Бесплатная техническая библиотека
Тонкомпенсированный регулятор громкости с переменным резистором без отводов. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Регуляторы тембра, громкости
 Комментарии к статье
Автором предложен вариант тонкомпенсированного регулятора громкости на переменном резисторе без отводов, но с катушкой индуктивности. Расчетные значения элементов регулятора для различных диапазонов регулирования громкости приведены в табличной форме.
Важно отметить, что АЧХ передачи регулятора при разных значениях уровня громкости должны соответствовать кривым равной громкости для конкретного слушателя. Это можно достигнуть при наличии или при введении в тракт звуковоспроизведения регулятора чувствительности, приводящего уровень тонкомпенсации в соответствие субъективным оценкам.
В различной звуковоспроизводящей аппаратуре широкое применение находят потенциометрические тонкомпенсированные регуляторы громкости (РГ) на переменных резисторах с отводами и нелинейной зависимостью сопротивления от угла поворота (группа В). Одним из недостатков применения таких резисторов является их дефицитность. Другой недостаток - отклонение фактических АЧХ тонкомпенсации от кривых равной громкости, которое особенно велико в низкочастотной и высокочастотной областях спектра ЗЧ и позволяет поднять относительные уровни в этих областях не более чем на 15...20 дБ. И третий недостаток - искажение формы АЧХ, а именно - смещение корректирующего подъема в сторону средних частот. Это же отмечается в [1].
Рассматриваемый здесь тонкомпенсированный РГ на переменном резисторе группы В без отводов (схема регулятора для одного канала показана на рис. 1) при существенном ослаблении сигнала по уровню позволяет поднять крайние низкие и высокие частоты на 30...40 дБ и приблизить форму АЧХ регулятора к кривой равной громкости.
Рис. 1. Схема регулятора для одного канала
Примем уровни звукового давления согласно кривым равной громкости по стандарту ГОСТ Р ИСО 226-2009 [2]. За начальный уровень громкости, соответствующий уровню громкости 20 фон на частоте 1 кГц и нижнему положению движка переменного резистора R1, установим значение 0 дБ. Тогда, согласно ГОСТу, уровни звукового давления (УЗД) в полосе звуковых частот должны соответствовать приведенным в табл. 1.
Таблица 1
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
| УЗД (дБ) |
69,6 |
44 |
28,4 |
15,5 |
3,4 |
0 |
1,8 |
1,4 |
14,4 |
20 |
>30 |
Для измерений на вход регулятора подан синусоидальный сигнал размахом 1 В во всей полосе звуковых частот. Проведены измерения при изменении номиналов элементов C1 и R2. Контур L1C3 настроен в резонанс на частоту 20 кГц. В качестве индуктивности L1 использована фабричная гантельная катушка индуктивностью 8,2 мГн. Регулятор проверен также и с катушкой из 80 витков обмоточного провода диаметром 0,25-0,41 мм, намотанных на кольце из феррита М2000НМ типоразмера К20х12х6. Результаты измерений - те же. Можно использовать кольцо М2000НМ типоразмера К10х6х3, расчетное число витков - 115.
Результаты измерений размаха выходного напряжения U2 и отношения выходного напряжения к его значению U1 на частоте 1 кГц, а также уровней звукового давления при различных значениях C1 и R2 приведены в табл. 2-14.
