Двухполосный темброблок своими руками – схема

Темброблок для усилителя своими руками

Сложно себе представить современный усилитель звука низкой частоты без темброблока, да и не у каждого современного МП3 проигрывателя являющегося источником звука есть качественный эквалайзер полностью удовлетворяющий острый слух настоящих меломанов. Поэтому предлагаю вам собрать простой и довольно качественный темброблок всего на одной микросхеме LM1036N своими руками. Данная микросхема устанавливается в дорогой аудио аппаратуре и отлично работает в качестве предусилителя звука практически с любым усилителем низкой частоты.

На этом рисунке изображена схема двухканального темброблока имеющего регуляторы: громкость, баланс, тембр НЧ, тембр ВЧ и расширитель стереобазы.

Схема темброблока для усилителя звука НЧ на микросхеме LM1036N

В данной схеме микросхема LM1036N выполняет роль предварительного усилителя звука низкой частоты с регулировкой громкости, баланса, тембра низкой частоты и тембра высокой частоты. Полезной опцией микросхемы является встроенный расширитель стереобазы, который позволяет усилить стерео эффект за счет перекрестного сложения отфильтрованных сигналов левого и правого канала. Как это работает, рассказывать не буду, лучше один раз послушать ушами, чем сто раз прочитать о этом глазами. Стабилизатор напряжения L7812CV позволяет питать схему напряжением от 12 до 30 вольт. Собирать схему желательно на печатной плате, так будет красиво и надежно. Микросхему обязательно надо аккуратно пропаивать стараясь не перегревать ножки иначе может выйти из строя. Ни в коем случае не ставьте микросхему в DIP панельку, от этого качество звука заметно ухудшится и появятся ужасные фоновые звуки. При покупке микросхемы обратите внимание на качество маркировки, буквы должны быть четкие и хорошо читаемые, очень много подделок. Я покупал в Китае на Али Экспресс, прислали на 100% новые и оригинальные. Собранная схема работает сразу и в настройке не нуждается.

На этом рисунке изображена печатная плата темброблока на микросхеме LM1036N.

Печатная плата темброблока для усилителя НЧ своими руками

Для проверки схемы я подключил к темброблоку заранее собранный усилитель низкой частоты на микросхеме TDA7850 о котором я уже писал в одной из своих статей. Качество звука просто превосходное, словами не передать это надо только слышать. Надеюсь настоящим меломанам моя самоделка очень понравиться. Рекомендую!

Радиодетали для сборки

  • Микросхема LM1036N
  • Переменные резисторы Р1, Р2, Р3, Р4 50К
  • Резисторы R1, R2, R3, R4 47К 0.25W
  • Переменные резисторы Р1, Р2, Р3, Р4 50К
  • Конденсаторы С1, С2 0.47, С3 47mF 25V, C4, C6, C9 0.022mF, C5, C8, C15, C16 10mF 50V, C7, C13, C14, C17, C18 0.22mF, C10 100mF 25V, C11 0.1mF, C12 1000mF 25V
  • Стабилизатор напряжения L7812CV
  • Радиатор KG-487-17 (HS 077-30)
  • Тумблер Китайский миниатюрный типа ON-ON

Друзья, желаю вам удачи и хорошего настроения! До встречи в новых статьях!

Рекомендую посмотреть видеоролик о том, как сделать темброблок для усилителя своими руками


Пассивные регуляторы тембра

В этой статье вниманию читателей предлагается ряд различных по схемотехнике и функциональным возможностям регуляторов тембра, которые могут быть использованы радиолюбителями при разработке и модернизации звуковоспроизводящей аппаратуры.

Основной недостаток еще недавно популярных активных регуляторов тембра состоит в использовании глубокой частотно-зависимой ООС и больших дополнительных искажениях, вносимых ими в регулируемый сигнал. Вот почему в высококачественной аппаратуре желательно применять пассивные регуляторы. Правда, и они не лишены недостатков. Самый крупный из них – значительное затухание сигнала, соответствующее диапазону регулирования. Но так как глубина регулирования тембра в современной звуковоспроизводящей аппаратуре невелика (не более 8. 10 дБ), то в большинстве случаев вводить в тракт сигнала дополнительные каскады усиления не требуется.

Другой, не столь существенный недостаток таких регуляторов – необходимость применения переменных резисторов с экспоненциальной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (группа “В”), обеспечивающих плавное регулирование. Однако простота конструкции и высокие качественные показатели все же склоняют конструкторов к применению именно пассивных регуляторов тембра.

Следует отметить, что эти регуляторы требуют низкого выходного сопротивления предшествующего им каскада и высокого входного сопротивления последующего.

Разработанный английским инженером Баксандалом еще в 1952 г. регулятор тембра [1] стал, пожалуй, самым распространенным частотным корректором в электроакустике. Классический его вариант состоит из образующих мост двух звеньев фильтра первого порядка – низкочастотного R1C1R3C2R2 и высокочастотного C3R5C4R6R7 (рис. 1,а). Аппроксимированные логарифмические ампли-тудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) такого регулятора показаны на рис. 1 ,б. Там же приведены расчетные зависимости для определения постоянных времени точек перегиба ЛАЧХ.


