Регулятор тембра является, как правило, обязательным узлом современного высококачественного устройства звуковоспроизведения. Основное его назначение — обеспечить такое регулирование АЧХ усилительного устройства, чтобы компенсировать частотные искажения, вызванные несовершенством акустических систем, или сформировать АЧХ под конкретную фонограмму с учетом акустических свойств помещения и дефектов записи фонограммы и тем самым восстановить естественный тембр звучания. Регулировка тембра звучания основана на изменении АЧХ усилителя в определенной области частот. Коррекция АЧХ усилителя 3Ч достигается в основном с помощью цепей, содержащих конденсаторы и переменные резисторы и влияющих на АЧХ на краях рабочего диапазона частот.
В последнее время для регулировки АЧХ усилителя все чаще используют многополосные регуляторы тембра — эквалайзеры с LCR-элементами, которые позволяют изменить АЧХ на нескольких участках частотного диапазона. Точность коррекции АЧХ усилителя обычно повышается при увеличении числа частотных полос, в которых происходит раздельная коррекция. Однако в результате этого эквалайзер становится одним из громоздких звеньев звуковоспроизводящего тракта, хотя само регулирование производят не более чем в 5 — 12 частотных полосах.
Для повышения плавности и глубины регулирования тембра , все чаще используют активные элементы — транзисторы и ОУ, а также включают регулирующие элементы в цепь ООС. В отличие от пассивных регуляторов (имеющих только цепи формирования АЧХ и согласующие каскады) активные регуляторы обеспечивают большее отношение сигнал — шум и больший диапазон регулировки тембров примерно при том же количестве элементов. Показатели качества регуляторов тембра определяют такие параметры звуковоспроизводящего тракта, как уровень шума, коэффициент гармоник, диапазон регулирования АЧХ, динамический диапазон и т. п.
К основным техническим характеристикам регуляторов тембра относятся следующие:
- номинальное входное напряжение [В] — уровень входного синусоидального напряжения, при котором напряжение на выходе равно номинальному (0,8± ±0,05) В. Измерения проводят, когда регуляторы тембра находятся в положении, обеспечивающем горизонтальную АЧХ;
- коэффициент передачи на частоте 1 кГц — отношение выходного напряжения регулятора к входному номинальному на частоте 1 кГц при положениях регулирующих элементов, соответствующих горизонтальной АЧХ;
- предел регулирования тембра [дБ] — отношение выходного напряжения регулятора на частотах максимального подъема и спада АЧХ (при крайних положениях регулировочных элементов) к выходному напряжению регулятора на частоте 1 кГц при горизонтальной АЧХ каскада;
- перегрузочная способность [дБ] — отношение максимального выходного напряжения при коэффициенте гармоник 10% к выходному номинальному напряжению. Измерения проводят на частотах максимального подъема АЧХ;
- коэффициент гармоник [%] — коэффициент нелинейных искажений при синусоидальном входном сигнале. Измеряют в диапазоне частот 20… 20 000 Гц при входном напряжении, равном номинальному; регуляторы тембра — в положении максимального подъема АЧХ;
- отношение сигнал — шум [дБ] — отношение выходного напряжения сигнала при номинальном входном к среднеквадратическому значению напряжения шума на выходе при отсутствии сигнала. Измерения проводят без взвешивающего фильтра; регуляторы тембра должны находиться в положении, при которых АЧХ каскада горизонтальна.
Регулятор тембра имеет достаточно низкое выходное сопротивление, что позволяет подключить их непосредственно на вход усилителей мощности.
Регулятор тембра на ОУ К153УД2. Он имеет следующие основные технические характеристики:
- Номинальное входное напряжение……… 0,15 В
- Коэффициент передачи на частоте 1 кГц.. 15 дБ
- Пределы регулирования тембра на частоте, Гц:
100…………….. ±12 дБ
10000………….. ±13 дБ - Перегрузочная способность (относительно уровня 12 дБ), не
менее…………….. 10 дБ - Коэффициент гармоник в диапазоне частот 20… 20 000 Гц, не
более…………….. 0,1% - Отношение сигнал-шум (невзвешенное), не менее . . . . 70 дБ
- Входное сопротивление………… 100 кОм
- Выходное сопротивление………. 1 кОм
- Напряжение питания…………….. ±15 В
- Ток потребления………………….. 10 мА
Такой активный регулятор тембра с RC мостом в цепи ООС , несмотря на простоту, обеспечивает достаточную глубину изменения АЧХ усилителя в области низших и высших частот. Пределы регулировки АЧХ на частотах 50 Гц и 15 кГц составляют около ±16 дБ. Наличие ОУ DA1 позволяет получить коэффициент передачи напряжения регулятора больше единицы. В положении максимального подъема АЧХ в области низших и высших частот (резисторы R5 и R3 в крайнем левом по схеме положении) АЧХ на частотах 350 Гц и 1,5 кГц имеет подъем на 3 дБ. Для обеспечения приведенных характеристик внутреннее сопротивление источника входного сигнала должно быть не более 1 кОм.
Принципиальная схема регулятора тембра на ОУ 153УД2
Резисторы R3, R5 могут быть любого типа с линейной зависимостью (типа А), остальные — МЛТ-0,25. Кроме микросхемы К153УД2 можно использовать К153УД1, К140УД7, К140УД8 и другие ОУ соответствующими цепями коррекции.
Для питания темброблока можно использовать любой стабилизированный двухполярный источник напряжения ±15 В, обеспечивающий ток в нагрузке не менее 20 мА. Перед настройкой проверяют правильность монтажа схемы. Затем подбором конденсаторов С5 и С6 устраняют возможное самовозбуждение узла при крайних положениях регуляторов тембра.
Литература — Атаев Д. И., Болотников В. А. — Практические схемы высококачественного звуковоспроизведения. — М.: Радио и связь, 1986
Загрузка...