Схема керування звуковим еквалайзером / тоном з регулюванням низьких, високих і високих частот із використанням оп

Контроль тону або активна схема еквалайзера, особливо низьких, високих і високих частот, а також еквалайзер на основі MID-управління - важлива схема в конструкції підсилювача звуку. Як правило, для триступеневих активних фільтрів еквалайзера потрібні три регулятори низьких, високих і високих частот. Контроль низьких частот дозволяє пропускати низьку частоту, але блокує високу частоту, а регулювання високих частот дозволяє пропускати високу частоту, але блокує низьку частоту, тоді як регулятор MID балансує між високою та низькою частотою. У цьому проекті ми розробимо активну схему управління тоном, що живиться від операційного підсилювача з конструкцією друкованої плати. Він буде працювати з джерелом живлення 12 В, матиме низькі, високі та високі частоти та регулювання середньої частотитак що вихідний звук можна відрегулювати за необхідності. Ви також можете перевірити інші схеми низьких частот, які ми створили раніше.

• Попередній підсилювач стереозвуку з регулюванням низьких і високих частот за допомогою транзисторів
• Проста схема управління звуковими сигналами з регулюванням низьких і високих частот
• Схема управління потужними низькими та високими частотами за допомогою LA4440

Для цього проекту ми використовували послуги з виготовлення друкованих плат PCBWay для виготовлення наших друкованих плат. У наступних розділах статті ми описали повну процедуру проектування, замовлення та складання плат друкованих плат для цієї схеми еквалайзера звуку.

Потрібні компоненти

Компоненти, необхідні для побудови цієї схеми управління тоном за допомогою Op-Amp, наведені нижче.

1. 100к- потенціометр - 2 шт
2. 470k- потенціометр - 1 шт
3. Операційний підсилювач TL072
4. Джерело живлення 12 В
5. .1uF 35V конденсатор
6. Конденсатор 1,2 нФ 63 В
7. 100 мкФ, 35 В
8. 10 мкФ, 35 В
9. 2,2 мкФ, 63 В
10. 22k резистор
11. Конденсатор 22 нФ 63 В
12. 270R резистор
13. Конденсатор 33pF
14. 4.7nF 63V конденсатор - 2 шт
15. 47 нФ
16. 1,8к - 2 шт
17. 10 мкФ, 25 В - 2 шт
18. 3,3 тис. - 2 шт
19. 47к - 2шт
20. 10к - 5шт
21. Друкованої плати

Схема електричного еквалайзера

Повна електрична схема низьких частот показана на зображенні нижче. Основним компонентом цієї схеми є Op-Amp. Op-Amp TL072 - це популярний операційний підсилювач, який має два окремі операційні підсилювачі в одному монолітному корпусі.

Пояснення схеми наступне, але ви також можете перейти до відео в кінці цієї сторінки, де також пояснюється, як працює схема. На зображенні нижче показано розпиновку TL072P Op-Amp. Ці два операційні підсилювачі зображені на схемі як IC1A та IC1B.

Схема буфера Op-Amp:

IC1A виконаний як інвертуючий буферний підсилювач. Цей буферний підсилювач забезпечує буферизований вихідний сигнал вхідного сигналу, який фільтрується або вирівнюється трисмуговими фільтрами. Конденсатор С4 - це блокуючий конденсатор, який блокує сигнал постійного струму і пропускає лише сигнал змінного струму.

Резистори R3 і R4 повинні бути точними і підібраними. На цьому етапі не рекомендується змінювати ці два значення. Вихідний конденсатор 2,2 мкФ, С6 буде передавати сигнал з буферизованого виходу.

Схема управління середніми частотами, низькими та високими частотами:

На наступному етапі IC1B є фактично активним фільтром, який має три прохідні фільтри, з'єднані через контур негативного зворотного зв'язку. Ось фактична тональна фільтрація відбувається-

Негативний вхід надходить від конденсатора 2,2 мкФ. Операційний підсилювач IC1B знову налаштований як інвертуючий підсилювач, і він приймає інвертуючий вхід від IC1A, а на виході він знову інвертується.

Трисмугові фільтри є обома RC-фільтрами. Оскільки значення конденсатора змінити неможливо, тут змінюється значення резистора за допомогою змінного потенціометра. Тут резистор R12 і конденсатор C11 використовуються як налаштування підсилення. Зміна значення R12 також змінить коефіцієнт посилення.

У першому фільтрі це басовий фільтр (низький прохід). Перший ланцюг мережі - R8, басовий потенціометр, а R9 - загальний опір фільтра, а конденсатор - C7. Для визначення частоти відсікання можна скористатися наведеною нижче формулою

fc = 1 / 2piCR

Fc - частота відсічення, а C - значення конденсатора, R - загальний опір мережі. Отже, зміна різних значень посудини або зміна конденсатора C7 змінить частотну характеристику басового фільтра (фільтр низьких частот).

Розрахунок частоти відсікання для ланцюга низьких і високих частот:

Наприклад, у наведеній вище схемі значення потенціометра становить 100k. Отже, загальний опір, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Таким чином, згідно з формулою, регулятор низьких частот може обробляти частоту до 28 Гц.

Те саме відбувається з фільтром MID. Але замість фільтрів низьких та високих частот він використовує конструкцію смугового фільтра.