Pиc.1

Теоретически максимально достижимая крутизна АЧХ для звеньев первого порядка составляет 6 дБ на октаву, но при практически реализуемых характеристиках из-за незначительного различия частот перегиба (не более декады) и влияния предшествующих и последующих каскадов она не превышает 4. 5 дБ на октаву. При регулировании тембра фильтр Баксандала меняет только наклон АЧХ без изменения частот перегиба. Вносимое регулятором на средних частотах затухание определяется соотношением n=R1/R3. Диапазон регулирования АЧХ при этом зависит не только от величины затухания п, но и от выбора частот перегиба частотной характеристики, поэтому для его увеличения частоты перегиба устанавливают в области средних частот, что, в свою очередь, чревато взаимным влиянием регулировок.

В традиционном варианте рассматриваемого регулятора R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. При этом достигается приблизительное совпадение частот перегиба АЧХ в области ее подъема и спада (в общем случае они различны), что обеспечивает относительно симметричное регулирование АЧХ (спад даже в этом случае неизбежно получается более крутым и протяженным). При обычно используемом п=10 (для этого случая указаны минимальные значения номиналов элементов на рис. 1,а-3,а) и выборе частот раздела вблизи 1 кГц регулирование тембра на частотах 100 Гц и 10 кГц относительно частоты 1 кГц составляет ±14. 18дБ. Как отмечалось выше, для достижения плавного регулирования переменные резисторы R2, R7 должны иметь экспоненциальную характеристику регулирования (группа “В”) и, кроме того, для получения линейной АЧХ в среднем положении движков регуляторов соотношение сопротивлений верхнего и нижнего (по схеме) участков переменных резисторов также должно быть равно п. При “хайэндовском” п=2. 3, что соответствует диапазону регулирования ±4. 8 дБ, вполне допустимо использовать переменные резисторы с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (группа “А”), но при этом несколько огрубляется регулировка в области спада АЧХ и растягивается в области подъема, а плоская АЧХ получается отнюдь не в среднем положении движков регуляторов. С другой стороны, сопротивление секций сдвоенных переменных резисторов с линейной зависимостью лучше согласовано, что уменьшает рассогласование АЧХ каналов стереофонического усилителя, так что неравномерное регулирование в этом случае можно считать допустимым.

Наличие резистора R4 не принципиально, его назначение – снизить взаимное влияние звеньев и сблизить частоты перегиба АЧХ в области высших звуковых частот. Как правило, R4= =(0,3. 1,2)’R1. Как показано ниже, от него в ряде случаев можно вообще отказаться. Для снижения влияния на регулятор предшествующих и последующих каскадов их выходное Rвых и входное Rвх сопротивления должны быть соответственно Rвых<>R2.

Приведенный “базовый”вариант регулятора применяется обычно в радиоаппаратуре высокого класса. В бытовой аппаратуре используют несколько упрощенный вариант (рис. 2,а). Аппроксимированные логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) такого регулятора приведены на рис. 2,6. Упрощение его высокочастотного звена привело к некоторой расплывчатости регулирования в области высших частот и к более заметному влиянию предшествующего и последующего каскадов на АЧХ в этой области.


Pиc.2

Подобный корректор при п=2 (с переменными резисторами группы “А”) был особенно популярен в простых любительских усилителях [2] конца 60-х – начала 70-х годов (главным образом, из-за малого затухания), но вскоре величина п возросла до привычных сегодня значении. Все сказанное выше относительно диапазона регулирования, согласования и выбора регуляторов справедливо и для упрощенного варианта корректора.

Если отказаться от требования симметричного регулирования АЧХ на участках их подъема и спада (кстати, необходимость спада практически не возникает), то можно еще более упростить схему (рис. 3,а). Приведенные на рис. З.б ЛАЧХ регулятора соответствуют крайним положениям движков резисторов R2, R4. Достоинство такого регулятора – простота, но поскольку все его характеристики взаимосвязаны, для удобства регулирования целесообразно выбирать п=3. 10. С ростом п крутизна подъема растет, а спада – снижается. Все сказанное выше о традиционных вариантах корректора Баксандала в полной мере относится и к этому, предельно упрощенному варианту.


Pиc.3

Однако схема регулятора тембра Баксандала и ее варианты – отнюдь не единственная возможная реализация пассивного двухполосного регулятора тембра. Вторая группа регуляторов выполнена не на базе мостов, а на базе частотно-зависимого делителя напряжения. В качестве примера изящного схемотехнического решения регулятора можно привести темброблок, в свое время использовавшийся в различных вариациях в ламповых усилителях электрогитар. “Изюминкой” данного регулятора является изменение частот перегиба АЧХ в процессе регулирования тембра, что приводит к интересным эффектам в звучании “классической” электрогитары. Базовая его схема изображена на рис. 4,а, а аппроксимированные ЛАЧХ – на рис. 4,6. Там же приведены расчетные зависимости для определения постоянных времени точек перегиба.


