Domáci tónový blok. "Elektronika a rádiotechnika" Všetko pre amatérov! Ovládacie prvky sú nastavené na minimum

Tento článok dáva do pozornosti čitateľov množstvo rôznych návrhov obvodov a funkčnosť tónové ovládače, ktoré môžu využiť rádioamatéri pri vývoji a modernizácii zariadení na reprodukciu zvuku.

Hlavnou nevýhodou nedávno populárneho aktívne regulátory zafarbenie spočíva v použití hlbokej frekvenčne závislej spätnej väzby a veľkých dodatočných skreslení, ktoré vnášajú do regulovaného signálu. Preto je vhodné používať pasívne regulátory vo vysokokvalitných zariadeniach. Pravda, nie sú bez nedostatkov. Najväčší z nich je výrazný útlm signálu zodpovedajúci rozsahu riadenia. Ale keďže hĺbka kontroly zafarbenia v moderných zariadeniach na reprodukciu zvuku je malá (nie viac ako 8...10 dB), vo väčšine prípadov nie je potrebné zavádzať do signálovej cesty ďalšie zosilňovacie stupne.

Ďalšou, nie tak výraznou nevýhodou takýchto regulátorov je potreba použiť premenlivé odpory s exponenciálnou závislosťou odporu od uhla natočenia motora (skupina „B“), čím sa zabezpečí plynulá regulácia. Jednoduchosť dizajnu a vysoká kvalita indikátorov však stále inklinujú dizajnérov k používaniu pasívnych ovládačov tónov.

Treba poznamenať, že tieto regulátory vyžadujú nízku výstupnú impedanciu predchádzajúceho stupňa a vysokú vstupnú impedanciu nasledujúceho stupňa.

Ovládanie tónu, vyvinuté anglickým inžinierom Baxandalom v roku 1952, sa stalo snáď najbežnejším frekvenčným korektorom v elektroakustike. Jeho klasická verzia pozostáva z dvoch filtračných článkov prvého rádu tvoriacich mostík – nízkofrekvenčného R1C1R3C2R2 a vysokofrekvenčného C3R5C4R6R7 (obr. 1a). Približné logaritmické amplitúdovo-frekvenčné charakteristiky (LAFC) takéhoto regulátora sú znázornené na obr. 1, b. Sú tam uvedené aj vypočítané závislosti na určenie časových konštánt inflexných bodov LFC.

Teoreticky je maximálna dosiahnuteľná strmosť frekvenčnej odozvy pre spoje prvého rádu 6 dB na oktávu, ale s prakticky implementovanými charakteristikami, v dôsledku mierneho rozdielu v inflexných frekvenciách (nie viac ako desať rokov) a vplyvu predchádzajúcich a nasledujúcich stupňov, nepresahuje 4...5 dB na oktávu. Pri úprave tónu Baxandal filter iba mení strmosť frekvenčnej odozvy bez zmeny inflexných frekvencií. Útlm zavedený regulátorom pri stredných frekvenciách je určený pomerom n=R1/R3. Rozsah regulácie frekvenčnej odozvy závisí nielen od veľkosti útlmu n, ale aj od voľby inflexných frekvencií frekvenčná odozva preto, aby sa to zvýšilo, inflexné frekvencie sú nastavené v stredofrekvenčnej oblasti, ktorá je zase plná vzájomného ovplyvňovania úprav.

V tradičnej verzii uvažovaného regulátora R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. V tomto prípade sa dosiahne približná zhoda inflexných frekvencií frekvenčnej charakteristiky v oblasti jej vzostupu a poklesu (vo všeobecnom prípade sú rôzne), čo zabezpečuje relatívne symetrickú reguláciu frekvenčnej charakteristiky (pokles aj v tento prípad sa nevyhnutne ukáže ako strmší a rozšírenejší). Pri bežne používanom n = 10 (pre tento prípad sú minimálne hodnoty hodnotenia prvkov uvedené na obr. 1, a-3, a) a voľbe deliacich frekvencií v blízkosti 1 kHz, je ovládanie tónu pri frekvenciách 100 Hz a 10 kHz vo vzťahu k frekvencii 1 kHz je ±14, ..18dB. Ako je uvedené vyššie, na dosiahnutie hladkého riadenia musia mať premenné odpory R2, R7 exponenciálnu riadiacu charakteristiku (skupina „B“) a navyše, aby sa získala lineárna frekvenčná odozva v strednej polohe posúvačov regulátora, pomer odpory hornej a dolnej (podľa schémy) sekcií premenných rezistorov by sa tiež mali rovnať n. S "high-end" n = 2...3, čo zodpovedá regulačnému rozsahu ±4... 8 dB, je celkom prijateľné použiť premenné odpory s lineárnou závislosťou odporu od uhla natočenia motora (skupina "A"), ale súčasne s nastavením v oblasti poklesu frekvencie odozva je trochu hrubšia a natiahnutá v oblasti nábehu a plochá frekvenčná odozva sa v žiadnom prípade nedosiahne v strednej polohe posúvačov regulátora. Na druhej strane, odpor sekcií duálnych premenných rezistorov s lineárnou závislosťou je lepšie prispôsobený, čo znižuje nesúlad vo frekvenčnej odozve kanálov stereo zosilňovača, takže nerovnomernú reguláciu v tomto prípade možno považovať za prijateľnú.

Prítomnosť rezistora R4 nie je dôležitá, jeho účelom je znížiť vzájomné ovplyvňovanie väzieb a priblížiť inflexné frekvencie frekvenčnej odozvy v oblasti vyšších audio frekvencie. Spravidla platí, že R4= =(0,3...1,2)"R1. Ako je uvedené nižšie, v niektorých prípadoch je možné ho úplne opustiť. Aby sa znížil vplyv predchádzajúcich a nasledujúcich stupňov na regulátor, ich výstup Rout a vstup Rin odpory by mali byť podľa toho Rout<>R2.

