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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Controles de tono pasivo. Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica.
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Audio En este artículo, se ofrece a los lectores una serie de controles de tono diferentes en términos de circuitos y funcionalidad, que pueden ser utilizados por radioaficionados en el desarrollo y modernización de equipos de reproducción de sonido. La principal desventaja de los controles de tono activos recientemente populares es el uso de una retroalimentación profunda dependiente de la frecuencia y grandes distorsiones adicionales que introducen en la señal controlada. Por eso es deseable utilizar reguladores pasivos en equipos de alta calidad. Es cierto que no están exentos de defectos. El mayor de ellos es una atenuación significativa de la señal correspondiente al rango de control. Pero dado que la profundidad del control de tono en los equipos de reproducción de sonido modernos es pequeña (no más de 8 ... 10 dB), en la mayoría de los casos no es necesario introducir etapas de amplificación adicionales en la ruta de la señal. Otro inconveniente, no tan significativo, de tales reguladores es la necesidad de usar resistencias variables con una dependencia exponencial de la resistencia en el ángulo de rotación del motor (grupo "B"), que proporcionan un control suave. Sin embargo, la simplicidad del diseño y los indicadores de alta calidad todavía inclinan a los diseñadores a utilizar controles de tono pasivos. Cabe señalar que estos reguladores requieren una baja impedancia de salida de la etapa que les precede y una alta impedancia de entrada de la etapa posterior. El control de tono [1952] desarrollado por el ingeniero inglés Baksandal allá por 1 se convirtió, quizás, en el corrector de frecuencia más común en electroacústica. Su versión clásica consta de dos secciones de filtro de primer orden que forman un puente: un R1C1R3C2R2 de baja frecuencia y un C3R5C4R6R7 de alta frecuencia (Fig. 1a). Las características de frecuencia de amplitud logarítmica aproximada (LAFC) de dicho controlador se muestran en la fig. 1b. Las dependencias calculadas para determinar las constantes de tiempo de los puntos de inflexión LAFC también se dan allí.
Teóricamente, la pendiente de respuesta de frecuencia máxima alcanzable para enlaces de primer orden es de 6 dB por octava, pero con características prácticamente implementadas, debido a una ligera diferencia en las frecuencias de inflexión (no más de una década) y la influencia de cascadas anteriores y posteriores, no supera los 4 ... 5 dB por octava. Al ajustar el tono, el filtro Baksandal solo cambia la pendiente de la respuesta de frecuencia sin cambiar las frecuencias de inflexión. La atenuación que introduce el regulador en las frecuencias medias viene determinada por la relación n=R1/R3. El rango de control de la respuesta de frecuencia en este caso depende no solo del valor de atenuación n, sino también de la elección de las frecuencias de inflexión de la respuesta de frecuencia, por lo tanto, para aumentarla, la frecuencia de inflexión se establece en la región de frecuencia media, que, a su vez, está plagado de la influencia mutua de los ajustes. En la versión tradicional del controlador considerado R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. En este caso, se logra una coincidencia aproximada de las frecuencias de inflexión de la respuesta de frecuencia en la región de su ascenso y descenso (en el caso general, son diferentes), lo que asegura una regulación relativamente simétrica de la respuesta de frecuencia (la caída, incluso en este caso, inevitablemente resulta ser más pronunciada y prolongada). Con el n = 10 de uso común (para este caso, los valores mínimos de las clasificaciones de los elementos se muestran en la Fig. 1, a-3, a) y la elección de frecuencias de cruce cercanas a 1 kHz, el control de tono en frecuencias de 100 Hz y 10 kHz en relación con la frecuencia de 1 kHz es de ± 14 ... 18 dB. Como se señaló anteriormente, para lograr un control suave, las resistencias variables R2, R7 deben tener una característica de control exponencial (grupo "B") y, además, para obtener una respuesta de frecuencia lineal en la posición media de los controles deslizantes del regulador, la relación de las resistencias de las secciones superior e inferior (según el circuito) de las resistencias variables también debe ser igual a n. Con el "Hyend" n = 2 ... 3, que corresponde al rango de control de ±4 ... ka (grupo "A"), pero al mismo tiempo, el ajuste en el área de declive de la respuesta de frecuencia se engrosa y estira un poco en el área de aumento, y de ninguna manera se obtiene una respuesta de frecuencia plana en la posición media de los motores reguladores. Por otro lado, la resistencia de las secciones de resistencia variable dual con dependencia lineal se adapta mejor, lo que reduce el desajuste de la respuesta de frecuencia de los canales del amplificador estéreo, de modo que la regulación desigual en este caso puede considerarse aceptable. La presencia de la resistencia R4 no es importante, su propósito es reducir la influencia mutua de los enlaces y unir las frecuencias de inflexión de la respuesta de frecuencia en la región de frecuencias de audio más altas. Como regla, R4= =(0,3...1,2)'R1. Como se muestra a continuación, en algunos casos se puede abandonar por completo. Para reducir la influencia de las etapas anterior y posterior en el controlador, su resistencia Rout de salida y Rin de entrada deben ser respectivamente Rout < >R3. La versión "básica" anterior del regulador se usa generalmente en equipos de radio de alta gama. En electrodomésticos, se utiliza una versión algo simplificada (Fig. 2a). Las características de frecuencia de amplitud logarítmica aproximada (LAFC) de dicho controlador se muestran en la fig. 2,6. La simplificación de su enlace de alta frecuencia condujo a cierta vaguedad de la regulación en la región de frecuencias más altas ya una influencia más notable de las cascadas anteriores y posteriores en la respuesta de frecuencia en esta región.
