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:

▪ Как правильно установить акустические системы

▪ Ловля блох по-научному

▪ Тонкомпенсация

Смотрите другие статьи раздела Искусство аудио.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Оптимальная продолжительность сна 12.11.2025

Сон играет ключевую роль в поддержании здоровья, когнитивных функций и общего самочувствия. Несмотря на широко распространенный стереотип о восьмичасовом сне, последние исследования показывают, что оптимальная продолжительность сна для большинства здоровых взрослых ближе к семи часам. Эволюционный биолог из Гарварда, Дэниел Э. Либерман, утверждает, что традиционная норма восьми часов сна - это скорее культурное наследие индустриальной эпохи, чем биологическая необходимость. По его словам, полевые исследования, проведенные в сообществах, не использующих электричество, показывают, что средняя продолжительность сна составляет 6-7 часов, что значительно отличается от общепринятого стандарта. Современные эпидемиологические данные подтверждают этот взгляд. Исследования выявили так называемую "U-образную кривую" зависимости между продолжительностью сна и рисками для здоровья. Минимальные показатели заболеваемости и смертности наблюдаются именно у людей, спящих около семи часов в сутки. ...>>

Дефицит кислорода усиливает выброс закиси азота 12.11.2025

Парниковые газы играют ключевую роль в изменении климата, а закись азота (N2O) - один из наиболее опасных среди них. Этот газ не только втрое сильнее углекислого газа в удержании тепла, но и разрушает озоновый слой. Недавнее исследование американских ученых показало, что микробы в зонах с низким содержанием кислорода активно производят N2O, усиливая глобальные климатические риски. Команда из Университета Пенсильвании изучала прибрежные воды у Сан-Диего и провела наблюдения на глубинах от 40 до 120 метров в Восточной тропической северной части Тихого океана - одной из крупнейших зон дефицита кислорода. Исследователи сосредоточились на том, как морские микроорганизмы превращают нитраты в закись азота. В ходе работы выяснилось, что существует два пути образования N2O. Один путь начинается с нитрата, другой - с нитрита. На первый взгляд более короткий путь должен быть эффективнее, однако микробы, использующие нитрат, продуцируют больше газа, поскольку этот "сырьевой" источник более д ...>>

Омега-3 помогают молодым кораллам выживать 11.11.2025

Сохранение коралловых рифов становится все более актуальной задачей в условиях глобального изменения климата. Молодые кораллы особенно уязвимы на ранних стадиях развития, когда стрессовые условия и нехватка питательных веществ могут привести к высокой смертности. Недавнее исследование ученых из Технологического университета Сиднея показывает, что специальные пищевые добавки способны существенно повысить выживаемость личинок кораллов. В ходе работы исследователи разработали особый состав "детского питания" для коралловых личинок. В него вошли масла, богатые омега-3 жирными кислотами, а также важные стерины, необходимые для формирования клеточных мембран. Личинки, получавшие эти добавки, развивались быстрее, становились крепче и демонстрировали более высокую устойчивость к стрессовым факторам. Особое внимание ученые уделили липидам. Анализ показал, что личинки активно усваивают эти вещества, что напрямую влияет на их жизнеспособность. Стерины, содержащиеся в корме, повышают устойчи ...>>

Случайная новость из Архива Пища из насекомых создаст безотходное сельское хозяйство 20.03.2022 Насекомые - отличный источник белка, для производства которого требуется значительно меньше ресурсов по сравнению с традиционным сельским хозяйством. Если ферме мучных червей дать 2 кг корма, можно получить килограмм съедобного белка. При производстве говядины эффективность несравнимо ниже, к тому выделяются парниковые газы. Производство насекомых для еды и корма обычно приводит к двум побочным продуктам: экзувиям насекомых и своеобразной "муке". Экзувии (exuviae) - это экзоскелеты, оставшиеся после линьки насекомых, а мука из насекомых - это в основном экскременты и несъеденная пища. Эти два побочных продукта могут стать потенциальной альтернативой обычным удобрениям и пестицидам. Ученые из Вагенингенского университета, Нидерланды проанализировали возможность производства из побочных продуктов насекомых питание для человека и животных. Кроме того, эти побочные продукты могут обеспечить фермеров органической добавкой к почве. Важным компонентом экзувий насекомых является хитин - высокомолекулярный аминосахаридный полисахарид, который также присутствует в клеточных стенках грибов и экзоскелете многих ракообразных. Было показано, что хитинсодержащие почвенные добавки способствуют росту растений. Добавление муки насекомых в почву может способствовать росту растений - фекалии насекомых богаты азотом, питательным веществом, которое имеет решающее значение для роста растений, но часто не хватает в почве. Азот часто добавляют в почву в виде синтетического удобрения. Применение побочных продуктов разведения насекомых в сельском хозяйстве может стать шагом на пути к своего рода круговороту в производстве продуктов питания, когда в самом процессе отходы полностью утилизируются. Сначала насекомых кормят отходами от растениеводства или производства продуктов питания, затем насекомые обеспечивают людей и мясные продукты пищей, и наконец отходы от производства насекомых используют для стимулирования роста сельскохозяйственных культур.

Другие интересные новости:

▪ SpaceX будет доставлять астронавтов на Луну

▪ Воскрешение мамонтов

▪ Катастрофы от глобального потепления не будет

▪ Шумовое загрязнение океанов мешает касаткам охотиться

▪ STM32G031Y8Y - контроллер на 64 МГц с габаритами SMD-компонента

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Переговорные устройства. Подборка статей

▪ статья Источники загрязнения атмосферы. Основы безопасной жизнедеятельности

▪ статья Кто изобрел спички? Подробный ответ

▪ статья Увольнение за нарушение в сфере охраны труда

▪ статья Доработка частотомера FC250. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Микроконтроллеры популярных семейств. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2025