Daná „základná“ verzia regulátora sa zvyčajne používa v špičkových rádiových zariadeniach. Vo vybavení domácnosti sa používa trochu zjednodušená verzia (obr. 2a). Približné logaritmické amplitúdovo-frekvenčné charakteristiky (LAFC) takéhoto regulátora sú znázornené na obr. 2.6. Zjednodušenie jeho vysokofrekvenčného úseku viedlo k určitej vágnosti regulácie v oblasti vyšších frekvencií a k výraznejšiemu vplyvu predchádzajúcich a nasledujúcich kaskád na frekvenčnú charakteristiku v tejto oblasti.


Obr.2

Podobný korektor pri n = 2 (s premenlivými rezistormi skupiny "A") bol populárny najmä v jednoduchých amatérskych zosilňovačoch z konca 60-tych - začiatku 70-tych rokov (hlavne kvôli nízkemu útlmu), ale čoskoro sa hodnota n zvýšila na dnes obvyklý význam. . Všetko uvedené vyššie o rozsahu regulácie, koordinácii a výbere regulátorov platí aj pre zjednodušenú verziu korektora.

Ak opustíme požiadavku na symetrickú reguláciu frekvenčnej odozvy v úsekoch ich vzostupu a poklesu (mimochodom, potreba poklesu prakticky nevzniká), potom je možné obvod ďalej zjednodušiť (obr. 3, a) . Na obr. LFC regulátora zodpovedá krajným polohám posúvačov odporu R2, R4. Výhodou takéhoto regulátora je jeho jednoduchosť, ale keďže všetky jeho charakteristiky sú vzájomne prepojené, pre jednoduchosť regulácie je vhodné zvoliť n = 3...10. Keď sa n zvyšuje, strmosť stúpania sa zvyšuje a sklon poklesu klesá. Všetko, čo bolo uvedené vyššie o tradičných verziách korektora Baxandal, plne platí pre túto extrémne zjednodušenú verziu.


Obr.3

Obvod ovládania tónu Baxandal a jeho varianty však ani zďaleka nie sú jedinou možnou implementáciou pasívneho dvojpásmového ovládania tónov. Druhá skupina regulátorov je vyrobená nie na základe mostíkov, ale na základe frekvenčne závislého deliča napätia. Príkladom elegantnej konštrukcie obvodu pre regulátor je tónový blok, ktorý sa kedysi v rôznych variáciách používal v elektrónkových zosilňovačoch pre elektrické gitary. „Hlavným bodom“ tohto regulátora je zmena inflexných frekvencií frekvenčnej odozvy počas procesu riadenia tónu, čo vedie k zaujímavým efektom vo zvuku „klasickej“ elektrickej gitary. Jeho základná schéma je znázornená na obr. 4a a približné LFC sú znázornené na obr. 4.6. Sú tam uvedené aj vypočítané závislosti na určenie časových konštánt inflexných bodov.


Obr.4

Je ľahké si všimnúť, že úprava v oblasti nižších zvukových frekvencií mení inflexné frekvencie bez zmeny sklonu frekvenčnej odozvy. Keď je motor premenlivého odporu R4 v spodnej polohe (podľa schémy), frekvenčná odozva je pri nižšie frekvencie ach lineárne. Keď posúvač posuniete nahor, objaví sa na ňom vzostup a inflexný bod sa počas procesu regulácie posunie do oblasti nižších frekvencií. Pri ďalšom pohybe motora začne horná (podľa schémy) sekcia rezistora R4 obchádzať rezistor R2, čo spôsobí posun vysokofrekvenčného inflexného bodu do oblasti vyšších frekvencií. Pri regulácii je teda vzostup nízkych frekvencií doplnený poklesom stredných frekvencií. Vysokofrekvenčný regulátor je jednoduchý filter prvého rádu a nemá žiadne špeciálne vlastnosti.

Na základe tohto obvodu môžete zostaviť niekoľko variantov tónových blokov, ktoré umožňujú upraviť frekvenčnú odozvu v oblasti nižších a vyšších frekvencií. Okrem toho v oblasti nižších frekvencií je možný nárast aj pokles frekvenčnej odozvy, ale pri vyšších frekvenciách je len nárast.

Variant tónového bloku s reguláciou frekvencie ohybu frekvenčnej odozvy v nízkofrekvenčnej oblasti je na obr. 5,a, jeho LACCH je na obr. 5.6. Rezistor R2 reguluje inflexnú frekvenciu frekvenčnej odozvy a R5 reguluje jej strmosť. Spoločný postup regulátorov umožňuje výrazné limity a väčšiu flexibilitu regulácie.


Obr.5

Schéma zjednodušenej verzie tónového bloku je znázornená na obr. 6,a, jeho LACCH je na obr. 6.6. Je to v podstate hybrid nízkofrekvenčnej časti timbre bloku znázorneného na obr. 3,a, a vysokofrekvenčná časť bloku tónov znázornená na obr. 4,a.


Obr.6

Kombináciou funkcií nastavenia frekvenčnej odozvy v nízkofrekvenčných a vysokofrekvenčných oblastiach môžete získať jednoduché kombinované ovládanie tónov s jedným ovládačom, veľmi pohodlné na použitie v rádiových a automobilových zariadeniach. Jeho schéma zapojenia je znázornená na obr. 7,a a LACCH - na obr. 7.6. V spodnej (podľa diagramu) polohe premenlivého odporu R1 je frekvenčná odozva blízka lineárnej v celom frekvenčnom rozsahu. Pri pohybe nahor sa pri nižších frekvenciách objaví vzostup a nízkofrekvenčný inflexný bod sa počas regulačného procesu posunie do oblasti nižších frekvencií. Pri ďalšom pohybe motora horná (podľa schémy) sekcia odporu R1 zapína kondenzátor C1, čo vedie k nárastu vyšších frekvencií.


