- Potrebne komponente
- Shema vezja zvočnega izenačevalnika
- Aktivna oblika avdio filtra PCB
- Naročanje PCB pri PCBWay
- Sestavljanje in preizkušanje vezja aktivnega zvočnega filtra
Tonski nadzor ali vezje aktivnega izenačevalnika, še posebej nizki, visoki in visoki izenačevalniki, ki temelji na nadzoru MID, je pomembno vezje pri oblikovanju ojačevalnika zvoka. Na splošno tristopenjski aktivni filtri za izenačevalnik zahtevajo tri nizke tone, visoke in visoke tone. Nadzor nizkih tonov omogoča prehod nizke frekvence, vendar blokira visoko frekvenco, nadzor visokih tonov pa omogoča prehod visoke frekvence, vendar blokira nizko frekvenco, medtem ko nadzor MID uravnoteži visoko in nizko frekvenco. V tem projektu bomo zasnovali aktivno tokovno krmilno vezje, ki ga poganja op-amp z zasnovo PCB. Deloval bo z 12V napajalnikom, imel bo nizke, visoke in srednje frekvencetako da lahko izhodni zvok po potrebi prilagodite. Ogledate si lahko tudi druge nizke tonove visokih tonov, ki smo jih zgradili že prej.
- Stereo avdio predojačevalnik z nizkimi in visokimi toni z uporabo tranzistorjev
- Preprosto vezje za nadzor zvoka z nizkimi in visokimi toni
- Krmilno vezje nizkih in visokih tonov visoke moči z uporabo LA4440
Za ta projekt smo uporabili storitve izdelave PCB PCBWay za izdelavo naših vezij. V naslednjih odsekih članka smo zajeli celoten postopek za načrtovanje, naročanje in sestavljanje plošč PCB za to vezje izenačevalnika zvoka.
Potrebne komponente
Sestavni deli, potrebni za izdelavo tega vezja za krmiljenje tonov z uporabo Op-Amp, so navedeni spodaj.
- 100k- potenciometer - 2 kos
- 470k- potenciometer - 1 kos
- TL072 operacijski ojačevalnik
- 12V napajalnik
- .1uF 35V kondenzator
- 1.2nF 63V kondenzator
- 100uF, 35V
- 10uF, 35V
- 2.2uF, 63V
- 22k upor
- 22nF 63V kondenzator
- Upor 270R
- 33pF kondenzator
- 4.7nF 63V kondenzator - 2 kos
- 47nF
- 1,8k - 2 kos
- 10uF, 25V - 2 kos
- 3,3 k - 2 kosa
- 47k - 2 kosov
- 10k - 5 kosov
- PCB
Shema vezja zvočnega izenačevalnika
Popoln diagram nizkih tonov je prikazan na spodnji sliki. Glavna komponenta v tem vezju je Op-Amp. Op-Amp TL072 je priljubljen operacijski ojačevalnik, ki ima dva posamezna operacijska ojačevalnika v enem monolitnem paketu.
Razlaga vezja je naslednja, lahko pa tudi preskočite na video na koncu te strani, ki prav tako pojasnjuje, kako vezje deluje. Spodnja slika prikazuje priključek optičnega ojačevalnika TL072P. Ta dva operacijska ojačevalnika sta v shemi prikazana kot IC1A in IC1B.
Op-amp ojačevalni vezje:
IC1A je konfiguriran kot invertirni medpomnilnik. Ta vmesni ojačevalnik zagotavlja medpomnilniški izhod vhodnega signala, ki ga filtrirajo ali izenačijo tripasovni filtri. Kondenzator C4 je blokirni kondenzator, ki blokira enosmerni signal in omogoča le prehod AC-signala.
Upori R3 in R4 morajo biti natančni in usklajeni. Na tej stopnji je priporočljivo, da teh dveh vrednosti ne spreminjate. Izhodni kondenzator 2.2uF, C6 bo prenašal signal iz medpomnjenega izhoda.
Srednje frekvenčno, nizko in visoko tonsko vezje:
V naslednji fazi je IC1B dejanski aktivni filter, ki ima tri prehodne filtre, povezane prek zanke negativne povratne informacije. Tu se dogaja dejansko filtriranje tonov -
Negativni vhod prejme kondenzator 2.2uF. Op-amp IC1B je spet konfiguriran kot invertirni ojačevalnik in sprejema invertirni vhod iz IC1A in na izhodu je spet obrnjen.
Tripasovni filtri so oba RC filtra. Ker vrednosti kondenzatorja ni mogoče spremeniti, se vrednost upora tukaj spremeni s spremenljivim potenciometrom. Tu se kot nastavitev ojačenja uporabita upor R12 in kondenzator C11. Sprememba vrednosti R12 bo spremenila tudi dobiček.
V prvem filtru je bas filter (nizkopasovni). Prvo omrežno vezje je R8, Bass potenciometer in R9 je skupni upor filtra, kondenzator pa C7. Za določitev mejne frekvence lahko uporabimo spodnjo formulo -
fc = 1 / 2piCR
Fc je mejna frekvenca in C vrednost kondenzatorja, R je skupni upor omrežja. Zato bo sprememba različnih vrednosti loncev ali sprememba kondenzatorja C7 spremenila frekvenčni odziv Bass filtra (Low Pass filter).
Izračun frekvence izklopa za nizko in visoko tonsko tokokrog:
Na primer, v zgornjem vezju je vrednost potenciometra 100k. Zato je skupni upor 100k (basovski lonec) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Tako lahko po formuli regulator nizkih tonov obdela frekvenco do 28 Hz.
