Во многих современных аудиосистемах, будь то музыкальный центр, домашний кинотеатр или даже портативная колонка для телефона имеется эквалайзер, или, иначе говоря, темброблок. С его помощью можно регулировать АЧХ сигнала, т.е. менять количество высоких или низких частот в сигнале. Темброблоки существуют активные, построенные, в чаще всего, на микросхемах. Они требуют наличия питания, зато не ослабляют уровень сигнала. Другая разновидность темброблоков – пассивные, они слегка ослабляют общий уровень сигнала, зато не требуют питания и не вносят никаких дополнительных искажений в сигнал. Именно поэтому в высококачественной звуковой аппаратуре используются, чаще всего, именно пассивные темброблоки. В этой статье рассмотрим, как сделать простой 2-х полосный темброблок. Его можно совместить с самодельным усилителем, либо же использовать как отдельное устройство.
Схема темброблока
Схема содержит только пассивные элементы (конденсаторы, резисторы). Два переменных резистора служат для регулировки уровня высоких и низких частот. Конденсаторы желательно применить плёночные, однако, если таких под рукой нет, подойдут и керамические. На каждый канал нужно собрать по одной такой схеме, а для того, чтобы регулировка была одинаковой в обоих каналах – использовать сдвоенные переменные резисторы. Печатная плата, выложенная в этой статье, уже содержит эту схему в двойном экземпляре, т.е. имеет вход и под левый, и под правый канал.
Скачать плату:
(cкачиваний: 742)
Изготовление темброблока
В схеме не содержится активных компонентов, поэтому её легко можно спаять навесным монтажом прямо на выводах переменных резисторов. Если есть желание – можно спаять схему на печатной плате, как я и сделал. Несколько фотографий процесса:
После сборки можно проверять работу схемы. На вход подаётся сигнал, например, с плеера, компьютера или телефона, выход схемы подключается ко входу усилителя. Вращая переменные резисторы можно регулировать уровень низких и высоких частот в сигнале. Не удивляйтесь, если в крайних положениях звук будет «не очень» - сигнал с полностью ослабленными низкими частотами, или, наоборот, завышенными, вряд ли будет приятен на слух. С помощью темброблока можно скомпенсировать неравномерность АЧХ усилителя или колонок, подобрать звучание под свой вкус.
Изготовление корпуса
Готовую схему темброблока обязательно нужно поместить в экранированный корпус, иначе не избежать фона. В качестве корпуса можно использовать обычную консервную банку. Переменные резисторы вывести наружу и надеть на них ручки. По краям банки обязательно установить разъёмы jack 3.5 для входа и выхода звука.Схема лампового тембр блока для усилителя основана на LM1036N, контролирующей громкость и баланс в автомагнитолах. Дополнительный управляющий вход позволяет довольно просто применять компенсацию громкости.
Все что вам потребуется для сборки своими руками темброблока на транзисторах — это LM1036N, 15 конденсаторов, несколько фиксированных резисторов и несколько потенциометров. В результате вы получите качественное устройство для управления громкостью и другими параметрами звука.
Шаг 1: Базовая информация
Схема, которую я использовал, приведена в техническом паспорте изготовителя: ссылка
Посмотрите на страницу 6.
Схема работает просто отлично, поэтому, если это ваш первый опыт – используйте эту, она будет прекрасно работать, если только вы не испортите детали.
Вам понадобится:
- LM1036N
- 47 мкФ x 1
- 0.47 мкФ x 2
- 0.01 мкФ x 2
- 0.22 мкФ x 4
- 0.39 мкФ x 2
- 10 мкФ x 2
- 10 мкФ x 1
- 47k резисторы x 4
- 47k потенциометры x 4
- Выключатель x 1
- 3.5 аудио джек разъемы (мама и папа) (размер может быть любой)
- Кабеля (используйте защищенные для входящих и выходящих сигналов)
- Пустая плата, к которой вы будете все припаивать
- Паяльник и режущие инструменты
- Пластиковый корпус
- Кнопки для потенциометров
На все про все я потратил около 1000 рублей.
Шаг 2: Экспериментируем
Я начал со сборки схемы на макетной плате. Это очень удобно, если вы новичок и не уверены, что все сразу получится, но имейте ввиду, не стоит особо доверять симуляциям. Когда я делал тесты, было довольно много шумов в аудио сигнале.
Вы можете пропустить этот шаг и сразу приступить к пайке, если уверены, что у вас все получится.
