Для избирательной частотной коррекции при записи или звукоусилении речи, музыки и вокала используют многополосные частотные корректоры либо параметрические - с перестраиваемой частотой и регулируемой добротностью. О таком устройстве, применимом в любительском микшерном пульте, и рассказано в этой статье.

К частотной коррекции спектра звуковых сигналов приходится прибегать как при записи музыкальных программ, так и при их прослушивании или звукоусилении в залах и на открытых площадках В одних случаях применением эквалайзеров добиваются улучшения разборчивости речи, в других - естественности звучания музыкальных инструментов или просто регулируют тембр звучания на свой вкус. Не будем касаться вопроса частотной коррекции музыкальных сигналов при их записи в студиях, поскольку этим искусством владеют только опытные звукорежиссеры, и это не техническая задача. Модульный пульт чаще всего будет использоваться на "живых" речевых передачах, а музыка будет воспроизводиться с уже обработанных звукорежиссерами фонограмм. Условия, при которых работают музыкальные ансамбли в школах или на дискотеках, далеки от студийных и вряд ли позволят получить очень высокое качество звука. Основываясь на этих соображениях, полезно сравнить применение в модульном пульте различных частотных корректоров.

Установленные во входных линейках простейшие регуляторы тембра по высоким и низким частотам позволяют получить приемлемое на слух и примерно похожее звучание от всех микрофонов и источников звука. Но часто этого совершенно недостаточно. Например, для повышения разборчивости речи часто применяют фильтр "оптимальной обработки речи". Рекомендованный для работы в дикторских студиях радиовещания фильтр имеет подъем частотной характеристики в районе 5 кГц примерно на 6 дБ и ее спад ниже 100 Гц и выше 6 кГц. После обработки этим фильтром речь становится более разборчивой при повышенном уровне шума, но звучит "суше", менее естественно.

Очевидно, что простые регуляторы тембра не могут обеспечить получение необходимой частотной характеристики. Есть и другие задачи, требующие применения более сложной частотной коррекции. Например, в помещении, где установлены АС, которые могут обеспечить весьма высокое качество звука, вследствие сложения прямых и отраженных от стен звуков образуются стоячие волны, полностью изменяющие картину звучания одной из АС Люди с хорошим слухом это слышат, но не имеют возможности исправить положение. Или беда звукоусиления - возникновение акустической "завязки". Можно снизить громкость, но тогда какой же смысл в таком звукоусилении?

В этих и многих других случаях требуется частотная коррекция в очень узкой полосе спектра, чтобы не изменять общий тембр звучания. Считается, что работа узкополосного режекторного фильтра, "вырезающего" всего 7ю октавы, совершенно неощутима на слух, а на речевых сигналах незаметна и потеря 1/5 октавы. Практически везде допустимо использовать третьоктавный фильтр. В профессиональной аппаратуре применяют многополосные частотные корректоры - эквалайзеры. Но третьоктавный эквалайзер с регулировками в 30 полосах не столько сложное, сколько очень громоздкое сооружение и встроить его в модульный пульт невозможно.

Поэтому остановимся на параметрическом эквалайзере, отличающемся от графического тем, что центральную частоту в полосе коррекции и добротность каждого звена можно регулировать в широких пределах. Оказывается, что параметрический эквалайзер с двумя полосами имеет примерно такие же возможности, как пяти-восьмиполосный графический, а если взять четыре полосы, то в большинстве случаев возможна замена и графического третьоктавного. Обычно полосы регулируемых частот выбирают так, чтобы они перекрывали друг друга. Появляется возможность усилить, например, низкие частоты при широкой полосе пропускания одним звеном и "вырезать" при узкой полосе пропускания другого звена усиленный фон частотой 100 Гц или поднять высокие частоты и вырезать высокочастотные составляющие на 8 кГц "свистящих" звуков речи (с, ц, ч).

