Графический десятиполосный эквалайзер

Графический десятиполосный эквалайзер.Технические требования. п п Параметр или характеристика Ед. Норма Источник 1 Номинальный диапазон частот при спаде АЧХ на краях диапазона 3 дБ Гц 30000 ГОСТ 24838-2 Коэффициент гармоник при входном напряжении 1В на частотах 100, 1000 и 10000 Гц, не более 0.05 ГОСТ 24838-3 Номинальное входное напряжение

В 1 Рекоменд. 4 Максимальное входное напряжение В 4 - 5 Диапазон регулирования тембра во всех частотных полосах дБ 16 - 6 Отношение сигнал шум при входном напряжении 1 В дБ 80 ГОСТ 24863-7 Кратность регулировки резонансных частот и добротностей раз 2 Рекоменд. 8 Максимальная погрешность установки резонансных частот и добротностей 5 -

9 Среднее время наработки на отказ час 11000 ГОСТ 15150-2. Документы эскизного проекта1. В современных усилителях, тюнерах и магнитофонах имеются регуляторы тембра,которыми обычно в значительной степени регулируется основная часть спектразвуковых частот. Эти регуляторы пригодны для небольших изменений тональныхзначений звуковых программ, но они малоэффективны для исправления недостатковгромкоговорителей и помещений для прослушивания.

Поскольку амплитудно-частотнаяхарактеристика обычного громкоговорителя имеет значительную неравномерность вразличных точках звукового диапазона, эквалайзер, в силу своих особых частотныххарактеристик, в большей степени способен внести необходимую коррекцию, чемобычные регуляторы тембра.Эквалайзер позволяет в значительной степенискомпенсировать неравномерность амплитудно-частотных чарактеристик акустическихсистем, несовершенство акустических свойств помещений, возрастные измененияслуха, осуществлять

коррекцию магнитофонных записей для улучшения их качества.Эквалайзер повышает качество восприятия звуковой программы, поэтому он являетсянеотъемлемым звеном современных систем высококачественногозвуковоспроизведения. 2. Эквалайзер графический десятиполосныйпредназначен для использования в составе бытового звуковоспроизводящегокомплекса аппаратуры высшей и первой групп сложности.2.3.

Обоснование структурной схемы. Существуют два основных типа эквалайзеров параметрические и графические. В качестве базовой в разрабатываемом проектевыбрана схема графического эквалайзера, поскольку несмотря на то, что приравных материальных затратах на изготовление параметрический эквалайзеробеспечивает лучшие возможности регулировки, чем графические, эксплуатацияпараметрического эквалайзера требует высокой квалификации пользователя.Графические эквалайзеры делятся на дваосновных типа по способу коррекции сигнала - устройства

с фильтрами в цепи прямогосигнала - устройства с фильтрами в цепи обратнойсвязи.В качестве базовой выбрана схема сфильтрами в цепи обратной связи, так как для устройства с фильтрами в цепипрямого сигнала рерулировка в одном канале вызывает изменение параметров длядругого канала, что ухудшает технические и эксплуатационные характеристики.Для наиболее полной коррекции частотныхискажений, вносимых в звуковой сигнал

АС и акустическими характеристикамипомещений прослушивания, необходим, как минимум, десятиполосный эквалайзер 4 .Для устранения взаимного влияния разрабатываемогоустройства и предыдущих компонентов бытового аудиокомплекса целесообразно навходе установить буфферный каскад, который можно совместить с фильтром верхнихчастот с частотой среза 20 Гц рокот-фильр, который особенно актуален припрослушивании грамзаписей .Таким образом, выбрана структурная схема десятиполосная с фильтрами в цепи обратной связи и буфферным

каскадом на входе.3. Документы технического проекта1. Построить десятиполосный эквалайзер на базеобычных низкодобротных полосовых фильтров сложно. Из-за разброса номиналоврезисторов и конденсаторов получить точное соответсвие реальных и расчетныхпараметров и АЧХ таких фильтров очень трудно. При этом, чтобы настроитьдесятиполосный эквалайзер с точностью 10 по всем каналам, необходим не толькопредварительный

подбор номиналов элементов до сборки, но и дополнительная ихкоррекция уже в готовом фильтре. На практике каждый фильтр приходится настраиватьв макетном варианте и только после этого устанавливать на юбщую монтажнуюплату. Такая настройка отнимает много времени, требует высокой квалификации,специальных приборов и большого числа используемых для подбора элементов, что витоге приводит к удорожанию устройства в процессе производства.Таким образом, применение обычныхнизкодобротных фильтров нецелесообразно.

Рассматриваемое схемотехническое построениефильтра позволяет получить оптимальные параметры необходимое произведениеусиления на чувствительность, минимальный шум и максимальный динамическийдиапазон 3 .В качестве активных элементов схемыприменяются микросхемы К157УД2, которые содержат по два ОУ, что уменьшаетгабаритные размеры изделия. Насхеме показан только один частотный канал, остальные ему идентичны.3.2.

