Aktif bas düzeltmeli yüksek sesle dengelenmiş ses seviyesi kontrolü

guclusat

Tanınmış Üye
Süper Moderatör
Makalede yüksek sesle ses kontrolü ve aktif bas düzeltmesi anlatılmaktadır. Cihaz, odanın akustik koşullarına ve belirli bir hoparlör sisteminin hassasiyetine göre frekans cevabının gerekli düzeltme derinliğini seçmenize izin verir.

Ortalama ses seviyesindeki bir düşüşle, insan kulağının duyarlılığının, ses spektrumunun en düşük frekanslarına (LF) en büyük ölçüde düştüğü bilinmektedir. İşitmenin bu fizyolojik özelliğini telafi etmek için, ses üretme ekipmanı düzeltici bir bas kuvvetini gerektirir: minimum bir ses seviyesinde (odadaki gürültü seviyesine bağlı olarak) 2 kHz frekansa göre 50 Hz frekansında 25 ... 40 dB'ye ulaşması gerekir. Ayrıca, eşit yükseklikte eğrilere göre, frekans azaldıkça yükselişin dikliği artmalıdır: oktav başına 6 dB, 250 Hz'den başlayarak ve 100 Hz'nin altında oktav başına 12 dB [1].

Bilinen ses şiddeti ses seviyesi kontrol planlarının (TKRG) çoğu, belki de geniş uygulama bulamayan en karmaşık olanlar haricinde, gerekli yasa ve düzeltmenin derinliğini sağlamaz. Musluklu (musluksuz) [2] değişken dirençli en yaygın TCRG'lerde, LF düzeltmesinin derinliği 15 dB'den fazla değildir ve 100 Hz'nin altındaki frekanslarda dikliği azalır.

Şekil l'deki bir örnek için. Şekil 1, değişken bir direnç üzerindeki pasif bir SCR'nin, musluksuz [2] tipik frekans tepkisini göstermektedir. -40 dB'lik bir regülatör kazancı ile 50 Hz frekansındaki düzeltici artışın 13 dB olduğu, 100 Hz'nin altındaki eğimin oktav başına 3 dB'yi geçmediği, tamamen yetersiz olduğu görülebilir. Tek dokunuşla bir direnç üzerindeki TKRG benzer özelliklere sahiptir.

Çalışma sırasında, bu tür kontroller hoş olmayan bir etki yaratır: ses seviyesi azaldığında ses derinliği kaybolur ve “sessiz olma” eğilimi görülür. Açık ortak direnç teline bir RC devresi ekleyerek en düşük frekanslarda düzeltme derecesini artırmaya çalışır, ses kontrol aralığının daralmasına neden olur. Bu durumda ses seviyesi sıfıra düşmez ve bu pratikte çok sakıncalıdır.

Bu cihazların başka bir dezavantajı, ses ayarlandıkça düzeltmede yanlış bir değişiklik olarak adlandırılabilir. Frekans cevabının gözle görülür bir şekilde düzeltilmesi genellikle kontrolör orta pozisyondayken, gerçek hacim (hassasiyet) hala yüksek olduğunda meydana gelir. Sonuç olarak, orta ses seviyesinin en sık kullanılan alanında ton dengesi ihlal edilir.

Ne yazık ki, bu eksikliklerin tümü aynı zamanda özel mikro devreler üzerinde yapılan elektronik TKRG'nin karakteristiğidir. Şek. Şekil 2, düşük gürültü seviyesine (2 μV'den az) ve doğrusal olmayan bozulmaya (% 0,01'den az), çok kademeli dijital ses kontrolüne, uygun tuş kontrolüne, vb. Sahip olan çok karmaşık Toshiba TC9235 kontrol cihazının frekans tepkisini göstermektedir [3]. Bütün bunlarla, regülatör, halihazırda ele alınan TKRG'den daha iyi olmayan iyi bir düzeltme sağlar.

