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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Console de mixagem modular amador. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Músico Este simples controle remoto pode ser feito quase em casa ou na escola. No entanto, as capacidades deste controle remoto são suficientes para funcionar no salão de festas da escola, ao marcar concertos ao ar livre ou gravar pequenos conjuntos musicais. O dispositivo pode ser alimentado tanto pela rede elétrica CA quanto por baterias. O console de mixagem "MICRO RTV", descrito em [1], não é fácil de fabricar em condições amadoras. Este artigo propõe uma versão simplificada de um console estéreo modular (saídas AUX, INSERT excluídas), projetado sem o uso de microcircuitos escassos. Alguma redução nos requisitos de profundidade de processamento dos sinais de entrada e no número de canais é bastante justificada e aceitável, uma vez que não se destina a condições de estúdio e praticamente não são necessários parâmetros técnicos muito altos. No entanto, o design modular do controle remoto permite transformá-lo rapidamente para resolver várias tarefas, e a capacidade de operá-lo com um adaptador de rede ou uma bateria de 12 V expande seu escopo. O design proposto, quando alimentado por uma bateria de 12 V, é seguro até para crianças e pode ser usado em discotecas escolares ou em conjuntos infantis. E ao viajar "para a natureza" você pode, por exemplo, conectar a bateria de um carro através do "isqueiro". As baterias podem ser colocadas sob as placas na parte inferior do controle remoto, permitindo que ele funcione de forma autônoma por algum tempo. O diagrama de blocos do dispositivo é mostrado na fig. 1, e uma possível opção de design para o painel frontal do controle remoto está na foto da primeira página da capa.
Os seis módulos de entrada são selecionados dependendo das tarefas necessárias. Para isso, diversas variantes de blocos de entrada foram desenvolvidas. Um módulo de microfone (seu diagrama é mostrado na Fig. 2a) com um conector de entrada CANNON (XLR) usado com microfones profissionais. Este bloco é conveniente para vocalistas; permite amplificar o sinal de um microfone com tensão de 1 ... 240 mV (com relação sinal-ruído de 60 dB e Kr = 0,2%). O módulo possui um controle de ganho (resistor variável R3) que altera a sensibilidade do amplificador em 14 dB, um controle panorâmico "PAN" (R35), além de nível de sinal de saída (R25) e controles de tom para altas e baixas frequências ( respectivamente R17 e R19). Nas frequências de 30 Hz e 15 kHz, a profundidade do controle de tom atinge ±12 dB. O LED indicador de sobrecarga - LED vermelho - acende quando o nível está 2 dB abaixo do nível permitido.
O módulo possui parâmetros técnicos bastante decentes e é ligeiramente inferior em operação aos módulos correspondentes de consoles profissionais. A entrada balanceada reduz significativamente o nível de ruído externo ao usar um cabo de microfone longo. Removendo o jumper entre os pontos a e b, é possível conectar a alimentação "fantasma" para microfones condensadores. Mas, dado que simplesmente não há lugar para obter uma tensão de 48 V do próprio console, apenas microfones dinâmicos devem ser usados. São muito mais fortes que os mecânicos, ou seja, não têm medo de choques, tremores e, o mais importante, são muito mais baratos. Mesmo os profissionais usam microfones condensadores apenas em condições de estúdio. Infelizmente, devido à tensão de alimentação relativamente baixa, a margem de sobrecarga do amplificador de microfone é de apenas cerca de 16 dB, mas ao usar microfones dinâmicos, especialmente se você não gosta muito de correção de frequência (aumento de frequências baixas ou altas), essa margem é bastante. O primeiro estágio (DA1) é montado no chip LM381 (o análogo doméstico é K548UN1A). Resistores com dispersão não superior a ±1% devem ser usados no circuito de entrada. A seleção dos resistores R6 e R7 é necessária para obter uma tensão constante nas saídas do microcircuito, próxima à metade da tensão de alimentação. Uma diferença significativa na resistência dos resistores selecionados pode afetar a simetria da entrada, por isso é melhor escolher chips com uma pequena dispersão no modo DC. As cascatas restantes são feitas em um amplificador operacional quádruplo do tipo TL084 (TL074 ou K1401UD4). Exceder o nível máximo permitido marca o LED vermelho HL1. O limite de resposta do comparador bidirecional DA2.3 é selecionado selecionando o resistor R22. É melhor configurá-lo ligeiramente abaixo do nível de sinal máximo permitido (recomendado por 2...3 dB). A corrente consumida pelo módulo é de 18...20 mA. O módulo de entrada universal é uma espécie de amplificador de microfone, pois possui o mesmo circuito e parâmetros, mas um conector JACK 6,3 e uma chave de sensibilidade são instalados na entrada (as diferenças no circuito do módulo são mostradas na Fig. 2, b). Com uma diminuição no ganho, a impedância de entrada do amplificador aumenta simultaneamente 10 vezes para 30 kOhm. Esses blocos são muito convenientes para conjuntos vocais e instrumentais. Este conector é usado para conectar muitos microfones; Uma guitarra elétrica também pode ser conectada a este conector girando a chave para a posição "alta" (nível). Um amplificador linear de dois canais com entradas desbalanceadas (um diagrama deste módulo é mostrado na Fig. 3) é conveniente para amplificar sinais estéreo de um dispositivo externo de reprodução de fonograma: reprodutor, gravador, reprodutor.
