korektor graficzny 5 kanałowy.pdf

equalizer 5 − kanałowy

2490

Właściwości:

* niski koszt

* możliwość dołączenia potencjome−

trów suwakowych

* samodzielne urządzenie lub moduł

do wbudowania

* zasilanie napięciem stałym lub

zmiennym

* nie wymaga uruchamiania

W praktyce okazuje się, że amatorzy wy−

korzystują equalizery nie do wyrównywania

charakterystyki częstotliwościowej, tylko do

uwypuklania niektórych części pasma (zwy−

kle dolnej i górnej).

Do takich celów znakomicie nadaje się

opisywany pięciopunktowy korektor.

Znajdzie on szereg zastosowań, zarówno

w sprzęcie audio własnej konstrukcji, jak i ja−

ko dodatek do istniejących instalacji audio.

Equalizery, które wyposażone są w poten−

cjometry suwakowe, słusznie nazywane są

graficznymi korektorami charakterystyki

częstotliwościowej. Graficznymi dlatego, że

ustawienie potencjometrów wizualnie poka−

zuje przebieg charakterystyki częstotliwo−

ściowej.

winien umożliwić nie tylko stłumienie dane−

go pasma, ale też jego podbicie. Z tego

względu nie może to być najprostszy regula−

tor składający się wyłącznie z potencjometru

i filtru. Trzeba zastosować wzmacniacz ope−

racyjny. Powszechnie stosuje się tu charakte−

rystyczny sposób dołączenia potencjometru

i filtru, pokazany na rysunku 2 . Działanie

jest w sumie bardzo proste. Jak wiadomo,

idealny szeregowy obwód rezonansowy przy

swej częstotliwości środkowej przedstawiał−

by sobą rezystancję równą zeru. Inaczej

mówiąc, dla "swoich" częstotliwości byłby

zwarciem. Dla innych częstotliwości, zarów−

no większych, jak i mniejszych, obwód rezo−

nansowy stanowi jakąś znaczną oporność.

Do czego to służy?

Należy po raz kolejny przypomnieć, że equa−

lizer zgodnie ze swą nazwą służy do wyrów−

nywania charakterystyki częstotliwościowej

systemu elektroakustycznego (ang. equalize −

wyrównywać). Chodzi głównie o skorygo−

wanie charakterystyki pomieszczenia odsłu−

chowego i kolumn. Jak wiadomo, w każdym

pomieszczeniu występują odbicia i powstają

rezonanse − w rezultacie niektóre fragmenty

pasma akustycznego są odtwarzane głośniej,

inne ciszej niż zaplanował to realizator na−

grania. Istotne znaczenie ma też charaktery−

styka, a nawet ustawienie głośników (ko−

lumn).

Equalizer pozwala skorygować te niedo−

skonałości i uzyskać jednakową charaktery−

stykę przetwarzania tonów w całym paśmie.

Profesjonaliści z reguły używają equalizerów

31−punktowych, tak zwanych tercjowych.

Całe pasmo akustyczne podzielone jest tam

na 31 zakresów i 31 potencjometrów pozwa−

la niezależnie regulować charakterystykę

w każdym zakresie. W takich profesjonal−

nych systemach equalizer lub korektor inne−

go rodzaju, tak zwany parametryczny, może

też przy okazji pełnić rolę eliminatora sprzę−

żeń akustycznych, ale to już inny temat.

W systemach amatorskich nie ma potrze−

by stosowania tak rozbudowanego sprzętu.

Wystarczy kilkupunktowy equalizer, który

skoryguje główne wady systemu.

Jak to działa?

Działanie equalizera wydaje się bardzo trud−

ne do zrozumienia. W rzeczywistości jest

bardzo proste. W każdym equalizerze muszą

występować filtry wydzielające poszczegól−

ne pasma częstotliwości. Z reguły są to sze−

regowe obwody rezonansowe LC. Idealny

obwód LC zawiera idealną cewkę i idealny

kondensator, natomiast w rzeczywistym ob−

wodzie rezonansowym trzeba uwzględnić re−

zystancję uzwoje−

nia cewki i inne

szkodliwe czynni−

ki, które na sche−

macie zastępczym

są reprezentowa−

ne przez rezystan−

cję Rs − zobacz

rysunek 1 .

Korektor musi

zawierać element

regulacyjny − po−

tencjometr. Po−

tencjometr ten po−

Rys. 2

Rys. 1

Gdy więc suwak jest przesunięty do punktu

na rysunku 2 oznaczonego X, wtedy dla sy−

gnałów z tego pasma w idealnym przypadku

nastąpi zwarcie wejścia nieodwracającego

do masy i na wyjście nie przejdzie żaden sy−

gnał. Ilustruje to rysunek 3a . Przy ustawie−

niu suwaka w punkcie oznaczonym Y, do

masy zostanie zwarte wejście odwracające,

co teoretycznie spowoduje nieskończenie

wielkie wzmocnienie sygnałów o częstotli−

wości rezonansowej obwodu LC. Ilustruje

to rysunek 3b oraz narysowany nieco ina−

czej rysunek 3c . W środkowym położeniu

Elektronika dla Wszystkich

Korektor graficzny

suwaka wzmocnienie będzie równe 1, o ile

tylko rezystancje RA, RB będą równe. Ilu−

struje to rysunek 3d i narysowany inaczej

rysunek 3e .

