Параметрический эквалайзер своими руками

Добавил пользователь Евгений Кузнецов
Обновлено: 10.09.2024

Рассматриваемое устройство позволяет разделить спектр звукового сигнала на три плавно изменяемых полосы и произвольно сформировать амплитудно-частотную передаточную характеристику. Полоса рабочих частот устройства 20 Гц…20 кГц. Нижнюю частоту раздела спектра можно изменять в пределах 150 Гц…2 кГц, верхнюю частоту — в интервале 500 Гц…6 кГц. Крутизну скатов полос пропускания можно регулировать от 6 до 18 дБ на октаву. Уровень шума и фона по входам кроссовера минус 80 дБ, по выходу эквалайзера минус 60 дБ. Устройство питается от сети переменного тока напряжением 220 В, потребляемая мощность около 40 мВт. При уровне входного сигнала 775 мВ перегрузочная способность плюс 12 дБ.

Принципиальная схема кроссовера-эквалайзера изображена на рисунке.

Кроссовер состоит из двух последовательно соединенных универсальных резонансных фильтров (один выполнен на операционных усилителях DAIDAS, второй — на DA4 — DA6), перестраиваемых сдвоенными переменными резисторами R8 и R29. Сигнал на них поступает с регулятора уровня RI. Низкочастотный участок спектра входного сигнала снимается с выхода операционного усилителя DAI, среднечастотный — с DA4, высокочастотный — с DA6.

С выходов ОУ DAI, DA2, DA4 — DA6 сигналы приходят на регуляторы амплитуд эквалайзера (переменный резистор R16 — в канале низших частот, RI8 — в узкой полосе на нижней частоте раздела,


R21 — в канале средних частот, R36 — в узкой полосе на верхней частоте раздела, R39 — в канале высших частот), а с них через резисторы R17, R19, R22, R37, R40 поступает на сумматор, собранный на операционном усилителе DA7 (К140УД7).

На выходной разъем XS5 сигнал поступает либо с ОУ DA7 (через цепочку R42C6), либо, минуя кроссовер и эквалайзер, непосредственно со входа (с разъема XS1).

Устройство собрано в корпусе с габаритами 220X 170X35 мм из стали толщиной 0,8…1 мм, согнутом по шаблону. Все детали, кроме трансформатора 77, размещают на односторонней печатной плате размерами 160X25 мм.

Вместо операционных усилителей К140УД7 можно использовать К140УД6.

Налаживание, как обычно, начинают с проверки монтажа. Затем при минимальной добротности и нижнем по схеме положении движков регуляторов подбором резисторов Rll, R14, R32, R35 последовательно устанавливают амплитуду сигнала, равной входной, на выходе операционного усилителя DA2 (на частоте 150 Гц), DA3 (на частоте 300 Гц), DA5 (на частоте 500 Гц), DA6 (на частоте 2000 Гц). При этом подстроечными резисторами R5 и R26 поддерживают глубину положительной обратной связи близкой к той, при которой происходит самовозбуждение фильтров.

После этого оценивают точность настройки нижних частот раздела фильтров (150 и 500 Гц). При необходимости фильтры подстраивают парным подбором конденсаторов С2, СЗ и С4, С5. Далее уточняют верхние частоты раздела (2 и 6 кГц) подбором пар резисторов R10, R13 и R31, R34.

На последнем этапе подстроечными резисторами R5 и R26 уточняют глубину положительной обратной связи и проверяют работу устройства во всех режимах.

2. Хьюлсман Л. П., Аллен Ф. Е. Введение в теорию и расчет активных фильтров.— М.: Радио и связь, 1984.

Лучшие конструкции 31-й и 32-й выставок творчества радиолюбителей /Сост. В. М. Бондаренко.— М.: ДОСААФ, 1989,— 112 с., ил.


4 чел. помогло.

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

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.

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:

номинальное. 0,8 В

максимальное. 8 В

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

Коэффициент гармоник. 0,2%

Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 70 дБ

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.