Un corrector similar para n = 2 (con resistencias variables del grupo "A") fue especialmente popular en los amplificadores de aficionados simples [2] de finales de los 60 y principios de los 70 (principalmente debido a la baja atenuación), pero pronto el valor de n aumentó hasta el valor familiar actual. Todo lo dicho anteriormente sobre el rango de regulación, adaptación y elección de los reguladores también es válido para una versión simplificada del corrector. Si abandonamos el requisito de regulación simétrica de la respuesta de frecuencia en las áreas de su subida y bajada (por cierto, la necesidad de una disminución prácticamente no surge), entonces el circuito se puede simplificar aún más (Fig. 3, a) . Mostrado en la fig. Z.b LACHH del regulador corresponden a las posiciones extremas de los motores de las resistencias R2, R4. La ventaja de tal regulador es la simplicidad, pero dado que todas sus características están interconectadas, es recomendable elegir n = 3 ... 10 por conveniencia de regulación. A medida que n aumenta, la pendiente del ascenso aumenta y la pendiente del descenso disminuye. Todo lo dicho anteriormente sobre las versiones tradicionales del corrector Baksandal se aplica plenamente a esta versión extremadamente simplificada.
Sin embargo, el circuito de control de tono Baksandal y sus variantes no son de ninguna manera la única implementación posible de un control de tono pasivo de dos bandas. El segundo grupo de reguladores no está hecho sobre la base de puentes, sino sobre la base de un divisor de voltaje dependiente de la frecuencia. Como ejemplo de una solución de circuito elegante para un regulador, podemos citar un bloque de tono, que alguna vez se usó en varias variaciones en los amplificadores de guitarra eléctrica a válvulas. El "punto culminante" de este regulador es el cambio en las frecuencias de la inflexión de la respuesta de frecuencia en el proceso de control de tono, lo que conduce a efectos interesantes en el sonido de una guitarra eléctrica "clásica". Su esquema básico se muestra en la Fig. 4a, y los LFC aproximados se muestran en la Fig. 4,6. Allí también se dan las dependencias calculadas para determinar las constantes de tiempo de los puntos de inflexión.
Es fácil ver que el ajuste en la región de frecuencias de audio más bajas cambia las frecuencias de inflexión sin cambiar la pendiente de la respuesta de frecuencia. Cuando el control deslizante de la resistencia variable R4 está en la posición inferior (según el esquema), la respuesta de frecuencia a frecuencias más bajas es lineal. Cuando el motor se mueve hacia arriba, aparece un aumento en él y el punto de inflexión en el proceso de regulación se desplaza a la región de frecuencias más bajas. Con más movimiento del control deslizante, la sección superior (según el circuito) de la resistencia R4 comienza a derivar la resistencia R2, lo que provoca un cambio en el punto de inflexión de alta frecuencia a frecuencias más altas. Así, al ajustar, la subida de las bajas frecuencias se complementa con la caída de las medias. El regulador de frecuencia de audio superior es un filtro simple de primer orden y no tiene características especiales. Sobre la base de este esquema, puede crear varias opciones para bloques de timbre que le permitan ajustar la respuesta de frecuencia en las frecuencias bajas y altas. Además, en la región de frecuencias más bajas, es posible tanto un aumento como una disminución en la respuesta de frecuencia, y en frecuencias más altas, solo un aumento. Una variante del bloque de timbre con control de respuesta de frecuencia de la respuesta de frecuencia en la región de baja frecuencia se muestra en la fig. 5,a, su LACHH - en la fig. 5,6. La resistencia R2 controla la frecuencia de inflexión de la respuesta de frecuencia y R5, su pendiente. La acción combinada de los reguladores le permite obtener límites significativos y una mayor flexibilidad de control.
En la fig. 6a, su LACHH - en la fig. 6,6. Es, en esencia, un híbrido del enlace de baja frecuencia del bloque de timbre que se muestra en la Fig. 3, a, y el enlace de alta frecuencia del bloque de timbre que se muestra en la Fig. 4, a.
Al combinar las funciones de control de respuesta de frecuencia en las regiones de alta y baja frecuencia, puede obtener un control de tono combinado simple con un control, muy conveniente para usar en equipos de radio y automóviles. Su diagrama esquemático se muestra en la fig. 7,a y LACHH - en fig. 7b. En la posición inferior (según el esquema) del motor de la resistencia variable R1, la respuesta de frecuencia es casi lineal en todo el rango de frecuencia. Cuando se mueve hacia arriba, aparece un aumento en las frecuencias más bajas y el punto de inflexión de baja frecuencia en el proceso de regulación cambia a frecuencias más bajas. Con un mayor movimiento del motor, la sección superior (según el esquema) de la resistencia R1 enciende el capacitor C1, lo que conduce a un aumento en las frecuencias más altas.
Al reemplazar la resistencia variable R1 con un interruptor (Fig. 8, a y 8, b), el regulador considerado se convierte en el registro de tono más simple (posición 1 - clásico; 2 - jazz; 3 - rock), popular en los años 50 y 60 y reutilizados en los ecualizadores de radiocassettes y centros de música en los 90.
A pesar de que pareciera que se ha dicho todo sobre el control de tono durante mucho tiempo, la variedad de circuitos correctivos pasivos no se limita a las opciones propuestas. Muchas soluciones de circuitos olvidadas ahora están experimentando un renacimiento a un nuevo nivel cualitativo. Muy prometedor, por ejemplo, es un control de volumen con control de volumen separado para frecuencias altas y bajas [3]. Literatura
Autor: A. Shikhatov, Moscú; Publicación: N. Bolshakov, rf.atnn.ru
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