Obr.7

Pri výmene premenného rezistora R1 za prepínač (obr. 8a a 8.6) sa uvažovaný regulátor zmení na najjednoduchší tónový register (poloha 1 - klasika; 2 - jazz; 3 - rock), obľúbený v 50. - 60. rokoch a opäť používaný v ekvalizéroch rádiových magnetofónov a hudobné centrá v 90. rokoch.


Obr.8

Napriek tomu, že by sa zdalo, že o ovládaní tónov už bolo dávno povedané všetko, rozmanitosť pasívnych korekčných obvodov sa neobmedzuje len na navrhované možnosti. Mnohé zabudnuté obvodové riešenia teraz zažívajú znovuzrodenie na novej kvalitatívnej úrovni. Veľmi sľubné je napríklad ovládanie hlasitosti so samostatným nastavením kompenzácie hlasitosti pre nízke a vysoké frekvencie [Z].

LITERATÚRA
1. Shkritek P. Referenčný manuál audio obvodov (preložený z nemčiny). - M.: Mir, 1991, s. 151-153.
2. Krylov G. Širokopásmové ULF. - Rádio, 1973, N 9, s.56,57.
3. Shikhatov A. Kombinovaná riadiaca jednotka frekvenčnej odozvy. - Rádio, 1993, N 7, s. 16.

Zoznam rádioelementov

Označenie Typ Denominácia Množstvo PoznámkaObchodMôj poznámkový blok
možnosť 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 Variabilný odpor47 kOhm2 Do poznámkového bloku
R3, R6 Rezistor

470 ohmov

2 Do poznámkového bloku
R4 Rezistor

3,3 kOhm

1 Do poznámkového bloku
Možnosť 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 Variabilný odpor47 kOhm2 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

470 ohmov

1 Do poznámkového bloku
R4 Rezistor

3,3 kOhm

1 Do poznámkového bloku
Možnosť 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 Variabilný odpor47 kOhm2 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

470 ohmov

1 Do poznámkového bloku
Možnosť 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 Variabilný odpor220 kOhm2 Do poznámkového bloku
Možnosť 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 Variabilný odpor220 kOhm3 Do poznámkového bloku
R3 Rezistor

10 kOhm

1 Do poznámkového bloku
Možnosť 6
C1 Kondenzátor0,1 uF1

Rozhodol som sa počúvať, ako znie zosilňovač triedy D na IRS2092. Po určitej dobe
Bol zadaný príkaz na pátranie po Ali. Zo zvedavosti „ako to znie“ bol na to objednaný aj tónový blok.
Keďže zosilňovač je stále na cestách a tónové ovládanie už dorazilo, rozhodol som sa
zatiaľ to skontrolujte. Keď príde zosilňovač, urobím recenziu
ho s mierami.
Platba prišla v bublinkovej obálke. Súprava obsahuje samotný obvod a
štyri rukoväte pre odpory. Vese tavidlo sa z spájkovania viac-menej zmylo
úhľadný. Rozloženie dosky je priemerné. Ovládacie prvky na fotke sú zľava doprava - HF, MF, LF, Volume.


Na doske sú nainštalované operačné zosilňovače NE5532P


Na doske sú tiež obvody stabilizácie výkonu (L7812 a L7912) a usmerňovač.
Môže dodávať striedavé napätie z transformátora na napájanie
poplatky.
Schéma zapojenia regulátora je podobná tejto


Hodnoty niektorých rezistorov sa líšia a absencia niektorých priechodov
kondenzátory.

Teraz sú najdôležitejšie testy.
Testované na tejto karte

Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO s miernou úpravou - zadná strana je kompletne tienená vytlačená obvodová doska, výstupný operačný zosilňovač bol nahradený OPA2134, všetky napájacie kondenzátory boli prepojené keramikou.
Frekvenčná odozva (ružová - zo vstupu na výstup obchádza blok tónov, modrá
- cez tónový blok - všetky ovládače tónov v strednej polohe)


Mierny vzostup je viditeľný pri nízkych frekvenciách (pod 200 Hz) a pokles pri
vysoká (nad 6 kHz)
Ovládanie basov v krajných polohách


Ovládanie stredného pásma v krajných polohách


HF ovládanie v krajných polohách

THD "THD", pravý kanál obchádza blok tónov na porovnanie (z výstupu karty do
vstup), THD tónového bloku 0,016%, chcel by som, aby to bolo samozrejme menej. Skúsil som nainštalovať OPA2134 namiesto natívnych operačných zosilňovačov, skreslenie sa mierne znížilo, ale nie výrazne, pravdepodobne kvôli nie úplne správnemu rozloženiu dosky.


Závislosť SOI na frekvencii (pravý kanál obchádza tónový blok,
ružová farba na grafe)


Tónový blok neinvertuje fázu signálu (pravý kanál obíde tónový blok,
ružová farba na grafe)

Blok pomerne priemernej kvality, vhodný pre domáce remeslá, ak vám vyhovuje CNI.
Je nepravdepodobné, že by som stavil na plánované posilnenie kvôli vysokej úrovni
harmonické skreslenie. Dosku si zadrôtujem sám a zostavím tónový blok.
Dúfam, že informácie boli užitočné.

Plánujem kúpiť +16 Pridať k obľúbeným Recenzia sa mi páčila +36 +60

Väčšina milovníkov zvuku je dosť kategorická a nie je pripravená robiť kompromisy pri výbere zariadenia, pretože správne verí, že vnímaný zvuk musí byť čistý, silný a pôsobivý. Ako to dosiahnuť?

