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ENCICLOPÉDIA DE RÁDIO ELETRÔNICA E ENGENHARIA ELÉTRICA Controles de tom passivo. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica
Enciclopédia de eletrônica de rádio e engenharia elétrica / Áudio Neste artigo, os leitores são convidados a conhecer diversos circuitos e funcionalidades de controles de tom, que podem ser usados por radioamadores no desenvolvimento e modernização de equipamentos de reprodução de som. A principal desvantagem dos controles de tom ativos recentemente populares é o uso de feedback profundo dependente da frequência e grandes distorções adicionais que eles introduzem no sinal controlado. É por isso que é desejável usar reguladores passivos em equipamentos de alta qualidade. É verdade que eles não são sem falhas. O maior deles é uma atenuação de sinal significativa correspondente à faixa de controle. Mas como a profundidade do controle de tom em equipamentos modernos de reprodução de som é pequena (não mais que 8 ... 10 dB), na maioria dos casos não é necessário introduzir estágios de amplificação adicionais no caminho do sinal. Outra desvantagem não tão significativa de tais reguladores é a necessidade de usar resistores variáveis com uma dependência exponencial da resistência no ângulo de rotação do motor (grupo "B"), que proporcionam uma regulação suave. No entanto, a simplicidade do design e os indicadores de alta qualidade ainda inclinam os designers a usar controles de tom passivos. Deve-se notar que esses reguladores requerem uma baixa impedância de saída do estágio anterior e uma alta impedância de entrada do estágio subsequente. O controle de tom [1952] desenvolvido pelo engenheiro inglês Baksandal em 1 tornou-se, talvez, o corretor de frequência mais comum em eletroacústica. Sua versão clássica consiste em duas unidades de filtro de primeira ordem formando uma ponte - um R1C1R3C2R2 de baixa frequência e um C3R5C4R6R7 de alta frequência (Fig. 1a). As características de frequência de amplitude logarítmica aproximadas (LAFC) de tal controlador são mostradas na fig. 1b. As dependências calculadas para determinar as constantes de tempo dos pontos de inflexão do LAFC também são fornecidas lá.
Teoricamente, a máxima inclinação de resposta de frequência alcançável para links de primeira ordem é de 6 dB por oitava, mas com características praticamente implementadas, devido a uma pequena diferença nas frequências de inflexão (não mais de uma década) e a influência de cascatas anteriores e posteriores, não excede 4 ... 5 dB por oitava. Ao ajustar o tom, o filtro Baksandal altera apenas a inclinação da resposta de frequência sem alterar as frequências de inflexão. A atenuação introduzida pelo regulador nas médias frequências é determinada pela relação n=R1/R3. A faixa de controle da resposta de frequência neste caso depende não apenas do valor de atenuação n, mas também da escolha das frequências de inflexão da resposta de frequência, portanto, para aumentá-la, a frequência de inflexão é definida na região de frequência média, o que, por sua vez, está repleta da influência mútua dos ajustes. Na versão tradicional do controlador considerado R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. Nesse caso, é alcançada uma coincidência aproximada das frequências da inflexão da resposta de frequência na região de sua ascensão e queda (no caso geral, são diferentes), o que garante uma regulação relativamente simétrica da resposta de frequência (o a queda, mesmo neste caso, revela-se inevitavelmente mais acentuada e mais extensa). Com o comumente usado n = 10 (para este caso, os valores mínimos das classificações do elemento são mostrados na Fig. 1, a-3, a) e a escolha de frequências de crossover próximas a 1 kHz, o controle de tom em frequências de 100 Hz e 10 kHz em relação à frequência de 1 kHz é ±14...18dB. Conforme observado acima, para obter um controle suave, os resistores variáveis R2, R7 devem ter uma característica de controle exponencial (grupo "B") e, além disso, para obter uma resposta de frequência linear na posição intermediária dos controles deslizantes do regulador, o a relação das resistências das seções superior e inferior (de acordo com o circuito) dos resistores variáveis também deve ser igual a n. Com o "Hyend" n=2...3, que corresponde à faixa de regulação de ±4. ..8 dB, é bastante aceitável usar resistores variáveis \uXNUMXb\uXNUMXbcom dependência linear de resistência do ângulo de rotação do motor (grupo "A"), mas, ao mesmo tempo, o ajuste é um tanto grosseiro na região do declínio na resposta de frequência e esticado na região do aumento, e uma resposta de frequência plana é obtida de forma alguma na posição intermediária dos motores reguladores. Por outro lado, a resistência das seções de resistor variável duplo com dependência linear é melhor combinada, o que reduz a incompatibilidade de resposta de frequência dos canais do amplificador estéreo, de modo que a regulação desigual neste caso pode ser considerada aceitável. A presença do resistor R4 não é importante, sua finalidade é reduzir a influência mútua dos links e reunir as frequências de inflexão da resposta de frequência na região de frequências de áudio mais altas. Como regra, R4= =(0,3...1,2)'R1. Como mostrado abaixo, em alguns casos pode ser completamente abandonado. Para reduzir a influência dos estágios anteriores e subsequentes no controlador, sua saída Rout e resistência Rin de entrada devem ser respectivamente Rout< >R3. A versão "básica" acima do regulador é geralmente usada em equipamentos de rádio de última geração. Em eletrodomésticos, uma versão um pouco simplificada é usada (Fig. 2a). As características de frequência de amplitude logarítmica aproximadas (LAFC) de tal controlador são mostradas na fig. 2,6. A simplificação de seu link de alta frequência levou a alguma imprecisão da regulação na região de frequências mais altas e a uma influência mais perceptível das cascatas anteriores e posteriores na resposta de frequência nesta região.
