- Komponente potrebne
- Dijagram kruga zvučnog ekvilajzera
- Dizajn PCB-a aktivnog audio filtra
- Naručivanje PCB-a s PCBWay-a
- Sastavljanje i ispitivanje kruga aktivnog zvučnog filtra
Kontrola tona ili aktivni krug ekvalizatora, posebno bas, visoki tonovi i ekvilizator zasnovan na MID kontroli važan je sklop u dizajnu audio pojačala. Općenito, trostupanjski aktivni filteri za ekvilajzer zahtijevaju tri kontrolna basa, visokih tonova i MID. Kontrola basova omogućuje prolazak niske frekvencije, ali blokira visoku frekvenciju, a regulacija visokih tonova omogućuje prolazak visoke frekvencije, ali blokira nisku frekvenciju, dok MID kontrola balansira između visoke i niske frekvencije. U ovom ćemo projektu osmisliti aktivni upravljački krug tona napajan opcijskim pojačalom s PCB dizajnom. Radit će s napajanjem od 12 V i imat će bas, visoke i srednje frekvencijetako da se izlazni zvuk može prilagoditi prema potrebi. Također možete provjeriti i druge niskotonske krugove koje smo ranije izradili.
- Stereo audio predpojačalo s kontrolom basova i visokih tonova pomoću tranzistora
- Jednostavni krug za upravljanje zvučnim tonovima s regulacijom basova i visokih tonova
- Upravljački krug niskih tonova i visokih tonova velike snage pomoću LA4440
Za ovaj projekt koristili smo PCBWay-ove usluge proizvodnje PCB-a za izradu naših pločica. U sljedećim odjeljcima članka pokriveni smo kompletni postupak dizajniranja, naručivanja i sastavljanja PCB ploča za ovaj krug zvučnog izjednačivača.
Komponente potrebne
Komponente potrebne za izgradnju ovog upravljačkog kruga tona pomoću Op-pojačala dane su u nastavku.
- 100k- potenciometar - 2 kom
- 470k- potenciometar - 1 kom
- TL072 operativno pojačalo
- Napajanje od 12V
- .1uF 35V kondenzator
- Kondenzator 1,2nF 63V
- 100uF, 35V
- 10uF, 35V
- 2,2uF, 63V
- Otpornik 22k
- Kondenzator 22nF 63V
- Otpornik 270R
- 33pF kondenzator
- Kondenzator 4.7nF 63V - 2 kom
- 47nF
- 1,8k - 2 kom
- 10uF, 25V - 2 kom
- 3,3k - 2kom
- 47k - 2kom
- 10k - 5kom
- PCB
Dijagram kruga zvučnog ekvilajzera
Kompletna shema krugova niskih tonova prikazana je na donjoj slici. Glavna komponenta u ovom krugu je Op-Amp. Op-Amp TL072 je popularno operativno pojačalo koje ima dva pojedinačna operativna pojačala u jednom monolitnom paketu.
Objašnjenje sklopa je sljedeće, ali također možete preskočiti video na kraju ove stranice koji također objašnjava kako sklop radi. Slika dolje prikazuje pinout opcijskog pojačala TL072P. Ta su dva operativna pojačala shematski prikazana kao IC1A i IC1B.
Op-amp pojasni krug:
IC1A je konfiguriran kao invertirajuće međuspremničko pojačalo. Ovo međuspremničko pojačalo daje međuspremnik izlaza ulaznog signala koji se filtrira ili izjednačava tropojasnim filtrima. Kondenzator C4 je blokirajući kondenzator koji blokira istosmjerni signal i dopušta samo izmjenični signal.
Otpornici R3 i R4 moraju biti precizni i usklađeni. Preporučuje se da se ove dvije vrijednosti ne mijenjaju u ovoj fazi. Izlazni kondenzator 2.2uF, C6 će proslijediti signal iz me uspremnika.
Srednji frekvencijski krug, bas i visoki tonovi:
U sljedećoj fazi, IC1B je stvarni aktivni filtar koji ima tri propusna filtra povezana preko petlje negativne povratne sprege. Evo stvarne filtracije tona koja se događa-
Negativni ulaz prima se od kondenzatora 2.2uF. Optičko pojačalo IC1B je opet konfigurirano kao invertirajuće pojačalo i uzima invertirajući ulaz od IC1A, a na izlazu je opet invertirano.
Tri-pojasni filtri su oba RC filtra. Budući da se vrijednosti kondenzatora ne mogu mijenjati, vrijednost otpora ovdje se mijenja pomoću promjenjivog potenciometra. Ovdje se kao postavka pojačanja koriste otpor R12 i kondenzator C11. Promjena vrijednosti R12 također će promijeniti dobitak.
U prvom filtru to je bas filter (niskopropusni). Prvi mrežni sklop je R8, Bass potenciometar i R9 je ukupni otpor filtra, a kondenzator C7. Da bi se odredila granična frekvencija, može se koristiti donja formula-
fc = 1 / 2piCR
Fc je granična frekvencija, a C vrijednost kondenzatora, R je ukupni otpor mreže. Stoga će promjena različitih vrijednosti lonaca ili promjena kondenzatora C7 promijeniti frekvencijski odziv bas filtra (Low Pass filter).
Izračunavanje frekvencije presjeka za krug basa i visokih tonova:
Na primjer, u gornjem krugu vrijednost potenciometra je 100k. Prema tome, ukupni otpor, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Dakle, prema formuli, kontrola basa može obrađivati frekvenciju do 28 Hz.
Ista se stvar događa s MID filtrom. No, umjesto niskopropusnih ili visokopropusnih filtara, koristi se pojasni filtar.
