|
Arabic
Bengali
Chinese
English
French
German
Hebrew
Hindi
Italian
Japanese
Korean
Malay
Polish
Portuguese
Spanish
Turkish
Ukrainian
Vietnamese
ENCYKLOPEDIA RADIOELEKTRONIKI I INŻYNIERII ELEKTRYCZNEJ Hi-Fi i regulacja głośności. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki
Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Tranzystorowe wzmacniacze mocy Zacznę może od cytatu: "Zadanie regulacji poziomu sygnału - czyli "głośności" - jest jednym z najtrudniejszych problemów w obwodach urządzeń audio" [1]. Tutaj autor, znacznie upraszczając problem, utożsamia takie pojęcia jak „poziom sygnału” i „głośność”, a następnie opisuje swoją kontrolę poziomu. Poziom sygnału to pojęcie z dziedziny obwodów dla wzmacniaczy częstotliwości audio (i nie tylko). Stosowane są tutaj terminy „regulacja poziomu” lub „kontrola wzmocnienia”. A głośność to pojęcie z dziedziny akustyki fizjologicznej, gdzie używa się „głośności”, „poziomu głośności” itp. [2]. Pojęcie „głośności” jest znacznie bardziej skomplikowane niż termin „poziom sygnału”, używany przez inżynierów dźwięku i inżynierów dźwięku i oznaczający wielkość napięcia (w woltach lub decybelach) w różnych punktach ścieżki wzmacniającej dźwięk. Regulatory poziomu, w przeciwieństwie do regulatorów głośności, są urządzeniami niezależnymi od częstotliwości. Istnieje nawet coś takiego jak „cienko skompensowana regulacja głośności” (pachnie tautologią!), oznaczająca regulację uwzględniającą właściwości słuchu. Warto wspomnieć o określeniu „fizjologiczna regulacja głośności”, zbliżonym do wspomnianego przed chwilą. Niewątpliwie regulatory głośności w sprzęcie Hi-Fi są z reguły słabo skompensowane, czyli fizjologiczne. Nie będziemy rozważać sprzętu „high-end” (Hi-End), ponieważ wszelkie zachcianki snobów są tam spełniane za duże pieniądze. Luksus jest koniecznością! Wiadomo, że czułość ucha ludzkiego zależy od częstotliwości [3], a zatem jednakowo odbierana głośność dźwięku przy różnych częstotliwościach odpowiada różnym poziomom ciśnienia akustycznego. Graficznie zależność tę ilustrują „krzywe równej głośności” (rys. 1). Aby zapewnić wysoką jakość odtwarzania określonego programu dźwiękowego, konieczne jest, skupiając się na równych krzywych głośności, aby zrekompensować odpowiadające im różnice we wrażliwości słuchu. To zadanie ma na celu wykonanie regulacji głośności z cienką kompensacją [2].
Jednak zaprojektowanie takiego regulatora nie jest łatwe. Chodzi o to, że kształt krzywych jednakowej głośności jest niejednoznaczny. Zależy to od wielu czynników, w szczególności od właściwości akustycznych pomieszczenia odsłuchowego, obecności szumów maskujących, charakterystyki słuchu słuchacza itp. W rezultacie ton skompensowanej regulacji głośności, która jest konieczna w takim czy innym przypadku, również okazuje się niejednoznaczny. A jednak, zdaniem słuchaczy, dobre wyniki można uzyskać stosując krzywe wzorcowe równej głośności czystych tonów dla płaskiej fali dźwiękowej. Należy je jednak dostosować, kierując się poniższymi uwagami. Podczas słuchania audycji muzycznych poziom głośności zwykle nie przekracza 90 fonów i może być przez słuchacza zredukowany do progu słyszalności lub do poziomu hałasu w pomieszczeniu. Dla ścisłości przyjmujemy zakres regulacji głośności przy częstotliwościach 1...2 kHz równy 80 dB. Przyjmiemy, że charakterystyka częstotliwościowa regulatora jest liniowa, a program muzyczny jest zrównoważony barwowo w pozycji regulatora odpowiadającej maksymalnej głośności (80 fonów). Przejście z tego poziomu głośności na inny, np. 60 fonów, wymaga korekty odpowiedzi częstotliwościowej regulatora. Aby otrzymać z skorygowanej zależności na rys. 1, rysujemy poziomą linię przez podział 80 dB na osi L (pokazanej linią przerywaną). Następnie mierzymy odległości od tej prostej do kilku punktów leżących na krzywej jednakowej głośności 80 von. Ponadto odległości te są określone od odpowiednich punktów na krzywej równej głośności 60 von. Poprzez otrzymane w ten sposób nowe współrzędne rysujemy krzywą, która będzie dopasowaną charakterystyką częstotliwościową regulatora w pozycji odpowiadającej poziomowi głośności 60 fonów. Podobnie względem krzywej równej głośności 80 fon. skorygowane odpowiedzi częstotliwościowe są konstruowane przy poziomach głośności 40 i 20 (0) tła, i uzyskuje się rodzinę odpowiedzi częstotliwościowych regulatora głośności wymaganych do prawidłowej głośności. W zakresie głośności 3 dB pokazano to na ryc. 80 (ciągłe grube linie).