Таблица 2
R1 = 22 кОм, R2 = 200 Ом, С1 = 1 мкФ
| F, ГЦ |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,7 |
0,34 |
0,15 |
0,054 |
0,018 |
0,016 |
0,026 |
0,064 |
0,15 |
0,37 |
0,72 |
0.24 |
| U2/U1 |
43,75 |
21,25 |
9,375 |
3,375 |
1,125 |
1 |
1,625 |
4 |
9,375 |
23,13 |
45 |
15 |
| ДБ |
32,3 |
26,5 |
19,4 |
10,6 |
1,02 |
0 |
4,22 |
12 |
19,4 |
27,3 |
33,1 |
23,5 |
Таблица 3
R1 = 22 кОм, R2 = 100 Ом, С1 = 1 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
| U2, В |
0,74 |
0,37 |
0,16 |
0,056 |
0,016 |
0,013 |
0,016 |
0,036 |
0,084 |
0,22 |
0,62 |
| U2/U1 |
56,92 |
28,46 |
12,3 |
4,3 |
1,23 |
1 |
1,23 |
2,77 |
6,46 |
16,92 |
47,69 |
| ДБ |
35,1 |
29,1 |
21,8 |
12,7 |
1,6 |
0 |
1,8 |
8,85 |
16,2 |
24,6 |
33,6 |
Таблица 4
R1 = 47 кОм, R2 = 100 Ом, С1 = 1 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
| U2, В |
0,68 |
0,32 |
0,135 |
0,041 |
0,009 |
0,01 |
0,016 |
0,036 |
0,086 |
0,22 |
0,62 |
| U2/U1 |
68 |
32 |
13,5 |
4,1 |
0,9 |
1 |
1,6 |
3,6 |
8,6 |
22 |
62 |
| ДБ |
36,7 |
30,1 |
22,6 |
12,3 |
-0,92 |
0 |
4,08 |
11,1 |
18,7 |
26,6 |
35,8 |
Таблица 5
R1 = 22 кОм, R2 = 51 Ом, С1 = 1 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,74 |
0,37 |
0,16 |
0,056 |
0,016 |
0,012 |
0,012 |
0,022 |
0,053 |
0,135 |
0,48 |
0,08 |
| U2/U1 |
61,66 |
30,83 |
13,33 |
4,66 |
1,33 |
1 |
1 |
1,83 |
4,42 |
11,25 |
40 |
6,66 |
| ДБ |
35,8 |
29,8 |
22,5 |
13,4 |
2,48 |
0 |
0 |
5,25 |
12,9 |
21 |
32 |
16,5 |
Таблица 6
R1 = 22 кОм, R2 = 27 Ом, С1 = 1мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,73 |
0,36 |
0,16 |
0,056 |
0,016 |
0,011 |
0,011 |
0,017 |
0,038 |
0,095 |
0,39 |
0,051 |
| U2/U1 |
66,36 |
32,73 |
14,54 |
5,09 |
1,45 |
1 |
1 |
1,545 |
3,45 |
8,63 |
35,45 |
4,63 |
| ДБ |
36,4 |
30,3 |
23,3 |
14,1 |
3,23 |
0 |
0 |
3,78 |
10,8 |
18,7 |
31 |
13,3 |
Таблица 7
R1 = 22 кОм, R2 = 0 Ом, С1 = 1 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,74 |
0,37 |
0,16 |
0,057 |
0,016 |
0,01 |
0,01 |
0,01 |
0,016 |
0,033 |
0,17 |
0,016 |
| U2/U1 |
74 |
37 |
16 |
5,7 |
1,6 |
1 |
1 |
1 |
1,6 |
3,3 |
17 |
1,6 |
| ДБ |
37,4 |
31,4 |
24,1 |
15,1 |
4,08 |
0 |
0 |
0 |
4,08 |
10,4 |
24,6 |
4,08 |
Таблица 8
R1 = 22 кОм, R2 = 51 Ом, С1 = 1,5 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,63 |
0,275 |
0,114 |
0,039 |
0,011 |
0,008 |
0,01 |
0,021 |
0,052 |
0,13 |
0,48 |
0,08 |
| U2/U1 |
76,75 |
34,37 |
14,25 |
4,875 |
1,375 |
1 |
1,25 |
2,625 |
6,5 |
16,25 |
60 |
10 |
| ДБ |
37,9 |
30,7 |
23,1 |
13,8 |
2,77 |
0 |
1,94 |
8,38 |
16,3 |
24,2 |
35,6 |
20 |
Таблица 9
R1 = 22 кОм, R2 = 27 Ом, С1 = 1,5 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,63 |
0,275 |
0,115 |
0,04 |
0,011 |
0,008 |
0,008 |
0,0155 |
0,036 |