Każdy rzeczywisty obwód rezonansowy

przy swej częstotliwości rezonansowej

(i w jej pobliżu) zachowuje się jak rezystan−

cja o niewielkiej wartości. Nie uzyska się

więc ani całkowitego stłumienia, ani nie−

skończonego wzmocnienia sygnałów o żad−

nej częstotliwości. Niemniej możliwa jest re−

gulacja: zarówno tłumienie, jak i podbijanie

danego pasma częstotliwości.

Od dawna w obwodach rezonansowych

LC equalizerów zamiast kłopotliwych kla−

sycznych cewek stosuje się tak zwane aktyw−

ne indukcyjności. W droższych układach

każda aktywna indukcyjność zawiera jeden

wzmacniacz operacyjny. Rysunek 5b poka−

zuje realizację aktywnej indukcyjności.

Przez dobór elementów można uzyskać po−

trzebne wartości indukcyjności i dobroci.

W prostszych układach wzmacniacz ope−

racyjny, który pracuje jako nieodwracający

bufor, można zastąpić wtórnikiem emitero−

wym − patrz rysunek 5c .

zmniejsza on wzmocnienie częstotliwości spo−

za pasma akustycznego. Z kolei obwody R1,

C1 oraz C14, R22 odcinają składową stałą,

dzięki czemu wejście i wyjście w spoczynku

mają potencjał minusa zasilania, czyli masy.

Układ zasilany jest pojedynczym napię−

ciem, stabilizowanym za pomocą układu U2.

Dzięki dobrej stabilizacji, skutecznie wyeli−

minowane są problemy z przesłuchem i szu−

mami przechodzącymi przez obwody zasila−

nia. Ze względu na obecność obwodów stabi−

lizacji, stałe napięcie zasilania, podawane na

punkty P, O, nie może być mniejsze niż 12V.

Przy mniejszych napięciach stabilizator U2

nie spełni swojej roli i do układu będą się

przedostawać "śmieci" z szyn zasilających.

Dzięki diodzie D1 i stosunkowo dużemu

kondensatorowi C16, moduł może też być

zasilany napięciem zmiennym o wartości

11...17V.

Układ zapewnia regulację poszczegól−

nych pasm częstotliwości w zakresie około

±12dB. Nominalne częstotliwości poszcze−

gólnych zakresów wynoszą 100Hz, 330Hz,

1kHz, 3,3kHz, 10kHz.

Egzemplarz modelowy pokazany na foto−

grafii, zawierający standardowe kondensato−

ry i rezystory, ma częstotliwości środkowe

wynoszące dokładnie 93Hz, 308Hz, 985Hz,

3,4kHz i 10,9kHz. Całkowity zakres regula−

cji w tych pasmach wynosi odpowiednio:

25dB, 23dB, 22,9dB, 22,3dB, 22,7dB. Mo−

duł pracuje poprawnie przy napięciu zasilają−

cym co najmniej 11,7V. Wtedy stabilizator

U2 daje napięcie 9,05V. Maksymalny nie−

zniekształcony sygnał

ma amplitudę aż 6,6Vpp,

co daje duży zapas.

Rys. 3

Rys. 4

Montaż i

uruchomienie

Układ można zmonto−

wać na płytce drukowa−

nej, pokazanej na

rysunku 7 . Montaż nie

Rys. 5

REKLAMA . REKLAMA . REKLAMA

I tak doszliśmy do schematu ideowego na−

szego modułu, pokazanego na rysunku 6 .

Można na nim łatwo zidentyfikować kluczowe

elementy z rysunku 4: wzmacniacz operacyjny,

rezystory RA, RB i obwody rezonansowe. Jak

widać, wykorzystano tu pięć jednakowych ob−

wodów z aktywną indukcyjnością zawierającą

wtórnik emiterowy. Układ zasilany jest poje−

dynczym napięciem, ma więc obwód sztucznej

masy, zrealizowany za pomocą elementów

R19, R20, C12. Trzeba w nim zastosować sto−

sunkowo małe wartości rezystorów ze względu

na prądy baz tranzystorów. Z tego względu,

a także z uwagi na właściwości wzmacniacza

operacyjnego, rezystor R18 pełni tylko rolę po−

mocniczą i polaryzuje wejścia wzmacniacza

operacyjnego napięciem stałym. Kondensator

C13 nie jest konieczny − na wszelki wypadek

W typowym equalizerze występuje kilka

do kilkudziesięciu potencjometrów i obwo−

dów LC. Rysunek 4 pokazuje schemat pod−

stawowy typowego equalizera. Właściwości

i możliwości regulacji określone są przez ob−

wody rezonansowe, a ściślej przez ich rezy−

stancję szeregową Rs i dobroć.

