Äänen taajuuskorjain / äänensäätöpiiri, jossa on basso-, diskantti- ja keskitaajuussäätö op

Ääniohjaus tai aktiivinen taajuuskorjainpiiri, erityisesti basso-, diskantti- ja MID-ohjaukseen perustuva taajuuskorjain, on tärkeä piiri äänivahvistimen suunnittelussa. Yleensä kolmivaiheiset aktiiviset taajuuskorjaimen suodattimet edellyttävät kolmea basso-, diskantti- ja MID-säätöä. Bassosäätö antaa matalan taajuuden kulkea, mutta estää korkean taajuuden ja diskanttisäätö antaa korkean taajuuden ohittaa, mutta estää matalan taajuuden, kun taas MID-säätö tasapainottaa korkean ja matalan taajuuden välillä. Suunnittelemme tässä projektissa aktiivisen äänenohjauspiirin, joka toimii PC-piirilevyllä varustetulla op-vahvistimella. Se toimii 12 V: n virtalähteellä ja sillä on basso-, diskantti- ja keskitaajuussäätöjotta ulostuloääntä voidaan säätää tarpeen mukaan. Voit myös tarkistaa muut aikaisemmin rakentamamme basson diskanttipiirit.

Stereoäänivahvistin basso- ja diskanttisäädöllä transistoreilla
Yksinkertainen ääniäänen ohjauspiiri basso- ja diskanttisäädöllä
Suuritehoinen basso- ja diskanttisäätöpiiri LA4440: n avulla

Tätä projektia varten käytimme piirilevyjemme valmistamiseen PCBWayn piirilevyjen valmistuspalveluita. Artikkelin seuraavissa kohdissa olemme käsittäneet täydellisen menettelyn piirilevyjen suunnittelulle, tilaamiselle ja kokoamiselle tälle äänen taajuuskorjainpiirille.

Tarvittavat komponentit

Komponentit, jotka tarvitaan tämän äänensäätöpiirin rakentamiseen Op-Ampia käyttäen, on annettu alla.

100k - potentiometri - 2 kpl
470k - potentiometri - 1 kpl
TL072-operaatiovahvistin
12 V: n virtalähde
.1uF 35V kondensaattori
1.2nF 63V kondensaattori
100uF, 35V
10uF, 35V
2,2 uF, 63 V
22k vastus
22nF 63V kondensaattori
270R vastus
33pF-kondensaattori
4,7 nF 63 V kondensaattori - 2 kpl
47nF
1,8k - 2 kpl
10uF, 25V - 2 kpl
3,3k - 2kpl
47k - 2kpl
10k - 5kpl
PCB

Äänen taajuuskorjaimen piirikaavio

Basson diskantin täydellinen piirikaavio näkyy alla olevassa kuvassa. Tämän piirin pääkomponentti on Op-Amp. Op-Amp TL072 on suosittu operatiivinen vahvistin, jolla on kaksi erillistä operatiivista vahvistinta yhdessä monoliittisessa paketissa.

Piirin selitys on seuraava, mutta voit myös siirtyä tämän sivun lopussa olevaan videoon, joka selittää myös piirin toiminnan. Alla olevassa kuvassa näkyy TL072P Op-Amp: n pinout. Nämä kaksi operatiivista vahvistinta on kaavamaisesti esitetty IC1A: na ja IC1B: nä.

Op-Amp-puskuripiiri:

IC1A on konfiguroitu käänteiseksi puskurivahvistimeksi. Tämä puskurivahvistin tarjoaa tulosignaalin puskuroidun ulostulon, joka on suodatettava tai tasoitettava kolmikaistaisten suodattimien avulla. Kondensaattori C4 on estävä kondensaattori, joka estää DC-signaalin ja antaa vain AC-signaalin kulkea.

Vastusten R3 ja R4 on oltava tarkkoja ja sovitettuja. Näitä kahta arvoa ei suositella muuttuvan tässä vaiheessa. Lähtö 2.2uF, C6 välittää signaalin puskuroidusta lähdöstä.