0,092 |
0,39 |
0,055 |
| U2/U1 |
78,75 |
34,37 |
14,37 |
5 |
1,375 |
1 |
1 |
1,937 |
4,5 |
11,5 |
48,75 |
6,875 |
| ДБ |
37,9 |
30,7 |
23,1 |
14 |
2,77 |
0 |
0 |
5,74 |
13,1 |
21,2 |
33,8 |
16,7 |
Таблица 10
R1 = 22 кОм, R2 = 0 Ом, С1 = 1,5 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,63 |
0,275 |
0,115 |
0,04 |
0,011 |
0,007 |
0,065 |
0,008 |
0,016 |
0,04 |
0,205 |
0,022 |
| U2/U1 |
90 |
39,26 |
16,43 |
5,71 |
1,57 |
1 |
1 |
1,14 |
2,285 |
5,64 |
29,28 |
3,14 |
| ДБ |
39,1 |
31,9 |
24,3 |
15,1 |
3,92 |
0 |
0 |
1,14 |
7,18 |
15 |
29,3 |
9,94 |
Таблица 11
R1 = 22 кОм, R2 = 51 Ом, С1 = 2 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,52 |
0,21 |
0,085 |
0,029 |
0,008 |
0,007 |
0,009 |
0,021 |
0,052 |
0,13 |
0,48 |
0,08 |
| U2/U1 |
74,28 |
30 |
12,14 |
4,14 |
1,14 |
1 |
1,286 |
3 |
7,43 |
18,57 |
68,57 |
11,43 |
| ДБ |
37,4 |
29,5 |
21,7 |
12,3 |
1,14 |
0 |
2,18 |
9,54 |
17,4 |
25,4 |
36,7 |
21,2 |
Таблица 12
R1 = 22 кОм, R2 = 27 Ом, С1 = 2 мкФ
| F, ГЦ |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,51 |
0,21 |
0,064 |
0,028 |
0,008 |
0,006 |
0,006 |
0,013 |
0,032 |
0,085 |
0,36 |
0,05 |
| U2/U1 |
35 |
35 |
14 |
4,66 |
1,33 |
1 |
1 |
2,16 |
5,33 |
14,16 |
60 |
6,25 |
| ДБ |
38,6 |
30,9 |
22,9 |
13,4 |
2,46 |
0 |
0 |
6,69 |
14,5 |
23 |
35,6 |
15,9 |
Таблица 13
R1 = 22 кОм, R2 = 0 Ом, С1 = 2 мкФ
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,52 |
0,215 |
0,086 |
0,029 |
0,008 |
0,005 |
0,005 |
0,008 |
0,018 |
0,044 |
0,23 |
0,027 |
| U2/U1 |
104 |
43 |
17,2 |
5,8 |
1,6 |
1 |
1 |
1,6 |
3,6 |
8,8 |
46 |
5,4 |
| ДБ |
40,3 |
32,7 |
24,7 |
15,3 |
4,08 |
0 |
0 |
4,08 |
11,1 |
18,9 |
33,3 |
14,6 |
Таблица 14
R1 = 22 кОм, R2 = 27 Ом, С1 = 2 мкФ, среднее положение движка переменного резистора R1
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| U2, В |
0,5 |
0,3 |
0,195 |
0,115 |
0,072 |
0,1 |
0,18 |
0,44 |
0,74 |
0,92 |
0,96 |
0,88 |
| U2/U1 |
5 |
3 |
1,95 |
1,15 |
0,72 |
1 |
1,8 |
4,4 |
7,4 |
9,2 |
9,6 |
8,8 |
| ДБ |
14 |
9,54 |
5,8 |
1,21 |
-2,85 |
0 |
5,11 |
12,9 |
17,4 |
19,3 |
19,6 |
18,9 |
Для одного из вариантов РГ с номиналами элементов R1=22 кОм, R2 = 0, C1 = 2 мкФ были измерены АЧХ передачи для разных уровней затухания. Шаг затухания 10 дБ на частоте f = 1 кГц определялся положением движка переменного резистора R1. Результаты измерений затухания на различных частотах звукового спектра относительно входного сигнала приведены в табл. 15. В данной комбинации элементов подъем при минимальной громкости составил 40 дБ на частоте 20 Гц и 33 дБ на частоте 20 кГц. Диапазон регулирования громкости на частоте 1 кГц составил 46 дБ. Соответствующие кривые АЧХ РГ показаны на графиках рис. 2.