Pиc.4

Нетрудно заметить, что регулировка в области низших звуковых частот изменяет частоты перегиба, не меняя наклон АЧХ. Когда движок переменного резистора R4 находится в нижнем (по схеме) положении, АЧХ на низших частотах линейна. При перемещении же движка вверх на ней появляется подъем, причем точка перегиба в процессе регулирования сдвигается в область более низких частот. При дальнейшем перемещении движка верхняя (по схеме) секция резистора R4 начинает шунтировать резистор R2, что вызывает сдвиг высокочастотной точки перегиба в область более высоких частот. Таким образом, при регулировании подъем низких частот дополняется спадом средних. Регулятор высших звуковых частот представляет собой простейший фильтр первого порядка и особенностей не имеет.

Читайте также:  Схема профессионального микрофонного предусилителя

На базе этой схемы можно построить несколько вариантов темброблоков, позволяющих регулировать АЧХ в области низших и высших частот. Причем в области низших частот возможен и подъем, и спад АЧХ, а на высших – только подъем.

Вариант темброблока с регулированием частоты перегиба АЧХ в низкочастотной области показан на рис. 5,а, его ЛАЧХ – на рис. 5,6. Резистор R2 регулирует частоту перегиба АЧХ, a R5 – ее наклон. Совместное действие регуляторов позволяет получить значительные пределы и большую гибкость регулирования.


Pиc.5

Схема упрощенного варианта темброблока приведена на рис. 6,а, его ЛАЧХ – на рис. 6,6. Он представляет собой, в сущности, гибрид низкочастотного звена темброблока, показанного на рис. 3,а, и высокочастотного звена темброблока, показанного на рис.4,а.


Pиc.6

Объединив функции регулирования АЧХ в низкочастотной и высокочастотной областях, можно получить простой комбинированный регулятор тембра с одним органом управления, весьма удобный для применения в радиоприемной и автомобильной аппаратуре. Его принципиальная схема показана на рис. 7,а и ЛАЧХ – на рис. 7,6. В нижнем (по схеме) положении движка переменного резистора R1 АЧХ близка к линейной во всем диапазоне частот. При перемещении .его вверх появляется подъем на низших частотах, причем низкочастотная точка перегиба в процессе регулирования сдвигается в область более низших частот. При дальнейшем перемещении движка верхняя (по схеме) секция резистора R1 включает в работу конденсатор С1, что приводит к подъему высших частот.


Pиc.7

При замене переменного резистора R1 переключателем (рис. 8,а и 8,6) рассмотренный регулятор превращается в простейший тон-регистр (положение 1 – classic; 2 – jazz; 3 – rock), популярный в 50-х – 60-х годах и вновь используемый в эквалайзерах магнитол и музыкальных центров в 90-х.


Pиc.8

Несмотря на то что о регулировании тембра, казалось бы, все давно уже сказано, многообразие пассивных корректирующих цепей не исчерпывается предложенными вариантами. Немало забытых схемотехнических решений переживают сейчас второе рождение на новом качественном уровне. Весьма перспективен, например, регулятор громкости с раздельной регулировкой тонкомпенсации по низким и высоким частотам [З].

ЛИТЕРАТУРА
1. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике (пер. с нем.). – М.: Мир, 1991, с. 151-153.
2. Крылов Г. Широкополосный УНЧ. – Радио, 1973, N 9, c.56,57.
3. Шихатов А. Комбинированный блок регулирования АЧХ. – Радио, 1993, N 7, с. 16.

ТЕМБРОБЛОК

Представленное ниже устройство обладает хорошим качеством звучания и низким уровнем шумов, а также имеет функцию обхода темброблока (прямая АЧХ), в тоже время простота схемы не отпугнет начинающих радиолюбителей. В основу пассивной части схемы входит разработка, описанная E.J.James’ом еще в 1948 году, а все устройство вместе смахивает на работу Baxandall’a образца 1952 года 🙂 Смахивает использованием усилительного каскада, в данном случае ОУ, которым можно поднять амплитуду, “съеденную” (у этого регулятора амплитуда падает в пять раз или -13дБ!) темброблоком. Анализируя широко известные любому радиолюбителю источники (в коих наблюдается некоторая историческая неточность), было принято решение поэкспериментировать с этой вещичкой:

Схема простейшего блока тембров

К сожалению, реальные графики АЧХ так и не успел снять, однако приведем результат моделирования в программе Tone Stack Calculator. Данная схема примечательна использованием R5-R6, которые обеспечивают более узкий подъем частот, не затрагивая середину. Этих резисторов нет в разработке E.J.James’a, поэтому симуляция произойдет без них :). Однако на общее впечатление от графика это не скажется, просто полоса подъема высоких частот будет более широкой.

Но мне хотелось бы большего: ещё больший подъем на НЧ и в особенности ВЧ, так сказать с запасом, хотя в вашем случае все может быть совершенно иначе. Вернее не в вашем случае, а в случае вашей акустики :). К примеру из опыта эксплуатации продукции бердского радиозавода ВЕГА 50АС-106 регулировка низких частот темброблока в RRR УП-001 совсем не подходила, поскольку поднимала лишь область верхнего баса (200-250 Гц, басом это трудно назвать, скорее гул). Однако на акустических системах производства рижского радиозавода Radiotehnika RRR S50b, можно было добиться приемлимого качества звучания. Хотя все это считается баловством, поскольку корректирует лишь впечатление от прослушивания, корректировку АЧХ колонок и, если усилитель ущербен, проводят другими схемотехническими изысканиями, к примеру параметрическими эквалайзерами с регулировками не только по усилению, но и с возможностью перемещения подымаемой частоты и добротности. Но мы же здесь не собрались исправлять огрехи дорогой акустики?

