær over hele frekvensområdet. Når du flytter den oppover, vises en stigning ved lavere frekvenser, og det lavfrekvente bøyningspunktet under reguleringsprosessen skifter til området med lavere frekvenser. Med ytterligere bevegelse av motoren slår den øvre (ifølge diagrammet) delen av motstanden R1 på kondensatoren C1, noe som fører til en økning i høyere frekvenser.


Figur 7


Når du erstatter den variable motstanden R1 med en bryter (fig. 8a og 8.6), blir den betraktede regulatoren til det enkleste toneregisteret (posisjon 1 - klassisk; 2 - jazz; 3 - rock), populær på 50-60-tallet og igjen brukt i equalizere av radioer og stereoanlegg på 90-tallet.


Figur 8


Variasjonen av passive korreksjonskretser er ikke begrenset til de foreslåtte alternativene. Mange glemte kretsløsninger opplever nå en gjenfødelse på et nytt kvalitativt nivå.


TB Matyushkina



De karakteristiske forskjellene mellom den foreslåtte metoden for klangkontroll og de eksisterende er:

· Dannelse av frekvensrespons; ved lave frekvenser, bøyd mot abscisseaksen (hellingen øker jevnt med avtagende frekvens), mens de kjente RTene: har ved lave frekvenser nøyaktig motsatt frekvensrespons, konveks bort fra abscisseaksen (hellingen avtar med avtagende frekvens);

· Endring i frekvensrespons samtidig og konsistent ved alle frekvenser av lavfrekvente (og separat) høyfrekvensområdene ved enhver reguleringsdybde. I tradisjonelle RT-er dekker endringen i formen på frekvensresponsen en del av området;

· Endring av helning på frekvensresponsen avhengig av dybden: regulering. I de fleste RT-er er helningen på frekvensresponsen fast.