Korektor dźwięku / obwód kontroli tonu z regulacją tonów niskich, wysokich i średnich za pomocą op

Regulacja tonów lub aktywny obwód korektora, zwłaszcza bas, wysokie tony i sterowanie MID Korektor jest ważnym obwodem w projektowaniu wzmacniacza audio. Ogólnie rzecz biorąc, trzystopniowe filtry aktywnego korektora wymagają trzech kontrolnych tonów niskich, wysokich i MID. Regulacja tonów niskich pozwala na przejście niskiej częstotliwości, ale blokuje wysokie częstotliwości, a regulacja wysokich tonów pozwala na przejście wysokich częstotliwości, ale blokuje niskie częstotliwości, podczas gdy regulacja MID równoważy między wysoką i niską częstotliwością. W tym projekcie zaprojektujemy aktywny obwód kontroli tonów zasilany przez wzmacniacz operacyjny z projektem PCB. Będzie współpracować z zasilaczem 12 V i będzie miał regulację tonów niskich, wysokich i średnich częstotliwościaby dźwięk wyjściowy mógł być dostosowany zgodnie z wymaganiami. Możesz również sprawdzić inne obwody tonów niskich, które zbudowaliśmy wcześniej.

• Przedwzmacniacz stereo audio z kontrolą tonów niskich i wysokich za pomocą tranzystorów
• Prosty obwód sterowania tonem audio z kontrolą tonów niskich i wysokich
• Obwód sterowania wysokimi i niskimi tonami o dużej mocy za pomocą LA4440

W tym projekcie wykorzystaliśmy usługi produkcji PCBWay do wykonania naszych płytek drukowanych. W kolejnych częściach artykułu omówiliśmy pełną procedurę projektowania, zamawiania i montażu płytek PCB dla tego obwodu korektora dźwięku.

Wymagane składniki

Elementy wymagane do zbudowania tego obwodu sterowania tonem przy użyciu wzmacniacza operacyjnego podano poniżej.

1. 100k - potencjometr - 2 szt
2. 470k - potencjometr - 1 szt
3. Wzmacniacz operacyjny TL072
4. Zasilanie 12V
5. .1uF 35V Kondensator
6. Kondensator 1,2nF 63V
7. 100 uF, 35 V.
8. 10uF, 35V
9. 2,2 uF, 63 V.
10. Rezystor 22k
11. Kondensator 22nF 63V
12. Rezystor 270R
13. Kondensator 33pF
14. Kondensator 4,7nF 63V - 2 szt
15. 47nF
16. 1,8k - 2 szt
17. 10uF, 25V - 2 szt
18. 3,3 tys. - 2 szt
19. 47k - 2szt
20. 10k - 5szt
21. PCB

Schemat obwodu korektora dźwięku

Pełny schemat obwodu wysokich tonów niskich pokazano na poniższym obrazku. Głównym elementem tego obwodu jest wzmacniacz operacyjny. Wzmacniacz operacyjny TL072 to popularny wzmacniacz operacyjny, który ma dwa indywidualne wzmacniacze operacyjne w jednym monolitycznym pakiecie.

Objaśnienie obwodu jest następujące, ale możesz również przejść do filmu na końcu tej strony, który wyjaśnia również, jak działa obwód. Poniższy obraz przedstawia pinout wzmacniacza operacyjnego TL072P. Te dwa wzmacniacze operacyjne są przedstawione na schemacie jako IC1A i IC1B.

Obwód bufora wzmacniacza operacyjnego:

IC1A jest skonfigurowany jako odwracający wzmacniacz buforowy. Ten wzmacniacz buforowy zapewnia buforowane wyjście sygnału wejściowego, który ma być filtrowany lub wyrównywany przez filtry trójpasmowe. Kondensator C4 jest kondensatorem blokującym, który blokuje sygnał DC i przepuszcza tylko sygnał AC.

Rezystory R3 i R4 muszą być dokładne i dopasowane. Na tym etapie nie zaleca się zmiany tych dwóch wartości. Na wyjściu 2,2uF kondensator C6 przepuszcza sygnał z wyjścia buforowanego.

