Рис.3

Рис.4

Рис.5

Рис.6

Рис.7

Рис.8

Разработанный английским инженером Баксандалом в 1952 году регулятор тембра [1] стал, пожалуй, самым распространенным частотным корректором в электроакустике. Классический вариант схемы состоит из образующих мост двух звеньев первого порядка - низкочастотного R1C1R3C2R2 и высокочастотного C3R5C4R6R7 (рис.1,а). Аппроксимированные логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) такого регулятора приведены на рис.1,б. Там же приведены расчетные зависимости для определения постоянных времени точек перегиба АЧХ.

Теоретически максимально достижимая крутизна АЧХ для звеньев первого порядка составляет 6 дБ на октаву, но при практически реализуемых характеристиках из-за незначительного различия частот перегиба (не более декады) и влияния предшествующих и последующих каскадов она не превосходит 4...5 дБ на октаву.

При регулировании тембра фильтр Баксандала меняет только наклон АЧХ без изменения частот перегиба. Вносимое регулятором на средних частотах затухание определяется соотношением n=R1/R3. Диапазон регулирования АЧХ при этом зависит не только от величины затухания n, но и от выбора частот перегиба частотной характеристики, поэтому для его увеличения частоты перегиба устанавливают в области средних частот, что, в свою очередь, чревато взаимным влиянием регулировок.

В традиционном варианте рассматриваемого регулятора R1/R3=C2/C1=C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n*R1. При этом достигается приблизительное совпадение частот перегиба АЧХ в области ее подъёма и спада (в общем случае они различны), что обеспечивает относительно симметричное регулирование АЧХ (спад даже в этом случае неизбежно получается более крутым и протяженным).

При обычно используемом n=10 (для этого случая указаны минимальные значения номиналов элементов на рис. 1,а-3,а) и выборе частот раздела вблизи 1 кГц регулирование тембра на частотах 100 Гц и 10 кГц относительно частоты 1 кГц составляет +- 14...18 дБ. Как отмечалось выше, для обеспечения плавного регулирования переменные резисторы R2,R7 должны иметь экспоненциальную характеристику регулирования (группа "В") и, кроме того, для получения линейной АЧХ в среднем положении регуляторов соотношение сопротивлений верхнего и нижнего (по схеме) участков переменных резисторов при этом также должно быть равно n.

При "хайэндовском" n=2...3, что соответствует диапазону регулирования +- 4...8 дБ, вполне допустимо использовать переменные резисторы с линейной зависимостью сопротивления от угла поворота движка (группа "А"), но при этом несколько огрубляется регулировка в области спада АЧХ и растягивается в области подъема, а плоская АЧХ получается отнюдь не в среднем положении движков регуляторов. С другой стороны, сопротивление секций сдвоенных переменных резисторов с линейной зависимостью лучше согласовано, что уменьшает рассогласование АЧХ каналов стереофонического усилителя, так что неравномерное регулирование в этом случае можно считать допустимым.

Наличие резистора R4 не принципиально, его назначение - снизить взаимное влияние звеньев и сблизить частоты перегиба АЧХ в области верхних частот. Как правило, R4=(0,3...1,2)*R1. Как показано ниже, от него в ряде случаев можно вообще отказаться.

Приведенный "базовый" вариант регулятора применяется обычно в радиоаппаратуре высокого класса. В бытовой аппаратуре используют несколько упрощенный вариант (рис.2). Аппроксимированные логарифмические амплитудно-частотные характеристики (ЛАЧХ) такого регулятора приведены на рис 2,б. Упрощение его высокочастотного звена привело к некоторой расплывчатости регулирования в области высших частот и к более заметному влиянию предшествующего и последующего каскадов на АЧХ в этой области.

Подобный корректор при n=2 (с переменными резисторами группы "А") был особенно популярен в простых любительских усилителях [2] конца 60-х... начала 70-х годов (главным образом, из-за малого затухания), но вскоре величина n возросла до привычных сегодня значений. Все сказанное выше относительно диапазона регулирования, согласования и выбора регуляторов справедливо и для упрощенного варианта корректора.

Если отказаться от требования симметричного регулирования АЧХ на участках их подъёма и спада АЧХ (кстати, необходимость спада практически не возникает), то можно еще более упростить схему (рис 3,а). Приведенные на рис.3,б ЛАЧХ регулятора соответствуют крайним положениям движков резисторов R2,R4. Достоинство такого регулятора - простота, но поскольку все его характеристики взаимосвязаны, для удобства регулирования целесообразно выбирать n=3...10. Необходимо отметить, что с ростом n степень подъема растет, а спада - снижается. Все сказанное выше о традиционных вариантах корректора Баксандала в полной мере относится и к этому, предельно упрощенному варианту.

