- רכיבים נדרשים
- דיאגרמת מעגל אקולייזר שמע
- עיצוב מסנן שמע פעיל למחשבי PCB
- הזמנת PCB מ- PCBWay
- הרכבה ובדיקה של מעגל מסנן האודיו הפעיל
בקרת טונים או מעגל אקולייזר פעיל במיוחד בס, טרבל, ואקולייזר מבוסס בקרת MID הוא מעגל חשוב בתכנון מגברי שמע. באופן כללי, מסנני אקולייזר פעילים בשלושה שלבים דורשים שלושה בקרות בס, טרבל ו- MID. בקרת הבס מאפשרת לעבור לתדר הנמוך אך חוסמת תדר גבוה ובקרת הטרבל מאפשרת לעבור לתדר הגבוה אך חוסמת תדר נמוך, ואילו בקרת ה- MID מאזנת בין תדר גבוה לנמוך. בפרויקט זה נתכנן מעגל בקרת טונים פעיל המופעל באמצעות מגבר-על בעל עיצוב PCB. זה יעבוד עם ספק כוח 12V ויהיה לו שליטה בס, טרבל ותדר בינוניכך שניתן לכוון את שמע הפלט כנדרש. אתה יכול גם לבדוק את שאר מעגלי הטרבל הבס שבנינו קודם.
- מגבר קדם מגבר סטריאו עם בקרת בס וטרבל באמצעות טרנזיסטורים
- מעגל בקרת טון שמע פשוט עם בקרת בס וטרבל
- מעגל בקרת בס ובעוצמה גבוהה באמצעות LA4440
לפרויקט זה השתמשנו בשירותי ייצור ה- PCB של PCBWay לייצור המעגלים שלנו. בחלקים הבאים של המאמר סקרנו את ההליך המלא לתכנון, סדר והרכבת לוחות PCB למעגל אקולייזר שמע זה.
רכיבים נדרשים
המרכיבים הנדרשים לבניית מעגל בקרת טון זה באמצעות Op-Amp מובאים להלן.
- 100k- פוטנציומטר - 2 יח '
- 470k- פוטנציומטר - 1 יח '
- מגבר תפעולי TL072
- ספק כוח 12V
- .1uF קבלים 35V
- קבלים 1.2nF 63V
- 100uF, 35V
- 10uF, 35V
- 2.2uF, 63V
- נגד 22k
- קבל 63nF 63V
- נגד 270R
- קבלים 33pF
- קבלים 4.7nF 63V - 2 יח '
- 47nF
- 1.8k - 2 יח '
- 10uF, 25V - 2 יח '
- 3.3k - 2 יחידות
- 47k - 2 יחידות
- 10k - 5 יחידות
- PCB
דיאגרמת מעגל אקולייזר שמע
תרשים מעגל הטרבל הבס המלא מוצג בתמונה למטה. המרכיב העיקרי במעגל זה הוא ה- Op-Amp. ה- Op-Amp TL072 הוא מגבר תפעולי פופולרי בעל שני מגברים תפעוליים בודדים באריזה מונוליטית אחת.
ההסבר למעגל הוא כדלקמן, אך ניתן גם לדלג לסרטון בסוף עמוד זה המסביר גם כיצד המעגל עובד. התמונה שלהלן מציגה את הצביעה של TL072P Op-Amp. שני מגברים תפעוליים אלה מתוארים בתרשים כ- IC1A ו- IC1B.
מעגל חיץ אופ-מגבר:
ה- IC1A מוגדר כמגבר חיץ הפוך. מגבר חיץ זה מספק פלט שנאגר של אות הקלט שיש לסנן או להשוות באמצעות מסנני שלוש הפס. הקבל C4 הוא קבל חוסם החוסם את אות ה- DC ומאפשר רק לעבור את ה- AC.
הנגדים R3 ו- R4 צריכים להיות מדויקים ומתאימים. מומלץ שלא לשנות את שני הערכים הללו בשלב זה. קבל הפלט 2.2uF, C6 יעביר את האות מהפלט המאגר.