Итого +6 дБ на основной низкой частоте, и +5 дБ на высокой. Спад -3 дБ в области средних частот решено поднять усилением на ОУ. Признаюсь, стало немного многовато. В схеме поворотом регуляторов трудно добиться ровной АЧХ (вернее совсем не добиться), поэтому решено добавить устройство, отключающее темброблок. Это может оказаться полезным при эксплутации с вашим усилителем более “продвинутого” эквалайзера. Простым замыканием входа и выхода пассивной части или же всего темброблока (в первом случае замыкается конденсатор С3 и как следствие заваливаются верха, во втором – регулировка ВЧ и НЧ сохраняется, правда в небольших пределах) здесь не обойтись. Поэтому можно осуществить элементарную коммутацию на реле с перекидными контактами (типа РЭС-9, РГК-14 и т.д.).

Стоит отдельно затронуть изъезженную тему конденсаторов в блоке тембров. По своему субъективному опыту эксплуатации известного предусилителя Шмелева [2], в конструкции которого применял незадумываясь керамику импортного производства, широкораспространенную в магазинах, выходной сигнал был насыщен гармониками, что ощущалось на слух. Быть может в слепом тесте этого темброблока с другими конденсаторами я бы этого и не заметил, но тем не менее у меня это глубоко отложилось в памяти. В данной конструкции решил использовать исключительно конденсаторы на бумажной основе. Конечно, здесь я не буду описывать опыт использования импортных конденсаторов за сотни долларов, но как говорится, чем богат :). Из накопленных запасов были вытащены конденсаторы серий БМТ-2, БМ-2 и МБМ.

Итак, при использовании данных конденсаторов, первое что необходимо сделать, это измерить их емкость и осмотреть на внешние повреждения (в особенности для БМТ-2). Среди десятка образцов конденсаторов серии МБМ, 90% имели превышение номинальной емкости на 40-50%, что в двое больше их допуска. Измерение емкости позволяет подобрать конденсаторы в пары для 2-х каналов для обеспечения симметричной регулировки. Первое включение и вердикт – однозначно предпочтительнее использования китайской керамики. К своему стыду, мне не удалось отыскать бумажный конденсатор в цепи ВЧ, поэтому применил конденсатор серии КТК, широко использовался в ламповых телевизовах и прочей аппаратуре. Кроме всего прочего данный конденсатор обладает хорошей термостабильностью. Обкладки из серебра на звуке никак не сказались 🙂 (хотя после пополнения багажа знаний о данном конденсаторе, звук постепенно стал становиться краше и. 🙂 ). Графики, которые получилось снять:

Регуляторы повернуты на максимум:

Регуляторы повернуты на минимум:

Схема получившегося устройства:

Характеристики данного темброблока:

  • Коэффициент гармоник, %: не более 0,02.
  • Диапазон регулировки, не менее: НЧ +-16 дБ, ВЧ +-17 дБ.
  • Входной сигнал:

Показатели по КГ, сигнал/шум зависят от примененного ОУ. Выбор пал на TL072, (это сдвоенный ОУ фирмы ST) в силу его дешевизны и распространенности. Отлично сюда впишутся и такие операционники, как NE5532, NJM4558, LM358. Поэкспериментировать можно и с одиночными ОУ (с дальшейшей переделкой ПП) TL071, NE5534, КР544УД1,2, К157УД2 (с цепями коррекции) и так далее. С бумажными конденсаторами и ОУ в золотом корпусе, чем не раритет? Для оперативной замены микросхемы (если отдали предпочтение другому ОУ), рекомендуется предварительно установить на соответствующее место панельку DIP-8.

Для питания активной части устройства используется параметрический стабилизатор напряжения на два плеча + и – без использования каких-либо усилительных элементов, поскольку в данной схеме общий ток потребления меньше номинального тока стабилитронов. Для сглаживания остатков пульсаций, вызванных пульсациями блока питания УМЗЧ, в схеме присутствуют два электролита. Их емкость невелика для обеспечения низкой инерционности. Такой небольшой набор дает низкий уровень фона при эксплуатации устройства.

Разумеется, для обеспечения минимального уровня фона этого бывает недостаточно. Снизить фон может помочь заземление корпусов переменных резисторов. У некоторых групп регуляторов для этого есть отдельный вывод (например СП3-33-23). В моем распоряжении оказались широко распространенные резисторы В-группы (для регулировки баланса они не подходят), корпус которых после обработки наждачкой я и заземлил. Земли свел к одной выбранной точке (корпус регулятора низких частот), откуда направил их земле блока питания УМЗЧ. Фотография устройства и печатная плата:

Размер печатной платы 140х60 мм, здесь можно скачать файлик в формате .lay. Желаю успехов в повторении! Автор: sheriff.