Um corretor semelhante para n = 2 (com resistores variáveis do grupo "A") era especialmente popular em amplificadores amadores simples [2] do final dos anos 60 - início dos anos 70 (principalmente devido à baixa atenuação), mas logo o valor de n aumentou para seu valor atual. Tudo o que foi dito acima sobre a faixa de regulagem, correspondência e escolha dos reguladores também vale para uma versão simplificada do corretor. Se abandonarmos a exigência de regulação simétrica da resposta de frequência nas áreas de sua ascensão e queda (a propósito, a necessidade de um declínio praticamente não surge), o circuito pode ser simplificado ainda mais (Fig. 3, a) . Mostrado na fig. Z.b LACHH do regulador correspondem às posições extremas dos motores dos resistores R2, R4. A vantagem de tal regulador é a simplicidade, mas como todas as suas características estão interligadas, é aconselhável escolher n = 3 ... 10 pela conveniência da regulação. À medida que n aumenta, a inclinação da subida aumenta, enquanto a da queda diminui. Tudo o que foi dito acima sobre as versões tradicionais do corretor Baksandal se aplica totalmente a esta versão extremamente simplificada.
No entanto, o circuito de controle de tom Baksandal e suas variantes não são de forma alguma a única implementação possível de um controle de tom passivo de duas bandas. O segundo grupo de reguladores é feito não com base em pontes, mas com base em um divisor de tensão dependente da frequência. Como exemplo de uma solução de circuito elegante para um regulador, podemos citar um bloco de tom, que já foi usado em diversas variações em amplificadores valvulados de guitarra elétrica. O “destaque” deste regulador é a mudança nas frequências da inflexão da resposta de frequência no processo de controle de tom, o que leva a efeitos interessantes no som de uma guitarra elétrica “clássica”. Seu esquema básico é mostrado na Fig. 4,a, e o LAFC aproximado - na Fig. 4,6. As dependências calculadas para determinar as constantes de tempo dos pontos de inflexão também são fornecidas lá.
É fácil ver que o ajuste na região de frequências de áudio mais baixas altera as frequências de inflexão sem alterar a inclinação da resposta de frequência. Quando o controle deslizante do resistor variável R4 está na posição inferior (de acordo com o esquema), a resposta de frequência em frequências mais baixas é linear. Ao mover o motor para cima, um aumento aparece nele e o ponto de inflexão no processo de regulação muda para a região de frequências mais baixas. Com o movimento adicional do controle deslizante, a seção superior (de acordo com o circuito) do resistor R4 começa a desviar o resistor R2, o que causa uma mudança no ponto de inflexão de alta frequência para frequências mais altas. Assim, ao ajustar, o aumento das baixas frequências é complementado pela queda das médias. O regulador de frequência de áudio mais alto é um filtro simples de primeira ordem e não possui recursos especiais. Com base neste esquema, você pode construir várias opções de blocos de timbre que permitem ajustar a resposta de frequência nas frequências baixas e altas. Além disso, na região de frequências mais baixas, tanto um aumento quanto uma diminuição na resposta em frequência são possíveis, e em frequências mais altas, apenas um aumento. Uma variante do bloco de timbre com controle de resposta de frequência da resposta de frequência na região de baixa frequência é mostrada na fig. 5,a, seu LACHH - na fig. 5,6. O resistor R2 controla a frequência de inflexão da resposta de frequência e R5 - sua inclinação. A ação combinada dos reguladores permite obter limites significativos e maior flexibilidade de controle.
Um diagrama de uma versão simplificada do bloco de timbres é mostrado na fig. 6a, seu LACHH - na fig. 6,6. É, em essência, um híbrido do elemento de baixa frequência do bloco de timbre mostrado na Fig. 3, a, e o link de alta frequência do bloco de timbres mostrado na Fig. 4, a.
Ao combinar as funções de controle de resposta de frequência nas regiões de baixa e alta frequência, você pode obter um controle de tom combinado simples com um controle, muito conveniente para uso em equipamentos de rádio e carro. Seu diagrama esquemático é mostrado na fig. 7,a e LACHH - na fig. 7b. Na posição inferior (de acordo com o esquema) do motor do resistor variável R1, a resposta de frequência é quase linear em toda a faixa de frequência. Quando movido para cima, um aumento aparece em frequências mais baixas e o ponto de inflexão de baixa frequência no processo de regulação muda para frequências mais baixas. Com mais movimento do motor, a seção superior (de acordo com o esquema) do resistor R1 liga o capacitor C1, o que leva a um aumento nas frequências mais altas.
Ao substituir o resistor variável R1 por um interruptor (Fig. 8, a e 8, b), o regulador considerado se transforma no registro de tom mais simples (posição 1 - clássico; 2 - jazz; 3 - rock), popular nos anos 50 e anos 60 e reutilizado nos equalizadores de gravadores de rádio e centros de música nos anos 90.
Apesar de parecer que tudo já foi dito sobre o controle de tom há muito tempo, a variedade de circuitos corretivos passivos não se limita às opções propostas. Muitas soluções de circuitos esquecidas estão agora experimentando um renascimento em um novo nível qualitativo. Muito promissor, por exemplo, é um controle de volume com controle de volume separado para frequências baixas e altas [3]. Literatura
Autor: A. Shikhatov, Moscou; Publicação: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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