Хочу заметить, что для проверки входящего сигнала я использовал свои пальцы. Когда вы касаетесь ими штекера, должен издаться нехороший звук, похожий на шум. Выкрутите потенциометр, который отвечает за громкость на максимум, если вы не слышите никакого звука, то не стоит подключать свой телефон, так как может быть короткое замыкание в схеме или просто что-то не так подсоединено.
Заметка: Все электролитические конденсаторы должны быть подключены правильно. У них есть маркировка на одной из сторон (чаще всего на отрицательной), потратьте немного времени, чтобы разобраться с этим.
После того, как я услышал шум в каждом из каналов, я подключил свой телефон и включил музыку, проверил все кнопки и послушал разницу в звучании.
Еще один момент — выходной сигнал. Я использовал обычные наушники. Если вы будете использовать дешевые, то можете не заметить особой разницы в настройках.
Шаг 3: Делаем схему
На первой фотографии, я припаял большинство компонентов. Постарайтесь установить конденсаторы как можно ближе к микросхеме, так как это сократит длину дорожек и минимизирует шум. Это также поможет при выборе корпуса, он будет меньше и плата в него лучше влезет.
На втором фото вы можете видеть законченную схему с выходными кабелями, припаянными снизу. Желтый и красный – каналы, черный – заземление.
На третьем фото вы можете увидеть маленькие входные кабеля. Они идут от старых наушников, в которых уже есть 3.5 мм разъем, а значит его не надо паять.
Шаг 4: Делаем корпус
Скорее всего, вы захотите установить потенциометры на одной стороне коробки. Я использовал пластиковый корпус по размеру моей платы. Просверлил четыре отверстия спереди, чтобы просунуть через них оси потенциометра, которые затягиваются на небольшой пластиковой детали внутри корпуса.
Часть 1. О том, как заставить ИМС «звучать».
У меня долгое время трудился усилитель на не всеми любимой, но очень популярной микросхеме TDA 7294 в «даташитовском» включении вкупе с темброблоком на LM 1036. Этот тандем заменил стоявшие в усилителе «Романтика-222С» оконечники на КТ808 и регуляторы тембра/громкости К174УН10/К174УН12, звучание которых, ну…, сами знаете, какое. На тот момент новый вариант звуком меня полностью удовлетворил, но… Попалась мне как-то на глазастатья Аудиокиллера об усилителе на TDA 7294 с регулируемым выходным сопротивлением по схеме ИТУНа. Не долго думая, я смакетировал подобное включение у своих оконечников. Убедился, что действительно, высокие «искристые», а низкие-ну, просто «больше не надо»:). Звук в такой схеме был уже явно интереснее, чем в «даташитовской». Не помню, какими путями, но попал я, наконец, на сайт Николая Лишманова, который Lincor . А там - статья про усилитель на TDA 7294 с «бешеной обратной связью» - MF 1 называется… С тех пор (уже года полтора) в «Романтике» у меня трудится оконечник именно по этой схеме. Есть в его звуке некая «изюминка»… Скорее, даже, пакет изюма:). Прочитать про MF 1 можно здесь: http://lincor-lib.narod.ru/Amps2.htm. А вот и сама схема в моей «реализации»:
Рис.1-Схема усилителя мощности.
Питание усилителя осуществляется по стандартной схеме:
Рис.2-Схема блока питания для усилителя мощности.
Часть 2. О том, что хорошим темброблоком «каши не испортишь».
В хорошем темброблоке должен стоять хороший операционник. Именно он определит «характер» звучания. Как следует из отзывов о проектах Prostor и Tale 3 U , качественный темброблок «заставляет» по-новому звучать такие, казалось бы, знакомыевсем оконечники на микросхемах. Решил и я пойти на эксперимент и «сдобрить» MF 1 темброблоком от Tale 3 U , посмотреть на который можно здесь: http://yooree.narod.ru/tale3u.html. Схема сего чуда выглядит так:
Рис.3-Схема темброблока.
ОУ можно использовать как LT 1356, так и LT 1362. Последний, как на мой слух, звучит даже чуть по-интереснее, но могу и ошибаться. Здесь, главное, учесть довольно заметный нагрев микросхемы LT 1362, что, возможно, является следствием самовозбуждения. Поэтому, желательно убедиться в отсутствии генерации. Все элементы, расположенные на схеме ниже точек a , b , c припаиваются непосредственно на выводах переменных резисторов темброблока.