СХЕМА ТЕМБРОБЛОКА

Здравствуйте уважаемые радиолюбители! Сейчас собираю акустику 4.1 на TDA7650 и TDA1562, микросхемы автомобильные, для дома конечно можно было и лучше выбрать, но речь не о них, а о предусилителе с темброблоком. Мне всегда хотелось настраивать звук «под себя». И вот решил собрать такой темброблок. Выбор пал на микросхему TDA1524A. И сейчас мы оговорим о сборке сего чуда «с нуля», с применением технологии ЛУТ для изготовления печатной платы. Стандартная схема, по которой будем собирать темброблок на TDA1524A, показана на рисунке:

Для начала отрезаем нужный кусок текстолита, шкурим нулёвкой, обезжириваем ацетоном.

Далее на лазерном принтере распечатываем рисунок печатной платы. (На листовку из салона мегафона не обращайте внимания, это не реклама, просто их бумага хорошо для этого подходит

Аккуратно завернул, и начал безжалостно жарить краску, что бы она перенеслась с бумаги на текстолит.

После проглажки даем плате время остыть. Далее дело переносится в ванную комнату. Кладем плату в воду, дабы дать бумаге размякнуть. В это время можно попить чая или кофе — кто что предпочитает.

Красивое фото получилось, не правда ли? Поехали дальше, после того как мы подкрепились, можно перейти к самому, на мой взгляд, кропотливому делу – оттирание бумаги с текстолита. Аккуратно сдираем бумагу, дабы не оторвать её вместе с нашими дорожками.

Все что останется, без фанатизма, подушечками пальцев оттираем.

Далее иголочкой или зубочисткой прочищаем отверстия и расстояние между дорожками. После всего этого, получаем плату с дорожками, для последующего травления.

Затем переходим к немаловажному делу – травлению. Травлю обычно в хлорном железе, так как это быстрее, нежели травление в медном купоросе (первое время им травил, но был разочарован, т.к. ожидание доходило до 2-х суток). Аккуратно кладем плату в раствор, чтобы не разбрызгать.

Теперь можно сходить прогуляться, или заняться каким – либо другим делом. Прошел час, можно доставать нашу плату. Обычно травится быстрее, но текстолит нашел в магазине только 2-х сторонний, да и раствор не первой свежести. Достаем плату и видим наши дорожки.

Дорожки находятся сейчас под тонером, его нужно счистить. Многие это делают ацетоном, или другим растворителем. Я это делаю той же самой мелкой шкуркой.

Вот и все, этап приготовления платы для схемы темброблока пройден. Далее будет интереснее — сверлим отверстия для деталей.

Сверлить кроме как дрелью больше нечем, это крайне не удобно, тем более, что у нее патрон шатается. Так что сильно не ругайте за кривые отверстия:)

Далее нам требуется облудить дорожки, для этого либо покрываем дорожки флюсом, либо как я просто посыпаем канифолью, после этого набираем припоя на паяльник и начинаем проходиться по дорожкам

Производим пайку деталей темброблока. Начинаем это делать с сокета (разъема) для микросхемы TDA1524A.

Теперь паяем все перемычки и мелкие детали. Микросхему вставляем в последнюю очередь, так как во время пайки она может перегреться и выйти из строя, что очень печально.

Ну вот в принципе и все! Ниже смотрите фото моего темброблока.

После пайки проверяем отсутствие короткого замыкания, соплей между дорожками если ничего подобного не замечено, то можно смело включать. Видео демонстрации работы устройства:

Первый запуск всегда провожу с последовательным подключением автомобильной 12-ти вольтовой лампочки (для токоограничения в случае КЗ). Темброблок собрал — все прекрасно работает. Статью написал: Евгений (ZhekaN96).

ПРОСТОЙ СТЕРЕОФОНИЧЕСКИЙ ТЕМБРОБЛОК

Любой высококачественный усилитель должен иметь не только возможность регулировки усиления входного сигнала, но и обеспечи­вать коррекцию амплитудно-частотной характеристики для каждого канала, как минимум, в двух частотных областях: верхней и нижней. С такой задачей успешно справляются электронные устройства, называ­емые темброблоками.

Схемотехнические варианты построения темброблоков базируют­ся на применении RC-цепочек. При их включении в цепь прохождения аудиосигнала получается эффект фильтрации отдельно взятой частот­ной области в полосе частот 20…20000 Гц. Это происходит потому, что емкость RC-цепочек зависит от частоты. На RC-цепочках строят фильтры высоких и низких частот, а также широко применяемые в графических эквалайзерах полосовые фильтры.

Некоторые фильтры позволяют изменять амплитудно-частотную характеристику усилителя довольно эффективно. Они способны в процессе корректировки вносить не только затухания, но также и уси­ливать сигнал. Такие фильтры называют активными, поскольку RC-цепочки включаются в цепи обратной связи активных радиоэле­ментов, например, транзисторов или операционных усилителей. К их недостаткам можно отнести искажения входного сигнала вызванные нелинейностью характеристик активных радиоэлементов.