Elektronika dla Wszystkich

Wykaz elementów

Rys. 6

Moduł przystosowany jest do różnego ty−

pu potencjometrów montażowych. Dlatego

doskonale nadaje się do wbudowania w urzą−

dzenie. Oczywiście za pomocą przewodów

można dołączyć inne potencjometry: obroto−

we lub suwakowe. Ze względu na możliwość

zbierania zakłóceń, przewody te powinny

być jak najkrótsze (do kilku centymetrów).

Ω

R2,,R21 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .6,,8k Ω

R3−R7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .56k

sprawi trudności. Należy tylko zwracać bacz−

ną uwagę na prawidłową biegunowość ele−

mentów, zwłaszcza kondensatorów elektroli−

tycznych, diody i układu scalonego U1. Ele−

menty warto zmontować w kolejności od naj−

mniejszych do największych, zaczynając od

zaznaczonych na płytce zwór. Układ scalony

U1 należy włożyć do podstawki na samym

końcu, po zmontowaniu całości.

Układ nieprzypadkowo oznaczono jedną

gwiazdką − zmontowany prawidłowo ze

sprawnych elementów działa od razu i nie

wymaga żadnego uruchamiania.

Moduł może być wykorzystany w samo−

dzielnie konstruowanych urządzeniach au−

dio. Można go też zastosować do wzbogace−

nia istniejącego systemu audio. Do budowy

układu stereofonicznego potrzebne są dwa

takie moduły.

Jak podano wcześniej, moduł można zasi−

lać napięciem stałym, co najmniej 12V lub

zmiennym.

Aby uzyskać optymalne parametry szumo−

we, sygnały, podawane na wejście oznaczone

A, powinny mieć poziomy rzędu 100mV...1V.

Przy takich poziomach nie trzeba się martwić

o szumy − można śmiało przyjąć, że moduł nie

wprowadza własnych szumów.

Ω

R13−R17,,R20 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,,7k Ω

R18 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k

Możliwości zmian

Układ w wersji podstawowej doskonale

nadaje się do większości zastosowań. Tylko

w wyjątkowych przypadkach należy go mo−

dyfikować.

Uzyskany zakres regulacji (ok. 24dB) jest

wystarczający. Aby go zmienić, można

spróbować wymienić R2, R21 (2,2..22kΩ),

przy czym oba te rezystory powinny mieć

jednakowe wartości.

Jeśli ktoś chce, może zastosować poten−

cjometry o innej wartości z zakresu

4,7...100k

Ω

R19 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .3,,9k Ω

PR1−PR5 . . . . . . . . . . . . . . . .10k

Ω

PR miiniiatturowy

F/25V

C2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .47nF folliiowy MKT

C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1 µ F folliiowy MKT

C4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .15nF folliiowy MKT

C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .330nF folliiowy MKT

C6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .4,,7nF folliiowy MKT

C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100nF folliiowy MKT

C8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1,,5nF folliiowy MKT

C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .33nF folliiowy MKT

C10 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470pF ceramiiczny

C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10nF folliiowy MKT

C12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100

, ale charakterystyka regulacji

z proponowaną wartością (10k

Ω

) wydaje się

F/16V

C13 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .220p ceramiiczny

C16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .470

optymalna.

Przy zasilaniu napięciem stałym można

diodę D1 zastąpić zworą, co pozwoli zasilać

moduł nieco niższym napięciem (od 11V).

Można też zrezygnować ze stabilizatora,

czyli nie montować elementów D1, C16, U2,

a dobrze filtrowane napięcie zasilające

(9...16VDC) podać wprost na kondensator

C15.

F/25V

Rys. 7 Schemat montażowy

Półprzewodniki

D1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1N4148

Jeśli wyjątkowo po−

trzebne byłyby sygnały

o większych pozio−

mach, można zastoso−

wać stabilizator na na−

pięcie 12, 15 czy 24V.

W zestawie AVT prze−

widziano kondensatory

elektrolityczne umożli−

wiające zasilanie na−

pięciem do 25V.

T1−T5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .BC548B

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .TL081

U2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .78L09

Kompllett podzespołłów z płłyttką

jjestt dosttępny w siiecii handllowejj AVT

jjako kiitt szkollny AVT−2490

Piotr Górecki

Elektronika dla Wszystkich

Rezystory

R1,,R22 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .100k

R8−R12 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .1k

Kondensatory

C1,,C14,,C15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . .10

Ω

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: