18-01-2022, 13:44
Bass Extender Project.  Приветствую, друзья. Сегодня я предоставляю вам материал для сборки устройства под названием "BASS EXTENDER". Эта статья в оригинале находится в пятом номере журнала "Everyday practical electronics" за 2007 год, автор RICK WALTERS. От себя мне особо писать нечего, поэтому ниже я сделал небольшой перевод оригинальной статьи, некоторые моменты перевода звучат не совсем красиво, но я думаю смысл переведенного уловить можно, ну а если вы захотите меня поправить, напишите мне на e-mail, и я сделаю дополнение или корректировку имеющегося перевода. И так, перевод. В статье говорится, что эта схема расширения басов может обеспечить вам дополнительную октаву басового отклика от существующих динамиков hi-fi, если вы не используете их почти на полную мощность. ЭТО МОЖЕТ ЗВУЧАТЬ как черная магия. Просто как можно получить дополнительную октаву басового отклика от громкоговорителя hi-fi? Что ж, теория , поддерживающая эту идею, исходит из статьи Невилла Тиле 1961 года (1) о громкоговорителях и вентилируемых корпусах. Он писал, что отклик громкоговорителя в вентилируемом корпусе был похож на фильтр высоких частот четвертого порядка , отключающийся в области низких частот при -24 дБ на октаву. Для герметичного корпуса отклик был аналогичен фильтру высоких частот второго порядка, откатывающемуся со скоростью -12 дБ на октаву.  На рис.1 показано это для гипотетических динамиков, которые снижены на -3 дБ при 70 Гц (частота среза), в каждом типе корпуса. Теперь, если мы применим усиление низких частот с амплитудой +3 дБ при 70 Гц, повышаясь до максимального усиления примерно на 11 дБ или около того (для герметичного включения), он частично компенсирует отклик динамика и, таким образом, увеличивает частоту басов на октаву. Как мы увидим позже, Bass Extender может быть адаптирован для любого типа корпуса, что обеспечивает меньшее усиление вентилируемого корпуса, чем герметичное закрытие en. Это противоположно тому, что вы могли бы ожидать, но необходимо , потому что конус динамика в вентилируемом корпусе имеет небольшую нагрузку ниже резонанса коробки. В любом случае существует ограничение на сумму компенсации за басы, которую мы можем применить. Отклонение конуса динамика увеличивается с уменьшением частоты, поэтому большие уровни усиления низких частот будут проверять механику динамика, а также способность корпуса к увлажнению. Кроме того, вполне вероятно, что некоторые усилители мощности столкнутся с отсечением. Даже при всех этих ограничениях мы обычно можем получить дополнительную октаву без серьезных проблем. Это гораздо точнее, чем просто усиление низких частот с помощью регуляторов тембра вашего усилителя, так как это компенсирует естественный отклик громкоговорителя. Обратите внимание, это не означает, что общий бас из динамика будет увеличиваться для всей музыки. Поскольку отклик на низкие частоты будет увеличен до более низкой частоты (скажем, 35 Гц вместо 70 Гц) вы услышите разницу только в том случае, если музыкальный сигнал включает басовое содержание на этих низких частотах. Кстати, если ваши громкоговорители имеют отклик до 50 Гц или выше, нет смысла создавать Bass Extender. ОСОБЕННОСТИ СПИКЕРА Загвоздка в этом процессе заключается в том, что вам нужно знать номинальную частоту среза для ваших динамиков. Как только вы это узнаете, вам нужно рассчитать конкретное значение резистора для схемы усиления низких частот. Кроме того, схема проста и надежна. Итак, какова номинальная частота среза для ваших динамиков hi-fi? Если у вас есть оригинальные спецификации производителя, это несложно. Они должны дать кривую частотной характеристики, и вы просто посмотрите , где частота низких частот на 3 дБ ниже по сравнению с выходом на более высокой опорной частоте, скажем, 200 Гц. Пример кривой частотной характеристики показан на рис.3 (этот пример имеет очень хорошую низкочастотную характеристику).  