Granična frekvencija može se dobiti pomoću iste formule fc = 1 / 2piCR. Najviši opseg može se izračunati pomoću otpornika R6 i kondenzatora C8 (prema shematskoj vrijednosti to je 10,2 kHz), a najniži opseg može se izračunati pomoću - vrijednosti MID potenciometra + R10 kao ukupnog otpora i kondenzatora C9 (prema shematska vrijednost, iznosi 70 Hz).
U posljednjem opsegu filtra to je regulacija visokih tonova s visokopropusnim filtrom. Formula se ne mijenja, ista je fc = 1 / 2piCR. Ukupni otpornik je otpornik Treble, a R11 i kondenzator su C10. Kada su visoki tonovi potpuno niski, to znači da je potenciometar u potpunosti 470k koristeći shematsku vrijednost, granična frekvencija filtra je - 71 Hz. Ali za vrijeme punog visokog tona, kada je potenciometar potpuno uključen, otpor potenciometra postaje beznačajan i na snagu stupa samo otpornik R11. U ovoj je situaciji granična frekvencija postala -18 kHz. Izlaz se dobiva iz C12.
Krug za pristranost / pomak:
Budući da je ovo napon napajanja s jednom tračnicom gdje se negativna tračnica ne koristi, ulazni signal mora biti pomaknut. To je zbog nemogućnosti op-pojačala da pojača negativne vrhove ulaznog signala u načinu napajanja s jednom šinom.
Da bi se postigao pomak, na pozitivne povratne informacije op-pojačala postavlja se razdjelnik napona. Dijelnik napona pomaknut će signalnu polovicu napona napajanja. Budući da koristi napajanje od 12 V, ulazni signal nadoknađuje se za 6 V DC. C1 i C2 su kondenzatori filtra, a R1 i R2 se koriste za izradu djelitelja napona zajedno s dodatnim kondenzatorom filtra C3.
Dizajn PCB-a aktivnog audio filtra
PCB za naš krug aktivnog zvučnog filtra dizajniran je za dvostruku kredencu. Koristio sam Eagle za dizajn svoje PCB-a, ali možete koristiti bilo koji softver za dizajn po vašem izboru. 2D slika mog dizajna ploče prikazana je u nastavku.
Za pravilno stvaranje puta uzemljenja po cijeloj ploči koriste se dovoljni otvori za punjenje tla. Ulazni signal i odjeljak ulaznog napona kreiraju se s lijeve strane, a izlazni s desne strane radi bolje iskoristivosti. Kompletnu datoteku dizajna za Eagle zajedno s Gerberom možete preuzeti s donje poveznice.
- Dizajn PCB-a i GERBER za krug upravljanja tonovima s regulacijom basova i visokih tonova
Sad, kad je naš Dizajn spreman, vrijeme je da se oni izgrade pomoću datoteke Gerber. Dovršenje PCB-a vrlo je jednostavno, jednostavno slijedite korake u nastavku -
Naručivanje PCB-a s PCBWay-a
1. korak: Uđite na https://www.pcbway.com/, prijavite se ako vam je ovo prvi put. Zatim, na kartici PCB Prototype unesite dimenzije vaše PCB-a, broj slojeva i broj PCB-a koji vam je potreban.
Korak 2: Nastavite klikom na gumb 'Citiraj odmah'. Bit ćete preusmjereni na stranicu na kojoj ćete po potrebi postaviti nekoliko dodatnih parametara, poput korištenog materijala, razmaka tragova itd. Ali uglavnom će zadane vrijednosti raditi u redu.
Korak 3: Posljednji korak je prijenos Gerber datoteke i nastavak plaćanja. Da bi osigurao nesmetan postupak, PCBWAY provjerava je li vaša Gerber datoteka valjana prije nego što nastavi s plaćanjem. Na ovaj način možete biti sigurni da je vaša PCB pogodna za proizvodnju i da će vas kontaktirati kao da ste predani.
Sastavljanje i ispitivanje kruga aktivnog zvučnog filtra
Nakon nekoliko dana dobili smo PCB u urednom pakiranju. Kvaliteta PCB-a i pakiranje bili su dobri kao i uvijek. Pakiranje možete vidjeti i sami.
Gornji i donji sloj ploče prikazani su na donjoj slici. Odabrali smo crvenu kao masku za lemljenje, jednostavno zato što je atraktivna, a PCBway nudi sve boje maske po istoj cijeni, pa zašto se ne biste zabavili s bojom PCB-a.
Kao što možete primijetiti na gornjoj slici, kvaliteta PCB-a je vrlo dobra. Kolosijeci, pločice, vijaže i druga odobrenja bili su savršeno izmišljeni. Počeo sam sastavljati svoju ploču čim sam je primio. Sastavljenu ploču možete vidjeti dolje.
Međutim, za nekoliko kondenzatora nazivne vrijednosti napona nisu točne prema potrebi, ali to ne pravi nikakve razlike u izlazu kruga. Također, operativno pojačalo TL072 zamjenjuje se s JRC4558 zbog nedostupnosti IC-a. Ostala optička pojačala IC također mogu raditi, ali mapiranje pin-a mora se podudarati sa standardnim mapama pin-a op-amp-a.
Krug se ispituje pomoću audio ulaza s prijenosnog računala, napajanja od 12 V i izlaznog sustava s zvučnicima od 15 W s 2,1 W. Detaljni podaci o radu i ispitivanju mogu se naći u video ispod.
Nadam se da ste uživali u vodiču i naučili nešto korisno. Ako imate bilo kakvih pitanja ili nedoumica, ostavite ih u odjeljku za komentare u nastavku. Naše forume možete koristiti i za druga tehnička pitanja.