Obwód sterowania częstotliwością średnią, basami i sopranami:

W następnym etapie IC1B jest rzeczywistym filtrem aktywnym, który ma filtry trójprzepustowe połączone przez pętlę ujemnego sprzężenia zwrotnego. Oto faktyczna filtracja tonów-

Ujemne wejście jest odbierane z kondensatora 2,2 uF. Wzmacniacz operacyjny IC1B jest ponownie skonfigurowany jako wzmacniacz odwracający i pobiera wejście odwracające z IC1A, a na wyjściu jest ponownie odwracany.

Filtry trójpasmowe to oba filtry RC. Ponieważ wartości kondensatorów nie można zmienić, wartość rezystora jest tutaj zmieniana za pomocą potencjometru zmiennego. Tutaj rezystor R12 i kondensator C11 są używane jako ustawienie wzmocnienia. Zmiana wartości R12 spowoduje również zmianę wzmocnienia.

W pierwszym filtrze to jest filtr basowy (dolnoprzepustowy). Pierwszy obwód sieci to R8, potencjometr basowy, a R9 to całkowita rezystancja filtra, a kondensator to C7. Aby określić częstotliwość odcięcia, można użyć poniższego wzoru:

fc = 1 / 2piCR

Fc to częstotliwość odcięcia, a C to wartość kondensatora, R to całkowita rezystancja sieci. Dlatego zmiana w różnych wartościach potencjometru lub zmiana kondensatora C7 zmieni pasmo przenoszenia filtra basowego (filtra dolnoprzepustowego).

Obliczanie częstotliwości odcięcia dla obwodu tonów niskich i wysokich:

Na przykład w powyższym obwodzie wartość potencjometru wynosi 100k. Dlatego całkowita rezystancja, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Tak więc zgodnie ze wzorem regulacja basów może przetwarzać częstotliwość do 28 Hz.

To samo dzieje się z filtrem MID. Ale zamiast filtrów dolnoprzepustowych lub górnoprzepustowych wykorzystuje konstrukcję filtra pasmowego.

Częstotliwość odcięcia można uzyskać za pomocą tego samego wzoru fc = 1 / 2piCR. Najwyższe pasmo można obliczyć za pomocą rezystora R6 i kondensatora C8 (zgodnie z wartością schematu jest to 10,2 kHz), a najniższe pasmo można obliczyć za pomocą wartości potencjometru - MID + R10 jako całkowitej rezystancji i kondensatora C9 (zgodnie z wartość schematyczna to 70 Hz).

W ostatnim paśmie to regulacja tonów wysokich z filtrem górnoprzepustowym. Formuła się nie zmienia, jest taka sama fc = 1 / 2piCR. Całkowity rezystor to rezystor wysokich tonów, a R11 i kondensator to C10. Gdy wysokie tony są całkowicie niskie, to znaczy potencjometr jest w pełni 470k na schemacie, częstotliwość odcięcia filtra wynosi - 71 Hz. Ale w trybie pełnej góry, gdy potencjometr jest całkowicie włączony, rezystancja potencjometru staje się nieznaczna i tylko rezystor R11 działa. W tej sytuacji częstotliwość odcięcia wyniosła -18 kHz. Dane wyjściowe są uzyskiwane z C12.

Obwód odchylenia / przesunięcia:

Ponieważ jest to napięcie zasilania pojedynczej szyny, w której szyna ujemna nie jest używana, sygnał wejściowy musi być przesunięty. Wynika to z niezdolności wzmacniacza operacyjnego do wzmacniania ujemnych szczytów sygnału wejściowego w trybie zasilania pojedynczej szyny.

Aby uzyskać przesunięcie, dzielnik napięcia jest umieszczony na dodatnim sprzężeniu zwrotnym wzmacniacza operacyjnego. Dzielnik napięcia przesunie sygnał o połowę od napięcia zasilania. Ponieważ używa zasilania 12 V, sygnał wejściowy jest przesunięty o 6 V DC. C1 i C2 to kondensatory filtrujące, a R1 i R2 służą do wykonania dzielnika napięcia wraz z dodatkowym kondensatorem filtrującym C3.