В противном случае взгляните на кривую импеданса громкоговорителя, если она у вас есть. Для корпуса с басовым рефлексом (вентилируемым) кривая импеданса будет иметь двойной горб в области низких частот. Точка-3 дБ обычно находится в углублении между двумя выступами. Аналогично, если у вас закрытый корпус, кривая импеданса будет иметь один пик (системный резонанс). в области низких частот и точке -3 дБ будет примерно на 10% ниже этого значения. Например, если резонанс системы для герметичного корпуса составляет 80 Гц, то точка-3 дБ будет около 70 Гц. Если мы хотим компенсировать вентилируемый корпус, нам нужно увеличить частоту низких частот на 3 дБ при 70 Гц, увеличившись до максимума 6 дБ при частоте около 35 Гц. ДЕТАЛИ СХЕМЫ На рис.2 показаны детали схемы. Она использует два операционных усилителя на канал, все они находятся в одном корпусе микросхемы TL074. Мы обсудим только один канал, так как оба канала идентичны.  Входной сигнал для левого канала подается через конденсатор 1uF и резистивный аттенюатор на неинвертирующий вход (вывод 5) операционного усилителя IC1b, который подключен в качестве буфера усиления единицы. Резисторы 68k и 47k на выводе 5 приводят к потере в 2,74 раза (-8,76 дБ). Чтобы компенсировать эту потерю, операционный усилитель IC1c обеспечивает коэффициент усиления 2,74 (+8,76 дБ) , так что общее усиление схемы равно единице; т. Е. нулевое усиление. Помимо обеспечения некоторой выгоды, IC1c сконфигурирован как равнокомпонентный фильтр с ключом Sallen. Как это работает, довольно сложно, но, говоря простым языком, резисторы с выхода (вывод 8) на соединение двух конденсаторов 100 Нф обеспечивают положительную обратную связь ниже определенной частоты. Таким образом , усиление увеличивается, чтобы обеспечить требуемую характеристику усиления низких частот. Это показано на рис.4.  Естественно, форма кривой усиления низких частот должна будет изменяться в зависимости от того, компенсируем ли мы герметичный корпус или вентилируемый корпус (басовый рефлекс) и номинальную отсечку (точка-3 дБ) акустической системы. Соответственно, значения резисторов R1, R2 и R3 на схеме предназначены для вентилируемых корпусов. Если у вас герметичные корпуса, R1 следует изменить на 27 kOm, R2-на 47 kOm и R3-на 39 kOm. Аналогично, значение четырех резисторов с маркировкой RS зависит от частоты среза вашего динамика, и оно рассчитывается по формуле: Rs = Rt - 33 kOm , где Rt = 3,180 000 ÷ fc, где fc = частота среза динамика. Эта формула применима как к герметичным , так и к вентилируемым корпусам. Например, если частота среза ваших динамиков (точка-3 дБ) составляет 70 Гц, Rt = 3,180 000 ÷ 70 = 45,4 kOm. Вычитание 33 kOm из этого рисунка дают значение 12 kOm для Rs. Вам придется выполнить расчеты для вашей собственной системы, прежде чем вы сможете собрать этот проект. ИСТОЧНИК ПИТАНИЯ Цепь может питаться от 12 до 20 В постоянного тока. Диод D1 обеспечивает защиту от переполюсовки. Два резистора номиналом 10k образуют шину полпитания (VCC/2). Это используется в качестве напряжения смещения для IC1, необходимого для того, чтобы операционный усилитель мог работать с сигналами переменного тока при работе от одной питающей магистрали. Был предусмотрен индикатор питания (LED1), но мы ожидаем, что большинство читателей не установят его. Его не следует устанавливать, если плата должна питаться от штекерного блока постоянного тока, так как дополнительная утечка тока увеличит шум по питанию. Спецификация Частотная характеристика (Frequency response)... 