Keskitaajuus-, basso- ja diskanttisäätöpiiri:

Seuraavassa vaiheessa IC1B on varsinainen aktiivinen suodatin, jossa on kolme päästösuodatinta, jotka on kytketty negatiivisen takaisinkytkentäsilmukan yli. Tässä on todellinen sävy suodatus on happening-

Negatiivinen tulo vastaanotetaan 2.2uF-kondensaattorilta. Op-amp IC1B on jälleen konfiguroitu käänteisvahvistimeksi ja se ottaa käänteisen tulon IC1A: lta ja lähdössä se käännetään taas ylösalaisin.

Kolmikaistaiset suodattimet ovat molemmat RC-suodattimia. Koska kondensaattorin arvoja ei voida muuttaa, vastuksen arvo muutetaan tässä muuttuvalla potentiometrillä. Tässä vastusta R12 ja kondensaattoria C11 käytetään vahvistuksen asetuksena. R12-arvon muuttaminen muuttaa myös vahvistusta.

Ensimmäisessä suodattimessa, joka on bassosuodatin (alipäästö). Ensimmäinen verkkopiiri on R8, bassopotentiometri ja R9 on suodattimen kokonaisvastus ja kondensaattori on C7. Määrittää rajataajuus, voidaan käyttää alla kaavaa-

fc = 1 / 2piCR

Fc on katkaisutaajuus ja C on kondensaattorin arvo, R on verkon kokonaisresistanssi. Siksi vaihtamalla eri potin arvoja tai vaihtamalla C7-kondensaattoria, muuttuu bassosuodattimen (alipäästösuodatin) taajuusvaste.

Lasketaan basso- ja diskanttipiirin rajataajuus:

Esimerkiksi yllä olevassa piirissä potentiometrin arvo on 100k. Siksi kokonaisvastus, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Täten kaavan mukaan bassosäätö voisi käsitellä taajuutta 28 Hz: iin saakka.

Sama tapahtuu MID-suodattimelle. Mutta alipäästö- tai ylipäästösuodattimien sijasta se käyttää kaistanpäästösuodatinrakennetta.

Katkaisutaajuus voidaan saada käyttämällä samaa kaavaa fc = 1 / 2piCR. Suurin kaista voidaan laskea käyttämällä vastusta R6 ja kondensaattoria C8 (kaavamaisen arvon mukaan se on 10,2 kHz) ja alin kaista voidaan laskea käyttämällä - MID-potentiometrin arvoa + R10 kokonaisvastuksena ja kondensaattoria C9 (kuten kaavamainen arvo on 70 Hz).

Viimeisessä suodatinkaistassa se on diskanttiäänensäätö, jossa on ylipäästösuodatin. Kaava ei muutu, se on sama fc = 1 / 2piCR. Kokonaisvastus on Diskanttivastus ja R11 ja kondensaattori ovat C10. Kun diskantti on täysin matala, potentiometri on täysin 470k kaaviollisen arvon avulla, suodattimen rajataajuus on - 71 Hz. Mutta täyden diskantin tilassa, kun potentiometri kytketään kokonaan päälle, potentiometrin vastus muuttuu merkityksettömäksi ja vain vastus R11 tulee voimaan. Tässä tilanteessa rajataajuudesta tuli -18 kHz. Lähtö saadaan C12: sta.

Esijännitys- / offsetpiiri:

Koska tämä on yksittäinen kiskojännite, jossa negatiivista kiskoa ei käytetä, tulosignaali on siirrettävä. Tämä johtuu op-vahvistimen kyvyttömyydestä vahvistaa tulosignaalin negatiivisia piikkejä yhden kiskon virransyöttötilassa.

Poikkeaman tekemiseksi jännitteenjakaja sijoitetaan op-vahvistimen positiivisen palautteen poikki. Jännitteenjakaja kompensoi signaalin puolet syöttöjännitteestä. Koska se käyttää 12 V: n syöttöä, tulosignaali kompensoidaan 6 V DC: llä. C1 ja C2 ovat suodatinkondensaattoreita ja R1: tä ja R2: ta käytetään jännitteenjakajan valmistamiseen yhdessä ylimääräisen suodatinkondensaattorin C3 kanssa.