Vyhľadať údaje pre vašu požiadavku:

Pasívny tónový blok pre zosilňovač

Schémy, referenčné knihy, dátové listy:

Cenníky, ceny:

Diskusie, články, návody:

Počkajte na dokončenie vyhľadávania vo všetkých databázach.
Po dokončení sa zobrazí odkaz na prístup k nájdeným materiálom.

Možno hlavnú úlohu pri riešení tohto problému bude hrať výber zosilňovača.
Funkcia
Za kvalitu a silu reprodukcie zvuku je zodpovedný zosilňovač. Zároveň by ste pri nákupe mali venovať pozornosť nasledujúcim označeniam, ktoré označujú zavedenie špičkových technológií pri výrobe audio zariadení:


  • Hi-fi. Poskytuje maximálnu čistotu a presnosť zvuku, oslobodzuje ho od vonkajšieho šumu a skreslenia.
  • Ahoj koniec. Voľba perfekcionistu, ktorý je ochotný zaplatiť veľa za potešenie rozoznať tie najmenšie nuansy svojich obľúbených hudobných skladieb. Do tejto kategórie sa často zaraďuje aj ručne montované zariadenie.

Špecifikácie, ktorým by ste mali venovať pozornosť:

  • Vchod a výstupný výkon. Rozhodujúci význam má menovitý výstupný výkon, pretože okrajové hodnoty sú často nespoľahlivé.
  • Frekvenčný rozsah. Pohybuje sa od 20 do 20 000 Hz.
  • Faktor nelineárneho skreslenia. Všetko je tu jednoduché - čím menej, tým lepšie. Ideálna hodnota je podľa odborníkov 0,1 %.
  • Pomer signálu k šumu. Moderná technológia predpokladá hodnotu tohto ukazovateľa nad 100 dB, čo minimalizuje vonkajší hluk pri počúvaní.
  • Dumpingový faktor. Odráža výstupnú impedanciu zosilňovača vo vzťahu k nominálnej záťažovej impedancii. Inými slovami, dostatočný tlmiaci faktor (viac ako 100) znižuje výskyt zbytočných vibrácií zariadení atď.

Malo by sa pamätať na to, že výroba vysokokvalitných zosilňovačov je náročný na prácu a technologický proces, a preto je príliš nízka cena pri slušné vlastnosti by vás mal upozorniť.

Klasifikácia

Aby sme pochopili rozmanitosť trhových ponúk, je potrebné rozlišovať produkt podľa rôznych kritérií. Zosilňovače možno klasifikovať:

  • Mocou. Predbežný je akýmsi medzičlánkom medzi zdrojom zvuku a koncovým zosilňovačom výkonu. Výkonový zosilňovač je zase zodpovedný za silu a hlasitosť výstupného signálu. Spolu tvoria kompletný zosilňovač.

Dôležité: primárna konverzia a spracovanie signálu prebieha v predzosilňovačoch.

  • Na základe elementovej základne sú tu trubkové, tranzistorové a integrované mysle. Ten vznikol s cieľom spojiť výhody a minimalizovať nevýhody prvých dvoch, napríklad kvalitu zvuku elektrónkových zosilňovačov a kompaktnosť tranzistorových zosilňovačov.
  • Na základe ich prevádzkového režimu sú zosilňovače rozdelené do tried. Hlavné triedy sú A, B, AB. Ak zosilňovače triedy A spotrebúvajú veľa energie, no produkujú kvalitný zvuk, zosilňovače triedy B sú na tom presne naopak, trieda AB sa javí ako optimálna voľba, predstavujúca kompromis medzi kvalitou signálu a pomerne vysokou účinnosťou. Existujú aj triedy C, D, H a G, ktoré vznikli s využitím digitálnych technológií. Existujú aj jednocyklové a push-pull prevádzkové režimy koncového stupňa.
  • V závislosti od počtu kanálov môžu byť zosilňovače jedno-, dvoj- a viackanálové. Tieto sa aktívne používajú v domácich kinách na vytvorenie objemového a realistického zvuku. Najčastejšie existujú dvojkanálové pre pravý a ľavý audiosystém, resp.

Pozor: študovať technické komponenty nákupu je, samozrejme, nevyhnutné, ale často je rozhodujúce jednoducho počúvať zariadenie podľa princípu, či znie alebo nie.

Aplikácia

Výber zosilňovača je do značnej miery odôvodnený účelmi, na ktoré sa kupuje. Uvádzame hlavné oblasti použitia audio zosilňovačov:

  1. Ako súčasť domáceho audio systému. To je zrejmé najlepšia voľba je tiež elektrónková dvojkanálová jednokoncová trieda A optimálna voľba môže tvoriť trojkanálovú triedu AB, kde jeden kanál je určený pre subwoofer, s funkciou Hi-fi.
  2. Pre autorádio. Najpopulárnejšie sú štvorkanálové zosilňovače triedy AB alebo D v závislosti od finančných možností kupujúceho. Autá tiež vyžadujú funkciu výhybky pre plynulé ovládanie frekvencie, ktorá umožňuje podľa potreby orezať frekvencie vo vysokom alebo nízkom rozsahu.
  3. V koncertnej výbave. Kvalita a možnosti profesionálneho vybavenia sú oprávnene náročnejšie. vysoké požiadavky z dôvodu veľkého priestoru šírenia zvukových signálov, ako aj vysokej potreby intenzity a dĺžky používania. Preto sa odporúča zakúpiť zosilňovač aspoň triedy D, ktorý je schopný pracovať takmer na hranici svojho výkonu (70-80% deklarovaného), najlepšie v kryte vyrobenom z high-tech materiálov, ktoré chránia pred negatívnymi vplyvmi. poveternostné podmienky a mechanické vplyvy.
  4. Vo vybavení štúdia. Všetko vyššie uvedené platí aj pre štúdiové vybavenie. Môžeme pridať asi najväčší rozsah reprodukcie frekvencie - od 10 Hz do 100 kHz v porovnaní s rozsahom od 20 Hz do 20 kHz v domácom zosilňovači. Pozoruhodná je aj možnosť samostatného nastavenia hlasitosti na rôznych kanáloch.