Teraz konieczne jest zbudowanie słabo skompensowanej regulacji głośności, której rodzina odpowiedzi częstotliwościowych w najlepszy możliwy sposób zbliża się do wymaganej. W zakresie częstotliwości poniżej 2 kHz krzywą odpowiadającą minimalnemu wzmocnieniu można przybliżyć za pomocą odpowiedzi częstotliwościowej obwodu RC. pokazano na ryc. 3a. Ta charakterystyka na lewo od częstotliwości przegięcia f1 (rys. 3b) ma nachylenie 6 dB na oktawę. Jeśli rezystor R2 tego obwodu jest zmienny, a jego minimalna rezystancja jest wybrana znacznie mniej niż R1. wtedy przy regulacji rezystancji R2, wraz ze zmianą współczynnika transmisji obwodu, zmieni się również częstotliwość przegięcia jego odpowiedzi częstotliwościowej. Jak widać na rys. 2, biorąc pod uwagę przybliżenie w granicach 3 dB, częstotliwość przegięcia musi podczas regulacji przesuwać się wzdłuż linii NN, aby zapewnić żądaną głośność. Zakres zmiany rezystancji R2 w tym przypadku nie może być większy niż 100, ponieważ fa / fv<100. Z drugiej strony wzmocnienie Kp regulatora przy częstotliwości 2 kHz, jak widać na rys. 2 i jak wspomniano wcześniej, powinno zmienić się o 80 dB (o współczynnik 10000 2). Rezystancja RXNUMX powinna zmienić się o tę samą wartość.
Jest całkiem oczywiste, że zmieniając rezystancję tylko jednego rezystora R2, nie będzie możliwe osiągnięcie takiego przesunięcia częstotliwości przegięcia i zmiany współczynnika przenoszenia. Jednak zwiększając liczbę połączonych szeregowo obwodów RC i jednocześnie zmniejszając granice regulacji rezystora R2 w każdym z nich. ten problem można rozwiązać. Już dwa takie obwody RC (stała czasowa drugiego obwodu powinna być 20...40 razy większa niż pierwszego) pozwalają uzyskać całkiem akceptowalny wynik: odchylenie krzywych rodziny rzeczywistych odpowiedzi częstotliwościowych (przerywane linii na ryc. 2) od wymaganej (linia ciągła) nie przekracza 3 dB. Przy częstotliwościach powyżej 2 kHz spadkowi głośności z 80 do 60 fonów towarzyszy pojawienie się przegięcia na krzywej 60 fonów przy częstotliwości 5 kHz z nachyleniem 3 dB na oktawę. Przy dalszym zmniejszaniu głośności do progu wrażenia słuchowego (tło poziomu 3) częstotliwość przegięcia przesuwa się od 5 do 3 kHz, podczas gdy nachylenie krzywych praktycznie się nie zmienia. W tym zakresie częstotliwości tło krzywej 3 można przybliżyć odpowiedzią częstotliwościową obwodu RC pokazanego na ryc. 4a. Wartości rezystorów R1 i R2 są takie same jak w obwodzie RC. pokazano na ryc. 3a. Zmiana rezystancji R2 nie powoduje zmiany częstotliwości przegięcia f2 (rys. 4b).
Aby wzrostowi głośności z 60 do 80 fonów nie towarzyszył wzrost wyższych częstotliwości audio, obwód RC musi zapewniać kompensację częstotliwości przy maksymalnym współczynniku transmisji, co można osiągnąć poprzez zbocznikowanie rezystora R2 z kondensatorem C2 takiej pojemności, aby stałe czasowe T2 = R1C1 i x3 były równe =R2-C2. W tym przypadku spadkowi rezystancji R2 niezbędnej do regulacji głośności towarzyszyć będzie zmniejszenie stałej czasowej T3 i przesunięcie częstotliwości odcięcia obwodu RC (f3=1/2nR2-C2) na wyższą częstotliwość regionu, podczas gdy częstotliwość przegięcia f2 pozostanie niezmieniona, co zapewni wymaganą zgodność odpowiedzi częstotliwościowej obwodu RC z równymi krzywymi głośności w zakresie częstotliwości powyżej 2 kHz. Przykład praktycznej realizacji słabo skompensowanej regulacji głośności pokazano na rys. 5 [4, 5]. Rezystancje zawartych w nim rezystorów i kondensatorów można obliczyć za pomocą następujących zależności:
