payaem.ru

Паяем — Все о электронике

Сделать восьмиполосный эквалайзер своими руками

Здравствуйте.

Эквалайзер (регулятор тембра), описание его предоставлено в данной статье, он используется, чтобы повышать качество звука звуковоспроизводящей аппаратуры, в особенности, в обыкновенных жилых помещениях. Данная конструкция мо жет пригодиться как обычным аудиолюбителям, так и тем, кто за нимается использованием аудиоаппаратуры на профессиональном уровне.

Современные качественные усилки и акустические системы дают высокую вер ность звучания в обширных помещениях с хоро шей акустикой. Но акустические свойства жи лых комнат, в частности небольших размеров, зачастую бывают далеко не оптимальны, они не выдают высокую верность звуковоспроизведения даже если имеется трёхполосная импортная акустическая система высокого класса и качестве нный усилок. В любой точке таких помеще ний происходит такое явление, как интерференция звуковых волн (другими словами сложение их с разными фазами), которые выходят непосредственно из акустических систем и отражаются от стен, потолка, пола, мебели. При этом на некоторых частотах появляются стоячие волны (другими словами это пучности и провалы интенсивности звука) с неравномерностью до 20 дБ, поэтому нужно регулировать АЧХ аудиосистемы в опреде лённых полосах частот. Регулировка АЧХ необхо дима, чтобы компенсировать недостатки в наиболее известных двухполосных акустических системах. В этих акустических системах обычно есть про вал АЧХ на средних частотах из — за не совсем качественных электрических разделительных фильтров, их характеристики повысить в качестве очень трудно. Чтобы регулировать АЧХ применяют регуляторы тембра и эквалайзеры. Более простенькие двухпо лосные регуляторы тембра не дают возможности в полной мере справляться с подобными задачами. При подъёме уровня НЧ (20 — 40 Гц) одновре менно усиливаются сигналы в полосе 80 — 200 Гц. Это положение может исправить только эквалайзер (перевод с англ. — «выравниватель»), то есть многополосный регулятор, который устана вливает нужный коэффициент передачи в узкой полосе частот.

Имеются активные и пассивные эквалайзе ры. У каждого типа есть свои преимущества и недо статки. Главный недостаток активных регуляторов тембра, это то что в них используется глубокая частотнозависимая отрицательная обратная связь (ООС), это даёт большие дополнительные ис кажения (интермодуляционные, перекрёстные и т. п.), которые они вносят в регулируемый сигнал. Более часто применяемые для усиления сигналов операционные усилки (ОУ) имеют несколько недостатков:

  • Низкая частота среза не даёт возможность с высокой верностью передавать фронты импульсного сигнала.
  • Так называемые, динамические искажения, которые связаны с переходными процессами в охвачен ных общей ООС цепями.
  • Склонны к самовозбуждению.
  • Повышенные нелинейные искажения.

Как правило, качество звука зависит как от амплитуд гармоник различного порядка, так и от соотношения между ними. Лучше, чтобы с ростом номера гармоники её амплитуда довольно быстро убывала, иначе звук ста новится резким, с «металлическим» оттенком. Во некоторых случаях применение ОУ не всегда приемлемо, а специальные качествен ные ОУ стоят гораздо больше (в десятки раз и больше) и не всегда доступны. По этой причине сейчас в звуковоспроизводя щей аппаратуре зачастую стали применять пассивные регуляторы тембра. Однако у них тоже есть свои недостатки. Первый недостаток — это значи тельное ослабление сигнала. По этой причине усиливать ослабленный сигнал по любому придётся, скорее все го, при помощи тех же ОУ, но уже в широкой поло се частот. Тогда уже будут сказываться шумо вые свойства этих ОУ. Исходя из этого появляется смысл попробовать как нибудь сделать лучше свойства самих актив ных регуляторов тембра. Чтобы уменьшить интермодуляционные и перекрестные искажения, которые вызваны из — за взаимного влияния частотных каналов эквалайзера друг на друга можете попробовать применить уже давно известный способ — это дополни тельное разделение каналов. Предлагается применить два эквалайзера — один для НЧ, а другой для ВЧ. К примеру, можете применить низкочастотный эквалайзер с четырь мя полосами регулирования с граничными часто тами: 70, 200, 500 и 1000 Гц и высокочастотный с четырьмя полосами с граничными частотами: 2, 5, 10 и 16 кГц. Разумеется разделение полос и их ко личество субъективно (это как говорится дело вкуса и слуха). Потом сигналы эквалайзеров надо объединить и подать на вход высококачественного усилка мощности. Здесь попутно можете попытаться «убить» ещё одного «зайца»: то есть не объединять сигналы, а применить два отдельных полосовых усилка, низко частотный со своей акустической системой (без полосовых фильтров) и высокочастотной со своей акустической системой.