Preto, aby ste si užili čistý a kvalitný zvuk po dlhú dobu, je vhodné vopred si preštudovať všetky rôzne ponuky a vybrať si zvukovú výbavu, ktorá najlepšie vyhovuje vašim potrebám.

SCHÉMA DREVA A JEHO VÝPOČET

Hodnotenie kvality prehrávania zvukový signál elektrónkový ULF, ako každé zariadenie na reprodukciu zvuku, vykonáva každý poslucháč individuálne, na základe subjektívneho vnímania zosilneného signálu. Každý používateľ navyše v procese počúvania akéhokoľvek zvukového záznamu nielen hodnotí jeho kvalitu, ale chce mať možnosť meniť parametre reprodukovaného signálu podľa svojich osobných potrieb. Kvalita prehrávania je v prvom rade určená frekvenčnou charakteristikou zariadenia na reprodukciu zvuku, preto je potrebné použiť reguláciu frekvenčnej odozvy, ktorá umožní poslucháčovi nastaviť najlepší pomer napätia v rozsahu reprodukovaných frekvencií. Na tento účel ULF používa špeciálne kaskády, ktoré sú regulátormi frekvenčnej odozvy. Tieto stupne, často nazývané tónové ovládače, poskytujú zosilnenie alebo zníženie signálov na určitých frekvenciách v porovnaní so signálmi na iných frekvenciách v priepustnom pásme. Pomerne často je úloha takýchto regulátorov obmedzená na zvyšovanie alebo znižovanie signálov pri extrémnych frekvenciách zvukového rozsahu vzhľadom na stredofrekvenčné signály. V elektrónkových ULF vám efektívne ovládacie prvky frekvenčnej odozvy umožňujú upraviť charakteristiku zosilneného signálu v súlade s akustickými vlastnosťami miestnosti, kompenzovať možné odchýlky od štandardných charakteristík v dôsledku možných skreslení a dosiahnuť čo najprirodzenejší zvuk fonogramu.
Od objavenia sa prvých elektrónkových ULF sa v zariadeniach na reprodukciu zvuku používalo veľa obvodových riešení pre ovládanie tónov. Niektoré z nich neobstáli v skúške času, pretože nespĺňali stále sa zvyšujúce nároky používateľov. Iné sa po mnohých modernizáciách a vylepšeniach stále používajú v moderných priemyselných a amatérskych rádiových vysokokvalitných lampových zariadeniach. Obmedzený rozsah tejto knihy nám neumožňuje hovoriť podrobne o všetkých možné možnosti ovládače tónov pre elektrónkové ULF. Preto nižšie budú diskutované iba najbežnejšie používané schémy.
Prevažná väčšina obvodových riešení pre ovládanie tónov je založená na použití premenných odporov a permanentné kondenzátory. Činnosť týchto regulátorov je založená na skutočnosti, že so zvyšujúcou sa frekvenciou klesá odpor kondenzátora. Treba poznamenať, že zvyčajne vo vysokokvalitných elektrónkových zariadeniach na reprodukciu zvuku sa tónová kontrola vykonáva pomocou samostatných ovládacích prvkov pre nízko-, stredno- a vysokofrekvenčné signály. Často však, najmä v dizajnoch amatérskych rádií, nájdete ovládače tónov, ktoré sú kombinované mechanicky. Obvodové prvky takýchto kaskád sú volené tak, aby sa pri súčasnej úprave zafarbenia dosiahla vyvážená zmena priepustného pásma elektrónky ULF, čo zaisťuje príjemný zvuk zosilneného signálu aj pri relatívne úzkom priepustnom pásme.
Najčastejšie sa v kaskádach tónových ovládačov kvalitných zariadení na reprodukciu zvuku používajú ako regulátory priamo premenné odpory, ktoré umožňujú postupnú alebo plynulú zmenu zosilnenia v rámci reprodukovaného frekvenčného rozsahu. V nízkofrekvenčných elektrónkových zosilňovačoch sa však často používajú krokové ovládače, ktoré sa niekedy nazývajú tónové registre. S ich pomocou môžete pre najlepšiu reprodukciu konkrétneho zvukového záznamu okamžite zvoliť vhodnú frekvenčnú odozvu zosilňovacej cesty. Zvlášť pozoruhodné sú viackanálové (najčastejšie trojkanálové) tónové ovládače, ktoré sa používajú v spojení so samostatnými zosilňovacími cestami, napríklad pre vysoké, stredné a nízke frekvencie, pracujúce na zodpovedajúcich samostatných Akustické systémy. Výhody týchto systémov sú viditeľné najmä pri veľkom publiku a pri vysokých kapacitách.
V priemyselnej elektrónke sú kaskády VLF, ktoré poskytujú ovládanie tónu, zvyčajne zahrnuté v predzosilňovači. Ovládače tónov je možné nainštalovať na vstup zosilňovača, ako aj medzi predzosilňovač a koncový zosilňovač. Podobné obvodové riešenia sa používajú v niektorých návrhoch amatérskych rádií.
V moderných elektrónkových zariadeniach s vysokou presnosťou sa tónová kontrola zvyčajne vykonáva pomocou frekvenčne závislých ovládačov zosilnenia a frekvenčne závislých ovládačov negatívnej úrovne. spätná väzba. Okrem toho je možné zostaviť ovládače tónov pomocou rôznych kombinácií týchto metód. Pri výbere obvodu riadenia tónu je potrebné vziať do úvahy, že prvý spôsob riadenia sa vyznačuje premenlivým sklonom frekvenčnej odozvy na hraniciach rozsahu a konštantnou frekvenciou prechodu. Tónové ovládače inštalované vo frekvenčne závislom obvode negatívnej spätnej väzby majú premenlivú prechodovú frekvenciu a konštantný sklon frekvenčnej odozvy.
Jednou z najdôležitejších podmienok určujúcich výber obvodu riadenia tónu v elektrónke ULF je stabilita zosilňovača a absencia nelineárneho skreslenia alebo generovania. V praxi pomerne často ovládače tónov zahrnuté v obvode negatívnej spätnej väzby spôsobujú skreslenie. Tieto skreslenia sú spôsobené zmenami vo fázovej odozve, keď je frekvenčná odozva hlboko upravená. Preto sa v amatérskych návrhoch často uprednostňujú obvody, v ktorých sa ovládanie tónu vykonáva v zosilňovacom kanáli skôr ako v obvode so zápornou spätnou väzbou.
Treba poznamenať, že počuteľne znateľná zmena zafarbenia zvyčajne nastane, keď príslušné ovládacie prvky poskytujú zmenu zisku pri danej frekvencii najmenej 6 dB, to znamená 2 krát. Pre kvalitné zariadenia na reprodukciu zvuku však táto minimálna zmena zisku nestačí. Preto, aby poslucháč mohol meniť zafarbenie zvuku akéhokoľvek zvukového záznamu v širokom rozsahu, ovládače tónov musia zabezpečiť zmenu zosilnenia pri extrémnych frekvenciách zvukového spektra najmenej 15-20 dB. V tomto prípade by sa mal výber limitov pre každú jednotlivú reguláciu tónu určiť s prihliadnutím na vlastnosti a vlastnosti akustického systému.
Malo by sa tiež vziať do úvahy, že na reguláciu zafarbenia v širokom rozsahu a so zvýšením frekvenčnej odozvy na extrémnych frekvenciách priepustného pásma je pri akejkoľvek metóde riadenia potrebné mať v zosilňovači primeranú rezervu zisku.
Výrazná vlastnosť jednoduché ovládanie tónov, používané najčastejšie v elektrónkových ULF s nízkym výkonom, má zabezpečiť relatívny nárast nízkofrekvenčných signálov, dosiahnutý odrezaním vyšších frekvencií. Kedysi sa takéto regulátory rozšírili z niekoľkých dôvodov. Po prvé, najjednoduchšie akustické systémy na nízkych frekvenciách majú veľmi citeľný rollover vo frekvenčnej odozve a po druhé, citlivosť ľudského sluchu na nízke tóny je o niečo znížená, najmä pri nízkej hlasitosti. Okrem toho sa takéto regulátory ľahko používajú.