Aby uniknąć bocznikowania obwodu R5-C5. wzmacniacz AF podłączony do wyjścia regulatora musi mieć dużą impedancję wejściową i małą pojemność wejściową. W szczególności można to wykonać zgodnie z obwodem wtórnika napięcia na wzmacniaczu operacyjnym z tranzystorami polowymi na wejściu. Impedancja wyjściowa wzmacniacza podłączonego przed regulatorem musi być 20 razy mniejsza od rezystancji R2. Rezystory zmienne słabo kompensowanej regulacji głośności muszą być podwojone. W naszym przypadku ich funkcje pełnią fotorezystory R4, R5, a rezystor R10 służy jako organ regulacyjny. zmiana prądu przez żarówkę HL1. Zastosowane w regulacji głośności fotorezystory SFZ-1 charakteryzują się dużą szybkością (stała czasowa - poniżej 0,06 s) oraz niezbędnym zakresem zmian rezystancji. Żarówka (subminiaturowa) - NSM (6,3 Vx20 mA). przepływający przez nią prąd zmienia się w granicach 6 ... 18 mA. Fotorezystory umieszczono blisko żarówki, a cały regulator umieszczono w nieprzezroczystym metalowym ekranie. Rysunek 5 przedstawia sterowanie dwukanałowe dla wzmacniacza stereo. W nim konieczne jest wybranie fotorezystorów parami w różnych kanałach, aby przy zmianie w zakresie od 104 do 106 omów ich rezystancje różniły się nie więcej niż o 20%. W przeciwnym razie po zmianie głośności zauważalne będzie zachwianie równowagi między kanałami. Balans stereo jest regulowany rezystorem R9 w zakresie ±6 dB. Kondensatory C7, CB eliminują szelesty i trzaski generowane przez zmienne rezystory. Rezystor zmienny R10 musi mieć liniową charakterystykę regulacji. Rezystory stałe - z odchyleniem rezystancji od wartości nominalnej nie większym niż ± 5%. Kondensatory C1. C4, C5 - papier MBM, reszta - ceramika. Pojemność kondensatora C6 zależy od pojemności instalacji oraz pojemności wejściowej wzmacniacza podłączonego do wyjścia regulatora głośności. Żarówki muszą być zasilane ze stabilizowanego źródła zasilania. Regulacja regulatora sprowadza się do zapewnienia liniowości odpowiedzi częstotliwościowej przy Kn = 0 dB (poprzez wybór C6) oraz sprawdzenia tożsamości jej rodziny odpowiedzi częstotliwościowej w różnych kanałach wzmacniacza stereofonicznego przy różnych poziomach głośności. Inny przykład regulatora pokazano na rysunku 6. Wykorzystuje podwójne rezystory zmienne z liniową zależnością rezystancji od kąta obrotu osi (grupa „A”). W przypadku regulatora stereo należy użyć dwóch podwójnych rezystorów zmiennych. Takie rozwiązanie nie nastręcza szczególnych problemów z ustawieniem wagi, jeśli na panelu, w którym są zamontowane oba rezystory, zastosowane są skale poziomu głośności.
Próba użycia poczwórnego rezystora napotyka duże trudności; po pierwsze jest to bardzo rzadki „ptaszek” w naszym regionie, po drugie jego rezystory mają duże wahania rezystancji, a po trzecie dodatkowo wymagany jest regulator balansu, co nie upraszcza całej konstrukcji. Rozpiętość rezystancji podwójnych rezystorów jest całkiem akceptowalna dla tego obwodu. Jeśli podwójne rezystory mają inną rezystancję, to pojemności kondensatorów należy przeliczyć zgodnie z podanymi stosunkami. Rezystory R3 i R5 służą do zatrzymania wzrostu niskich częstotliwości poza zakresem audio. Przy suwakach rezystorów zmiennych w górnym położeniu wzmocnienie regulatora wynosi -6 dB. Zakres regulacji przy częstotliwości 2 kHz wynosi 80 ... 85 dB. Odchylenie od wymaganego AMX - nie więcej niż ±2 dB. jeśli rezystancja obciążenia regulatora jest większa niż 1 MΩ, a pojemność obciążenia jest mniejsza niż 50 pF. Kondensatory C1. C3. C5 - folia, reszta - mika. Regulacja regulatora - tak, bez regulacji! I na koniec powiem, że jeśli słuchacie tylko głośnej muzyki, to wystarczy regulacja poziomu z zakresem regulacji 10…15 dB. Ale jeśli chcesz poczuć urok cichej muzyki, jakby dochodzącej z najbliższego parku, to zbuduj tę regulację głośności, nie pożałujesz! literatura
Autor: I. Pugaczow, Mińsk
Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach
02.05.2024 Zaawansowany mikroskop na podczerwień
02.05.2024 Pułapka powietrzna na owady
01.05.2024
▪ Usługa rozpoznawania ludzkiego strachu ▪ Metaliczne żelazo wyłania się z głębin morskich ▪ Terminale biometryczne-czytniki Safran Sigma
▪ sekcja witryny Oświetlenie. Wybór artykułu ▪ artykuł Pij morze. Popularne wyrażenie ▪ artykuł Czy można skoczyć ze spadochronem, który narysował Leonardo da Vinci? Szczegółowa odpowiedź ▪ Artykuł o hortensjach. Legendy, uprawa, metody aplikacji
Komentarze do artykułu: Boris W tekście zgodnie z rysunkami 4 i 5 występują nieścisłości w zapisie i podanych wartościach rezystancji oraz stałych czasowych.
Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn
www.diagram.com.ua |
Zobacz inne artykuły Sekcja 
Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:
Wszystkie języki tej strony