Каждое звено фильтра в двухполосном эквалайзере (его схема на рис. 1) собрано на счетверенном ОУ типа TL084 (TL074, 1401УД4). Диапазоны частотной коррекции полностью определяются выбором номиналов конденсаторов С5, С11 и С13, С14. При указанных значениях емкости интервалы перестройки центральной частоты составляют для "нижнего" диапазона не менее 0,1 ...2,5 кГц, для "верхнего" - не менее 0,2...5 кГц. Эти значения выбраны с расчетом перекрытия диапазона частот, занимаемого речевым сигналом, а также области частот на которых обычно возникает акустическая обратная связь.

(нажмите для увеличения)

При выборе другого диапазона коррекции нужно пропорционально изменить номиналы конденсаторов. При емкости конденсаторов С5 и С11, равной соответственно 1200 пФ и 1,5 мкФ, частотный диапазон регулировки фильтра составляет 40... 1200 Гц, а при емкости конденсаторов С13 и С14, равной соответственно 39 пФ и 0,039 мкФ для другого фильтра, - 1,2...15 кГц.

Полосу пропускания каждого фильтра можно изменять от 0,25 до 3,6 октавы. Усиление на центральной частоте фильтра можно изменять в пределах ±16 дБ. При коррекции подъемом увлекаться не следует, учитывая ограниченный запас по перегрузке из-за низкого напряжения питания пульта. Тумблер SA1 включает эквалайзер; разъем XS1 - дополнительный линейный вход эквалайзера для подключения внешнего источника сигнала.

Номинальное входное и выходное напряжение модуля - 0,25 В, потребляемый ток не превышает 15 мА, нелинейные искажения Кг<0,07 %.

Двухполосный параметрический эквалайзер вполне можно разместить в модуле. Правда, нужно учитывать, что корректировать стереосигнал он не сможет, но, например, для выравнивания звучания двух АС в помещении или устранения завязки от одного микрофона этого и не требуется. Описания схем таких эквалайзеров приводились неоднократно [1-3].

Внешний вид модуля представлен на фотографии микшерного пульта на обложке "Радио", 2003, № 2. На рис. 2 показан чертеж печатной платы эквалайзера. Конденсатор С7 монтируют со стороны печатных проводников в непосредственной близости от выводов микросхемы DA1. Тумблер SA1 для включения эквалайзера и дополнительный линейный вход ХS1 (разъем "тюльпан") установлены на верхней панели модуля.

На рис. 3 приведен чертеж передней панели блока. В статье [4] рассказано о конструкции модулей и их монтаже.

При эксплуатации модуля неприятности возможны только из-за плохого качества переменных резисторов типа СПЗ-33-23, сопротивление которых в крайних положениях не всегда доводится до "нулевого". Иногда его не удается установить меньше 6...9 кОм(!), что, конечно, снижает верхнюю границу перестройки диапазона регулировки. Поскольку такое встречается довольно часто, следует проверить минимально устанавливаемое сопротивление этих резисторов до монтажа.

Вместо указанных на схеме ОУ допустимо применить и LM324 (отечественный аналог - К1401УД2, но с иной цоколевкой); правда, нелинейные искажения и шумы на выходе модуля увеличатся. При необходимости можно обойтись без ОУ DA1.1 и DA2.2, поскольку они просто упрощают коммутацию и в работе самого эквалайзера не участвуют.

Если эквалайзер используют как самостоятельное устройство, вместо резистора R34 нужно установить перемычку; в качестве блока питания удобно использовать сетевой адаптер. В этом случае для увеличения перегрузочной способности напряжение питания устройства можно значительно увеличить, поскольку большинство ОУ могут работать при напряжении ±15 В.

При введении модуля в состав пульта стабилизатор DA3 и диод VD1 не нужны, так как защита от неправильной полярности напряжения питания и стабилизатор напряжения уже есть в модуле MONITOR. Вместо элементов DA3 и VD1 устанавливают перемычки, а емкость конденсаторов С20, С21 можно уменьшить до 0,1 - 0,33 мкФ. Резистор R34 необходим только при включении эквалайзера перед выходной линейкой MASTER, на входе которой стоит сумматор.

Автор: Э.Кузнецов, г. Москва