Στερεοφωνική ρύθμιση τόνου

stereo_tone_control_board


Εάν έχετε έναν προενισχυτή ήχου του οποίου η "ρύθμιση τόνου" δεν σας ικανοποιεί απόλυτα, μπορείτε να τον αντικαταστήσετε με το κύκλωμα που παρουσιάζουμε εδώ. Πρόκειται για ένα στερεοφωνικό κύκλωμα ρύθμισης τόνου που προσφέρει ρύθμιση για πρίμα, μπάσα, αλλά και για τις μεσαίες συχνότητες. Το κύκλωμα είναι σε θέση να εξασθενεί ή να ενισχύει  μπάσα, μεσαίες και πρίμα έως και ± 20 dB.

Το κύκλωμα είναι στην πραγματικότητα ένας μικρός γραφικός ισοσταθμιστής που χρησιμοποιεί τρία φίλτρα:

  • Ένα φίλτρο διέλευσης χαμηλών με συχνότητα αποκοπής γύρω στα 300 Hz, για τις χαμηλές συχνότητες.
  • Ένα φίλτρο διέλευσης ζώνης, με ζώνη διέλευσης μεταξύ 300 και 3000 Hz για τις μεσαίες συχνότητες.
  • Ένα υψιπερατό φίλτρο με συχνότητα αποκοπής περίπου στα 3.000 Hz, για τις υψηλές συχνότητες.

Το κύκλωμα είναι στερεοφωνικό. Έτσι, διαθέτει ξεχωριστή ρύθμιση τόνου για το δεξί R) και το αριστερό (L) κανάλι του ήχου. Σε κάθε κανάλι ήχου χρησιμοποιούμε πέντε τελεστικούς ενισχυτές που διαθέτουν είσοδο με FET. Αυτοί είναι οι TL081 και TL082.


Το ηλεκτρονικό κύκλωμα

Το ηλεκτρονικό κύκλωμα του στερεοφωνικού ισοσταθμιστή παρουσιάζεται στην εικόνα 1. Δεδομένου ότι τα δύο κανάλια ήχου είναι πανομοιότυπα, στο σχέδιο απεικονίζεται μόνο το ένα εξ αυτών. Στη στερεοφωνία είναι απαραίτητο να είναι απολύτως ίδια τα εξαρτήματα και στα δύο κανάλια ήχου αλλιώς θα υπάρχει διαφορετική απόκριση σε κάθε κανάλι. Έτσι λοιπόν, θα πρέπει να φροντίσετε να χρησιμοποιήσετε εξαρτήματα υψηλής ποιότητας και χαμηλής ανοχής.

 Το ηλεκτρονικό σχέδιο

Εικόνα 1.Το ηλεκτρονικό σχέδιο του ρυθμιστή τόνου (το δεξί κανάλι ήχου)

Υπάρχει μία διαφορά μεταξύ των δύο καναλιών όσον αφορά τη χρήση των τελεστικών ενισχυτών που υπάρχουν εντός των ολοκληρωμένων κυκλωμάτων. Το TL082 είναι ένας διπλός τελεστικός ενισχυτής που περιλαμβάνει δύο πανομοιότυπους τελεστικούς, τον τελεστικό Α και Β, αντίστοιχα. Για τον τελεστικό Α, οι ακροδέκτες 2 και 3 είναι οι είσοδοι και το pin-3 είναι η έξοδος. Για τον Β, οι ακροδέκτες  5 και 6 είναι οι είσοδοι και ο ακροδέκτης 7 είναι η έξοδος. Για το δεξί κανάλι ήχου, η αρίθμηση στο PCB είναι ακριβώς η ίδια όπως στο σχηματικό. Δηλαδή, το IC1 / Β είναι στην είσοδο, το IC1 / A είναι το φίλτρο χαμηλής διέλευσης, το IC2 / A είναι το φίλτρο διέλευσης ζώνης και το IC2 / B είναι το φίλτρο διέλευσης υψηλών συχνοτήτων. Αντίθετα, για το αριστερό κανάλι ήχου, οι τελεστικοί χρησιμοποιούνται με διαφορετικό τρόπο: Το IC1 / Β δεν χρησιμοποιείται σαν βαθμίδα εισόδου αλλά ως φίλτρο χαμηλής διέλευσης, το IC1 / Α χρησιμεύει ως το στάδιο της εισόδου, το IC2 / A είναι το φίλτρο διέλευσης υψηλών και IC2 / Β είναι το φίλτρο διέλευσης ζώνης για τα μεσαίες συχνότητες .

Οι διαφορές αυτές δεν είναι κρίσιμες κατά τη συναρμολόγηση, δεδομένου ότι το μόνο πράγμα που θα πρέπει να κάνετε προσεκτικά είναι να τοποθετήσετε όλα τα εξαρτήματα στην πλακέτα ακολουθώντας τις οδηγίες συναρμολόγησης. Ωστόσο, οι διαφορές είναι κρίσιμες για κάποιον που θα προσπαθήσει να ελέγξει το κύκλωμα, χρησιμοποιώντας έναν παλμογράφο για παράδειγμα.

Επιστρέφοντας στο ηλεκτρονικό σχηματικό, οφείλουμε να παρατηρήσουμε ότι το σήμα εισόδου εφαρμόζεται μέσω του πυκνωτή C1 και της αντίστασης R1, στην είσοδο αναστροφής (pin 6) του διαφορικού ενισχυτή IC1 / Β, ο οποίος χρησιμοποιείται αποκλειστικά ως απομονωτής και έχει μοναδιαίο κέρδος. Στην πραγματικότητα, στον ακροδέκτη 7 του IC1 / Β , το ακουστικό σήμα θα έχει ακριβώς το ίδιο πλάτος με αυτό του σήματος εισόδου. Στη συνέχεια, το σήμα εφαρμόζεται στα τρία φίλτρα: Στο χαμηλοπερατό, ζωνοπερατό και υψιπερατό, στα IC1 / Α, IC2 / Α, και IC2 / Β, αντίστοιχα. Όλα τα φίλτρα έχουν το ίδιο κέρδος (απολαβή) και κάθε ένα από αυτά απομονώνει μια συγκεκριμένη ζώνη συχνοτήτων.

Στην πράξη, η έξοδος από το IC1 / Α θα περιέχει όλες τις συνιστώσες του σήματος που έχουν συχνότητες κάτω από 300 Hz. Η έξοδος του IC2 / A θα περιέχει όλες τις συχνότητες μεταξύ 300 και 3000 Hz και στην έξοδο από IC2 / Β θα υπάρχουν οι συνιστώσες που έχουν συχνότητες υψηλότερες από 3000 Hz. 

Κάθε φίλτρο έχει μοναδιαίο κέρδος και η έξοδός του γειώνεται μέσω ενός λογαριθμικού ποτενσιομέτρου (βλέπε R6, R12, R18). Κάθε ποτενσιόμετρο λειτουργεί ως ρυθμιζόμενος εξασθενητής. Έχουμε επιλέξει τις τιμές των R7, R13 και R19, κατά τέτοιο τρόπο ώστε με την περιστροφή του δρομέα προς τη μέγιστη τιμή της αντίστασης, το σήμα δεν υφίσταται εξασθένηση. Απεναντίας, υπάρχει εξασθένιση περίπου ίση με 40db όταν ο δρομέας περιστρέφεται  προς το τέρμα της αντίθετης κατεύθυνσης.

Τα δύο σήματα από το φίλτρο διέλευσης χαμηλών συχνοτήτων και το φίλτρο διέλευσης υψηλών συχνοτήτων εφαρμόζονται στη συνέχεια μέσω των αντιστάσεων R8 και R20, αντίστοιχα, στην είσοδο αναστροφής (pin 2) του IC3 (TL081). Το σήμα εξόδου από το φίλτρο διέλευσης ζώνης, εφαρμόζεται στη μη αναστρέφουσα είσοδο (ακροδέκτης 3) του IC3 μέσω ενός διαιρέτη τάσης που αποτελείται από τις R14 και R15. Το IC3 χρησιμοποιείται ως αθροιστικός ενισχυτής και προσθέτει τα σήματα που προέρχονται από τα τρία φίλτρα. Παρέχει επίσης κάποια ενίσχυση της τάξης των 20 dB. Ως εκ τούτου, εάν ο δρομέας ενός ποτενσιομέτρου περιστραφεί προς τη μέγιστη τιμή, η απολαβή του αντίστοιχού φίλτρου θα είναι μοναδιαία και το σήμα θα ενισχυθεί από τον αθροιστικού ενισχυτή περίπου 20 dB. Εάν ο δρομέας ενός ποτενσιομέτρου βρεθεί ακριβώς στο μέσο της διαδρομής του, το αντίστοιχο φίλτρο θα εισάγει εξασθένιση 20 dB, η οποιά θα αντισταθμίζεται πλήρως από το κέρδος του αθροιστή (που είναι επίσης ίσο με 20 dB) και το σήμα εξόδου θα έχει το ίδιο πλάτος που είχε στην είσοδο. 