Conectar uma guitarra elétrica a um dos canais de entrada estéreo interromperia a imagem estéreo. Portanto, esses módulos são projetados para consoles usados em discotecas, pistas de dança, quando várias fontes externas de sinal sonoro são conectadas ao sistema ao mesmo tempo. O módulo permite ajustar o tom do som em baixas e altas frequências (nas frequências de 30 Hz e 15 kHz, a faixa de ajuste excede 30 dB), além de ganho e equilíbrio. Impedância de entrada - mais de 20 kOhm. O valor normalizado da tensão do sinal de saída de 240 mV pode ser obtido se o sinal de entrada tiver uma tensão na faixa de 20 mV ... 3 V. A tensão de saída mais alta é de pelo menos 3 V. A única diferença dos circuitos convencionais é a inclusão em cada canal do mesmo de um amplificador de microfone, um link adicional R1C9 (R2C10), que reduz significativamente o nível de ruído devido a uma pequena redução (2 dB) no aumento de alta frequência. O coeficiente de distorção não linear não excede 0,2%. Relação sinal-ruído - não inferior a 70 dB. A corrente consumida pelo módulo chega a 40 mA, o que deve ser levado em consideração quando alimentado por baterias ou um adaptador CA de baixa potência. Outra versão do módulo de entrada está usando um sintonizador de tamanho pequeno com a faixa VHF-2 (FM) para comunicação com o microfone de rádio. Embora os microfones de rádio baratos funcionem a distâncias de até várias dezenas de metros, eles são muito convenientes devido à ausência de fios. Receptores de rádio comuns são de pouca utilidade para esse propósito devido ao alto ruído na ausência de uma frequência portadora do transmissor. Portanto, um módulo foi desenvolvido com base no sintonizador do designer de rádio KE127 da empresa Kaskad (veja o diagrama na Fig. 4). Sua estrutura inclui um supressor de ruído [3] DA1 (LM358N), um bloco de tom com controle de alta e baixa frequência em DA2.1 (TL082) e um amplificador de controle (DA3) com controle de nível. O sinal do sintonizador é controlado por meio de fones de ouvido conectados ao conector "TLF" (JACK 3,5). Depois de sintonizar o sintonizador na frequência do microfone do rádio, na ausência de interferência, o sinal através da chave seletora "ON" do amplificador DA2.2 pode ser alimentado nos barramentos do console (MIX1, MIX2). O controle "GAIN MONITOR" (R17) fornece controle independente do volume de audição. No amplificador de controle, as entradas dos dois canais são combinadas, pois o receptor de sinais do microfone de rádio não precisa fornecer som estéreo.
O sintonizador também pode ser usado para o fim a que se destina, ligando a recepção de uma estação de rádio durante um intervalo em alguns eventos. Deve-se notar que o sintonizador do designer de rádio KE-103 também pode ser usado para o módulo, no qual a sensibilidade é um pouco menor devido à falta de um amplificador de radiofrequência adicional. Uma desvantagem do módulo de microfone de rádio é um consumo de corrente bastante alto quando alimentado por bateria - cerca de 40 mA (mesmo no volume mínimo). Antes de instalar a placa do sintonizador, você deve verificar a presença de um resistor de 100 kΩ na saída de baixa frequência. Também é aconselhável substituir o capacitor de óxido de 4,7 uF no mesmo circuito por um capacitor de cerâmica com capacitância de 0,22 ... 1 uF. Este circuito no sintonizador é projetado para emitir um sinal estéreo complexo (CSS), e um jumper é frequentemente instalado em vez de um resistor. O resistor variável de ajuste do sintonizador é substituído por um resistor variável (por exemplo, tipo SPZ-4) instalado no painel frontal do módulo. Para controlar o supressor de ruído, você precisa conectar o pino 9 do chip K174XA34 ao pino 2 do placa com um fio. O limite de resposta do comparador do supressor de ruído DA1.1 é escolhido ajustando o resistor R5: você pode reduzir o ruído na ausência da frequência da portadora do transmissor ou até mesmo "suprimir" o sinal quando o nível da portadora cair abaixo do nível selecionado. Quando o silenciador é ativado, o indicador vermelho HL1 acende. No módulo, a placa do sintonizador é fixada nos cantos (do lado dos componentes localizados nela) e o resistor variável R17 é colocado entre a placa principal e a placa do sintonizador. Além dos módulos de entrada, o console possui dois módulos de saída “MASTER”, montados conforme o mesmo esquema (Fig. 5). Cada um deles possui um totalizador (DA1.2), um controle de nível de saída "LEVEL" e um medidor de nível de quase pico de LED de dez níveis, atendendo basicamente aos requisitos do segundo tipo de medidores de nível profissionais, ou seja, têm um tempo de integração de 5 ms e um tempo de retorno de cerca de 3 s [2]. Os níveis do sinal de saída são controlados na faixa de -20 dB (0,1 valor nominal) a +3 dB (excedendo 1,41 vezes). Na área de -3 dB a +3 dB, o erro de escala não ultrapassa 1 dB, o que facilita o controle dos níveis de sinal quando estão próximos do valor normalizado. Com o regulador "0" colocado sob o slot, é possível selecionar o valor nominal da tensão de saída de 240 mV a 1,55 V.
