Материал: МРБ 1109.(1986).[doc]

Конструктивно эквалайзер выполнен на унифицированной монтажной пла­те методом объемного монтажа (см. рис. 32). Переменные резисторы R4, R7, RIO, R13, R16 могут быть любого типа с функциональной зависимостью типа А. Конденсаторы С1, С2, С4, С5, С7, С8, С10, СП, С13 и С14 составлены из нескольких (для удобства настройки) типа КМ-5 или КМ-6. Помимо указан­ных на схеме можно применять ОУ К153УД1, К140УД7, К140УД8 и т. л. Вза­мен транзисторов КТ3102Д подойдут транзисторы типов КТ209, КТЗГ5, КТ342 и т. д. Однако надо стремиться использовать малошумящие транзисторы.

Налаживание собранного из исправных деталей эквалайзера при правильно выполненном монтаже сводится по существу к проверке его работоспособности, Питать эквалайзер можно от любого стабилизированного двухполярного источ» ника напряжением ±15 В, обеспечивающего ток в нагрузке 100 мА.

Рис. 57. Принципиальная схема пятиполосного эквалайзера набазе синтезированного последовательного контура

Октавный одиннадцатиполосный эквалайзер (рис. 58). Он имеет следующие оеновные технические характеристики:

Номинальное входное напряжение.......0,8 В

Количество частот регулирования.......11

Частоты регулирования..........30, 56, 104, 194,

360, 671, 1249, 2325, 4328, 8057, 15000 Гц

Пределы регулирования АЧХ........±12 дБ

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20 ... 20 000 Гц 0,1%

Перегрузочная способность, не менее ...... 10 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)......70 дБ

Входное сопротивление..........1 кОм

Выходное сопротивление..........1 кОм

Напряжение питания........... ±15В

Ток потребления............ 250 мА

Как правило, жилые комнаты имеют ограниченные размеры и, как любой ®амкнутый объем, они имеют резонансы на звуковых частотах. Например, пря­моугольная комната размерами 4,2X3,4X2,5 м имеет резонансы на частотах 40, §0 и 70 Гц, ниши и трубы отопления в ней дают резонансы на более высоких частотах. Обычно используемые регуляторы тембра обеспечивают плавное регу­лирование АЧХ, главным образом, на краях диапазона рабочих частот. Естест­венно, такая регулировка тембра не позволяет компенсировать комнатные резонансы.

Схема, приведенная на рис. 58, специально разработана для коррекции комнатных резонансов и резонансов акустических систем. Эквалайзер содержит одиннадцать активных полосовых фильтров, что позволяет получить достаточно гибкую АЧХ. Каждый фильтр Z содержит два конденсатора C1, C2, два резис­тора Rl, R2 и один операционный усилитель DA1. Резонансные частоты фильт­ров выбраны такими, что отношение частот соседних фильтров приблизительно равно 1,86 (см. далее табл. 3). При этом полосы пропускания фильтров пере­крываются так, чтобы обеспечить горизонтальную АЧХ всего регулятора, и ну­левой фазовый сдвиг в точках перехода фильтров. Это достигнуто тем, что фа­зовое опережение одного фильтра компенсируется фазовым запаздыванием другого. Добротность Q фильтров, дающая плоскую АЧХ, равна 1,25. При этом полоса пропускания эквалайзера по уровню — 3 дБ составляет 18 Гц...¹21 кГц. Добротность Q=l,25 предопределила усиление фильтра, которое в этом слу­чае должно быть равно 3 (R2/2R1).

Выходные сигналы полосовых фильтров объединяются на входе суммирую­щего усилителя на ОУ DA1. В среднем положении движков резисторов R4 АЧХ эквалайзера горизонтальна, а коэффициент передачи равен единице. Мак­симальная регулировка АЧХ в полосе каждого фильтра составляет ±12 дБ и определяется резисторами R3 и R4.

Рис. 58. Принципиальная схема одиннадцатиполосного эквалайзера

Для монтажа микросхем DA1 используются переходные печатные платы (рис. 59), которые затем размещают на плате полосовых фильтров (рис. 60). Это позволяет без изменений на основной плате фильтров применять различ­ные типы микросхем со своими цепями коррекции. На каждой переходной плате устанавливают по два ОУ.

На отдельной печатной плате (рис. 61) смонтированы регулировочные ре­зисторы R4 (СПЗ-22). Применение этого типа резисторов объясняется тем, что эквалайзер будет находиться внутри корпуса усилителя и, будучи настроен­ным для конкретных помещения и акустической системы постоянно, не пере­страивается. Для изменения тембра звучания предполагается использование обычной регулировки тембра, которая вводится в предварительный усилитель. Низкое выходное сопротивление фильтров позволяет установить обычные движ­ковые или осевые переменные резисторы на некотором расстоянии от платы фильтров без опасения ухудшения работы из-за наводок.