Aktiivisen äänisuodattimen piirilevysuunnittelu

Active Audio Filter -piirimme piirilevy on suunniteltu kaksinkertaiseen senkkiin. Olen käyttänyt Eaglea piirilevyn suunnitteluun, mutta voit käyttää mitä tahansa valitsemaasi suunnitteluohjelmaa. Taulutietokoneeni 2D-kuva on esitetty alla.

Riittäviä maadoitusaukkoja käytetään maadoitusreitin luomiseen oikein piirilevylle. Tulosignaali ja tulojänniteosa luodaan vasemmalle puolelle ja ulostulo oikealle puolelle paremman käytettävyyden parantamiseksi. Koko Eaglen suunnittelutiedosto ja Gerber voidaan ladata alla olevasta linkistä.

Piirilevyn suunnittelu ja GERBER sävynsäätöpiirille, jossa on basso- ja diskanttisäätö

Nyt kun suunnittelumme on valmis, on aika saada ne valmistettua Gerber-tiedoston avulla. Piirilevyn valmistaminen on melko helppoa yksinkertaisesti noudattamalla seuraavia vaiheita-

Piirilevyn tilaaminen PCBWay: lta

Vaihe 1: Mene osoitteeseen https://www.pcbway.com/, rekisteröidy, jos olet ensimmäinen kerta. Syötä sitten piirilevyn prototyyppi -välilehdelle piirilevyn mitat, kerrosten määrä ja tarvitsemasi piirilevyn määrä.

Vaihe 2: Jatka napsauttamalla 'Lainaa nyt' -painiketta. Sinut siirretään sivulle, jossa voit tarvittaessa asettaa muutamia lisäparametreja, kuten käytetty materiaali, raitojen etäisyys jne. Mutta useimmiten oletusarvot toimivat hyvin.

Vaihe 3: Viimeinen vaihe on lähettää Gerber-tiedosto ja jatkaa maksua. Varmistaaksesi prosessin sujuvuuden, PCBWAY tarkistaa ennen maksun suorittamista, onko Gerber-tiedostosi kelvollinen. Näin voit olla varma, että piirilevysi on valmistusystävällinen ja tavoittaa sinut sitoutuneena.

Aktiivisen äänisuodatinpiirin kokoaminen ja testaaminen

Muutaman päivän kuluttua saimme piirilevyn siistissä pakkauksessa. Piirilevyjen laatu ja pakkaus olivat hyvät kuten aina. Näet pakkauksen itse.

Levyn ylin ja alin kerros on esitetty alla olevassa kuvassa. Olemme valinneet punaisen juotosmaskiksi yksinkertaisesti siksi, että se on houkutteleva ja PCBway tarjoaa kaikki maskin värit samaan hintaan, joten miksi ei hauskaa PCB-väreillä.

Kuten yllä olevasta kuvasta voi huomata, piirilevyn laatu on erittäin hyvä. Kiskot, tyynyt, läpiviennit ja muut välykset valmistettiin täydellisesti. Aloitin levyn kokoamisen heti, kun sain sen. Näet kootun levyn alla.

Muutamien kondensaattoreiden jänniteluokat eivät kuitenkaan ole tarkkoja tarpeen mukaan, mutta se ei tee eroja piirilähdössä. Myös operatiivinen vahvistin TL072 korvataan JRC4558: lla IC: n poissaolon vuoksi. Muu Op-Amp IC voi myös toimia, mutta tappi kartoitus on sovitettava tavalliseen op-amp tappi kartoitus.

Piiri testataan kannettavan tietokoneen äänitulolla, 12 V: n virtalähteellä ja 15 W: n 2.1-kaiuttimen lähtöjärjestelmällä. Yksityiskohtaiset työ- ja testaustiedot löytyvät alla olevasta videosta.

Toivottavasti pidit opetusohjelmasta ja opit jotain hyödyllistä. Jos sinulla on kysyttävää tai epäilyksiä, jätä ne alla olevaan kommenttiosioon. Voit käyttää foorumeitamme myös muihin teknisiin kysymyksiin.