Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.
Это статья, как и предыдущая, посвящена постройке самодельного усилителя низкой частоты. В ней описана конструкция блока электронного управления, предназначенного для регулировки громкости, стереобаланса и тембра звукового сигнала.
Другие статьи посвящённые постройке этого усилителя.
Как рассчитать и намотать трансформатор для УНЧ?
Собери колонки из доступных деталей за один час. УНЧ часть 1.
Корпус для самодельного усилителя низкой частоты. УНЧ часть 2.
Блок питания для усилителя низкой частоты. УНЧ часть 3.
Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.
Простые технологии обработки пластмассы и металла. УНЧ, часть 6.
Финальная сборка, наладка и испытание. УНЧ, часть 7.
Какие преимущества у электронных регуляторов по сравнению с механическими?
Главное преимущество применения блока электронных регуляторов в отсутствии необходимости поиска потенциометров с разными передаточными характеристиками, но одинаковыми типоразмерами.
Сдвоенные потенциометры.
- Потенциометр типа СП3-4.
- Потенциометр импортного производства.
- Потенциометр СП3-33-24 с выводом тонкомпенсации.
Например, для регулятора громкости потребовался бы сдвоенный потенциометр с характеристикой обратной логарифмической, а для регулятора стереобазы – с линейной характеристикой.
Поиск же сдвоенного потенциометра с отводами, для организации тонкомпенсации, и вовсе мог бы не увенчаться успехом.
А при электронной регулировке сигнала, для всех регуляторов можно использовать переменные резисторы с линейной зависимостью. Микросхема сама сформирует нужную передаточную характеристику необходимую для каждого регулятора.
Электронные регуляторы не только упрощают поиск и подбор компонентов, но и снимает проблему, так называемого, «шуршания» потенциометров.
Выбор потенциометров.
Высококачественные потенциометры с линейной зависимостью часто использовались в промышленной аппаратуре прошлых лет, но их применение в аудиотехнике было ограничено именно из-за отсутствия переменных резисторов с нелинейной зависимостью. Сейчас же такие потенциометры можно купить совсем недорого на любом радиорынке по цене в 0,1… 0,3$.
Для регуляторов я подобрал потенциометры типа СП4-1, так как, при сравнительно небольших размерах, они зарекомендовали себя как вполне надёжные изделия.
Диаметр вала выбранных резисторов 3мм, а номинал - 100кОм.
В диапазоне номиналов от 22 до 100 кОм, я снял АЧХ блока регуляторов и никаких отклонений не заметил.
Можно было бы и вовсе отказаться от потенциометров, но тогда управление было бы не таким оперативным, да и возникла бы необходимость хоть в какой-нибудь индикации положения регуляторов.
Так что, я остановился на самом простом, комбинированном электронном регуляторе, сочетающем в себе достоинства электронных регуляторов и удобство механических.
Микросхема TDA1524A.
Блок регуляторов разработан на основе микросхемы TDA1524A. Выбор пал на неё просто потому, что она оказалась одной из микросхем, требующих минимальной обвязки, и её удалось приобрести на местном рынке по разумной, хотя, на мой взгляд, слегка завышенной цене, которая составила 2$.
Микросхема TDA1524 может питаться от напряжения от 7,5 до 16,5 V, при потребляемом токе 15… 56 mA.
Диапазон регулировки по высоким частотам составляет: –15… +15dB (±3dB), а по низким частотам: –19… +17dB (±3dB).
Принципиальная схема блока регуляторов.
Работает регулятор следующим образом. Полезный сигнал поступает на вход микросхемы, где и осуществляется электронная регулировка.
С движков потенциометров, включенных по схеме делителей напряжения, потенциал передаётся в микросхему, которая и производит коррекцию полезного сигнала соответственно с величиной напряжения на движке. Выключатель тонкоменсации включает или отключает подъём низких частот при малом уровне громкости.
Электрическая схема блока регуляторов.
C1, C5, C6, C12 – 0,1mkF
C2, C9 – 2,2mkF
C3, C10 – 56nF
C4, C11 – 15nF
C7 – 100mkF
C8 – 220nF
R1 – 2,2k
R2, R6, R7, R11 – 47k
R3, R8 – 24k
R4, R9 – 24k
R5, R10 – 200R
IC1 – TDA1524A
Резисторы R4(R9) и R3(R8) представляют собой делитель напряжения на два, который обеспечивает согласование уровня аудио сигнала с предварительным усилителем микросхемы на уровне 250мВ (эфф.). При этом предполагается, что входное номинальное напряжение оконечного усилителя будет 0,5В(эфф).
Конденсаторы C1, C5, C6, C12 устраняют «шуршание» и наводки, которые могут проникнуть в цепи управления.
Конденсаторы C2, C9 – разделительные.
Резисторы R5, R10 защищают выход микросхемы от перегрузки.
Конденсатор C7 – фильтр внутреннего источника питания.
Конденсатор C8 – блокировочный.