13 дБ @ 61 кГц (см. График для низких частот) Отношение сигнал / шум (Signal-to-noise ratio) .... -70 дБ невзвешенный, -83 дБ взвешенный (по отношению к 1V, полоса пропускания 20 Гц – 20 кГц) Полное гармоническое искажение (Total harmonic distortion) ......... 0.02% на частоте 1 кГц и 20 кГц (вход 1V) Обработка сигнала (Signal handling)...... Максимальный среднеквадратичный входной уровень 2,5V (при питании 12V DC) Перекрестные помехи (Crosstalk)...................................... 60 дБ (типовое значение) Плата в формате LAY6 выглядит так:  Список элементов: - Двойной разъем RCA для INPUT/OUTPUT - 2 шт. - Разъем постоянного тока 2,1 или 2,5 мм (DC IN) - 1 шт. - Панелька DIP-14 для IC - 1 шт. - TL074 четырехъядерный операционный усилитель (IC1) - 1 шт. - 3 мм или 5 мм красный светодиод (необязательно – см. текст) - 1 шт. - Диод 1N4004 (D1) - 1 шт. Конденсаторы - 330mF 25 В электролитический - 1 шт. - 100mF 16 В электролитический - 1 шт. - 1mF 16 В неполяризованный электролитический - 2 шт. - 2.2 mF 16 В неполяризованный электролитический - 2 шт. - 100nF 50 В металлизированный полиэстер (МКТ) - 4 шт. - 100nF 50 В монолитная керамика - 1 шт. - 10pF 50 В диск керамический - 2 шт. Резисторы (0,25 Вт 1%) - 1M - 2 шт. - 22 кOm - 2 шт. - 39 кOm* - 2 шт. - 68 кOm - 2 шт. - 10 кOm - 2 шт. - 27 кOm* - 2 шт. - 47 кOm* - 2 шт. - 1,5 кOm - 1 шт. - Rs* - 4 шт. - 33 кOm - 6 шт. - 100R - 2 шт. * СМ. ТЕКСТ Тестирование Для тестирования усилителя низких частот вам понадобится звуковой генератор и мультиметр или осциллограф. Начните с генератора, установленного примерно на 1 кГц, с среднеквадратичным выходом 450-500 мВ. Проверьте выход генератора с помощью мультиметра (или милливольтметра), если он не имеет калиброванной шкалы амплитуды. Включите питание и поочередно подключите генератор к левому и правому входам фоно . Измерьте амплитуду сигналов на соответствующих фоновых выходах; они должны быть почти идентичны входам. Теперь установите генератор на резонансную частоту вашего динамика; например, 80 Гц. Измерьте каждый канал еще раз, и на этот раз вы обнаружите, что выходные данные примерно на 40% выше (+3 дБ). Наконец, измерьте каждый канал, настраивая частоту генератора, чтобы получить максимально возможное считывание. Для усилителя басового отражения (вентилируемого) максимальная выходная мощность должна быть примерно в два раза больше входной (+6 дБ), в то время как для герметичного корпуса она должна быть примерно в 3,5 раза выше (+11 дБ), в соответствии с производительностью нашего прототипа (см. рис.4). Если результаты не такие, как вы ожидаете, вернитесь и перепроверьте свои расчеты резисторов. Если вы не получите никакого усиления басов, вполне вероятно, что значение, рассчитанное для RS, слишком велико. Для тех, у кого нет соответствующего тестового оборудования, тест на прослушивание быстро покажет, выполняет ли усилитель басов свою работу. Просто подключите проект к одному каналу вашей системы hifi и слушайте басы с подходящей музыкальной программой; разница между каналами должна быть заметна. Bass Extender может использоваться различными способами. Например, он может быть установлен внутри стереоусилителя и вставлен в ленточный контур или вставлен между предусилителем и каскадами усилителя мощности. Он также может быть использован в автомобильной звуковой системе. Там, где требуется отдельный корпус , плата может быть установлена внутри небольшого пластикового корпуса для инструментов. Удачного повторения. Размер архива - 1,4 Mb.
 Просмотрело: 3581
Комментариев: 0
admin_yuriyk64
Понравилась новость? Не забудь поделиться ссылкой с друзьями в соцсетях.
Информация Посетители, находящиеся в группе Гости, не могут оставлять комментарии к данной публикации. |