Ev ses çalma cihazlarında, yolun son bağlantıları için 100 Hz altındaki frekans aralığı “sorunlu” olarak kabul edilir. Bu nedenle, küçük boyutlu bir hoparlör sistemi nadiren -3 dB seviyesinde 50 ... 60 Hz'den daha düşük bir kesme frekansına sahiptir. Tipik olarak, ses basıncındaki azalma zaten 100 Hz'lik bir frekansta başlar. Bazen, yüksek kalite dengeleyiciler veya yüksek dereceli filtrelere dayanan özel bas dengeleyiciler bunu telafi etmek için kullanılır. Ancak, aynı zamanda, UMZCH'nin sınırlı frekans aşırı yüklenme kapasitesini düşük frekanslarda hesaba katmak ve hacmindeki artışla aynı anda düzeltme derecesini azaltmak gerekir. Sinyalleri rezonans frekansının altındaki dinamik kafalara uygulamak yalnızca bozulmalarda bir artışa yol açar.



Halen, yukarıdaki faktörlerin tümünü dikkate alarak frekans cevabını dinamik olarak oluşturan özel bas oto düzelticileri (X-Bass vb.) Bulunmaktadır. Ancak bunlar çoğu zaman özel mikro devrelerde yapılan kapalı “tescilli” gelişmeleri işaretlemeden temsil ederler [4].

Önerilen cihaz bu sorunları daha basit bir şekilde çözmektedir. Geliştirilmesi sırasında, Micro-Cap 7.1.0'daki bilgisayar simülasyonu ile düzende sonradan doğrulama ile elde edilen yeni devre çözümleri kullanılmıştır. Sonuç olarak, TKRG'nin kendisini bir bas düzeltici ile başarıyla birleştiren ve frekans tepkisini 100 Hz'den daha düşük frekans aralığında "tamamlayan" ve ses seviyesi kontrolünün konumuna bağlı olarak rotasını ayarlayan basit bir cihaz oluşturmak mümkün oldu.

Cihazın şematik diyagramı (bir kanal) Şekil 2'de gösterilmiştir. 3. Pasif bir TKRG'den ve DA1 yongasına monte edilmiş aktif bir bas düzelticiden oluşur.Her iki parça da tek bir bütün halinde birleştirilir, böylece pasif kontrol cihazının dezavantajları cihazın aktif kısmı tarafından giderilir.


Pasif TKGG, iyi bilinen şemaya göre (bakınız Şekil 1) basitleştirilmiş bir versiyonda R1 - R4, C1, C2 elemanlarında yapılır. R3R4C1C2 filtresi, R2 sürgüsünün konumuna bağlı olarak orta frekansları düşürür. Filtre parametreleri düşük frekanslarda mümkün olan en yüksek artışı sağlayacak şekilde seçilmiştir. RF düzeltmesi herhangi bir problem yaratmaz ve C1 kapasitörü tarafından ayarlanır.

Pasif TCRG'nin C3R6 devresinden çıkışından, sinyal, sinyali (14 dB'ye kadar) yükselten ve iki OOS devresi tarafından frekans tepkisini oluşturan op-amp DA1.1'in ters çevirme girişine beslenir. Birincisi rezistör R5, hacim kontrolü R2 de dahil olmak üzere TKRG elemanları ve C3.R6 giriş zinciri; ikincisi, bir T-link R7-R10 ve ilişkili elemanlara sahip bir DA1.2 yongası ile.

DA1.2 çipinde, bir endüktans bobini simüle eden bir jilatör monte edilir. Kondansatör C5 ile birlikte, rezonans frekansı 45 ... 50 Hz olan salınımlı bir devre oluşturur. Bu frekansta, OOS sinyali maksimum ölçüde zayıflatılır ve op amp DA1.1'in frekans tepkisi bir kambur oluşturulur. Bu durumda, 100 Hz'nin altındaki frekans tepkisinin dikliği oktav başına 10 dB'ye ulaşır ve 45 Hz'lik bir frekanstaki toplam yükselme (ayarlanabilir), 2 dHz'lik bir frekans kontrol pozisyonuna sahip olan 41 kB'lik bir frekansa göre +27 dB'dir (Şekil 4). Bu parametreler eşit hacimli özelliklerin gereken değerlerine yakındır.