Питать его можно как «бюджетным» вариантом на двух стабилизаторах серии 7812-7912, так и от «оригинального» для Tale 3 U БП, запитывая его от БП усилителя мощности. Схема «бюджетного» варианта стабилизатора может выглядеть так:
Рис.3-Схема блока питания к темброблоку.
Эпилог
В данном проекте я попытался объединить две схемы, которые уже заслужили признание самодельщиков, благодаря своему узнаваемому и«симпатичному» звуку. У данного усилителя он очень «подвижный» и «живой», если такое можно сказать о звуке. Бас - «монументально-железобетонный» и проработанный, СЧ и ВЧ легки и детализированы. Весьма выразителен и прозрачен вокал. Колонки «играют» как бы «в пространство», а не «в себя». Знакомая, казалось бы, музыка, словно получила новое звучание. Так что мое очередное спасибо Юрию, Аудиокиллеру и Линкору за незримое, но весьма действенное участие в создании этого усилителя:)
Фильтр НЧ для сабвуфера
Низкочастотная акустическая система обычно громоздка и дорога, а принимая во внимание то, что слух человека не может распознать стерео на низких частотах, понятно что и нет никакого смысла в двух низкочастотных АС - по одной для каждого стереоканала. Особенно если помещение где будет работать стереосистема не очень большого размера.
В таком случае, нужно просуммировать сигналы стереоканалов, а потом из полученного сигнала выделить низкочастотный. На рисунке 1 показана схема активного фильтра, выполненного на двух операционных усилителях микросхемы TL062
.
Сигналы стереоканалов поступают на разъем Х1. Резисторы R1 и R2 совместно с инверсным входом ОУ А1.1 создают микшер, формирующий из стереосигнала общий моносигнал, ОУ А1.1 обеспечивает необходимое усиление (или ослабление) входного сигнала. Уровень сигнала регулируется переменным резистором R3, входящим в состав цепи ООС А1.1. С выхода А1.1 сигнал поступает на ФНЧ на А1.2. Частоту можно регулировать сдвоенным переменным резистором, состоящим из R7 и R8.
Сигнал НЧ на низкочастотный УНЧ или активную низкочастотную АС поступает через разъем Х2.
Питание - двуполярное, поступает через разъем Х3, возможно от ±5V до ±15V, Схему можно собрать на любых двух операционных усилителях общего назначения.
Микшер для работы с тремя микрофонами.
Если нужно сигналы от трех отдельных источников, например, от микрофонов подать на один вход записывающего или воспроизводящего аудиоустройства, нужен микшер, с помощью которого можно объединить аудиосигналы от трех источников в один, и отрегулировать их соотношение по уровням так, как это требуется.
На рисунке 2 показан микшер, сделанный на микросхеме типа LM348 , в которой есть четыре операционных усилителя.
Сигналы от микрофонов подаются, соответственно, на разъемы Х1, Х2 и Х3. Далее, на микрофонные предварительные усилители на операционных усилителях А1.1, А 1.2 и А1.3. Коэффициент усиления каждого ОУ зависит от параметров его цепи ООС. Это позволяет в широких пределах регулировать коэффициент усиления изменением сопротивлений резисторов R4, R10 и R17, соответственно. Поэтому, если в качестве одного или нескольких из источников сигнала будет использоваться не микрофон, а устройство с более высоким уровнем выходного напряжения ЗЧ, можно будет коэффициент усиления соответствующего ОУ установить подбором сопротивления соответствующего резистора. Причем, диапазон установки коэффициента усиления очень большой, - от сотен и тысяч до единицы.
Усиленные сигналы от трех источников поступают на переменные резисторы R5, R11, R19, с помощью которых можно оперативно регулировать соотношение сигналов в общем сигнале, вплоть до полного подавления сигнала от одного или нескольких источников.
Собственно микшер выполнен на ОУ А1.4. Сигналы на его инверсный вход поступают от переменных резисторов через резисторы R6, R12, R19.
Сигнал НЧ на внешнее записывающее или усилительное устройство поступает через разъем Х5.
Питание - двуполярное, поступает через разъем Х4, возможно от +5V до +15V.
Схему можно собрать на любых четырех операционных усилителях общего назначения.
Предварительный усилитель с темброблоком.