Расчеты, подтверждающиеработоспособность изделия.Приведем принципиальную схему фильтра,который используется в цепи обратной связи эквалайзера Рис. 3.1 Высокодобротный фильтр. Схема электрическая принципиальная.Основные расчетные параметры фильтровразрабатываемого устройства 3 Рассматриваемое схемотехническое построениефильтра позволяет получить оптимальные параметры необходимое произведениеусиления на чувствительность, минимальный шум и максимальный динамическийдиапазон 3 , в

том случае, если емкость С1 С2 С, а сопротивления резисторовравны R0 1 2 p fр С . Резистор R5 обеспечивает требуемуюдобротность. Его сопротивление определяется выражением 3 R5 R0 Qр.Точный подбор R0 не требуется,достаточно выбрать резистор со стандартным номиналом Rd, близким к R0.Разность между этими сопротивлениями можно скомпенсировать, подобрав номиналрезистора

R4 равным R0 2 Rd.Исходя из описанных выше зависимостей можнорасчитать параметры фильтров эквалайзера. Выберем десять резонансных частотфильтров графического эквалайзера, причем каждая последующая частота вдвоебольше предыдущей 30, 60, 120, 240, 480, 960, 1920, 3840, 7680 и 15360 Гц.Расчитаем фильтр для резонансной частоты 30Гц R0 1 2 p fр С .Выберем С 1 мкФ.Тогда R0 1 2 p 30 1 10-6 R0 5305.32.Выбираем значение сопротивлений резисторов,равное 5.1

кОм.Аналогично расчитываем остальные фильтры.Результаты расчетов приведены в таблице 3.1.Таблица 3.1 Номиналы элементов Частота настройки фильтра, Гц фильтра 30 60 120 240 480 950 1920 3840 7680 15360 C, мкФ 1 0.5 0.22 0.1 0.068 0.033 0.015 0.0068 0.0033 0.0015 R, Ом 5.1 5.6 6.2 6.8 4.7 5.1 5.6 6.2 6.2 6.8 Анализ приведенных выражений fр,Qр и Кр показывает, что резонансную частоту и добротностьможно регулировать соответственно резисторами

R4 и R5, исключив подборноминалов других пассивных элементов. Пределы регулировки первого параметра 400 дальнейшее их расширение может повлечь за собой самовозбуждение фильтрана резонансной частоте , второго - 0 20 верхнее значение ограничено входным сопротивлением ОУ .Рис. 3.2 Регулировка частоты фильтра резистором R4.Рис 3.3 Регулировка добротности фильтра резистором

R5.Рис 3.4 Регулировочные характеристики эквалайзера.Рис 3.5 Амплитудно-частотная характеристика буфферногокаскада.Данные расчеты были произведены для фильтрас резонансной частотой 960 Гц с помощью САПР MICRO-CAP III фирмы SpectrumSoftware.3.3. Порядок настройки изделия.Перед налаживанием эквалайзера отключают его фильтры от

ОУ DA1, затем подают на нихнапряжение питания и проверяют постоянное напряжение на их выводах. Если вкаком либо фильтре оно превысит 20 мВ, заменяют соответствующий ОУ.Так поступают и в случае самовозбужденияфильтра, разумеется, проверив предварительно правильность монтажа. После этогона вход каждого из фильтров поочередно подают синусоидальный сигнал с частотой,равной резонансной частоте фильтра, и, подключив к его выходу миливольтметрпеременного тока или осциллограф,

резистором R12 настраивают фильтр помаксимуму напряжения на его выходе. Для установки требуемой оптимальнойдобротности фильтров Qр 1,4, которая выбрана из условия минимумашумов, на их входы также подаютсинусоидальный сигнал с частотой, равной резонансной. Измерив напряжение навыходе фильтра, увеличивают или уменьшают частоту вдвое и резистором R8 устанавливаютна выходе фильтра вчетверо меньшее напряжение.

После настройки фильтра переменныерезисторы R8 и R12 можно заменить постоянными, подобрав их сопротивление сточностью 3 . Проведя эту операцию для всех фильтров, соединяют их с ОУ DA1 ирезисторами R5.4. Список литературы1. Галченков Л Владимиров Ф. Пятиполосныйактивный Радио, 1982, 7, с. 39-42.2. Зыков Н. Многополосные регуляторытембра Радио,

1978, 5, с. 40-41.3. Мошице Г Хорн П. Проектированиеактивных фильтров М. Мир, 1984.4. Сухов Н.Е Бать В.И. Техникавысококачественного звуковоспроизведения Киев Техника, 1985.5. ГОСТ 24388-88. Усилители сигналовзвуковой частоты. Общие технические условия.6. ГОСТ 24838-87. Аппаратура радиоэлектроннаябытовая. Входные и выходные параметры.7. ГОСТ 24863-87. Магнитофоны бытовые.

Общие требования.