Однако схема Баксандала и ее варианты - отнюдь не единственная возможная реализация пассивного двухполосного регулятора тембра. Вторая группа регуляторов тембра выполнена не на основе мостов, а на базе частотно-зависимого делителя напряжения. В качестве примера изящного схемотехнического решения регулятора тембра можно привести темброблок, использовавшийся в различных вариациях в ламповых усилителях электрогитар. "Изюминкой" данного регулятора является изменение частот перегиба АЧХ в процессе регулирования, что приводит к интересным эффектам в звучании "классической" электрогитары. Базовая его схема изображена на рис.4,а, а аппроксимированные ЛАЧХ - на рис 4,б. Там же приведены расчетные зависимости для определения постоянных времени точек перегиба.

Нетрудно заметить, что регулировка в области низших звуковых частот изменяет частоты перегиба, не меняя наклон АЧХ. Когда движок переменного резистора R4 находится в нижнем (по схеме) положении, АЧХ на низших частотах линейна. При перемещении же движка вверх на ней появляется подъем, причем точка перегиба в процессе регулирования сдвигается в область более низких частот. При дальнейшем перемещении движка верхняя (по схеме) секция резистора R4 начинает шунтировать резистор R2, что вызывает сдвиг высокочастотной точки перегиба в область более высоких частот. Таким образом, при регулировании подъем низких частот дополняется спадом средних. Регулятор высоких частот представляет собой простейший фильтр первого порядка и особенностей не имеет.

На базе этой схемы можно построить несколько вариантов темброблоков, позволяющих регулировать АЧХ в области низших и высших частот. Причем в области низших частот возможен и подъем, и спад АЧХ, а в области высших - только подъем.

Вариант темброблока с регулированием частоты перегиба АЧХ в низкочастотной области показан на рис.5,а, а его ЛАЧХ - на рис. 5,б. Резистор R2 регулирует частоту перегиба АЧХ, а R3 -её наклон. Совместное действие регуляторов позволяет получить значительные пределы и большую гибкость регулирования.

Схема упрощенного варианта темброблока приведена на рис.6,а, его ЛАЧХ - на рис. 6,б. Он представляет собой, в сущности, гибрид низкочастотного звена, показанного на рис.3,а и высокочастотного, показанного на рис.4,а.

Объединив функции регулирования АЧХ в низкочастотной и высокочастотной областях, можно получить простой комбинированный регулятор тембра с одним органом управления, весьма удобный для применения в радиоприемной и автомобильной аппаратуре. Его принципиальная схема показана на рис.7,а, а ЛАЧХ - на рис. 7,б. В нижнем по схеме положении движка переменного резистора R1 АЧХ близка к линейной во всем диапазоне частот.

При перемещении его вверх появляется подъем АЧХ на низших частотах, причем низкочастотная точка перегиба в процессе регулирования сдвигается в область более низких частот. При дальнейшем перемещении движка верхняя (по схеме) секция резистора R1 включает в работу конденсатор C1, что приводит к подъему высших частот.

При замене переменного резистора R1 переключателем (см. рис.8,а и 8,б) рассмотренный регулятор превращается в простейший тон-регистр (положение 1-classic, 2-jazz, 3-rock ), популярный в 50х-60х годах и вновь используемый в эквалайзерах магнитол и музыкальных центров 90х.

Несмотря на то, что в области регулирования тембра, казалось бы, все давно уже сказано, многообразие пассивных корректирующих цепей не исчерпывается предложенными вариантами. Немало забытых схемотехнических решений переживают сейчас второе рождение на новом качественном уровне. Весьма перспективен, например регулятор громкости с раздельной регулировкой тонкоспенсации по низким и высоким частотам [3].

Литература

1. Шкритек П. Справочное руководство по звуковой схемотехнике (пер. с нем.) - М. Мир 1991, с.151-153.;

2. Крылов Г. Широкополосный УНЧ - Радио, 1973, No 9, с.56,57.;

3. Шихатов А. Комбинированный блок регулирования АЧХ - Радио, 1993, No 7, с.16.