Rezonans AS'nin altındaki frekanslara sahip sinyallerin genlik sınırlaması, DA1.2'deki LC devresinin analogunun rezonans eğrisinin doğal eğimine ve Rbx'in regülatörün ardından gelen kaskadın giriş empedansı olduğu C3R6 ve C6Rin'e bağlı cihazda oluşur. Bu regülatör için eşdeğer yük direnci 100 kOhm olarak alınır, başka bir giriş direnci için C6 kapasitansı, C6Rbx zaman sabiti değişmeyecek şekilde yeniden hesaplanmalıdır.

İkinci OOS - geçiş direnci R5 - ayrıca frekansa bağlıdır, çünkü dirençler R3, R5 ve kapasitör C2 tarafından oluşturulan bir filtreyi içerir. Böyle bir dengeleyici çevre koruması, yazar tarafından eyleminin ilkesinin ayrıntılı olarak açıklandığı [5] maddesinde önerilmiştir. Sonuç, hacim arttıkça, frekans yanıtının düşük frekans dalının düzleştirilmesine ek olarak kaynar. Böylece, orta ila büyük arasında değil, düşük ila orta hacme (Şekil 4) geçiş sırasında gerekli düzeltme elde edilir (bkz. Şekil 1.2). Ayrıca, uygun OOS derinliğini seçerek, dinamik bas düzelticiler gibi UMZCH'nin aşırı yüklenmesini maksimum seviyeye yakın ses seviyelerinde ortadan kaldırmak mümkündür.

OOS'nin direnç R5 üzerinden etkinliği, benzetilmiş frekans tepkisi ile gösterilmektedir (Şekil 5). Eğriler, OOS (R5 = 12 kOhm) ve onsuz (R5 = 1 MΩ) olan versiyon için hesaplanır. Grafiklerden görülebileceği gibi, OOS seçici davranır ve sadece düşük frekanslar zayıflatılır. Ses seviyesi kontrolü -20 dB'ye ayarlandığında, zayıflama küçüktür - yaklaşık 7 dB ve maksimum transfer katsayısı ile 26 dB'ye ulaşır. Bu durumda, OOS, frekans tepkisini eşitleyerek, bas düzeltmesinin tepe noktasını tamamen düzeltir. Bu olmadan, UMZCH, TKRG orta pozisyonda olsa bile aşırı yüklenir ve bas ton kontrolü ile manuel manipülasyonlar yapmak zorunda kalırdı.


Direnç R9 ve üst direnç R13'ün motorunun pozisyonunda, şemaya göre, şemada gösterilen değerler için regülatör, Şekil 2'de gösterilen özelliklere sahiptir. 4. Bununla birlikte, frekans cevabının tipinde geniş bir değişiklik mümkündür: ayarlama direnci R9 ile, bas düzeltmesinin derinliğini 0 ... + 6 dB aralığında ayarlayabilirsiniz (Şek. 6). Aralık orta hacimde gösterilir; azaldıkça artar, azaldıkça azalır, yani; Cihaz, eşit hacim eğrilerine ve UMZCH'nin aşırı yük yeteneklerine göre ayar derinliğini uyarlamalı olarak ayarlar.


İstenirse, R9 değişken rezistörü ön panelde gösterilebilir ve bir bas ton kontrolü olarak kullanılabilir. Avantajı, köprü ve diğer RC regülatörlerinin aksine, bası düzenlemesi ve tüm frekans bandının 1000 Hz'e kadar olmamasıdır. Yumuşak bir ton değişimi için B tipi kontrol eğrisine sahip değişken bir direnç gerekir.