Рис. 2. Кривые АЧХ РГ
Таблица 15
| F, Гц |
20 |
50 |
100 |
200 |
500 |
1000 |
2000 |
5000 |
10000 |
15000 |
20000 |
30000 |
| K1, ДБ |
-1,94 |
-3,35 |
-6,02 |
-6,67 |
-10,5 |
-10 |
-8,4 |
-3,88 |
-0,91 |
0 |
0 |
-0,72 |
| К2, дБ |
-6 |
-10,5 |
-14 |
-19,2 |
-23,3 |
-20 |
-14,4 |
-6,74 |
-2,16 |
-0,35 |
0 |
-1,11 |
| К3, ДБ |
-6 |
-13,6 |
-20,7 |
-27,7 |
-33,2 |
-30 |
-24,4 |
-15,9 |
-8,87 |
-3,1 |
-0,44 |
-5,68 |
| К4, дБ |
-6 |
-13,6 |
-21,5 |
-31,1 |
-40 |
-40 |
-35,4 |
-26,7 |
-19 |
-11,1 |
-2,85 |
-14,9 |
| К5, ДБ |
-6 |
-13,4 |
-21,3 |
-30,8 |
-41,9 |
-46 |
-46 |
-41,9 |
-34,9 |
-27,1 |
-12,8 |
-31,4 |
В результате рассмотрения полученных данных можно сделать следующие выводы. Полученные формы АЧХ РГ близки к кривым равной громкости. Меньшие значения сопротивления резистора R2 сдвигают подъем высоких частот в сторону высоких частот и больше соответствуют кривым равной громкости. Кроме этого, большие значения емкости конденсатора C1 (1,5 и 2 мкФ) и меньшие значения сопротивления резистора R2 (27 Ом и 0 Ом - перемычка) увеличивают частотную коррекцию и расширяют диапазон регулирования громкости. В регуляторе громкости можно применить переменный резистор R1 группы В, например, СПЗ-12 или СПЗ-ЗОб, и конденсаторы К73-17 (С1-C3).
Некоторым недостатком регуляторов такого типа является уменьшение диапазона регулирования громкости.
Этот РГ может быть встроен в устройство (УМЗЧ и АС), обеспечивающее соответствие звукового давления кривым равной громкости. Если же это не обеспечивается, то следует включить в тракт, помимо РГ, и регулятор чувствительности, приводящий уровень сигнала к номинальному, чтобы тонкомпенсация соответствовала кривым равной громкости при соответствующем звуковом давлении (уровне громкости). Регулятор громкости, АЧХ которого приведены на рис. 2, был встроен в активную АС. Благодаря достаточной тонкомпенсации низкие и высокие частоты отчетливо слышны даже при минимальной громкости.
Литература
- Федичкин С. Тонкомпенсированный регулятор громкости. - Радио, 1984, № 9, с. 43, 44.
- ГОСТ Р ИСО 226-2009. Акустика. Стандартные кривые равной громкости. - URL: protect.gost.ru/document.aspx?control=7&baseC=6&page=2&month=8& year=2010&search=&id= 175579.
Автор: Б. Демченко
 Смотрите другие статьи раздела Регуляторы тембра, громкости.
Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.
<< Назад
 Последние новости науки и техники, новинки электроники:
Ранняя Вселенная не была ледяной
28.11.2025
Понимание того, как формировались первые структуры во Вселенной, требует взгляда в эпохи, в которых не существовало ни звезд, ни галактик, ни привычных нам источников света. Научные группы по всему миру пытаются восстановить картину тех времен при помощи слабейших радиосигналов, оставшихся от водорода, который наполнял космос вскоре после Большого взрыва. Новые результаты, полученные на радиотелескопе Murchison Widefield Array в Австралии, неожиданным образом меняют представление об этих ранних этапах.