Другой класс фильтров — это пассивные фильтры. Состоят они только из конденсаторов и резисторов. Но пассивные фильтры имеют довольно низкий коэффициент передачи. Например, на средних часто­тах (800… 1200 Гц) они понижают уровень сигнала в 10… 12 раз! Поэто­му при их применении необходимо использовать дополнительные кас­кады усиления сигнала. Кроме того, пределы регулирования низких и высоких частот темброблоком, построенном на пассивных фильтрах, тем шире, чем меньше выходное сопротивление источника сигнала и больше входное сопротивление последующего каскада. Однако в срав­нении с активными фильтрами нелинейные искажения пассивных фильтров минимальны.

Темброблок NK022 построен с использованием пассивных филь­тров низкой (НЧ) и высокой (ВЧ) частоты. Он предназначен для ис­пользования в высококачественных стереофонических усилителях мощности низкой частоты. Темброблок позволяет корректировать ам- плитудно-частотную характеристику усилителя одновременно по двум каналам в соответствии с индивидуальными желаниями слуша­теля, характеристиками акустических систем и особенностей помеще­ния, а также раздельно регулировать тембры ВЧ, НЧ и громкость каж­дого из двух каналов. Напряжение питания устройства 9… 18 В.

Описание электрической схемы темброблока

Внешний вид платы темброблока с установленными на ней элемен­тами и электрическая схема темброблока показаны на Рис. 1 и Рис. 2.

Рис. 1. Внешний вид темброблока

Устройство имеет два отдельных канала корректировки амплитуд- но-частотной характеристики. Рассмотрим работу блока на примере верхнего канала. Входной сигнал поступает на усилитель, выполнен­ный на транзисторе VT1. Усиление необходимо, поскольку пассивные фильтры, как уже говорилось выше, значительно ослабляют входной сигнал. Усиленный сигнал подается на фильтры для регулировки по НЧ (Р1) и по ВЧ (Р2).

Известно, что емкость для переменного тока низкой частоты пред­ставляет собой довольно высокое реактивное сопротивление, а для то­ков высокой частоты — низкое. Поэтому, емкостная цепочка С5-С6 «закорачивает» ВЧ-составляющую входного сигнала на общий провод, а в общей точке соединения резисторов R7 и Р1 присутствует только НЧ-составляющая. В точке соединения резисторов Р1 и R8 НЧ-со-

Рис. 2. Электрическая схема стереофонического темброблока

ставляклцая значительно ослаблена этим резистивным делителем. Значит, перемещение ползунка переменного резистора Р1 от верхнего по схеме положения до нижнего приведет к плавному уменьшению спектра НЧ-составляющей на выходе темброблока.

Похожая ситуация имеет место на перестраиваемом ВЧ-фильтре. В точке соединения С9 и Р2 будет максимум ВЧ-составляющей, а в точ­ке соединения Р2 и СЮ — минимум. Перемешая ползунок резистора Р2 сверху вниз, получим плавное уменьшение уровня ВЧ-составля- ющей в спектре выходного сигнала.

Переменный резистор Р4 образует регулируемый делитель напря­жения относительно общего провода схемы, то есть изменяет выходное напряжение темброблока. Предназначен он для частотнонезависимого изменения громкости звучания одного из каналов усилителя мощности.

Аналогично первому каналу работет второй канал темброблока.

Перед сборкой стереофонического темброблока внимательно озна­комьтесь с приведенными в начале этой книги рекомендациями по монта­жу электронных схем. Это поможет избежать порчи печатной платы и от­дельных элементов схемы. Перечень элементов набора приведен в Табл. 1.

Места расположения элементов на плате темброблока и плата с ус­тановленными элементами показаны на Рис. 3. На Рис. За показаны также линии подключения собранного устройства.

Рис. 3. Расположение элементов на печатной плате темброблока: а — места расположения элементов на плате; б — плата с установленными элементами

Отформуйте выводы элементов, установите элементы на плату и припаяйте их выводы; при этом установите сначала малогабаритные, затем все остальные элементы. После сборки проверьте правильность монтажа, особенно внимательно проверьте правильность установки электролитических конденсаторов. Правильно собранный темброблок в настройке не нуждается.

Таблица 1. Перечень элементов набора NK022

ПозицияХарактеристикаНаименование и/или примечаниеКол-во
R1,R2, R5, R6. R7, RIO, Rll, R1210 кОмКоричневый, черный, оранжевый*8
R3.R4100 кОмКоричневый, черный, желтый*2
R8.R91 кОмКоричневый, черный, красный*2
Р1…Р450 кОмРезистор переменный, сдвоенный4
С1…С42.2 мкФ, 50 ВКонденсатор электролитический4
С5, С80.022 мкФКонденсатор, 223 – маркировка2
С6, С70.33 мкФКонденсатор, 334 – маркировка2
С9, С121000 пФКонденсатор, 1п0 – маркировка2
СЮ, СИ0.01 мкФКонденсатор, 10п – маркировка2
С1347 мкФ, 25 ВКонденсатор электролитический1
VT1, VT2ВС238СТранзистор (замена SC238e или EXDC38)2
В110115×38 ммПлата печатная1
* Цветовая маркировка на резисторах.

Если вы, уважаемый читатель, намерены собрать усилитель мощ­ности для домашнего аудиоцентра, все необходимое для этого вы най­дете в каталоге МАСТЕР КИТ, приведенном в приложении к насто­ящей книге. Это и стабилизированный источник питания, и усилитель мощности, и даже подходящий корпус. Собрать высококачественный усилитель низкой частоты — вполне реальная задача!