Enako se zgodi s filtrom MID. Toda namesto nizko ali visokofrekvenčnih filtrov uporablja pasovno filtrirno konstrukcijo.
Mejno frekvenco lahko dobimo z isto formulo fc = 1 / 2piCR. Najvišji pas lahko izračunamo z uporom R6 in kondenzatorjem C8 (glede na shematsko vrednost je 10,2 kHz), najnižji pas pa lahko izračunamo z - vrednost MID potenciometra + R10 kot skupni upor in kondenzator C9 (kot na shematska vrednost je 70 Hz).
V zadnjem filtrskem pasu gre za nadzor visokih tonov z visokofrekvenčnim filtrom. Formula se ne spremeni, je enaka fc = 1 / 2piCR. Skupni upor je upor Treble, R11 in kondenzator pa C10. Ko so visoki toni popolnoma nizki, to pomeni, da potenciometer s shematično vrednostjo v celoti znaša 470 k, je mejna frekvenca filtra - 71 Hz. Toda v načinu polnih visokih tonov, ko je potenciometer popolnoma vklopljen, postane upor potenciometra nepomemben in začne delovati samo upor R11. V tej situaciji je mejna frekvenca postala -18 kHz. Izhod dobimo iz C12.
Prednapetostno / odmično vezje:
Ker gre za napajalno napetost ene tirnice, kjer se negativna tirnica ne uporablja, je treba vhodni signal izravnati. To je posledica nezmožnosti op-ojačevalnika, da ojača negativne vrhove vhodnega signala v načinu napajanja z eno tirnico.
Za odmik je na pozitivni odziv op-amp postavljen delilnik napetosti. Napetostni delilnik bo upokojil signalno polovico napajalne napetosti. Ker uporablja 12V napajanje, se vhodni signal kompenzira za 6V DC. C1 in C2 sta kondenzatorja filtra, R1 in R2 pa se uporabljata za izdelavo napetostnega delilnika skupaj z dodatnim filtrirnim kondenzatorjem C3.
Aktivna oblika avdio filtra PCB
PCB za naše vezje Active Audio Filter je zasnovan za dvojno stransko ploščo. Eagle sem uporabil za oblikovanje PCB-ja, vendar lahko uporabite katero koli programsko opremo za oblikovanje po vaši izbiri. 2D-slika moje zasnove plošče je prikazana spodaj.
Za pravilno ustvarjanje ozemljitvene poti po celotnem vezju se uporabljajo zadostne količine vial za polnjenje tal. Vhodni signal in odsek vhodne napetosti sta ustvarjena na levi strani, izhod pa na desni za boljšo uporabnost. Celotno oblikovalsko datoteko za Eagle skupaj z Gerberjem lahko prenesete s spodnje povezave.
- Oblika PCB in GERBER za vezje za nadzor tonov z regulacijo nizkih in visokih tonov
Zdaj, ko je naš dizajn pripravljen, je čas, da jih izdelamo z datoteko Gerber. Če želite PCB narediti zelo enostavno, preprosto sledite spodnjim korakom -
Naročanje PCB pri PCBWay
1. korak: Pojdite na https://www.pcbway.com/, prijavite se, če ste prvič. Nato na zavihku Prototype PCB vnesite dimenzije PCB, število slojev in število PCB, ki ga potrebujete.
2. korak: Nadaljujte s klikom na gumb »Citiraj zdaj«. Preusmerjeni boste na stran, kjer boste po potrebi nastavili nekaj dodatnih parametrov, na primer uporabljeni material, razmik skladbe itd. A v glavnem bodo privzete vrednosti v redu.
3. korak: Zadnji korak je nalaganje datoteke Gerber in nadaljevanje plačila. Da bi zagotovil nemoten postopek, PCBWAY pred nadaljevanjem plačila preveri, ali je vaša datoteka Gerber veljavna. Tako boste lahko prepričani, da je vaš PCB prijazen do izdelave in vas bo sprejel kot predan.
Sestavljanje in preizkušanje vezja aktivnega zvočnega filtra
Po nekaj dneh smo dobili PCB v ličnem paketu. Kakovost PCB in embalaža sta bili kot vedno dobri. Embalažo si lahko ogledate sami.
Zgornja in spodnja plast plošče sta prikazani na spodnji sliki. Za spajkalno masko smo izbrali rdečo, preprosto zato, ker je privlačna in PCBway ponuja vse barve maske za enako ceno, zakaj se ne bi zabavali z barvo PCB.
Kot lahko vidite na zgornji sliki, je kakovost tiskanega vezja zelo dobra. Gosenice, blazinice, vias in druga dovoljenja so bili popolnoma izdelani. Svojo ploščo sem začel sestavljati takoj, ko sem jo prejel. Sestavljeno desko si lahko ogledate spodaj.
Vendar pri nekaterih kondenzatorjih napetostne ocene niso natančne, kot je potrebno, vendar ne povzročajo razlik v izhodu vezja. Prav tako je operativni ojačevalnik TL072 nadomeščen z JRC4558 zaradi nedostopnosti IC. Tudi drugi optični ojačevalnik IC lahko deluje, vendar mora biti preslikava pinov usklajena s standardnim preslikavo pinov op-amp.
Vezje je preizkušeno z avdio vhodom iz prenosnika, 12V napajalnikom in 15W izhodnim sistemom 2.1. Podrobne informacije o delu in testiranju najdete v spodnjem videoposnetku.
Upam, da ste uživali v vadnici in se naučili kaj koristnega. Če imate kakršna koli vprašanja ali dvome, jih pustite v spodnjem oddelku za komentarje. Naše forume lahko uporabite tudi za druga tehnična vprašanja.