Конденсаторы C3, C4, C10, C11 формируют АЧХ темброблока.
Печатная плата.
Данная Печатная Плата (ПП) была сконструирована исходя из имеющихся в наличии потенциометров СП4-1 и выбранного корпуса. При этом ПП крепится не к корпусу УНЧ, а к токоведущим контактам потенциометров, что устраняет необходимость использования соединительного кабеля между регуляторами и ПП.
Отмеченные стрелками отверстия проходят через центры валов потенциометров и могут использоваться для разметки соответствующих отверстий в корпусе усилителя.
Площадь некоторых дорожек ПП была увеличена для повышения надёжности крепления ПП к ножкам потенциометров. Площадь сплошных заливок была видоизменена для получения приемлемого качества при использовании изношенного принтерного картриджа. Подробно об этот технологии можно почитать здесь.
А это уже готовая печатная плата, изготовленная по описанной здесь технологии. Для соединения ПП с другими блоками, в соответствующие отверстия ПП заклёпаны медные штырьки.
Окончательная сборка.
Для точного совмещения валов потенциометров с отверстиями в корпусе усилителя, окончательная пайка была произведена после того, как резисторы были временно закреплены с внешней стороны корпуса. На картинке иллюстрация этого процесса.
This movie requires Flash Player 9
|
||
В этом окошке можно посмотреть на печатную плату с разных сторон. Потяните изображение курсором или воспользуйтесь кнопками со стрелками.
Тестирование темброблока.
На картинке схема включения блока регуляторов при снятии Амплитудно-Частотных Характеристик (АЧХ).
Я использовал для снятия АЧХ программу «SpectraLAB», как в качестве Генератора Качающейся Частоты (ГКЧ), так и в качестве анализатора спектра.
Правда, пришлось запустить сразу две копии программы. ГКЧ на одном компьютере, а анализатор на другом.
При запуске генератора и анализатора на одном и том же компьютере, из-за малого затухания между входами и выходами моей встроенной аудио карты, погрешность измерения была неприемлемой.
На графике АЧХ блока регуляторов при включённой тонкомпенсации и среднем положении регуляторов ВЧ и НЧ.
АЧХ темброблока, снятая при максимальном подъёме (верхняя кривая) и максимальном завале (нижнаяя кривая) ВЧ и НЧ.
Дополнительные материалы.
Кликни, если статья понравилась!
Владислав, наверное можно, только в чём смысл?
Если вы строите что-то вроде кроссовера для многополосной АС, то можно просто прицепить по регулятору к каждому активному фильтру. Темброблок к этому никакого отношения не имеет, так как его обычно использует для коррекции АЧХ всего сигнала, а не отдельных полос. Кроссовер, естественно, нужно подключать после темброблока, перед УНЧ соответствующей полосы.
Если речь идёт о фильтре инфранизких частот для проигрывателя грампластинок, то его лучше включить до темброблока, чтобы положение регуляторов последнего не отражалось на работе фильтра. Однако лишнее преобразование ничего хорошего не сулит. Уж тогда лучше поискать более функциональную микросхему, в которой уже предусмотрен такой фильтр. Или использовать интегральный эквалайзер, который позволит более точно формировать частотную характеристику.
я и сюда свои 5 копеек вставлю)
Владислав, опять же не понятно, что вы подразумеваете под Активным фильтром нч.
в советские времена фильтр нч (т.е. подавляющий низкочастотную составляющую сигнала) был широко распространён в электрофонах и многих усилителях с входами для проигрывателей виниловых пластинок). удалял из общего сигнала все частоты ниже 20 гц, если мне память не изменяет. на слух заметно снижал гул от двигателя и от коробленных пластинок. если же вам надо наоборот - выделить из общего спектра нч составляющую и подать на отдельный усилитель (для сабвуфера, полагаю), то я делал так. на входе у меня стоял предварительный усилитель собранный по схеме то ли солнцева, то ли сухого… (до сих пор где то в гараже валяется), с него сигнал через резисторы в 47 ком шёл на усилитель сч-вч (стерео) и с него же через сумматор шёл на фильтр, выделяющий частоты 20-100 гц из общего сигнала. потом на моноусилитель для саба. мощность была подобрана так: сч-вч - 2 по 25 вт и нч - 75 вт. не скажу, чтоб играло))). динамики в сабе (2по50вт) были сразу порваны ввиду их преклонного возраста, а вч-сч живы до сих пор.
вся эта шняга была задумана для озвучки компа и в результате была заменена на комплект 2.1 стоимостью около 70$. в 3 раза минимум дешевле самоделки. играет.
а темброблок по предложенной схеме у меня так и не заработал (собирал сначала по даташиту, потом купил кит с печаткой, потом уже распаянный)… кроме шороха в динамиках и тииихого искажённого звука ничего не услышал, увы(((. бп и ум всегда были разные.
упс… тут же есть комент от админа… опоздал. что то у меня сайт не очень корректно отображается(