Помимо указанных на схеме микросхем можно использовать любые ОУ об­щего применения с соответствующими цепями коррекции. Номиналы конденса­торов фильтров приведены в табл. 3. Конденсаторы должны иметь точность не хуже 5%, резисторы — не хуже 2%. Для упрощения настройки часть емкостей фильтров составлена из двух конденсаторов.

Налаживание собранного из исправных деталей узла сводится к проверке его работоспособности. Необходимо тщательно проверить отсутствие самовоз­буждения устройства во всех положениях органов регулирования тембра. Эква­лайзер питается от стабилизированного двухполярного источника напряжением ±15 В, обеспечивающего ток в нагрузке не менее 250 мА.

Рис. 59. Печатная (а) и монтажная (б) переходные платы одиннадцатиполосного эквалайзера

Рис. 60. Печатная (а) и мотажная (б) платы полосовых фильтров одиннадцати­полосного эквалайзера

Рис. 61. Печатная (а) и монтажная (б) платы регулировочных резисторов одиннадцатиполосного эквалайзера

Параметрический эквалайзер на ОУ К153УД2 (рис. 62). Он имеет следую­щие основные технические характеристики:

Номинальное входное напряжение...... 0,8 В

Количество частот регулирования ...... 2

Частоты регулирования......... 40 ... 1200 и

1200... 15000 Гц

Пределы регулирования АЧХ....... ±16 дБ

Пределы регулирования ширины полосы пропускания

фильтров ............. 0,3... 3,6 октавы

Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20...

...20000 Гц, не более......... 0,1%

Перегрузочная способность, не менее..... 10 дБ

Отношение сигнал-шум (невзвешенное), не менее . . 70 дБ

Входное сопротивление......... 20 кОм

Выходное сопротивление......... 1 кОм

Напряжение питания.......... ±15 В

Ток потребления.........-. . 120 ±.10 мА

Точность регулирования АЧХ звукового тракта при использовании много-полосного эквалайзера значительно повышается при увеличении числа частот­ных полос, в которых производится раздельная коррекция. Однако в результа­те этого он становится довольно сложным и дорогим узлом звуковоспроизводя­щего тракта.

Таблица 3

На рие. 62 приведена схема параметрического эквалайзера, который содер­жит всего две частотные полосы, но по точности коррекции АЧХ он не уступает обычным эквалайзерам с числом полос 5 — 8. Широкий диапазон регулирования здесь достигается тем, что в каждом из двух полосовых фильтров, кроме ре­гулятора глубины коррекции, введены регуляторы добротности и резонансной частоты. То ееть обеспечена возможность как точной настройки каждого фильт­ра на определенную частоту, так и регулирования усиления и полосы пропус­кания каждого фильтра. Частоту настройки ФНЧ можно изменять от 49 до 1200 Гц, ФВЧ от 1,2 до 15 кГц. Полоса пропускания каждого фильтра пере­страивается в интервале от 0,3 до 3,6 октавы. Этот темброблок можно исполь­зовать и как обычное устройство регулировки тембра, зафиксировав частоты настройки и ширину полосы пропускания каждого фильтра. Схемотехнически оба фильтра построены по одинаковой схеме на базе активных фильтров, поэтому работу схемы можно рассмотреть на примере работы ФНЧ.

Операционный усилитель DA2 включен как суммирующий инвертор. На его инвертирующий вход поступают входное напряжение через резистор R9 и на­пряжение с выхода полосового фильтра, выполненного на двух ОУ DA1 и DA3. Напряжение на входе полосового фильтра определяется положением движка переменного резистора R10, которым изменяют амплитуду и фазу сигнала, пода­ваемого на вход фильтра. Если фаза сигнала положительна, то на инверсном входе (на выводе 2) микросхемы DA2 происходит суммирование сигналов, если фаза еигнала отрицательна — ослабление входного сигнала. Резонансную час­тоту фильтра перестраивают сдвоенным переменным резистором R6.1, R6.2. По­лосу пропускания фильтра регулируют сдвоенным переменным резистором R4A и R4.2.