Τέλος, εάν ο δρομέας ενός ποτενσιομέτρου περιστραφεί εντελώς προς τη γείωση, η εξασθένιση του φίλτρου θα είναι περίπου 40 dB, το κέρδος του αθροιστή 20 dB και έτσι η συνολική εξασθένιση στην αντίστοιχη ζώνη συχνοτήτων θα είναι 20 dB (40-20 = 20 dB).

Για να ολοκληρωθεί η περιγραφή του ηλεκτρονικού κυκλώματος, πρέπει να πούμε ότι ο διπλός τελεστικός ενισχυτής TL082 είναι απολύτως ισοδύναμος με τον uA772, TL072 και LF353. Το TL081 περιέχει απεναντίας μόνο έναν τελεστικό ενισχυτή και ταιριάζει απόλυτα με το TL071 και το LF351. 

Το κύκλωμα απαιτεί διπλή τροφοδοσία ± 15 βολτ (δηλαδή μία πηγή +15V και μία ακόμη πηγή -15V). Η κατανάλωση ρεύματος είναι περίπου 50mA. Η μέγιστη στάθμη του σήματος στην είσοδο είναι 2 V p / p. Ένα σήμα που υπερβαίνει τη μέγιστη στάθμη εισόδου θα προκαλέσει παραμόρφωση. Το μέγιστο πλάτος του σήματος εξόδου, για μέγιστο πλάτος στην είσοδο, είναι 20V p / p.
 

Πώς να συναρμολογήσετε το κύκλωμα στην πλακέτα

Το κύκλωμα μπορεί να κατασκευαστεί στο τυπωμένο κύκλωμα της εικόνας 2. Είναι ένα τυπωμένο κύκλωμα μονής όψης (έχει χαλκό στη μία όψη), ειδικά σχεδιασμένο για να φιλοξενήσει το κύκλωμα του στερεοφωνικού ισοσταθμιστή. Αν κάποιος επιθυμεί να κατασκευάσει τη μονοφωνική έκδοση, μπορεί να χρησιμοποιήσει την ίδια πλακέτα  και να τοποθετήσει σε αυτή μόνο τα μισά εξαρτήματα (εκείνα που χρειάζονται για ένα μόνο κανάλι ήχου). 

Το τυπωμένο κύκλωμα του ρυθμιστή τόνου
Εικόνα 2. Το τυπωμένο κύκλωμα (πλακέτα) του ισοσταθμιστή

Όλες οι αντιστάσεις που χρησιμοποιούνται σε αυτό το κύκλωμα είναι του τύπου 1/4 watt, και έχουν ανοχή 5% ή καλύτερη. Οι πυκνωτές πρέπει επίσης να είναι χαμηλής ανοχής. Χρησιμοποιήστε ηλεκτρολυτικούς μόνο αν είναι απαραίτητο και θυμηθείτε να τους τοποθετήσετε στο PCB με τη σωστή πολικότητα. 

Προσέξτε επίσης ότι στο τυπωμένο θα πρέπει να κολλήσετε δύο γεφυρώματα (βλέπε εικόνα 3). Ένα γεφύρωμα βρίσκεται στην κάτω δεξιά γωνία, δίπλα στο IC1, και το άλλο είναι στο κέντρο, δίπλα στο IC2. Και τα δύο γεφυρώματα κατασκευάζονται από λεπτό χάλκινο σύρμα. Η τοποθέτηση των εξαρτημάτων στην πλακέτα για την κατασκευή του κυκλώματος είναι αρκετά εύκολη, αν ακολουθήσετε τις οδηγίες του οδηγού συναρμολόγησης της εικόνας 3. 

Πως να συναρμολογήσετε το ρυθμιστή τόνου 3ων περιοχώνΕικόνα 3. Πως να συναρμολογήσετε το ρυθμιστή τόνου 3ων περιοχών

Σας προτείνουμε επίσης να χρησιμοποιήσετε θωρακισμένα καλώδια για τις συνδέσεις της εισόδου, της εξόδου και των ποτενσιομέτρων, για την αποφυγή επαγωγής ηλεκτρομαγνητικού θορύβου από γειτονικά κυκλώματα. Για τα ποτενσιόμετρα, μπορείτε να χρησιμοποιήσετε ευθύγραμμου τύπου αντί για περιστροφικά, δίχως κανένα πρόβλημα.

Είναι καλύτερο να χρησιμοποιήσετε βάσεις για τα ολοκληρωμένα κυκλώματα και να μην τα κολλήσετε κατευθείαν πάνω στην πλακέτα. Ιδανικά, το κύκλωμα θα πρέπει να τοποθετηθεί μέσα σε ένα γειωμένο μεταλλικό κουτί, για να προστατεύεται πλήρως και το κέλυφος των ποτενσιομέτρων μπορεί να γειωθεί στο μεταλλικό κουτί.