Regülatörün bir bütün olarak yüksek kalitesi, derin OOS, oksit kapasitörlerin yokluğu ve TL074 çipinin kullanımından kaynaklanmaktadır. Dört op-amp'i, son derece düşük harmonik katsayısı (Kg ≈% 0.003) ve iyi gürültü özellikleri (ESh = 15 nV / √Hz) ile karakterize edilir. Bu sayede cihaz, örneğin pasif ton kontrolündeki kayıpları telafi etmek için yeterli, 14 dB'ye kadar kazançlı bir ön yükselteç olarak kullanılabilir. Aksi takdirde, kazanç birlik seviyesine düşürülebilir ve gürültü seviyesini orantılı olarak azaltacak olan daha az düzeltici direnç R13 olabilir.

Tüm TKRG'lerde olduğu gibi, sesin doğruluğu, ses yolunun iletim katsayısına bağlıdır. Bahsedilen düzeltme direnci R13 veya yolda bulunan diğer maddeler tarafından düzenlenebilir. Sadece yol bağlantılarının kazanç ve gürültü özelliklerinin dağılımını dikkate almak gerekir. Sinyal seviyesini değiştirerek, R5 rezistörünün seçimi, tüm ses kontrolü aralığında ton dengesini korumaya çalışır. UMZCH maksimum ses seviyesinde aşırı yüklendiyse, direnç R5'in değeri, bas içeriğinin sübjektif hissi ve bozulmalarına göre azaltılmalıdır. Diğer ayar seçenekleri, belirli bir hoparlör için R11, R12 dirençleri seçerek bas düzeltmesinin rezonant tepe noktasının kaydırılmasını içerir. Bas derinliği, yukarıda açıklandığı gibi direnç R9 tarafından düzenlenir.

En yüksek kalitede yollarda, TL074 op amp NE5534A ile değiştirilebilir. Bununla birlikte, daha basit durumlarda, OU K157UD2A'yı ilgili düzeltme devreleri ile uygulamak oldukça mümkündür. Bu durumda, harmonik katsayısı büyüklük sırasına göre artar ve tek bir iletim katsayısında içsel gürültü seviyesi -80 dB'den daha kötü olmayacaktır.

Regülatörün geri kalan kısmı normal parçalara monte edilmiştir: dirençler MLT-0.125, küçük boyutlu kapasitörler KM. Bir regülatör R2 olarak, nominal değeri 50 kOhm olan ithal edilmiş küçük boyutlu bir çift değişkenli direnç kullanılır (B tipi regülasyonun özelliği). Şemaya göre üst bölüme R2 paralel olarak bağlanmış dirençler R3, R4'ün cihazındaki varlığı, doğrusal kontrol karakteristiğine sahip (A tipi) bir değişken rezistörün kullanılmasına izin verir, ancak bu durumda, daha pürüzsüz düzenlemeye sahip bir ilk hacim atlaması kaçınılmazdır.

Deneysel testler ve öznel dinleme, regülatörün yüksek kalitesini doğruladı. Gerçek frekans tepkisinin simülasyondan sapması birkaç desibeli geçmedi. Birlik kazancındaki birim gürültü seviyesinin duyulabilirlik sınırının altında olduğu ortaya çıktı. Regülatörün çalışması, herhangi bir hacimdeki doğru ton dengesi ile karakterize edilir, minimum derinlikte "derin" baslar ve maksimum seviyeye yakın seviyelerde aşırı UMZCH olmaması. Çoğu durumda, geleneksel bir ton kontrolünün kullanımını tamamen bırakmak ve sadece bas ekolayzır kullanmak mümkündür.
 

Eklentiler

  • volume_control07.jpg
    volume_control07.jpg
    35,7 KB · Görüntüleme: 104
  • volume_control05.jpg
    volume_control05.jpg
    40,7 KB · Görüntüleme: 113
  • volume_control01.jpg
    volume_control01.jpg
    166,2 KB · Görüntüleme: 107
  • volume_contro_pcb.zip
    266,5 KB · Görüntüleme: 117
Geri
Yukarı