Projekt PCB z aktywnym filtrem audio

Płytka drukowana naszego obwodu aktywnego filtra audio została zaprojektowana dla podwójnego kredensu. Użyłem programu Eagle do zaprojektowania mojej płytki PCB, ale możesz użyć dowolnego wybranego oprogramowania do projektowania. Obraz 2D mojego projektu płyty jest pokazany poniżej.

Wystarczające przelotki wypełniające uziemienie są używane do prawidłowego utworzenia ścieżki uziemienia na całej płytce drukowanej. Sygnał wejściowy i sekcja napięcia wejściowego są tworzone po lewej stronie, a wyjście po prawej stronie dla lepszej użyteczności. Pełny plik projektu dla Eagle wraz z Gerber można pobrać z linku poniżej.

• Projekt PCB i GERBER dla obwodu kontroli tonów z kontrolą tonów niskich i wysokich

Teraz, gdy nasz projekt jest gotowy, nadszedł czas, aby wykonać je za pomocą pliku Gerber. Wykonanie PCB jest dość łatwe, po prostu wykonaj poniższe czynności:

Zamawianie PCB w PCBWay

Krok 1: Wejdź na https://www.pcbway.com/, zarejestruj się, jeśli to Twój pierwszy raz. Następnie w zakładce Prototyp PCB wprowadź wymiary swojej płytki PCB, liczbę warstw i liczbę potrzebnych PCB.

Krok 2: Kontynuuj, klikając przycisk „Cytuj teraz”. Zostaniesz przeniesiony na stronę, na której w razie potrzeby możesz ustawić kilka dodatkowych parametrów, takich jak użyty materiał, rozstaw ścieżek itp. Ale przede wszystkim wartości domyślne będą działać dobrze.

Krok 3: Ostatnim krokiem jest załadowanie pliku Gerber i kontynuacja płatności. Aby upewnić się, że proces przebiega bezproblemowo, PCBWAY sprawdza, czy plik Gerber jest prawidłowy przed przystąpieniem do płatności. W ten sposób możesz mieć pewność, że Twoja płytka drukowana jest przyjazna dla produkcji i dotrze do Ciebie zgodnie z zobowiązaniem.

Montaż i testowanie obwodu aktywnego filtra audio

Po kilku dniach otrzymaliśmy PCB w zgrabnym opakowaniu. Jakość PCB i opakowanie były jak zawsze dobre. Możesz zobaczyć opakowanie na własne oczy.

Górna warstwa i dolna warstwa płyty są pokazane na poniższym obrazku. Wybraliśmy czerwony jako maskę lutowniczą, po prostu dlatego, że jest atrakcyjny, a PCBway zapewnia wszystkie kolory masek w tej samej cenie, więc dlaczego nie bawić się kolorem PCB.

Jak widać na powyższym obrazku, jakość PCB jest bardzo dobra. Ślady, podkładki, przelotki i inne prześwity zostały perfekcyjnie wykonane. Jak tylko otrzymałem, przystąpiłem do montażu deski. Zmontowaną tablicę możesz zobaczyć poniżej.

Jednak w przypadku kilku kondensatorów wartości znamionowe napięcia nie są dokładne, tak jak jest to wymagane, ale nie powoduje to żadnych różnic na wyjściu obwodu. Ponadto wzmacniacz operacyjny TL072 został zastąpiony przez JRC4558 z powodu niedostępności układu scalonego. Inne układy scalone wzmacniacza operacyjnego również mogą działać, ale mapowanie pinów musi być dopasowane do standardowego mapowania pinów wzmacniacza operacyjnego.

Obwód jest testowany przy użyciu wejścia audio z laptopa, zasilacza 12 V i systemu wyjściowego głośnika 2.1 o mocy 15 W. Szczegółowe informacje dotyczące pracy i testowania można znaleźć w poniższym filmie.

Mam nadzieję, że spodobał Ci się samouczek i nauczyłeś się czegoś przydatnego. Jeśli masz jakieś pytania lub wątpliwości, zostaw je w sekcji komentarzy poniżej. Możesz również skorzystać z naszych forów, aby uzyskać odpowiedzi na inne pytania techniczne.