^ Рис. 63. Принципиальная схема квадрапреобразователя на ОУ с фазовращателем в суммарно-разностной матрицей


Принципиальная схема такого квадралреобразователя показана на рие. 63. Каждый его канал состоит из входного каскада (микросхемы DAI, DA2), дис­персионного фазовращателя (DA3, DA4), резистивной матрицы, обеспечивающей разностные преобразования сигналов (R5, R8, Rll, R12, R15, R16) и выходного-дисперсионного фазовращателя (DA5, DA6). Сигналы для тыловых громкого­ворителей формируются из разностных сигналов левого (Л) и право­го (П) каналов для обычной стереофонической системы. Эти сигналы, проходя через дисперсионные фазовращатели, приобретают частотно-зависимый фазо­вый сдвиг, что создает известную задержку сигнала и имитирует реверберацию зала. Обычно такой преобразователь включается между нормирующими усилителями и усилителем мощности.

Квадрапреобразователь смонтирован на унифицированной монтажной пла­те с использованием резисторов МЛТ-0,25, конденсаторов КМ-6, K53-l. Вместо микросхем К153УД2 можно использовать ОУ типов К.140УД7, К153УД1 и дру­гие с соответствующими цепями коррекции.

Налаживание его заключается в следующем. Параллельно резистору R17 подключают милливольтметр переменного тока. Со звукового генератора пода­ют сигнал с частотой 1 кГц и уровнем 0,8 В сначала на вход П, затем на вход Л. В первом случае напряжение на R17 должно быть около 25 мВ, во втором — около 130 мВ. После этого милливольтметр подключают к выходу Л — П и проделывают аналогичные измерения. При подаче сигнала на вход П выходное напряжение должно быть около 140 мВ, при подаче на вход Л — около 0,8 В. Аналогично проверяют работу другого канала. Разбаланс выходных сиг­налов более 2 дБ устраняют подбором резистора R15 или R16.

Простой квадрапреобразователь на транзисторах (рис. 64). Он имеет сле­дующие основные технические характеристики:

номинальное. 0,8 В

номинальное. 0,8 В

Номинальный диапазон частот. 40. 18000 Гц

Коэффициент гармоник. 0,5%

Отношение сигнал-шум (невзвешенное). 80 дБ

Напряжение питания. 24 В

Ток потребления. 20 мА


Квазиквадрафонические матричные системы SQ, QS, ABC позволяют легко расширить возможности имеющихся сервоусилителей. Для этого между пре-дусилителем и оконечным каскадом необходимо подключить несложный квад­рапреобразователь — декодер и ввеети в устройство два дополнительных уси­лителя мощности.

Монтаж квадрапреобразователя выполняют на унифицированной монтажной плате. Чтобы получить точное смещение и поворот фазы, необходимо исполь­зовать элементы с допуском не более 5%. Резисторы для матриц должны иметь точность не хуже 2%. В декодере применены резисторы МЛТ-0,25, конденсато­ры КМ-5, К53-1. Вместо указанных на схеме можно использовать транзистора типов КТ342, КТ315. Для работы схемы необходим стабилизированный источник питания напряжением 24 В и током не менее 20 мА.

Настройка квадрапреобразователя заключается в установке режима работы активных элементов по постоянному току (напряжение на коллекторах тран­зисторов VT1 — VT4, VT9 — VT12 должно быть около 12 В. Этого добиваются подбором соответственно резисторов Rl, R3, R37 — R40.

Квадрапреобразователь системы ABC. Система пространственного звучания ABC построена с учетом особенностей слухового пространственного восприятия ори многоканальном воспроизведении. Полная совместимость системы ABC с обычной стереофонической системой позволяет -использовать декодер ABC для прослушивания обычных стереопластино ; к с получением иллюзии пространствен­ного эффекта.

Схема квадрапреобразователя системы ABC показана «а рис. 65. Он имеет следующие технические характеристики.


В графических эквалайзерах значительное число полос (их может быть 10 и больше) дает возможность лучше скорректировать заметные неравномерности АЧХ громкоговорителей или акустику помещения. Однако этими качествами обладает и параметрический эквалайзер, что позволяет исключить его влияние на сигналы вне полосы коррекции. Вот такой, не сложнее графического, корректор и предлагается вниманию читателей.

Заслуженной популярностью у любителей звукотехники пользуются многополосные регуляторы тембра (эквалайзеры). Они способны в большей степени, чем обычные регуляторы тембра, корректировать несовершенство акустических свойств помещений прослушивания или аппаратуры подбором наиболее приемлемого звучания музыкальных и речевых программ.