Сразу после Большого взрыва, произошедшего около 13,8 миллиарда лет назад, пространство стремительно расширялось и остывало. Через несколько сотен тысяч лет образовался нейтральный водород, и началась так называемая эпоха тьмы, когда Вселенная была лишена источников излучения. Лишь значительно позже гравитация собрала газ в плотные области, где зародились первые звезды и ранние черные дыры, а их интенсивное излучение привело к реионизации водорода и окончательному появлению света.
...>>
Устройство идеальной очистки воздуха
28.11.2025
Качество воздуха в закрытых помещениях давно стало важнейшим фактором здоровья, особенно в городах, где люди проводят подавляющую часть времени внутри зданий. В последние годы исследователи уделяют все больше внимания именно тем технологиям, которые способны задерживать или разрушать вредоносные частицы до того, как они попадут в дыхательные пути человека. Одним из таких новаторских направлений стала разработка инженеров Университета Британской Колумбии в Оканагане, которые предложили принципиально иной подход к очистке воздуха в присутствии людей.
По словам профессора Школы инженерии доктора Санни Ли, традиционные персонализированные вентиляционные системы действительно могут улучшать качество воздуха вокруг пользователя, однако их принцип работы имеет ряд ограничений. Человек вынужден находиться в строго определенной зоне, а одновременное использование одной системы несколькими людьми снижает эффективность. Кроме того, непрерывный поток сухого очищенного воздуха способен вызывать ...>>
Ощущение текстуры через экран гаджета
27.11.2025
Гаджеты научились передавать изображение и звук с впечатляющей реалистичностью, но тактильные ощущения по-прежнему остаются недоступными для полноценной цифровой симуляции. Именно поэтому инженеры и исследователи во всем мире стремятся создать технологии, которые позволят "почувствовать" виртуальный объект так же естественно, как и настоящий. Новая разработка специалистов Северо-Западного университета США стала одним из самых заметных шагов в этом направлении.
Возглавлявшая исследование аспирантка Сильвия Тан (Sylvia Tan) подчеркивает, что прикосновение остается последним фундаментальным чувственным каналом, для которого пока нет зрелого цифрового аналога. По ее словам, если визуальные и звуковые интерфейсы давно обеспечивают высокую степень реалистичности, то осязание лишь начинает приближаться к этому уровню. В недавней публикации в журнале Science Advances Тан отмечает, что новая технология способна изменить само представление о взаимодействии человека с устройствами.
Разработ ...>>
| Случайная новость из Архива Суфлер излечивает заикание
08.04.2004
Сотрудники университета Восточной Каролины (США) запатентовали способ избавления от заикания.
Уже давно известно, что речь заики становится плавной, если он говорит с кем-то вместе, дуэтом. Приборчик наподобие слухового аппарата (есть модели, умещающиеся в ушном проходе или за ухом) воспринимает речь своего владельца и, несколько изменив частотные характеристики, выдает тот же звук с регулируемой задержкой в 25-100 миллисекунд прямо на барабанную перепонку.
Успешность устранения дефекта речи колеблется от 50 до 95 процентов.
|
Другие интересные новости:
▪ Опьянение от музыки
▪ Частицы темной материи могут быть сверхлегкими
▪ Новые DVD-рекордеры TOSHIBA
▪ Новые приемопередатчики интерфейса RS-485
▪ Женские нейроны тоньше мужских
Лента новостей науки и техники, новинок электроники
Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:
▪ раздел сайта Усилители мощности. Подборка статей
▪ статья Джош Биллингс. Знаменитые афоризмы
▪ статья Почему иглу не тает изнутри? Подробный ответ
▪ статья Ручная обработка металла. Типовая инструкция по охране труда
▪ статья Широкополосный УМЗЧ с малыми искажениями. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
▪ статья Преобразователь напряжения для электробритвы, 12/220 вольт 2,5 ампера. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники
Оставьте свой комментарий к этой статье:
Главная страница | Библиотека | Статьи | Карта сайта | Отзывы о сайте
www.diagram.com.ua
2000-2025
|