Na uľahčenie výpočtov sa odporúča program na modelovanie tónových blokov Kalkulačka tónovej sady. Tento program umožňuje vypočítať ktorýkoľvek z populárnych pasívnych tónových blokov, pre oba elektrónkový zosilňovač energie a pre polovodiče.

Vľavo je schematický diagram skúmaného timbrálneho bloku, vpravo jeho amplitúdovo-frekvenčná charakteristika. Pohybom posúvačov premenných odporov, ktoré sú umiestnené nižšie schematický diagram krivka sa zmení na grafe frekvenčnej odozvy a zobrazuje korekciu frekvenčnej odozvy zvoleným obvodom.
Program má sedem vložiek s rôznymi schémami tónových blokov:

Schéma tohto programu je interaktívna - dvojitým kliknutím na prvok sa zobrazí okno pre zadanie požadovaných hodnôt prvku, ktoré umožňuje výber komponentov v závislosti od skutočných výstupných impedancií použitého zdroja signálu a vstupu impedancia výkonového zosilňovača.
Táto verzia programu disponuje aj funkciou ukladania získaných výsledkov, ako aj tlačou podoby výslednej frekvenčnej odozvy a hodnotení použitých komponentov v tónovom bloku. Je pravda, že program samotný nevytlačí blokovú schému tónov, bohužiaľ.
V nastaveniach tlačiarne je nastavená orientácia papiera - predvolená je "Portrait", čo nie je príliš pohodlné pri tlači grafu amplitúdy frekvenčnej odozvy, preto je lepšie zmeniť zaškrtávacie políčko na "Landscape".
Stiahnite si program na výpočet tónového bloku Kalkulačka tónovej sady môžete kliknúť

Hlavnou nevýhodou aktívnych ovládačov tónov je použitie hlbokej frekvenčne závislej spätnej väzby a veľké dodatočné skreslenia vnášané týmito ovládačmi do spracovávaného signálu.
Preto vysokokvalitné zariadenia často používajú pasívne regulátory. Pravda, nie sú bez nedostatkov. Najväčší z nich je útlm signálu zodpovedajúci riadiacemu rozsahu. Ale keďže hĺbka ovládania tónu v moderných zariadeniach na reprodukciu zvuku nie je väčšia ako 8...10 dB, vo väčšine prípadov nie je potrebné zavádzať do signálovej cesty ďalšie zosilňovacie stupne.
Ďalšou, nevýznamnou nevýhodou takýchto regulátorov je potreba použitia premenných odporov s exponenciálnou závislosťou odporu od uhla natočenia motora (skupina „B“), čím sa zabezpečí plynulá regulácia.
Jednoduchosť dizajnu a vysoká kvalita indikátorov však stále inklinujú dizajnérov k používaniu pasívnych ovládačov tónov.
Treba poznamenať, že tieto regulátory vyžadujú nízku výstupnú impedanciu predchádzajúceho stupňa a vysokú vstupnú impedanciu nasledujúceho stupňa.
Ovládanie tónu vyvinuté anglickým inžinierom Baxandalom v roku 1952 sa stalo možno najbežnejším frekvenčným korektorom v elektroakustike. Jeho klasická verzia pozostáva z dvoch filtračných článkov prvého rádu tvoriacich mostík – nízkofrekvenčného R1C1R3C2R2 a vysokofrekvenčného C3R5C4R6R7 (obr. 1a). Približné logaritmické amplitúdovo-frekvenčné charakteristiky (LAFC) regulátora sú znázornené na obr. 1b. Sú tam uvedené aj vypočítané závislosti na určenie časových konštánt inflexných bodov LFC.