Параметрический эквалайзер смонтирован на унифицированной монтажной. плате методом объемного монтажа. Помимо указанных на схеме микросхем можно также использовать ОУ К153УД1, КД40УД7, К140УД8 и другие общего применения с соответствующими цепями коррекции: переменные резисторы RIO, R25, R6, R21 — СПЗ-23 с линейной зависимостью (типа A), R4, R19 — Q функциональной зависимостью (типа В); остальные резисторы — МЛТ-0,25; кон­денсаторы — К.М-5, К.50-6.

При правильно выполненном монтаже и исправных компонентах эквалай­зер работает практически без настройки и налаживание сводится лишь к про­верке его работоспособности. Для питания следует использовать двухполяр-ный стабилизированный источник напряжением ±15 В, обеспечивающий ток а нагрузке не менее 150 мА.

Рис. 62. Принципиальная схема параметрического эквалайзера

Квадрапреобразователи

Для усиления действий стереоэффекта, таких как увеличение локали­зации звуков по глубине, расширение площади действия стереоэффекта, созда­ние точного ощущения «атмосферы зала», создаются четырехканальные квад­рафонические системы звуковоспроизведения. В зависимости от числа записан­ных и воспроизводимых каналов они делятся на три типа:

полная или дискретная квадрафоническая система со структурой «4-4-4» — четыре канала записи, четыре канала передачи и четыре канала воспроизведения;

квазиквадрафоническая система со структурой «4-2-4» — четыре канала за­писи, два канала передачи и четыре канала воспроизведения;

псевдоквадрафоническая система со структурой «2-2-4» — два канала записи, два канала передачи и четыре канала воспроизведения.

Широкому использованию квадрафонических систем препятствуют сообра­жения экономического характера, так как четырехканальные носители первич­ной звуковой информации вееьма дороги. Что касается усилителей и акустиче­ских систем, то здесь принципиальных затруднений в реализации квадрафонии кет. Для широкого применения полной квадрафонии пока не хватает соответст­вующих источников сигнала, т. е. передач в эфире, записей на грампластинках. Наиболее просто осуществить запись и воспроизведение квадрафонических сигналов при наличии четырехканального магнитофона. Среди полных квадра­фонических систем грамзаписи наиболее известной является система CD-4, предложенная фирмой JVC-Victor (Япония). Грамплаетинки, изготовленные по системе CD-4, можно проигрывать на обычных моно- и стереофонических про­игрывателях, т. е. эта система является совместимой.

Одной из известных систем квазиквадрафонии является матричная, типич­ные представители которой строятся на основе метода SQ, предложенного фир­мой CBS, и метода QS фирмы Sansui [11]. Эта система дает возможность а помощью существующих стереоприемников и усилителей принимать и воспро­изводить квадрафонические передачи. Системы SQ и QS обеспечивают совмес­тимость квадрапластинок с обычными и не требуют, в отличие от системы CD-4, специальных звукоснимателей.

Также известна отечественная система ABC, являющаяся разновидностью квазиквадрафонии [14]. Ее основное отличие от других известных систем со-сюит в расположении громкоговорителей по системе «трапеция» и в значении коэффициентов кодирования и декодирования. Декодер в системе ABC не со­держит широкополосных фазовращателей и элементов логики. По качеству зву­чания она не уступает системам SQ и QS. Система ABC также является сов­местимой с обычной стереофонией.

В системах псевдоквадрафонии, как правило, используются узлы, позволяю­щие выделить из сигналов стереоканалов информацию, имитирующую эффект отражения в зрительном зале. Для этих целей используются устройства выде­ления разностного сигнала левого и правого каналов и широкополосные фазо­вращатели. Несмотря на свою простоту, псевдоквадрафония обеспечивает за-кетное расширение стереозоны и создает эффект присутствия в зрительном за­ле. Далее описываются несложные квадрапреобразователи различных систем, позволяющие получить эффект квадрафонического звучания.

Квадрапреобразователь на ОУ К153УД2, у которого используется фазовра­щатель и суммарно-разностная матрица (рис. 63). Он имеет следующие основ­ные технические характеристики:

Входное напряжение:

номинальное............ 0,8 В

максимальное...........8 В

Номинальный диапазон частот . . . . . . . . 20... 30 000 Гц

Коэффициент гармоник.......... 0,2%

Отношение сигнал-шум (невзвешенное)...... 70 дБ

Входное сопротивление.......... 100 кОм

Напряжение питания........... ±15 В

Ток потребления............ 50 мА

Часто в качестве псевдоквадрафонического преобразователя применяются дисперсионные фазовращатели — устройства, фазовая характеристика которых описывается выражением ф= — arctgwt, (w = 2пf — круговая частота, t=RC — постоянная времени фазового контура), а АЧХ равномерна во всем диапа­зоне рабочих частот.