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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA
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Controle de volume vagamente compensado com um resistor variável sem torneiras. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Tom, controles de volume

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O autor propôs uma variante de controle de volume com compensação fina usando um resistor variável sem derivações, mas com um indutor. Os valores calculados dos elementos reguladores para várias faixas de controle de volume são apresentados em forma de tabela.

É importante notar que a resposta de frequência da transmissão do regulador em diferentes níveis de volume deve corresponder a curvas de volume iguais para um determinado ouvinte. Isso pode ser conseguido com a presença ou introdução de um regulador de sensibilidade no caminho de reprodução do som, que alinha o nível de compensação de volume com avaliações subjetivas.

Em vários equipamentos de reprodução de som, controles de volume potenciométricos e com compensação fina (VG) em resistores variáveis ​​​​com derivações e uma dependência não linear da resistência no ângulo de rotação (grupo B) são amplamente utilizados. Uma das desvantagens do uso de tais resistores é a sua escassez. Outra desvantagem é o desvio da resposta de frequência real da compensação de volume das curvas de volume igual, que é especialmente grande nas regiões de baixa e alta frequência do espectro AF e permite aumentar os níveis relativos nestes. regiões em não mais que 15...20 dB. E a terceira desvantagem é a distorção da forma da resposta de frequência, ou seja, a mudança do aumento corretivo em direção às frequências médias. Isso também é observado em [1].

O RG finamente compensado considerado aqui em um resistor variável do grupo B sem derivações (o circuito regulador para um canal é mostrado na Fig. 1), com uma atenuação significativa do sinal em nível, permite aumentar as frequências extremamente baixas e altas em 30...40 dB e aproxime o formato da resposta de frequência do regulador da curva de volume igual.

Controle de volume de resistor variável finamente compensado sem torneiras
Arroz. 1. Circuito regulador para um canal

Vamos considerar os níveis de pressão sonora de acordo com curvas de volume iguais de acordo com a norma GOST R ISO 226-2009 [2]. Para o nível de volume inicial, correspondente ao nível de volume de 20 von a uma frequência de 1 kHz e à posição inferior do controle deslizante do resistor variável R1, defina o valor para 0 dB. Então, de acordo com o GOST, os níveis de pressão sonora (SPL) na banda de frequência de áudio devem corresponder aos indicados na tabela. 1.

Tabela 1

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000
SPL (dB) 69,6 44 28,4 15,5 3,4 0 1,8 1,4 14,4 20 > 30

Para medições, um sinal senoidal com valor pico a pico de 1 V é aplicado à entrada do controlador em toda a banda de frequência de áudio. As medições foram realizadas alterando os valores dos elementos C1 e R2. O circuito L1C3 está sintonizado para ressonância na frequência de 20 kHz. Uma bobina de haltere de fábrica com indutância de 1 mH foi usada como indutância L8,2. O regulador também foi testado com uma bobina de 80 voltas de fio enrolado com diâmetro de 0,25-0,41 mm, enrolada em um anel de ferrite M2000NM de tamanho padrão K20x12x6. Os resultados da medição são os mesmos. Você pode usar o anel M2000NM de tamanho padrão K10x6x3, o número estimado de voltas é 115.

Os resultados das medições da oscilação da tensão de saída U2 e a relação entre a tensão de saída e seu valor U1 na frequência de 1 kHz, bem como os níveis de pressão sonora em vários valores de C1 e R2 são apresentados na Tabela. 2-14.

Tabela 2

R1 \u22d 2 kOhm, R200 \u1d 1 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, HZ 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 32,3 26,5 19,4 10,6 1,02 0 4,22 12 19,4 27,3 33,1 23,5

Tabela 3

R1 \u22d 2 kOhm, R100 \u1d 1 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000
U2, V 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
Db 35,1 29,1 21,8 12,7 1,6 0 1,8 8,85 16,2 24,6 33,6

Tabela 4

R1 \u47d 2 kOhm, R100 \u1d 1 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000
U2, V 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
Db 36,7 30,1 22,6 12,3 -0,92 0 4,08 11,1 18,7 26,6 35,8

Tabela 5

R1 \u22d 2 kOhm, R51 \u1d 1 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 35,8 29,8 22,5 13,4 2,48 0 0 5,25 12,9 21 32 16,5

Tabela 6

R1 \u22d 2 kOhm, R27 \u1d 1 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMXuF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 36,4 30,3 23,3 14,1 3,23 0 0 3,78 10,8 18,7 31 13,3

Tabela 7

R1 \u22d 2 kOhm, R0 \u1d 1 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 37,4 31,4 24,1 15,1 4,08 0 0 0 4,08 10,4 24,6 4,08

Tabela 8

R1 \u22d 2 kOhm, R51 \u1d 1,5 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 37,9 30,7 23,1 13,8 2,77 0 1,94 8,38 16,3 24,2 35,6 20