Многие радиолюбители сроят УМЗЧ на основе микросхем-интегральных УМЗЧ, обычно предназначенных для автомобильной аудиотехники. Главное достоинство их в том, что вполне качественный УМЗЧ получается в кратчайший срок и с минимальными трудовыми затратами. Недостаток только в том, что УНЧ получается не полный, без предусилителя с регулировками громкости и тембра.
На рисунке 3 приведена схема простого предусилителя с регулятором громкости и тембра, построенного на самой распространенной элементной базе - транзисторах типа КТ3102Е , У усилителя достаточно большое входное сопротивление, чтобы он мог работать практически с любым источником сигнала, от звуковой карты ПК и цифрового плеера, до архаичного проигрывателя виниловых дисков с пьезоэлектрической головкой звукоснимателя.
Каскад на транзисторе VT1 построен по схеме эмиттерного повторителя и служит, в основном, для повышения входного сопротивления, и снижения влияния параметров выхода источника сигнала на регулировку тембра.
Регулятор громкости - переменный резистор R3, одновременно является и нагрузкой эмиттерного повторителя на транзисторе VT1.
Далее - пассивный мостовой регулятор тембра по низким и высоким частотам, выполненный на переменных резисторах
R6 (низкие частоты) и R10 (высокие частоты). Диапазон регулировки 12dB.
Каскад на транзисторе VT2 служит для компенсации потерь уровня сигнала в пассивном регуляторе тембра. Коэффициент усиления каскада на VT2 во многом зависит от величины ООС, конкретно сопротивления резистора R13 (чем меньше, тем больше коэффициент усиления). Режим по постоянному току выставляется резистором R11 для каскада на VT2 и R1 для каскада на VT1.
Стереофонический вариант должен состоять из двух таких усилителей. Резисторы R6 и R10 должны быть сдвоенными, что бы регулировать тембр одновременно в обоих каналах. Регуляторы громкости можно сделать раздельными для каждого канала.
Напряжение питания 12V, однополярное, соответствует номинальному напряжению питания большинства микросхем -интегральным УМЗЧ, рассчитанных на работу в автомобильной технике.
Радиоадаптер
Вся стационарная аудиоаппаратура обязательно имеет разъемы линейного выхода и линейного входа. На линейный вход можно подать сигнал от внешнего источника, что бы использовать основной аппарат как усилитель с акустическими системами или для записи, В большинстве же портативной аппаратуры линейного входа просто нет. Единственными «средствами связи с внешним миром» являются микрофон и встроенный радиоприемник. Один мой знакомый пытался переписать сигнал с МП-3-флэш плеера на магнитную кассету одевая наушники на микрофонную «дырочку» старой портативной CD-магнитолы. Получилось ужасно. Хотя, можно было и воспользоваться встроенным FM-приемником, но для этого необходим хотя бы простейший адаптер.
Для качественной передачи стереосигнала можно использовать покупной FM-модулятор, предназначенной для беспроводного подключения к автомагнитоле внешнего источника аудиосигнала. В нем есть стереомодулятор, хороший передатчик с синтезатором частоты и, часто, встроенный МП-3 плеер с внешней флешкой или картой памяти. Ну а в простейшем случае можно сделать примитивный однотранзисторный маломощный передатчик, сигнал которого приемник сможет принять при близком к его антенне расположении передатчика.
Схема адаптера показана на рисунке 4.
Схема представляет собой каскад генератора ВЧ на транзисторе VT1, работающего по ВЧ по схеме с общей базой, в базовую цепь которого подается модулирующий НЧ-сигнал.
Сигнал звуковой частоты от внешнего источника поступает на базу VT1 через конденсатор С4 и два резистора R1 и R2, служащими микшером стереоканалов. Так как схема очень простая и в ней нет никаких узлов, формирующих комплексный стереосигнал, на вход приемника поступит сигнал в монофоническом виде.
НЧ напряжение, поступая на базу транзистора VT1, изменяет не только его рабочую точку, но и емкость перехода. В результате получается смешанная амплитудно-частотная модуляция. Амплитудная модуляция эффективно подавляется в приемном тракте радиоприемника, а частотная детектируется его частотным детектором.
Частота ВЧ, на которой происходит трансляция, устанавливается контуром L1-C2. Фактически, антенны нет, - адаптер располагается в непосредственной близости от антенны приемника, и сигнал на неё поступает непосредственно с контурной катушки.
Контурная катушка L1 - бескаркасная, её внутренний диаметр 10-12 мм, намотана проводом ПЭВ 1,06, всего 10 витков. Настраивать контур можно как подстроечным конденсатором, так и сжатием -растягиванием витков катушки.