Teoreticky je maximálna dosiahnuteľná strmosť frekvenčnej odozvy pre spoje prvého rádu 6 dB na oktávu, ale s prakticky implementovanými charakteristikami, v dôsledku mierneho rozdielu v inflexných frekvenciách (nie viac ako desať rokov) a vplyvu predchádzajúcich a nasledujúcich stupňov, nepresahuje 4...5 dB na oktávu. Pri úprave tónu Baxandal filter iba mení strmosť frekvenčnej odozvy bez zmeny inflexných frekvencií. Útlm zavedený regulátorom pri stredných frekvenciách je určený pomerom n=R1/R3. Rozsah regulácie frekvenčnej odozvy závisí nielen od hodnoty útlmu n, ale aj od voľby inflexných frekvencií frekvenčnej odozvy, preto sa pre jej zvýšenie nastavujú inflexné frekvencie v stredofrekvenčnej oblasti, ktorá je zase plná vzájomného ovplyvňovania úprav.

V tradičnej verzii uvažovaného regulátora R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. V tomto prípade sa dosiahne približná zhoda inflexných frekvencií frekvenčnej charakteristiky v oblasti jej vzostupu a poklesu (vo všeobecnom prípade sú rôzne), čo zabezpečuje relatívne symetrickú reguláciu frekvenčnej charakteristiky (pokles aj v tento prípad sa nevyhnutne ukáže ako strmší a rozšírenejší). Pri bežne používanom n = 10 (pre tento prípad sú minimálne hodnoty hodnotenia prvkov uvedené na obr. 1, a-3, a) a voľbe deliacich frekvencií v blízkosti 1 kHz, je ovládanie tónu pri frekvenciách 100 Hz a 10 kHz vo vzťahu k frekvencii 1 kHz je ±14, ..18dB. Ako je uvedené vyššie, na dosiahnutie hladkého riadenia musia mať premenné odpory R2, R7 exponenciálnu riadiacu charakteristiku (skupina „B“) a navyše, aby sa získala lineárna frekvenčná odozva v strednej polohe posúvačov regulátora, pomer odpory hornej a dolnej (podľa schémy) sekcií premenných rezistorov by sa tiež mali rovnať n. S "high-end" n = 2...3, čo zodpovedá regulačnému rozsahu ±4... 8 dB, je celkom prijateľné použiť premenné odpory s lineárnou závislosťou odporu od uhla natočenia motora (skupina "A"), ale súčasne s nastavením v oblasti poklesu frekvencie odozva je trochu hrubšia a natiahnutá v oblasti nábehu a plochá frekvenčná odozva sa v žiadnom prípade nedosiahne v strednej polohe posúvačov regulátora. Na druhej strane, odpor sekcií duálnych premenných rezistorov s lineárnou závislosťou je lepšie prispôsobený, čo znižuje nesúlad vo frekvenčnej odozve kanálov stereo zosilňovača, takže nerovnomernú reguláciu v tomto prípade možno považovať za prijateľnú.

Prítomnosť rezistora R4 nie je dôležitá, jeho účelom je znížiť vzájomné ovplyvňovanie väzieb a združiť inflexné frekvencie frekvenčnej odozvy v oblasti vyšších zvukových frekvencií. Spravidla platí, že R4= =(0,3...1,2)"R1. Ako je uvedené nižšie, v niektorých prípadoch je možné ho úplne opustiť. Aby sa znížil vplyv predchádzajúcich a nasledujúcich stupňov na regulátor, ich výstup Rout a vstup Rin odpory by mali byť podľa toho Rout<>R2.

Daná „základná“ verzia regulátora sa zvyčajne používa v špičkových rádiových zariadeniach.

Vo vybavení domácnosti sa používa trochu zjednodušená verzia (obr. 2a). Približné logaritmické amplitúdovo-frekvenčné charakteristiky (LAFC) takéhoto regulátora sú znázornené na obr. 2.6. Zjednodušenie jeho vysokofrekvenčného úseku viedlo k určitej vágnosti regulácie v oblasti vyšších frekvencií a k výraznejšiemu vplyvu predchádzajúcich a nasledujúcich kaskád na frekvenčnú charakteristiku v tejto oblasti.


Puc.2


Podobný korektor pri n = 2 (s premenlivými rezistormi skupiny "A") bol populárny najmä v jednoduchých amatérskych zosilňovačoch z konca 60-tych - začiatku 70-tych rokov (hlavne kvôli nízkemu útlmu), ale čoskoro sa hodnota n zvýšila na dnes obvyklý význam. . Všetko uvedené vyššie o rozsahu regulácie, koordinácii a výbere regulátorov platí aj pre zjednodušenú verziu korektora.

Ak opustíme požiadavku na symetrickú reguláciu frekvenčnej odozvy v úsekoch ich vzostupu a poklesu (mimochodom, potreba poklesu prakticky nevzniká), potom je možné obvod ďalej zjednodušiť (obr. 3, a) . Na obr. LFC regulátora zodpovedá krajným polohám posúvačov odporu R2, R4. Výhodou takéhoto regulátora je jeho jednoduchosť, ale keďže všetky jeho charakteristiky sú vzájomne prepojené, pre jednoduchosť regulácie je vhodné zvoliť n = 3...10. Keď sa n zvyšuje, strmosť stúpania sa zvyšuje a sklon poklesu klesá. Všetko, čo bolo uvedené vyššie o tradičných verziách korektora Baxandal, plne platí pre túto extrémne zjednodušenú verziu.