מעגל בקרת תדרים באמצע, בס וטרבל:
בשלב הבא, IC1B הוא המסנן הפעיל בפועל שיש לו שלושה מסנני מעבר המחוברים על פני לולאת המשוב השלילית. הנה בפועל סינון הטון הוא happening-
הקלט השלילי מתקבל מקבל 2.2uF. מגבר ה- IC1B המגבר מוגדר שוב כמגבר הפוך והוא לוקח קלט הפוך מה- IC1A ובפלט, הוא הופך שוב.
מסנני שלוש הפס הם שניהם מסנני RC. מכיוון שלא ניתן לשנות את ערכי הקבלים, ערך הנגד משתנה כאן באמצעות פוטנציומטר משתנה. כאן, הנגד R12 והקבל C11 משמשים כגדרת הרווח. שינוי ערך R12 ישנה גם את הרווח.
בפילטר הראשון שהוא פילטר הבס (low pass). מעגל הרשת הראשון הוא R8, פוטנציומטר בס ו- R9 הוא ההתנגדות הכוללת של המסנן והקבל הוא C7. כדי לקבוע את תדירות הניתוק, ניתן להשתמש בנוסחה הבאה -
fc = 1/2 pCR
ה- fc הוא תדר הניתוק ו- C הוא ערך הקבל, ה- R הוא ההתנגדות הכוללת של הרשת. לכן, שינוי בערכי סיר שונים או שינוי קבלים C7 ישנה את תגובת התדרים של מסנן הבס (Low Pass filter).
חישוב תדירות הניתוק למעגל בס וטרבל:
לדוגמא, במעגל הנ"ל, ערך הפוטנציומטר הוא 100k. לכן, ההתנגדות הכוללת, 100k (Pot Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. לפיכך, על פי הנוסחה, בקרת הבס יכולה לעבד את התדר עד 28 הרץ.
אותו דבר קורה עבור מסנן ה- MID. אבל במקום מסנני מעבר נמוך או מעבר גבוה, הוא משתמש בבניית מסנני פס מעבר.
ניתן להשיג את תדירות הניתוק באמצעות אותה נוסחה fc = 1 / 2piCR. ניתן לחשב את הלהקה הגבוהה ביותר באמצעות הנגד R6 והקבל C8 (לפי הערך הסכימטי, זה 10.2 קילוהרץ) וניתן לחשב את הלהקה הנמוכה ביותר באמצעות ערך הפוטנציומטר MID + R10 כהתנגדות הכוללת והקבל C9 (לפי הערך הסכימטי, הוא 70 הרץ).
בפס הפילטר האחרון, זהו בקרת צליל טרבל עם פילטר מעבר גבוה. הנוסחה לא משתנה, זהה fc = 1 / 2piCR. הנגד הכולל הוא הטרבל, וה- R11 והקבל הם ה- C10. כאשר הטרבל נמוך לחלוטין, פירוש הדבר שהפוטנציומטר מלא 470k באמצעות הערך הסכימטי, תדירות הניתוק של המסנן היא - 71 הרץ. אך במהלך מצב הטרבל המלא, כאשר הפוטנציומטר מופעל לחלוטין, ההתנגדות של הפוטנציומטר הופכת לחסרת משמעות ורק הנגד R11 נכנס לתוקף. במצב זה, תדר הניתוק הפך ל -18 קילוהרץ. הפלט מתקבל מ- C12.
מעגל הטיה / אופסט:
מכיוון שמדובר במתח אספקת מסילה יחיד בו לא משתמשים במעקה השלילי, יש לקזז את אות הקלט. זאת בשל חוסר יכולתו של המגבר-על להגביר את הפסגות השליליות של אות הכניסה במצב אספקת חשמל יחיד.
כדי לבצע קיזוז, מחלק מתח ממוקם על פני המשוב החיובי של המגבר. מחלק המתח יקזז את מחצית האות של מתח האספקה. מכיוון שהוא משתמש באספקת 12 וולט, אות הקלט מקוזז על ידי 6 וולט DC. C1 ו- C2 הם קבלים המסננים ו- R1 ו- R2 משמשים לייצור מחלק המתח יחד עם קבלים סינון נוספים C3.