В эквалайзерах возможности коррекции повышаются с увеличением числа полос регулирования, что, в свою очередь, связано с увеличением числа активных и пассивных элементов. Это также приводит к необходимости тщательного подбора элементов частотозадающих цепей фильтров либо требует дополнительного усложнения самого устройства. Например, при построении десятиполосного эквалайзера [1] на основе так называемых "высокодобротных" фильтров легкость настройки параметров фильтров была достигнута ценой удвоения количества используемых операционных усилителей*.

Альтернативой многополосным регуляторам тембра с числом полос регулирования 10 и более являются параметрические эквалайзеры, которые (при примерно одинаковом с многополосными регуляторами тембра числе органов регулировки) менее критичны к выбору элементов фильтров.

Параметрический эквалайзер содержит в своем составе фильтры, резонансную частоту и добротность которых можно регулировать независимо друг от друга. Это требование легко реализуется в "биквадратных" универсальных фильтрах. Примером могут служить параметрические эквалайзеры, схемы которых приведены в [2, 3]. Однако, несмотря на то что упомянутые фильтры практически не нуждаются в настройке и не требуют подбора элементов, их существенным недостатком является относительно высокая сложность и большое число используемых ОУ (по четыре ОУ в каждом фильтре). В то же время одним из основных требований, предъявляемых к радиолюбительским конструкциям, предназначенным для массового повторения, является их максимальная простота и легкость настройки в сочетании с широкими функциональными возможностями и высокими техническими характеристиками.

Основные технические характеристики эквалайзера

Номинальное входное напряжение, мВ. 220
Коэффициент передачи при среднем положении движков регуляторов глубины коррекции . 1
Глубина регулировки тембра, дБ. -15. +15
Кратность перестройки резонансной частоты фильтров. 10
Пределы изменения добротности фильтров. 0,5. 2,5
Перегрузочная способность при максимальном подъеме АЧХ, дБ, не менее . 20

Функциональная схема устройства представлена на рис. 1.

Основу параметрического эквалайзера составляет усилитель на двух последовательно соединенных ОУ, причем на ОУ DA1 выполнен сумматор спада АЧХ, а на ОУ DA3 — сумматор подъема. Канал частотной обработки сигнала, образующий цепь параллельной обратной связи, состоит из инвертора на DA2, режекторных фильтров Z1—ZN и пассивных сумматоров на резисторах 1R1 — NR2. Переменные резисторы Rp1 — RpN, с помощью которых осуществляется регулировка глубины коррекции, включены между инвертирующими входами ОУ, благодаря чему исключено взаимное влияние между регулировками в различных частотных каналах.

Работу устройства рассмотрим на примере одного частотного канала. На частотах, близких к частоте режекции, коэффициент передачи фильтра Z1 мал, и сигнал на движок переменного резистора регулировки глубины коррекции Rp1 и далее на сумматоры спада и подъема АЧХ поступает только через резистор 1R1. Вне полосы режекции коэффициент передачи фильтра близок к единице. Сигналы на резисторах 1R1 и 1R2 примерно равны по амплитуде, но противоположны по фазе, и после суммирования компенсируют друг друга (при равенстве сопротивлений резисторов 1R1 и 1R2). Таким образом на движке переменного резистора Rp1 присутствуют сигналы только с частотой, близкой к частоте режекции фильтра Z1.

В среднем положении движка переменного резистора Rp1 сигнал с сумматора замыкается на общий провод устройства через отвод регулировочного резистора Rp1, в результате чего на выход эквалайзера сигнал проходит без частотной коррекции.

При перемещении движка переменного резистора Rp1 в крайнее левое (по схеме) положение сигнал, прошедший частотную обработку, поступает на ОУ DA1, увеличивая глубину отрицательной обратной связи, в результате чего на выходе устройства происходит ослабление сигнала с частотой, близкой к резонансной частоте фильтра Z1.

В крайнем правом (по схеме) положении движка переменного резистора сигнал после частотной обработки поступает на вход ОУ DA3, в результате чего на выходе устройства он усилен, так как в этом случае канал частотной обработки образует дополнительную цепь передачи сигнала на ОУ DA3.

Таким образом, изменяя положение движка переменного резистора Rp1, можно регулировать коэффициент передачи устройства в частотном диапазоне, определяемом частотой настройки и добротностью фильтра Z1.

Аналогично происходит регулировка коэффициента передачи эквалайзера на частотах настройки фильтров Z2 — ZN.