Набор для стереофонического темброблока, а также и другие набо­ры, которые могут понадобиться при сборке усилителя, можно приоб­рести в магазинах радиодеталей или на радиорынках.

Несколько схем для аудиотехники

Фильтр НЧ для сабвуфера

Низкочастотная акустическая система обычно громоздка и дорога, а принимая во внимание то, что слух человека не может распознать стерео на низких частотах, понятно что и нет никакого смысла в двух низкочастотных АС – по одной для каждого стереоканала. Особенно если помещение где будет работать стереосистема не очень большого размера.

В таком случае, нужно просуммировать сигналы стереоканалов, а потом из полученного сигнала выделить низкочастотный. На рисунке 1 показана схема активного фильтра, выполненного на двух операционных усилителях микросхемы TL062.

Сигналы стереоканалов поступают на разъем Х1. Резисторы R1 и R2 совместно с инверсным входом ОУ А1.1 создают микшер, формирующий из стереосигнала общий моносигнал, ОУ А1.1 обеспечивает необходимое усиление (или ослабление) входного сигнала. Уровень сигнала регулируется переменным резистором R3, входящим в состав цепи ООС А1.1. С выхода А1.1 сигнал поступает на ФНЧ на А1.2. Частоту можно регулировать сдвоенным переменным резистором, состоящим из R7 и R8.

Сигнал НЧ на низкочастотный УНЧ или активную низкочастотную АС поступает через разъем Х2.
Питание – двуполярное, поступает через разъем Х3, возможно от ±5V до ±15V, Схему можно собрать на любых двух операционных усилителях общего назначения.

Микшер для работы с тремя микрофонами.
Если нужно сигналы от трех отдельных источников, например, от микрофонов подать на один вход записывающего или воспроизводящего аудиоустройства, нужен микшер, с помощью которого можно объединить аудиосигналы от трех источников в один, и отрегулировать их соотношение по уровням так, как это требуется.

На рисунке 2 показан микшер, сделанный на микросхеме типа LM348, в которой есть четыре операционных усилителя.
Сигналы от микрофонов подаются, соответственно, на разъемы Х1, Х2 и Х3. Далее, на микрофонные предварительные усилители на операционных усилителях А1.1, А 1.2 и А1.3. Коэффициент усиления каждого ОУ зависит от параметров его цепи ООС. Это позволяет в широких пределах регулировать коэффициент усиления изменением сопротивлений резисторов R4, R10 и R17, соответственно. Поэтому, если в качестве одного или нескольких из источников сигнала будет использоваться не микрофон, а устройство с более высоким уровнем выходного напряжения ЗЧ, можно будет коэффициент усиления соответствующего ОУ установить подбором сопротивления соответствующего резистора. Причем, диапазон установки коэффициента усиления очень большой, – от сотен и тысяч до единицы.

Усиленные сигналы от трех источников поступают на переменные резисторы R5, R11, R19, с помощью которых можно оперативно регулировать соотношение сигналов в общем сигнале, вплоть до полного подавления сигнала от одного или нескольких источников.
Собственно микшер выполнен на ОУ А1.4. Сигналы на его инверсный вход поступают от переменных резисторов через резисторы R6, R12, R19.
Сигнал НЧ на внешнее записывающее или усилительное устройство поступает через разъем Х5.
Питание – двуполярное, поступает через разъем Х4, возможно от +5V до +15V.

Схему можно собрать на любых четырех операционных усилителях общего назначения.

Предварительный усилитель с темброблоком.
Многие радиолюбители сроят УМЗЧ на основе микросхем-интегральных УМЗЧ, обычно предназначенных для автомобильной аудиотехники. Главное достоинство их в том, что вполне качественный УМЗЧ получается в кратчайший срок и с минимальными трудовыми затратами. Недостаток только в том, что УНЧ получается не полный, без предусилителя с регулировками громкости и тембра.

На рисунке 3 приведена схема простого предусилителя с регулятором громкости и тембра, построенного на самой распространенной элементной базе – транзисторах типа КТ3102Е, У усилителя достаточно большое входное сопротивление, чтобы он мог работать практически с любым источником сигнала, от звуковой карты ПК и цифрового плеера, до архаичного проигрывателя виниловых дисков с пьезоэлектрической головкой звукоснимателя.

Каскад на транзисторе VT1 построен по схеме эмиттерного повторителя и служит, в основном, для повышения входного сопротивления, и снижения влияния параметров выхода источника сигнала на регулировку тембра.

Регулятор громкости – переменный резистор R3, одновременно является и нагрузкой эмиттерного повторителя на транзисторе VT1.
Далее – пассивный мостовой регулятор тембра по низким и высоким частотам, выполненный на переменных резисторах
R6 (низкие частоты) и R10 (высокие частоты). Диапазон регулировки 12dB.

Каскад на транзисторе VT2 служит для компенсации потерь уровня сигнала в пассивном регуляторе тембра. Коэффициент усиления каскада на VT2 во многом зависит от величины ООС, конкретно сопротивления резистора R13 (чем меньше, тем больше коэффициент усиления). Режим по постоянному току выставляется резистором R11 для каскада на VT2 и R1 для каскада на VT1.