Quatro saídas podem ser usadas no console: duas - dos módulos "MASTER" e duas - do conector "MONITOR" ("TLF"). Se necessário, é permitido conectar uma longa linha de conexão às saídas "MONITOR". Um medidor de nível não está conectado a essas saídas, mas os parâmetros de qualidade permitem usá-los tanto para ouvir o sinal quanto para alimentá-lo à entrada de um amplificador ou dispositivo de gravação de som. Em Uout. nom = 0,775 V relação sinal-ruído superior a 75 dB e Kg - não mais do que 0,04%. Sem sinal, o consumo de corrente do módulo de saída é de 16 mA; no sinal, quando os LEDs do medidor estão acesos (o "ponto" brilha), a corrente aumenta para 28 mA. A configuração do módulo se resume a definir o indicador para "0" dB usando o resistor trimmer R8 quando o sinal atinge o nível nominal. Ao contrário da maioria dos consoles "domésticos", onde na melhor das hipóteses existe um indicador de valores médios, o medidor de quasi-pico pode controlar os níveis máximos do sinal de saída. A linha de saída usa chips op-amp (DA1) do tipo TL082 (ou TL072) e o medidor de nível usa o LM3914. O nível do sinal é marcado com um ponto luminoso. Para o modo de indicação "coluna", basta ligar os pontos "a" e "b" com um fio; isso aumentará a corrente consumida pela placa. É aconselhável usar os leds superiores que indicam sobrecarga (HL8-HL10) em vermelho, HL7 em amarelo e os demais em verde (todos da série KIPMO). Outros tipos de LEDs podem ser usados desde que a diferença de cor seja mantida. O detector do medidor é feito em um chip especializado K157DA1 (DA2). O segundo canal do microcircuito não é usado. O regulador de tensão DA3 é montado em KR1158EN12 ou KR1170EN12, mas ao fabricar a unidade para uso apenas no controle remoto, é permitido colocar um jumper em vez do microcircuito. Para fornecer a capacidade de fornecer tensão do adaptador ou da bateria para o módulo ou placa diretamente, por exemplo, ao conectar o módulo de microfone diretamente a um amplificador de potência externo, as placas de cada um dos blocos são fornecidas com suas próprias estabilizadores de tensão. Se o módulo for destinado apenas para instalação no console, um jumper será instalado em vez do chip estabilizador integrado. Como a maioria dos adaptadores de rede possui uma tensão retificada não estabilizada na saída, o controle remoto possui seu próprio regulador de tensão interno (DA2 na Fig. 6), que já opera com uma tensão de apenas 0,6 V, superior a 12 V. Levando em consideração a tensão queda através do diodo de proteção, uma tensão retificada de pelo menos 13,2 V deve ser fornecida ao controle remoto. Adaptadores com a chave na posição "+12 V" geralmente fornecem uma tensão de saída de 15 ... 17 V e ácido carregado baterias - 13,4 V. Quando instalado, um carregador de bateria e um dispositivo de sinalização LED de bateria fraca podem ser integrados no painel de bateria no módulo de fonte de alimentação.
