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A cova corcunda irá corrigir ...

A arte do áudio

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A dor de cabeça do áudio automotivo é a ressonância do interior, que se manifesta em um “zumbido” característico em algumas notas graves. As medições de resposta de frequência mostram uma “protuberância” variando de 120 a 160 dB em frequências de 3 a 8 Hz. Um equalizador é mais frequentemente usado para corrigir a “corcunda”, mas esta solução não é tão simples quanto parece à primeira vista.

 Um aparelho profissional de alta qualidade tem um custo correspondente e sua configuração não é uma tarefa fácil, exigindo experiência e equipamentos de medição. Se você usar um modelo econômico, é improvável que a qualidade do som melhore. Duas a três dúzias de amplificadores operacionais de uso geral podem deixar apenas memórias sonoras. Portanto, o desejo de prescindir do equalizador é compreensível para todos que trabalham criativamente na instalação.

Vamos supor o incrível - que todos os defeitos de resposta de frequência foram superados pelos componentes selecionados e instalação cuidadosa, e apenas a ressonância indestrutível permanece. Mesmo com componentes da mais alta qualidade, esse problema não é fácil de resolver. A primeira e mais óbvia maneira é separar as frequências de crossover do subwoofer e do restante da acústica. Neste caso, o subwoofer reproduz frequências abaixo de 120 Hz e o restante da acústica reproduz acima de 180 Hz. Estes valores são aproximados e dependem do tamanho da cabine e das características da instalação específica.

 Como instalações sérias usam pelo menos crossovers de segunda ordem, os rolloffs de resposta de frequência são bastante acentuados e o espaçamento de banda é pequeno. Como resultado, o subwoofer tem que reproduzir uma ampla banda de frequência e o problema dos graves “traseiros” surge em toda a sua glória. A cauda foi arrancada, a crina ficou presa...

A solução foi encontrada onde ninguém procurava, mas teremos que começar de longe - com circuitos. Os amplificadores da série econômica, para acompanhar seus “irmãos mais velhos” em termos de equipamento, há muito mudaram de uma frequência de corte fixa do crossover integrado para uma sintonia suave. A única diferença é que eles economizam em resistores variáveis.

 Para sintonizar um filtro de segunda ordem em versão estéreo, você precisa de um resistor variável de quatro seções com boa correspondência de resistência e, em alguns casos, também com resistências de seção diferentes. A coisa, se não for feita sob medida, pelo menos não são bens de consumo. Portanto, eles começaram a usar filtros convencionais de duas seções, reformulando o circuito do filtro de acordo.

Leopardo mudar de lugar
Figura.1

Foi assim que os filtros de inclinação variável entraram na arena, na qual apenas um de seus elos é reconstruído. Seguindo os amplificadores de orçamento, esses filtros também apareceram em modelos de classe média. Como exemplo, aqui está um fragmento do circuito crossover integrado do amplificador Hifonics Mercury (Fig. 1).

O circuito é simples - um filtro passa-alta passivo de primeira ordem, sintonizável em toda a faixa, e além dele - um filtro ativo de segunda ordem, sintonizado na frequência extrema da faixa, ou seja, no total - um terceiro filtro de pedido. Mas ao contrário da versão clássica, quando a frequência de corte muda, a forma da resposta de frequência do filtro também muda. À primeira vista, isto é uma lacuna, um desvio dos cânones. Mas se abordarmos isso dialeticamente, as vantagens são uma continuação das desvantagens. Vejamos a resposta de frequência (Fig. 2).

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Figura.2

O gráfico mostra em preto a resposta de frequência do canal do subwoofer com frequência de corte de 80 Hz e a resposta de frequência do filtro passa-alta nas duas posições extremas do regulador. E azul é a resposta de frequência resultante em uma de suas posições intermediárias. O resultado é óbvio - na região que nos interessa, em torno de 150 Hz, apareceu uma queda da magnitude necessária.

Ao mesmo tempo, a banda de frequência do subwoofer permaneceu dentro de limites razoáveis ​​e não houve necessidade de se preocupar com os graves “traseiros”. E os lobos estão alimentados e as ovelhas estão seguras. Além disso, na área operacional do link de primeira ordem, a resposta de frequência de fase é muito melhor do que a de um filtro clássico de terceira ordem.

Se você observar os resultados dos testes de várias publicações, uma resposta de frequência semelhante pode ser encontrada na maioria dos crossovers e amplificadores modernos nas categorias de preço baixo e médio. A conclusão é inequívoca, mesmo sem abertura - filtros de inclinação variável são usados ​​em seu projeto. Aqui está um exemplo de como a simplificação de um projeto melhorou sua qualidade e expandiu seu escopo. No entanto, as possibilidades de correção usando este método são limitadas, por isso é muito cedo para falar sobre a extinção dos equalizadores.