Максимальный подъем АЧХ эквалайзера на резонансных частотах фильтров при R1=R2=R5=R6 определяется выражением:

Кмакс = 1 + R1/R0, а максимальный спад - Kмин = R0/(R1+R0), где R0 = NR1 = NR2.

Схема режекторного фильтра представлена на рис. 2. Фильтр состоит из упрощенного двойного Т-моста, образованного конденсаторами С1, С2 и резисторами R1 — R4, суммирующего усилителя на ОУ DA1 и делителя напряжения на резисторах R7 — R9.

Квазирезонансная частота фильтра fp и добротность Q определяются следующими выражениями:

Q = 1/[3(1 - k)], где C = С1 = С2;

k = (aR8+R9)/(R7+R8+R9) — коэффициент передачи делителя на резисторах R7 — R9;

a— коэффициент, характеризующий положение движка переменного резистора R8 (a = 0. 1).

Выражения справедливы в предположении идеальности ОУ и при выполнении условий:

1. Козлова. Графический эквалайзер. — Радио, 1988, № 2, с. 42 — 45.
2. Параметрический эквалайзер. — Радио, 1983, № 11, с. 58.
3. Параметрический эквалайзер. — Радио, 1996, № 12, с.53.

На рисунке схема простейшего эквалайзера на двух транзисторах с регулировками АЧХ: 60 Гц, 100 Гц, 1 кГц, 3 кГц и 12 кГц .

Суть регулировки состоит в выделении полосовыми RC -фильтрами частот, определяемых параметрами R6-R13 и С2-C9 . Уровень каждой выделяемой частоты задаётся с помощью переменных резисторов R1-R5 . Выделяемые звуковые сигналы с отрегулированными полосами частот пассивными фильтрами каждого из каналов смешиваются на конденсаторе С10 и попадают на усилительный каскад на транзисторах VT1-VT2 .

Печатная плата односторонняя из фольгированного стеклотекстолита, рассчитана на резисторы типа C2-23 , МЛТ , конденсаторы К10-17, К50-35 , переменные резисторы для пайки на плату с шагом 3,75 мм , например, от наших китайских друзей - RK-1233N1 . При использовании лазерно-утюжной технологии ( ЛУТ ) ничего зеркалить не надо. Просто скачиваем pdf-ку, настраиваем принтер, вставляем бумагу (желательно термотрансферную) ну и т.д.… Про ЛУТ на просторах Рунета написано достаточно много и интересно.



Часовой пояс: UTC + 3 часа

параметрический эквалайзер для сабвуфера!

Собрал я его, фигня полная, по крайней мере в нижнем диапазоне, только время потратил зря
Посоветуйте пожалуйста нормальный проверенный параметрический эквалайзер для нижнего диапазона.

JLCPCB, всего $2 за прототип печатной платы! Цвет - любой!

На картинке АЧХ сабвуфера в комнате где он стоит, на 37 герцах самый не приятный на слух резонанс который я и хотел бы убрать! Этот эквалайзер что я собрал не может так узко выделить, поднять или опустить горбик, он это делает во всем диапазоне саба. Надо такую схему что бы можно было сделать октаву значительно уже!

Сборка печатных плат от $30 + БЕСПЛАТНАЯ доставка по всему миру + трафарет

_________________
Вот как-то так.

Необходим быстродействующий преобразователь питания средней мощности с высоким КПД? Он должен быть компактным и недорогим? Решение – карбид-кремниевые модули средней мощности WolfPACK производства Wolfspeed. В статье рассмотрены основные особенности модулей WolfPACK и показано, что переход на эту универсальную и масштабируемую платформу позволяет не только быстро разработать новые устройства, но и без значительных затрат времени и средств модернизировать уже существующие схемы на традиционной элементной базе.


пробовал, хорошо играет только там, где стоять он не может, так как сама конструкция во первых довольно таки большая плюс мебель.

Критически важные распределенные системы требуют синхронного преобразования во всех подсистемах и непрерывного потока данных. Распределенные системы сбора данных могут быть синхронизированы как на основе АЦП последовательного приближения, так и на основе сигма-дельта (?-D)-АЦП. Новый подход, основанный на преобразователе частоты дискретизации (SRC), содержащемся в микросхемах линейки AD7770 производства Analog Devices, позволяет достигать синхронизации в системах на основе сигма-дельта-АЦП без прерывания потока данных.

Читайте также: