Egalizator audio / circuit de control al tonului cu bas, control înalte și frecvență medie folosind op

Controlul tonului sau circuitul egalizatorului activ, în special egalizatorul bazat pe controlul basului, înalte și MID, este un circuit important în proiectarea amplificatorului audio. În general, filtrele de egalizare active în trei trepte necesită trei basuri de control, înalte și MID. Controlul basului permite trecerea frecvenței joase, dar blochează frecvența înaltă, iar controlul înalte permite trecerea frecvenței înalte, dar blochează frecvența joasă, în timp ce controlul MID echilibrează între frecvența înaltă și joasă. În acest proiect, vom proiecta un circuit activ de control al tonului alimentat de un amplificator op cu design PCB. Acesta va funcționa cu o sursă de alimentare de 12V și va avea control de bas, înalte și frecvență medieastfel încât ieșirea audio să poată fi reglată după cum este necesar. De asemenea, puteți verifica celelalte circuite înalte pentru bas pe care le-am construit mai devreme.

• Preamplificator audio stereo cu control de bas și înalte folosind tranzistoare
• Circuit simplu de control al sunetului audio cu control pentru bas și înalte
• Circuit de control pentru bas și înaltă putere mare utilizând LA4440

Pentru acest proiect am folosit serviciile de fabricare a PCB-urilor PCBWay pentru a realiza plăcile noastre de circuite. În următoarele secțiuni ale articolului am prezentat procedura completă de proiectare, comandare și asamblare a plăcilor PCB pentru acest circuit de egalizare audio.

Componente necesare

Componentele necesare pentru a construi acest circuit de control al tonului folosind Op-Amp sunt prezentate mai jos.

1. 100k- potențiometru - 2 buc
2. 470k- potențiometru - 1 buc
3. Amplificator operațional TL072
4. Alimentare 12V
5. .1uF 35V Condensator
6. Condensator 1.2nF 63V
7. 100uF, 35V
8. 10uF, 35V
9. 2.2uF, 63V
10. Rezistor de 22k
11. Condensator 22nF 63V
12. Rezistor 270R
13. Condensator de 33pF
14. 4.7nF 63V condensator - 2 buc
15. 47nF
16. 1,8k - 2 buc
17. 10uF, 25V - 2 buc
18. 3.3k - 2buc
19. 47k - 2buc
20. 10k - 5buc
21. PCB

Diagrama circuitului egalizatorului audio

Schema completă a circuitului pentru înalți bas este prezentată în imaginea de mai jos. Componenta majoră a acestui circuit este Op-Amp. Op-Amp TL072 este un amplificator operațional popular care are două amplificatoare operaționale individuale într-un singur pachet monolitic.

Explicația circuitului este următoarea, dar puteți trece și la videoclipul de la sfârșitul acestei pagini, care explică și modul în care funcționează circuitul. Imaginea de mai jos arată pinout-ul TL072P Op-Amp. Acești doi amplificatori operaționali sunt descriși în schemă ca IC1A și IC1B.

Circuitul tampon Op-Amp:

IC1A este configurat ca un amplificator tampon inversor. Acest amplificator tampon oferă o ieșire tamponată a semnalului de intrare care trebuie filtrat sau egalizat de filtrele cu trei benzi. Condensatorul C4 este un condensator de blocare care blochează semnalul de curent continuu și permite doar trecerea semnalului de curent alternativ.

Rezistențele R3 și R4 trebuie să fie corecte și potrivite. Se recomandă să nu modificați aceste două valori în acest stadiu. Condensatorul de ieșire 2.2uF, C6 va transmite semnalul de la ieșirea tamponată.

Circuit de control al frecvenței medii, basului și înalte:

În etapa următoare, IC1B este filtrul activ real care are trei filtre de trecere conectate pe bucla de feedback negativ. Iată ce se întâmplă filtrarea tonului real-

Intrarea negativă este recepționată de la condensatorul 2.2uF. Op-amp IC1B este din nou configurat ca amplificator inversor și preia o intrare inversantă de la IC1A și la ieșire este din nou inversat.

Filtrele cu trei benzi sunt ambele filtre RC. Deoarece valorile condensatorului nu pot fi modificate, valoarea rezistenței este modificată aici folosind un potențiometru variabil. Aici, rezistența R12 și condensatorul C11 sunt utilizate ca setare a câștigului. Modificarea valorii R12 va schimba și câștigul.

În primul filtru care este filtrul de bas (trecere joasă). Primul circuit de rețea este R8, potențiometrul de bas și R9 este rezistența totală a filtrului, iar condensatorul este C7. Pentru a determina frecvența de tăiere, se poate folosi formula de mai jos-

fc = 1 / 2piCR

FC este frecvența de întrerupere și C este valoarea condensatorului, R este rezistența totală a rețelei. Prin urmare, modificarea diferitelor valori ale potului sau schimbarea condensatorului C7 va schimba răspunsul în frecvență al filtrului Bass (filtru Low Pass).

Calculul frecvenței de întrerupere pentru circuitul de bas și înalte:

De exemplu, în circuitul de mai sus, valoarea potențiometrului este de 100k. Prin urmare, rezistența totală, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Astfel, conform formulei, controlul basului poate procesa frecvența până la 28 Hz.

Același lucru se întâmplă și pentru filtrul MID. Dar, în loc de filtre low-pass sau high-pass, folosește o construcție de filtru de bandă.

Frecvența de întrerupere poate fi obținută utilizând aceeași formulă fc = 1 / 2piCR. Cea mai mare bandă poate fi calculată folosind rezistorul R6 și condensatorul C8 (conform valorii schematice, este de 10,2 kHz) și banda cea mai mică poate fi calculată folosind - valoarea potențiometrului MID + R10 ca rezistență totală și condensatorul C9 (conform valoarea schematică, este de 70 Hz).

În ultima bandă de filtrare, este un control al tonurilor înalte cu un filtru de trecere înaltă. Formula nu se schimbă, este același fc = 1 / 2piCR. Rezistența totală este rezistența Treble, iar R11 și condensatorul sunt C10. Când triplele sunt complet scăzute, asta înseamnă că potențiometrul este complet de 470k folosind valoarea schematică, frecvența de întrerupere a filtrului este de - 71 Hz. Dar în timpul modului triplu complet, când potențiometrul este pornit complet, rezistența potențiometrului devine nesemnificativă și intră în vigoare doar rezistorul R11. În această situație, frecvența de întrerupere a devenit -18 kHz. Ieșirea se obține de la C12.

Biasing / Offset Circuit:

Deoarece aceasta este o singură tensiune de alimentare a șinei în care nu este utilizată șina negativă, semnalul de intrare trebuie compensat. Acest lucru se datorează incapacității amplificatorului operațional de a amplifica vârfurile negative ale semnalului de intrare într-un mod de alimentare cu o singură șină.

Pentru a face offset-ul, un divizor de tensiune este plasat peste feedback-ul pozitiv al amplificatorului op. Divizorul de tensiune va compensa semnalul jumătate din tensiunea de alimentare. Deoarece folosește sursa de 12V, semnalul de intrare este compensat cu 6V DC. C1 și C2 sunt condensatoarele de filtrare, iar R1 și R2 sunt utilizate pentru a face divizorul de tensiune împreună cu un condensator de filtrare suplimentar C3.

Proiectare PCB cu filtru audio activ

PCB-ul pentru circuitul nostru de filtru audio activ este proiectat pentru un bufet dublu. Am folosit Eagle pentru a-mi proiecta PCB-ul, dar puteți utiliza orice software de proiectare la alegere. Imaginea 2D a designului plăcii mele este prezentată mai jos.

Sunt utilizate suficiente rețele de umplere a pământului pentru a crea corect traseul de împământare pe întreaga placă de circuit. Semnalul de intrare și secțiunea de tensiune de intrare sunt create pe partea stângă, iar ieșirea este creată pe partea dreaptă pentru o mai bună utilizare. Fișierul complet de proiectare pentru Eagle împreună cu Gerber poate fi descărcat de pe linkul de mai jos.

• Design PCB și GERBER pentru circuitul de control al tonurilor cu control al basului și al înalte

Acum, când Design-ul nostru este gata, este timpul să le fabricăm folosind fișierul Gerber. Pentru a realiza PCB-ul este destul de ușor, pur și simplu urmați pașii de mai jos-

Comandarea PCB-ului de la PCBWay

Pasul 1: intrați pe https://www.pcbway.com/, înscrieți-vă dacă este prima dată. Apoi, în fila Prototip PCB, introduceți dimensiunile PCB-ului, numărul de straturi și numărul de PCB de care aveți nevoie.

Pasul 2: Continuați făcând clic pe butonul „Cotați acum”. Veți fi direcționat către o pagină unde să setați câțiva parametri suplimentari, dacă este necesar, cum ar fi materialul utilizat, distanța urmăririi etc. Dar, în general, valorile implicite vor funcționa bine.

Pasul 3: ultimul pas este să încărcați fișierul Gerber și să continuați plata. Pentru a vă asigura că procesul este ușor, PCBWAY verifică dacă fișierul dvs. Gerber este valid înainte de a continua plata. În acest fel, puteți să vă asigurați că PCB-ul dvs. este prietenos cu fabricarea și vă va ajunge la fel de angajat.

Asamblarea și testarea circuitului de filtru audio activ

După câteva zile, am primit PCB-ul nostru într-un pachet elegant. Calitatea PCB și ambalajul au fost bune ca întotdeauna. Puteți vedea ambalajul pentru dvs.

Stratul superior și cel inferior al plăcii sunt afișate în imaginea de mai jos. Am ales roșu ca mască de lipit, pur și simplu pentru că este atractiv și PCBway oferă toate culorile măștii la același preț, deci de ce să nu ne distram cu culoarea PCB.

După cum puteți observa din imaginea de mai sus, calitatea PCB-ului este foarte bună. Urmele, tampoanele, via-urile și alte distanțe erau toate perfect fabricate. Am început să-mi asamblez consiliul imediat ce l-am primit. Puteți vedea placa asamblată mai jos.

Cu toate acestea, pentru câțiva condensatori, tensiunile nominale nu sunt exacte, așa cum este necesar, dar nu face diferențe în ieșirea circuitului. De asemenea, amplificatorul operațional TL072 este înlocuit cu JRC4558 din cauza indisponibilității CI. Alte IC Op-Amp pot funcționa, de asemenea, dar maparea pinilor trebuie să fie potrivită cu maparea standard a pinului op-amp.

Circuitul este testat folosind o intrare audio de la un laptop, o sursă de alimentare de 12V și un sistem de ieșire cu difuzor 2.1 de 15W. Informațiile detaliate de lucru și testare pot fi găsite în videoclipul de mai jos.

Sper că ți-a plăcut tutorialul și ai învățat ceva util. Dacă aveți întrebări sau îndoieli, lăsați-le în secțiunea de comentarii de mai jos. De asemenea, puteți utiliza forumurile noastre pentru alte întrebări tehnice.