Juntamente com o estabilizador de tensão, o módulo de controle contém um amplificador de dois canais "MONITOR" ("TLF") com controle de ganho independente em cada canal. O chip TDA2822M (sua potência de saída é 2x1 W) permite que você conecte as conexões do cabeçote adaptador às suas saídas. A tensão de alimentação é fornecida através de um diodo de proteção VD1 e um fusível auto-recuperável FI1 tipo MF-R025 para uma corrente de 0,5 A. O sinal é levado através do conector JACK 6,3, e o layout da placa de circuito impresso permite três tipos de conectores a serem instalados nele. O projeto básico é projetado para a instalação de nove módulos, portanto, a caixa de aço tem dimensões de 280x183x65 mm. O controle remoto pode ser colocado sobre a mesa ou pendurado na parede, onde não incomodará ninguém. O painel lateral direito possui um conector para ligar um adaptador de rede com tensão de saída retificada de 12,6 ... 16 V. Os blocos individuais (módulos) têm 30 mm de largura, cada um deles é conectado aos outros módulos por meio de um conector e fixo no caso com dois parafusos. Na maioria dos casos, dada a capacidade de substituir rapidamente os blocos dependendo das necessidades emergentes, nove módulos geralmente são suficientes e adaptadores com uma corrente de carga máxima de pelo menos 0,5 A fornecem energia para esse número de blocos. Se necessário, você pode projetar o gabinete com outros tamanhos. Também é óbvio que as placas de módulo podem ser instaladas em outros equipamentos como placas de designer de rádio comuns. Atenção especial deve ser dada à escolha do adaptador. Deve-se ter em mente que muitos deles simplesmente não podem fornecer a corrente declarada. Existem adaptadores com capacitores de filtro de 10 V, embora a tensão de operação neles exceda 15 V. Existem até adaptadores à venda com tensão de saída "estabilizada", que não só não possuem estabilizador, mas até capacitor! Uma ideia suficiente do projeto é dada na Fig. 7, que mostra um esboço do desenho de montagem de um dos módulos de entrada do console.
Os módulos são fixados nas paredes em forma de U superior e inferior da caixa com parafusos M2.5. Para espessuras de parede superiores a 1 mm, os orifícios de montagem podem ser rosqueados diretamente na própria carcaça. Para fixar as placas aos painéis frontais, são utilizados cantos de 5 mm de largura, que são dobrados do mesmo aço; eles também têm furos roscados M2.5. Todas as placas são conectadas ao cross-board com barramentos via conectores MPN-4. A parte inferior do gabinete com orifícios para resfriamento e para parafusos de montagem na parede pode ser mais fina. As pernas são aparafusadas para instalação em uma mesa. O design proposto permite que você faça um controle remoto mesmo em casa. Todas as placas de circuito impresso do controle remoto são feitas de textolite de folha unilateral, portanto, jumpers são usados em alguns lugares. Um pouco sobre as modificações do console. Por exemplo, existe uma maneira simples de expandir drasticamente os recursos do dispositivo. Para fazer isso, mais dois barramentos adicionais "MIX3" e "MIX4" devem ser colocados na placa de barramento e os botões de pressão (SB1, SB2 na Fig. 8) devem ser colocados sob os módulos de entrada, o que permitirá que você envie um sinal desses módulos para os barramentos "MIX1", "MIX2" ou "MIX3", "MIX4".
Uma conexão paralela simples dos barramentos pode ser fornecida. Ao mesmo tempo, os botões na parede lateral do controle remoto não interferem na instalação do controle remoto em uma mesa ou montagem na parede, mas possibilita o uso de vários módulos ("MÓDULO DE SERVIÇO") - meios de processamento de sinais dinâmicos e de frequência. Podem ser limitadores (limitadores), compressores, expansores, vários supressores de ruído, reverberações ou equalizadores multibanda e outros dispositivos. As capacidades de tal console, mesmo com um pequeno número de canais, serão suficientes mesmo para um engenheiro de som exigente ao trabalhar em ambientes externos. A capa da revista mostra o exterior de um console modular monofônico caseiro projetado para um sistema de reforço de som. É possível desenvolver uma versão do console com um bloco amplificador de potência de dois canais de 2x22 W, reduzindo o número de canais de entrada. Mas esse controle remoto consumirá até 4 A, e um adaptador convencional não será suficiente, e um conector mais potente será necessário para fornecer a tensão de alimentação. Esse console "transformador" será muito conveniente, pois é possível alterar facilmente sua configuração dependendo das tarefas emergentes e atualizá-lo facilmente. Com várias unidades intercambiáveis, você pode aproveitar ao máximo seu controle remoto em reuniões, discotecas e shows. A propósito, o design modular também é promissor para criar instrumentos de medição combinados amadores com blocos intercambiáveis. Desenhos de PCB e design de módulos de console Desenhos e desenhos de placas são fornecidos no shell do sistema de design Circad. A versão demo do programa é shareware e está disponível em circad.net. Literatura
Autor: E.Kuznetsov, Moscou
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Comentários sobre o artigo: convidado Como aplicar um resistor variável e som de alta e baixa frequência ao chip TDA-2822 no circuito.
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