Mas instalar um equalizador inteiro por causa de uma “corcunda” é como atirar em pardais com um canhão. Em vez de um equalizador, é melhor usar um filtro notch ajustado para uma frequência de 140...160 Hz. O diagrama do filtro passivo mais simples baseado em uma ponte de Wien invertida é mostrado na Fig. 3. O fator de qualidade do filtro é pequeno, portanto, não é necessário ajuste fino.

Leopardo mudar de lugar
Figura.3

O filtro é conectado entre a saída linear da fonte e a entrada do amplificador. É conveniente escolher a capacitância dos capacitores igual a 0,1 μF, a resistência dos resistores é 10...12 kOhm. Ao usar peças de pequeno porte, pode ser colocado em uma caixa RCA macho.

Este design tem apenas uma vantagem: simplicidade. Existem muitas outras desvantagens - o grau de correção na maioria dos casos é insuficiente e as características dependem da impedância de saída da fonte e da impedância de entrada do amplificador. Para eliminar as deficiências, o filtro deve ser ativado.

A principal condição estabelecida no desenvolvimento do circuito foi a simplicidade e a alta qualidade do sinal. Portanto, os microcircuitos foram rejeitados de forma decisiva - elementos discretos são preferíveis em tais condições. O melhor elemento de amplificação para um circuito simples é um transistor de efeito de campo. Além da alta resistência de entrada, o transistor de efeito de campo possui uma característica mais linear que o bipolar, o som fica quente e “parecido com um tubo”.

É verdade que em circuitos simples pode aparecer uma desvantagem dos transistores de efeito de campo - uma grande dispersão de parâmetros. Porém, isso é fácil de contornar: basta usar transistores do mesmo lote no projeto - dentro da embalagem eles são parecidos, como gêmeos.

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Figura.4

O circuito de filtro ativo para um canal é mostrado na fig. 4. O primeiro estágio é um amplificador de carga dividida. Sua tarefa é criar tensões antifásicas para alimentar a unidade de filtro C2C3R4R5. Na posição correta do interruptor conforme o diagrama, este é o filtro considerado anteriormente com atenuação de cerca de 3 dB. Na posição esquerda da chave, as tensões antifase são fornecidas ao filtro e a atenuação na frequência de sintonia aumenta para 5 ... 6 dB. O valor exato da atenuação depende das características do transistor e da relação das resistências dos resistores R2 e R3. Se igualar, a atenuação será máxima (8 dB), mas o sinal de saída será atenuado em relação à entrada em 3 ... 4 dB. O diagrama mostra a variante ótima das denominações.

O estágio de saída é um seguidor de emissor convencional. Sua tarefa é eliminar a influência da carga nas características do filtro. Capacitor C5 e diodo VD1 - um filtro de potência comum a dois canais. O filtro é alimentado diretamente pela saída remota da unidade principal, pois a corrente consumida através de dois canais não excede 10 mA.

Além dos indicados no diagrama, podem ser usados ​​os transistores KP303V (VT1), KT3102 com qualquer letra (VT2). O diodo VD1 pode usar qualquer silício de baixa potência. Os capacitores eletrolíticos devem ter uma tensão de operação de pelo menos 16 V. O tipo de outras peças não é crítico e, como escreveram há meio século, "depende do gosto e das capacidades do radioamador". A caixa deve ser de metal, caso contrário você terá que fornecê-la por dentro com uma blindagem de folha de cobre e conectá-la a um fio comum.

Configurar um esquema é fácil. Depois de verificar a instalação, você precisa aplicar energia a ela e medir a tensão constante em relação ao fio comum no emissor do transistor VT2. Deve estar entre 50% e 70% da tensão de alimentação e deve estar o mais próximo possível em ambos os canais. Se este não for o caso, você precisa selecionar a resistência do resistor R3 dentro de 1,2 ... 1,8 kOhm. A resistência desses resistores em ambos os canais deve ser a mesma, esta é uma condição mais importante do que a igualdade de tensões constantes na saída.

A resistência de entrada do filtro é de cerca de 100 kOhm, a tensão de entrada não deve exceder 1,5 V - caso contrário, poderá ocorrer distorção. Se a tensão na saída de linha da fonte for maior, um divisor de tensão terá que ser adicionado na entrada do filtro (um resistor de 100 kΩ em série com o capacitor C1). Neste caso, as perdas de sinal terão que ser compensadas ajustando a sensibilidade do amplificador. Como a impedância de entrada é muito alta, é melhor instalar o filtro próximo à fonte do sinal para evitar interferência de entrada. A impedância de saída do filtro é de cerca de 50 ohms, o que é muito menor do que a maioria das unidades principais. Isso eliminará a influência dos parâmetros do cabo de conexão, para que o filtro execute simultaneamente as funções de um dispositivo correspondente.

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Figura.5

A resposta em frequência do filtro é mostrada na Fig.5. Este não é mais apenas um filtro, mas um verdadeiro "equalizador de ambiente". Um dispositivo com esse nome e uma resposta de frequência muito semelhante é usado em amplificadores McIntosh de ponta, mas o circuito é mais complicado lá ...

Publicação: www.bluesmobil.com/shikhman

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