Puc.3


Obvod ovládania tónu Baxandal a jeho varianty však ani zďaleka nie sú jedinou možnou implementáciou pasívneho dvojpásmového ovládania tónov. Druhá skupina regulátorov je vyrobená nie na základe mostíkov, ale na základe frekvenčne závislého deliča napätia. Ako príklad elegantného návrhu obvodu pre regulátor možno uviesť tónový blok, ktorý sa kedysi v rôznych variáciách používal v elektrónkových zosilňovačoch. „Hlavným bodom“ tohto regulátora je zmena inflexných frekvencií frekvenčnej odozvy v procese riadenia zafarbenia, čo vedie k zaujímavým efektom vo zvuku. Jeho základná schéma je znázornená na obr. 4a a približné LFC sú znázornené na obr. 4.6. Sú tam uvedené aj vypočítané závislosti na určenie časových konštánt inflexných bodov.


Obrázok 4


Je ľahké si všimnúť, že úprava v oblasti nižších zvukových frekvencií mení inflexné frekvencie bez zmeny sklonu frekvenčnej odozvy. Keď je posúvač premenlivého odporu R4 v spodnej polohe (podľa obvodu), frekvenčná odozva pri nižších frekvenciách je lineárna. Keď posúvač posuniete nahor, objaví sa na ňom vzostup a inflexný bod sa počas procesu regulácie posunie do oblasti nižších frekvencií. Pri ďalšom pohybe motora začne horná (podľa schémy) sekcia rezistora R4 obchádzať rezistor R2, čo spôsobí posun vysokofrekvenčného inflexného bodu do oblasti vyšších frekvencií. Pri regulácii je teda vzostup nízkych frekvencií doplnený poklesom stredných frekvencií. Vysokofrekvenčný regulátor je jednoduchý filter prvého rádu a nemá žiadne špeciálne vlastnosti.

Na základe tohto obvodu môžete zostaviť niekoľko variantov tónových blokov, ktoré umožňujú upraviť frekvenčnú odozvu v oblasti nižších a vyšších frekvencií. Okrem toho v oblasti nižších frekvencií je možný nárast aj pokles frekvenčnej odozvy, ale pri vyšších frekvenciách je len nárast.

Variant tónového bloku s reguláciou frekvencie ohybu frekvenčnej odozvy v nízkofrekvenčnej oblasti je na obr. 5,a, jeho LACCH je na obr. 5.6. Rezistor R2 reguluje inflexnú frekvenciu frekvenčnej odozvy a R5 reguluje jej strmosť. Spoločný postup regulátorov umožňuje výrazné limity a väčšiu flexibilitu regulácie.


Puc.5


Schéma zjednodušenej verzie tónového bloku je znázornená na obr. 6,a, jeho LACCH je na obr. 6.6. Je to v podstate hybrid nízkofrekvenčnej časti timbre bloku znázorneného na obr. 3,a, a vysokofrekvenčná časť bloku tónov znázornená na obr. 4,a.


Obrázok 6


Kombináciou funkcií nastavenia frekvenčnej odozvy v nízkofrekvenčných a vysokofrekvenčných oblastiach môžete získať jednoduché kombinované ovládanie tónov s jedným ovládačom, veľmi pohodlné na použitie v rádiových a automobilových zariadeniach. Jeho schéma zapojenia je znázornená na obr. 7,a a LACCH - na obr. 7.6. V spodnej (podľa diagramu) polohe premenlivého odporu R1 je frekvenčná odozva blízka lineárnej v celom frekvenčnom rozsahu. Pri pohybe nahor sa pri nižších frekvenciách objaví vzostup a nízkofrekvenčný inflexný bod sa počas regulačného procesu posunie do oblasti nižších frekvencií. Pri ďalšom pohybe motora horná (podľa schémy) sekcia odporu R1 zapína kondenzátor C1, čo vedie k nárastu vyšších frekvencií.


Obrázok 7


Pri výmene premenného rezistora R1 za prepínač (obr. 8a a 8.6) sa uvažovaný regulátor zmení na najjednoduchší tónový register (poloha 1 - klasika; 2 - jazz; 3 - rock), obľúbený v 50. - 60. rokoch a opäť používaný v ekvalizéroch rádií a stereo v 90. rokoch.


Obrázok 8


Rozmanitosť pasívnych korekčných obvodov nie je obmedzená na navrhované možnosti. Mnohé zabudnuté obvodové riešenia teraz zažívajú znovuzrodenie na novej kvalitatívnej úrovni.


TB Matyushkina



Charakteristické rozdiely navrhovaného spôsobu kontroly zafarbenia od existujúcich sú:

· Tvorba frekvenčnej odozvy; pri nízkych frekvenciách ohnuté smerom k osi x (sklon sa plynule zväčšuje s klesajúcou frekvenciou), zatiaľ čo známe RT: majú pri nízkych frekvenciách presne opačnú frekvenčnú odozvu, konvexnú smerom od osi x (sklon klesá s klesajúcou frekvenciou);

· Zmena frekvenčnej odozvy súčasne a konzistentne na všetkých frekvenciách nízkofrekvenčných (a samostatne) vysokofrekvenčných rozsahov pri akejkoľvek hĺbke regulácie. V tradičných RT pokrýva zmena tvaru frekvenčnej odozvy časť rozsahu;

· Zmena sklonu frekvenčnej odozvy v závislosti od hĺbky: regulácia. Vo väčšine RT je sklon frekvenčnej odozvy pevný.