Tabela 9

R1 \u22d 2 kOhm, R27 \u1d 1,5 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 37,9 30,7 23,1 14 2,77 0 0 5,74 13,1 21,2 33,8 16,7

Tabela 10

R1 \u22d 2 kOhm, R0 \u1d 1,5 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 39,1 31,9 24,3 15,1 3,92 0 0 1,14 7,18 15 29,3 9,94

Tabela 11

R1 \u22d 2 kOhm, R51 \u1d 2 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF        

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 37,4 29,5 21,7 12,3 1,14 0 2,18 9,54 17,4 25,4 36,7 21,2

Tabela 12

R1 \u22d 2 kOhm, R27 \u1d 2 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF 

F, HZ 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 38,6 30,9 22,9 13,4 2,46 0 0 6,69 14,5 23 35,6 15,9

Tabela 13

R1 \u22d 2 kOhm, R0 \u1d 2 Ohm, CXNUMX \uXNUMXd XNUMX uF

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 40,3 32,7 24,7 15,3 4,08 0 0 4,08 11,1 18,9 33,3 14,6

Tabela 14

R1 = 22 kOhm, R2 = 27 Ohm, C1 = 2 µF, posição intermediária do controle deslizante do resistor variável R1

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
U2, V 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
Db 14 9,54 5,8 1,21 -2,85 0 5,11 12,9 17,4 19,3 19,6 18,9

Para uma das variantes RG com classificações de elemento R1 = 22 kOhm, R2 = 0, C1 = 2 μF, a resposta de frequência da transmissão foi medida para diferentes níveis de atenuação. O passo de atenuação de 10 dB na frequência f = 1 kHz foi determinado pela posição do controle deslizante do resistor variável R1. Os resultados das medições de atenuação em várias frequências do espectro de áudio em relação ao sinal de entrada são apresentados na tabela. 15. Nesta combinação de elementos, o aumento no volume mínimo foi de 40 dB na frequência de 20 Hz e 33 dB na frequência de 20 kHz. A faixa de controle de volume em 1 kHz foi de 46 dB. As curvas de resposta de frequência correspondentes do RG são mostradas nos gráficos da Fig. 2.

Controle de volume de resistor variável finamente compensado sem torneiras
Arroz. 2. Curvas de resposta de frequência de RG

Tabela 15

F, Hz 20 50 100 200 500 1000 2000 5000 10000 15000 20000 30000
K1, banco -1,94 -3,35 -6,02 -6,67 -10,5 -10 -8,4 -3,88 -0,91 0 0 -0,72
К2, dB -6 -10,5 -14 -19,2 -23,3 -20 -14,4 -6,74 -2,16 -0,35 0 -1,11
К3, banco -6 -13,6 -20,7 -27,7 -33,2 -30 -24,4 -15,9 -8,87 -3,1 -0,44 -5,68
К4, dB -6 -13,6 -21,5 -31,1 -40 -40 -35,4 -26,7 -19 -11,1 -2,85 -14,9
К5, banco -6 -13,4 -21,3 -30,8 -41,9 -46 -46 -41,9 -34,9 -27,1 -12,8 -31,4

Da consideração dos dados obtidos, podem-se tirar as seguintes conclusões. As formas resultantes da resposta de frequência do RG estão próximas das curvas de volume igual. Valores mais baixos do resistor R2 deslocam o aumento de agudos para frequências mais altas e são mais consistentes com curvas de volume iguais. Além disso, valores maiores da capacitância do capacitor C1 (1,5 e 2 μF) e valores menores da resistência do resistor R2 (27 Ohms e 0 Ohms - jumper) aumentam a correção de frequência e ampliam a faixa de controle de volume . No controle de volume, você pode usar um resistor variável R1 do grupo B, por exemplo, SPZ-12 ou SPZ-ZOB, e capacitores K73-17 (C1-C3).

Alguma desvantagem deste tipo de reguladores é a redução na faixa de controle de volume.

Este RG pode ser incorporado em um dispositivo (UMZCH e AC), garantindo que a pressão sonora corresponda a curvas de igual intensidade. Se isso não for garantido, então, além do RG, deve-se incluir no caminho um regulador de sensibilidade que leve o nível do sinal ao nível nominal para que o volume corresponda a curvas de volume iguais na pressão sonora correspondente (nível de volume). O controle de volume, cuja resposta de frequência é mostrada na Fig. 2, foi integrado ao alto-falante ativo. Graças ao volume suficiente, as frequências baixas e altas são claramente audíveis, mesmo com volume mínimo.

Literatura

  1. Fedichkin S. Controle de volume de alta compensação. - Rádio, 1984, nº 9, p. 43, 44.
  2. GOST R ISO 226-2009. Acústica. Curvas de volume iguais padrão. - URL: proteger.gost.ru/document.aspx?control=7&baseC=6&page=2&month=8& ano=2010&search=&id= 175579.

Autor: B. Demchenko

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