В эквалайзерах как правило применяются полосо вые фильтры с различными резонансными частотами, и у них могут быть разные добротности в зави симости от качества радиоэлектронных элементов и разброса их характеристик. По этой причине параллельное включение фильтров с последующим суммированием, используемое в графических эквалайзерах, не даст получить линейную АЧХ в средних положениях регуляторов тембра по причине несогласованности частот среза и добротностей АЧХ фильтров (это же можно отнести и к пассивным ре гуляторам тембра). На практике из — за этого может случится нарушение стереобаланса. Пригод ной для практического применения считается схема включения фильтров в цепь дополнительной ветви ООС операционного звена инвертирующе го усилителя (рисунок 1), которая образована при помощи резисторов R4 и R5. В полосе задерживания полосового фильтра Z1 коэффициент передачи устройства K=–R2/R1 не зависит от соотношения сопротивле ний резисторов R4 и R5. На резонансной частоте F регулятор R4, R5 вместе с фильтром Z1 и ре зистором R1 создают контур ОС, действие которой эквивалентно подключению параллельно ре зистору R1 резистора с сопротивлением R3K(F) при условии R4=0 и подключению параллельно ре зистору R2 резистора с сопротивлением R3K(F)при условии R5=0. Поэтому глубина регулировки тембра в децибелах находится в пределах:

Если R1/R2=R4/R5, то это имеет место на средних положениях регуляторов тембра, фильтр Z1 и резистор R3 оказываются включенными в ди агональ сбалансированного моста, по этой причине АЧХ устройства принципиально линейна. Это же свойство сохраняется и для произвольного числа дополнительных ветвей ОС с фильтрами, которые имеют любые добротности и резонансные частоты.Чтобы на практике реализовать предлагаемый эквалайзера можете применить специальные микросхемы, которые разработаны популярными зарубежными фирмами. Плюс этих изделий заключается в том, что у них низкая стоимость. На иболее доступные микросхемы LA3600 (компании Sony) и BA3822LS (компании Rohm). Микросхемы представляют из себя пятиполосные эквалайзеры, только первый из них одноканальный, а второй — двухканальный. В этих микросхемах применяются полосовые филь тры, которые показаны на рисунке 1. Фильтры сделаны из пары конденсаторов C1 и C2 и переменного рези стора, коорый позволяет менять усиление на часто те настройки приблизительно на ±10 дБ. Центральную частоту настройки можете ме нять при помощи выбора ёмкости конденсаторов C1 и C2. Чтобы расчитать фильтры указанных микросхем можете воспользоваться простой формулой, чтобы определить эту частоту:

где R6 = 1.2 кОм, R7 = 68 кОм — сопротивления внутренних резисторов микросхемы.Напряжение для питания микросхемы BA3822LS от 5 до 14 Вольт. Чтобы минимизировать нелинейные искажения, которые по паспортным данным не должны быть больше 0,1% (при максимальном напряжении питания), желательно подать среднее значение напряжения, к примеру 9.5 Вольт. При мень шем напряжении питания заметно понижается коэффициент усиления. Потребляемый ток довольно незначительный (7 — 8 мА). Входное сопротив ление — 10 кОм.

Электрическая принципиальная схема эквалай зера представлена на рисунке 2, вид его в корпусе показан на фото 1, с открытым корпусом — на фото 2. В этом эквалайзере применяется пара микросхем BA3822LS: одна для НЧ, другая для ВЧ. Схема достаточно простая и дополнительные пояснения не нужны. Чтобы повысить качество работы эква лайзера было решено не применять полярные электролитические конденсаторы. Все конденса торы плёночные, кроме выходных С21, С22, С121 и C122. В этих позициях применялись неполярные электролитические компании Jamicon, на их корпусе особая маркировка — «NP», а белая минусовая полоса отсутствует. Разумеется, если по зволяют габариты устройства, то желательно их поменять на плёночные. Чтобы уменьшить влияния перекрёстных искажений печатная плата не изготавливалась, всё делали навесным монтажом при помощи тонкого провода. Для того чтобы устранить возможные са мовозбуждения конденсаторы C25 и C125 лучше подпаять непосредственно между вывода ми 23 и 24 микросхем. После того как эквалайзер был собран он заработал почти нормально. Пришлось только по добрать ёмкости конденсаторов фильтра на 16 кГц. Качество звучания оказалось довольно хорошим.Это всё. До свидания.

Добавить комментарий

Ваш e-mail не будет опубликован. Обязательные поля помечены *