Частоту відсікання можна отримати за тією ж формулою fc = 1 / 2piCR. Найвищий діапазон може бути розрахований за допомогою резистора R6 та конденсатора C8 (відповідно до схематичного значення, це 10,2 кГц), а найнижчий діапазон може бути розрахований за допомогою - значення MID потенціометра + R10 як загального опору та конденсатора C9 схематичне значення - 70 Гц).

В останньому діапазоні фільтра це регулювання високих частот з фільтром високих частот. Формула не змінюється, вона однакова fc = 1 / 2piCR. Загальний резистор - це резистор ВЧ, а R11 і конденсатор - С10. Коли ВЧ повністю низький, це означає, що потенціометр повністю дорівнює 470k, використовуючи схематичне значення, частота відсічення фільтра становить - 71 Гц. Але в режимі повних високих частот, коли потенціометр повністю включений, опір потенціометра стає незначним, і лише резистор R11 діє. У цій ситуації гранична частота становила -18 кГц. Вихід отримується з C12.

Схема зміщення / зміщення:

Оскільки це одна напруга живлення, де негативна шина не використовується, вхідний сигнал повинен бути зміщений. Це пов'язано з нездатністю операційного підсилювача посилити негативні піки вхідного сигналу в режимі живлення однієї рейки.

Щоб зробити зміщення, дільник напруги розміщений поперек позитивного зворотного зв'язку операційного підсилювача. Дільник напруги змістить сигнальну половину напруги живлення. Оскільки використовується джерело живлення 12 В, вхідний сигнал компенсується 6 В постійного струму. С1 і С2 є фільтруючими конденсаторами, а R1 і R2 використовуються для виготовлення дільника напруги разом із додатковим конденсатором фільтра С3.

Активний звуковий фільтр Дизайн друкованої плати

Друкована плата для нашої схеми Active Audio Filter розроблена для подвійного серванта. Я використовував Eagle для проектування моєї друкованої плати, але ви можете використовувати будь-яке програмне забезпечення для дизайну на ваш вибір. Двовимірне зображення мого дизайну дошки показано нижче.

Для належного створення траси заземлення по всій друкованій платі використовується достатній рівень заповнення ґрунтом Вхідний сигнал і секція вхідної напруги створюються зліва, а вихід - з правого боку для кращого використання. Повний файл дизайну для Eagle разом із Gerber можна завантажити за посиланням нижче.

• Дизайн друкованої плати та GERBER для схеми управління тоном з регулюванням низьких і високих частот

Тепер, коли наш Дизайн готовий, настав час змусити їх виготовити за допомогою файлу Гербера. Отримати друковану плату досить просто, просто виконайте наведені нижче дії.

Замовлення друкованої плати з PCBWay

Крок 1: Зайдіть на https://www.pcbway.com/, підпишіться, якщо це ваш перший раз. Потім на вкладці Прототип друкованої плати введіть розміри вашої друкованої плати, кількість шарів та кількість друкованої плати, яка вам потрібна.

Крок 2: Продовжуйте, натискаючи кнопку "Процитувати зараз". Ви потрапите на сторінку, де за потреби можна встановити кілька додаткових параметрів, наприклад, використовуваний матеріал, інтервал доріжок тощо. Але в основному значення за замовчуванням будуть працювати нормально.

Крок 3: Останнім кроком є ​​завантаження файлу Gerber і продовження платежу. Щоб переконатися, що процес безперебійний, PCBWAY перевіряє, чи справді ваш файл Gerber, перш ніж продовжувати оплату. Таким чином, ви можете бути впевнені, що ваша друкована плата є зручною для виготовлення та зв’яжеться з вами як докладена.

Збірка та тестування схеми активного звукового фільтра

Через кілька днів ми отримали нашу друковану плату в акуратному пакеті. Якість друкованої плати та упаковка були як завжди хорошими. Ви можете побачити упаковку самі.

Верхній шар і нижній шар дошки показані на зображенні нижче. Ми вибрали червоний як припою маску, просто тому, що він привабливий, а PCBway забезпечує всі кольори маски за однакову ціну, то чому б не розважитися кольором друкованої плати.

Як ви можете помітити з наведеного зображення, якість друкованої плати дуже хороша. Доріжки, колодки, віази та інші зазори були ідеально виготовлені. Я почав збирати свою дошку, як тільки отримав її. Ви можете побачити зібрану дошку нижче.

Однак для кількох конденсаторів номінали напруги не є точними, як потрібно, але це не робить ніяких відмінностей у вихідній схемі. Також операційний підсилювач TL072 замінений на JRC4558 через недоступність ІС. Інші мікросхеми Op-Amp також можуть працювати, але зіставлення контактів повинно відповідати стандартному відображенню контактів op-amp.

Схема перевіряється за допомогою аудіовходу з ноутбука, джерела живлення 12 В та системи виходу гучномовця 15 Вт 2,1. Детальну інформацію про роботу та тестування можна знайти у відео нижче.

Сподіваюся, вам сподобався підручник і ви дізналися щось корисне. Якщо у вас виникли запитання чи сумніви, залиште їх у розділі коментарів нижче. Ви також можете використовувати наші форуми для інших технічних питань.