Публикация: www.bluesmobil.com/shikhman

 Рекомендуем интересные статьи раздела Искусство аудио:

▪ Когда колонок больше, чем каналов

▪ Настройка акустики в автомобиле с помощью монозаписей

▪ О пользе фантомов

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Белые крыши снижают температуру в городе 09.10.2024

С нарастающим климатическим кризисом и экстремальными волнами жары, города по всему миру сталкиваются с перегревом. Для людей и животных это становится серьезным испытанием. В поиске решений для борьбы с растущей температурой британские ученые обнаружили удивительно простое и эффективное средство - окрашивание крыш в белый цвет. Это может помочь городам снизить температуру воздуха на 2 градуса Цельсия, что станет спасением от жары без необходимости ждать годы, пока вырастут деревья и создадут тень. Недавние исследования показали, что изменения климата ведут к увеличению засух и повышению температур. В Лондоне, как и во многих других крупных городах мира, к середине этого столетия ожидается повышение средней температуры на 3 градуса Цельсия. Этот рост температуры уже ощущается сегодня: прошедшее лето стало самым жарким за всю историю наблюдений, что подчеркивает необходимость принятия срочных мер. Исследовательская группа под руководством Оскара Брусса, преподавателя Лондонского у ...>>

Часы CASIO G-SHOCK GMD-S5610IT 09.10.2024

Компания CASIO представила новую лимитированную модель часов G-SHOCK GMD-S5610IT, разработанную в сотрудничестве с популярной K-pop группой ITZY. Эта модель, сочетающая в себе прочность, функциональность и яркий дизайн, адресована как фанатам группы, так и любителям стильных и надежных аксессуаров. Часы GMD-S5610IT доступны в пяти цветах - лавандовом, розовом, желтом, зеленом и синем. Каждый цвет был выбран не случайно и символизирует индивидуальные черты каждой участницы ITZY. Особенной деталью этой модели стал рисунок сердца, который появляется при включении светодиодной подсветки. Этот элемент вдохновлен популярной позой, которую ITZY часто демонстрируют в финале своих выступлений, что делает часы еще более близкими поклонникам группы. На циферблате сверху расположены пять звезд, выполненных с помощью зеркальных чернил, что символизирует яркость и популярность всех участниц ITZY на мировой сцене. Еще одной уникальной деталью является выгравировка автографов участниц группы на ...>>

Выхлопные газы особенно опасны для женщин 08.10.2024

С каждым годом проблема загрязнения воздуха становится все более актуальной, и выхлопные газы автомобилей играют в этом процессе далеко не последнюю роль. Новое исследование, проведенное канадскими учеными, выявило, что выхлопные газы представляют собой повышенный риск для здоровья женщин, особенно в контексте сердечно-сосудистых заболеваний. Это открытие подчеркивает необходимость пересмотра подходов к охране окружающей среды и здоровья населения. Исследования показывают, что выхлопные газы не только наносят вред экологии, но и существенно влияют на здоровье человека. В последние годы в странах Европы и других регионах наблюдается ужесточение экологических норм, связанных с автомобильными выхлопами. Однако новое исследование ставит акцент на том, что выхлопные газы оказывают более негативное воздействие на женщин, чем на мужчин. В ходе эксперимента, проведенного исследователями из Университета Манитобы, группа из пяти мужчин и пяти женщин подвергалась воздействию выхлопных газов ...>>

Случайная новость из Архива Малопотребляющий инструментальный усилитель INA828 25.06.2018 INA828 - это прецизионный малошумящий инструментальный усилитель от Texas Instruments с широким диапазоном питающих напряжений (4,5...36 В или +-18 В), чрезвычайно низким уровнем шума 7 нВ/vГц и низким энергопотреблением (650 мкА (max)). INA828 разработан специально для измерительных приборов и благодаря уникальному набору метрологических характеристик может быть использован в сигнальных цепях приборов высоких классов точности, таких как: датчики давления, датчики температуры, электрокардиографы, измерители токов и напряжения с высоким классом точности. Благодаря низкому энергопотреблению, INA828 может применяться в устройствах с высокими требованиями по потребляемой мощности (например носимые измерительные и медицинские приборы). Еще одной интересной особенностью INA828 является встроенная защита в диапазоне +-40 В, что позволяет серьезно повысить надежность аналогового канала. Усилитель устойчив при работе с емкостной нагрузкой до 1 нФ во всем диапазоне рабочих температур -40...125°C и выпускается в удобном корпусе SOIC 8. Технические характеристики: Напряжение питания: 4,5...36 В или +-18 В; Напряжение смещения: 50 мкВ (max); Плотность шума: 7 нВ/vГц; Защита по входу: +-40 В; КОСС: 110 дБм, (min, K=10); Ток потребления: 650 мкА (max); Рабочий температурный диапазон: -40...125°C.

Другие интересные новости:

▪ Советник с грядки

▪ 2-ядерный смартфон Explay Vision

▪ Мировой океан стал глубже на 8 сантиметров

▪ Глаза в глаза

▪ Высокоэластичный OLED

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Ограничители сигнала, компрессоры. Подборка статей

▪ статья Поведение потребителей. Шпаргалка

▪ статья Откуда возникла английская традиция пятичасового чаепития? Подробный ответ

▪ статья Ревень пальчатый. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Люминесцентные лампы. Принцип построения. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Телеграфный контроллер. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2024