Стереофонический вариант должен состоять из двух таких усилителей. Резисторы R6 и R10 должны быть сдвоенными, что бы регулировать тембр одновременно в обоих каналах. Регуляторы громкости можно сделать раздельными для каждого канала.

Напряжение питания 12V, однополярное, соответствует номинальному напряжению питания большинства микросхем -интегральным УМЗЧ, рассчитанных на работу в автомобильной технике.

Радиоадаптер
Вся стационарная аудиоаппаратура обязательно имеет разъемы линейного выхода и линейного входа. На линейный вход можно подать сигнал от внешнего источника, что бы использовать основной аппарат как усилитель с акустическими системами или для записи, В большинстве же портативной аппаратуры линейного входа просто нет. Единственными «средствами связи с внешним миром» являются микрофон и встроенный радиоприемник. Один мой знакомый пытался переписать сигнал с МП-3-флэш плеера на магнитную кассету одевая наушники на микрофонную «дырочку» старой портативной CD-магнитолы. Получилось ужасно. Хотя, можно было и воспользоваться встроенным FM-приемником, но для этого необходим хотя бы простейший адаптер.

Для качественной передачи стереосигнала можно использовать покупной FM-модулятор, предназначенной для беспроводного подключения к автомагнитоле внешнего источника аудиосигнала. В нем есть стереомодулятор, хороший передатчик с синтезатором частоты и, часто, встроенный МП-3 плеер с внешней флешкой или картой памяти. Ну а в простейшем случае можно сделать примитивный однотранзисторный маломощный передатчик, сигнал которого приемник сможет принять при близком к его антенне расположении передатчика.
Схема адаптера показана на рисунке 4.

Схема представляет собой каскад генератора ВЧ на транзисторе VT1, работающего по ВЧ по схеме с общей базой, в базовую цепь которого подается модулирующий НЧ-сигнал.

Сигнал звуковой частоты от внешнего источника поступает на базу VT1 через конденсатор С4 и два резистора R1 и R2, служащими микшером стереоканалов. Так как схема очень простая и в ней нет никаких узлов, формирующих комплексный стереосигнал, на вход приемника поступит сигнал в монофоническом виде.

НЧ напряжение, поступая на базу транзистора VT1, изменяет не только его рабочую точку, но и емкость перехода. В результате получается смешанная амплитудно-частотная модуляция. Амплитудная модуляция эффективно подавляется в приемном тракте радиоприемника, а частотная детектируется его частотным детектором.

Частота ВЧ, на которой происходит трансляция, устанавливается контуром L1-C2. Фактически, антенны нет, – адаптер располагается в непосредственной близости от антенны приемника, и сигнал на неё поступает непосредственно с контурной катушки.
Контурная катушка L1 – бескаркасная, её внутренний диаметр 10-12 мм, намотана проводом ПЭВ 1,06, всего 10 витков. Настраивать контур можно как подстроечным конденсатором, так и сжатием -растягиванием витков катушки.
Питание – два элемента по 1.5V (3V).

Индикатор уровня.
Для правильного установления стереобаланса и недопущения перегрузки УНЧ и акустических систем желательно чтобы в составе УНЧ был индикатор уровня сигнала, поступающего на вход УНЧ.

С практической точки зрения, для самостоятельного изготовления, лучше всего индикатор на основе светодиодной шкалы, он и механически значительно прочнее стрелочного и проще и дешевле шкального мнемометрического.

На рисунке 5 показана схема индикатора на оба стереоканала. Он выполнен на основе микросхемы ТА7666Р.
Внутри ИМС ТА7666Р два усилителя с детекторами на выходах и по две линейки компараторов, по пять компараторов для каждого канала.

Коэффициент усиления каждого из усилителей можно устанавливать индивидуально подбором сопротивления резисторов R1 и R2. При указанной на схеме величине первая ступень светодиодов (НL1 и HL6) загорается при уровнях на входах 48 mV, вторая ступень (HL2, HL7) при 86 mV, третья ступень (HL3, HL8) при 152 mV, четвертая ступень (HL4, HL9) при 215 mV, пятая (HL5, HL10) при 304 mV. Способ отображения индикации -«Ьаг», то есть «столбик термометра», иначе говоря, чем больше сигнал, тем длиннее линейка из светящихся светодиодов.
Изменить чувствительность всегда можно подбором сопротивпений резисторов R1 и R2.

На основе этой микросхемы можно сделать своеобразное свето-динамическое устройство, например, составленное из концентрических кругов ламп накаливания или светодиодных лам, например применяемых в автомобильной оптике. В этом случае потребуется дополнительные мощные выходные каскады.

На рисунке 6 показана схема выходного каскада для работы на автомобильные светодиодные лампы. Используется оптопара с фототранзистором U1, её светодиод подключается вместо индикаторного светодиода.
HF1 – это автомобильная светодиодная лампа. Она мощная и для её коммутации используется мощный ключевой полевой транзистор VT1.

Читайте также:  Ламповый усилитель звука своими руками - схема
Ссылка на основную публикацию