Питание - два элемента по 1.5V (3V).
Индикатор уровня.
Для правильного установления стереобаланса и недопущения перегрузки УНЧ и акустических систем желательно чтобы в составе УНЧ был индикатор уровня сигнала, поступающего на вход УНЧ.
С практической точки зрения, для самостоятельного изготовления, лучше всего индикатор на основе светодиодной шкалы, он и механически значительно прочнее стрелочного и проще и дешевле шкального мнемометрического.
На рисунке 5 показана схема индикатора на оба стереоканала. Он выполнен на основе микросхемы ТА7666Р
.
Внутри ИМС ТА7666Р два усилителя с детекторами на выходах и по две линейки компараторов, по пять компараторов для каждого канала.
Коэффициент усиления каждого из усилителей можно устанавливать индивидуально подбором сопротивления резисторов R1 и R2. При указанной на схеме величине первая ступень светодиодов (НL1 и HL6) загорается при уровнях на входах 48 mV, вторая ступень (HL2, HL7) при 86 mV, третья ступень (HL3, HL8) при 152 mV, четвертая ступень (HL4, HL9) при 215 mV, пятая (HL5, HL10) при 304 mV. Способ отображения индикации -«Ьаг», то есть «столбик термометра», иначе говоря, чем больше сигнал, тем длиннее линейка из светящихся светодиодов.
Изменить чувствительность всегда можно подбором сопротивпений резисторов R1 и R2.
На основе этой микросхемы можно сделать своеобразное свето-динамическое устройство, например, составленное из концентрических кругов ламп накаливания или светодиодных лам, например применяемых в автомобильной оптике. В этом случае потребуется дополнительные мощные выходные каскады.
На рисунке 6 показана схема выходного каскада для работы на автомобильные светодиодные лампы. Используется оптопара с фототранзистором U1, её светодиод подключается вместо индикаторного светодиода.
HF1 - это автомобильная светодиодная лампа. Она мощная и для её коммутации используется мощный ключевой полевой транзистор VT1.
Гринев В.А.
Перемещая ползунки R2 и R6, смотрим изменения происходящие слева. В программе уже есть готовый вариант тембра, однако вам может он не понравиться (мне, например, нет) - видим что мидбас (80-400Гц) поднимается тоже, а это возможная причина гула, резонанса в помещениях, поэтому для комфортного прослушивания музыки эти частоты не должны сильно усиливаться. Другая причина, почему темброблок может вам не понравиться - отсутствие переменных резисторов нужного номинала. Мне нравится тембр от усилителя Трембита-002-стерео
(выпуск 1977 г.) и, предположим, хотел бы его улучшить и модернизировать. Нажмем Snapshot, чтобы визуально видеть изменения:
Такой вариант тембра мне больше по душе, но ослабляет сигнал он гораздо сильнее - не беда - зато подъем мидбаса не столь сильный при полном выкручивании резистора R2. При дальнейшем подборе элементов получается такой вариант - приятный с моей точки зрения для прослушивания:
Частота 1кГц остается практически не тронутой, но от 2кГц и частоты выше поднимаются вместе с несущей 18кГц - увеличилась добротность. Кому то это нравится, но в эквалайзерах, где полос много - стараются делать добротность меньше, чтобы например при поднятии 1кГц, соседние 500Гц и 2кГц испытывали небольшой подъем - иначе толку от такого эквалайзера не будет. В такой схеме для снижения добротности используют дополнительно два резистора и схема приобретает следующий вид:
Но и это еще не все. После сборки такого темброблока вы ощущаете сильное снижение громкости - да это так, пассивные регуляторы сильно снижают усиление. Обычно добавляют еще один усилительный каскад, к примеру на ОУ - что проще, да и параметры становятся сильно зависимыми от операционного усилителя, вы можете в любой момент заменить на другой и быть может будете приятно удивлены. Обычно тембр включают в цепь обратной связи усилительного каскада, как например в предусилителе Шмелева. Я сделал следующим образом:
Конденсаторы любые К73-9, К73-17, МБМ, БМ-2, но не керамические (последние использовать в цепях коррекции ОУ и С6 в обратной связи). В своем варианте, к сожалению, не нашел пленочного конденсатора на 2200p, но на звучании это к счастью не слишком сказалось, успехов! .
Обсудить статью ПАССИВНЫЙ ТЕМБРОБЛОК