עיצוב מסנן שמע פעיל למחשבי PCB
ה- PCB למעגל מסנן האודיו האקטיבי שלנו מיועד למזנון כפול. השתמשתי בנשר כדי לעצב את ה- PCB שלי אבל אתה יכול להשתמש בכל תוכנת עיצוב לפי בחירתך. תמונת הדו-ממד של עיצוב הלוח שלי מוצגת למטה.
נעשה שימוש בוויות מילוי קרקע מספיקות כדי ליצור כראוי את נתיב הקרקע על כל לוח המעגלים. אות הקלט וקטע מתח הכניסה נוצרים בצד שמאל והפלט נוצר בצד ימין לשימושיות טובה יותר. ניתן להוריד את קובץ העיצוב השלם ל- Eagle יחד עם הגרבר מהקישור למטה.
- עיצוב PCB ו- GERBER למעגל בקרת טונים עם בקרת בס וטרבל
עכשיו, כשהעיצוב שלנו מוכן, הגיע הזמן לייצר אותם באמצעות קובץ גרבר. כדי לבצע את ה- PCB זה די קל, פשוט בצע את השלבים הבאים -
הזמנת PCB מ- PCBWay
שלב 1: היכנס https://www.pcbway.com/, הירשם אם זו הפעם הראשונה שלך. לאחר מכן, בכרטיסיה אב טיפוס של PCB, הזן את הממדים של ה- PCB שלך, את מספר השכבות ואת מספר ה- PCB שאתה צריך.
שלב 2: המשך על ידי לחיצה על כפתור 'ציטוט עכשיו'. תועבר לדף שבו תגדיר כמה פרמטרים נוספים במידת הצורך, כמו החומר המשמש, ריווח מסלולים וכו '. אך בעיקר ערכי ברירת המחדל יעבדו בסדר.
שלב 3: השלב האחרון הוא העלאת קובץ גרבר והמשך התשלום. כדי לוודא שהתהליך חלק, PCBWAY מאמת אם קובץ הגרבר שלך תקף לפני שתמשיך בתשלום. בדרך זו, אתה יכול להיות בטוח שה- PCB שלך הוא ידידותי לייצור ויגיע אליך כמחויב.
הרכבה ובדיקה של מעגל מסנן האודיו הפעיל
לאחר מספר ימים קיבלנו את ה- PCB שלנו באריזה מסודרת. איכות האריזה והאריזה היו טובים כמו תמיד. אתה יכול לראות את האריזה בעצמך.
השכבה העליונה והשכבה התחתונה של הלוח מוצגות בתמונה למטה. בחרנו באדום כמסיכת הלחמה, פשוט מכיוון שהיא אטרקטיבית ו- PCBway מספק את כל צבעי המסכה באותו מחיר, אז למה לא ליהנות עם צבע PCB.
כפי שניתן להבחין מהתמונה לעיל, איכות ה- PCB טובה מאוד. המסילות, הרפידות, הוויות ושאר פינים אחרים היו מפוברקות בצורה מושלמת. התחלתי להרכיב את הלוח שלי ברגע שקיבלתי אותו. אתה יכול לראות את הלוח שהורכב למטה.
עם זאת, עבור כמה קבלים, דירוג המתח אינו מדויק כנדרש, אך הוא אינו עושה שום הבדל ביציאת המעגל. כמו כן, מגבר התפעול TL072 מוחלף ב- JRC4558 בגלל חוסר הזמינות של ה- IC. IC Op-Amp אחר יכול גם לעבוד, אך יש להתאים את מיפוי הסיכות למיפוי הסיכות הרגיל של ה- amp.
המעגל נבדק באמצעות כניסת שמע ממחשב נייד, ספק כוח 12V ומערכת פלט רמקולים 2.1W. מידע מפורט על העבודה והבדיקה ניתן למצוא בסרטון למטה.
מקווה שנהנית מההדרכה ולמדת משהו שימושי. אם יש לך שאלות או ספקות, השאר אותם בסעיף ההערות למטה. אתה יכול גם להשתמש בפורומים שלנו לשאלות טכניות אחרות.