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LIBRI E ARTICOLI
Controlli passivi del tono
In questo articolo, i lettori sono invitati a una serie di diversi circuiti e funzionalità dei controlli di tono, che possono essere utilizzati dai radioamatori nello sviluppo e nella modernizzazione delle apparecchiature di riproduzione del suono. Lo svantaggio principale dei controlli di tono attivi recentemente popolari è l'uso di un profondo feedback dipendente dalla frequenza e di grandi distorsioni aggiuntive che introducono nel segnale regolato. Ecco perché è auspicabile utilizzare regolatori passivi in apparecchiature di alta qualità. È vero, non sono privi di difetti. Il più grande di questi è la significativa attenuazione del segnale corrispondente all'intervallo di controllo. Ma poiché la profondità del controllo del timbro nelle moderne apparecchiature di riproduzione del suono è piccola (non più di 8...10 dB), nella maggior parte dei casi non è necessario introdurre stadi di amplificazione aggiuntivi nel percorso del segnale. Un altro svantaggio, non così significativo, di tali regolatori è la necessità di utilizzare resistori variabili con una dipendenza esponenziale della resistenza dall'angolo di rotazione del motore (gruppo "B"), che forniscono un controllo regolare. Tuttavia, la semplicità del design e gli indicatori di alta qualità spingono ancora i designer a utilizzare controlli di tono passivi. Si noti che questi regolatori richiedono una bassa impedenza di uscita dello stadio a monte e un'elevata impedenza di ingresso di quello a valle.
Sviluppato dall'ingegnere inglese Baxandal nel 1952, il controllo di tono [1] è diventato forse il correttore di frequenza più comune in elettroacustica. La versione classica del circuito è costituita da due collegamenti del primo ordine che formano un ponte: R1C1R3C2R2 a bassa frequenza e C3R5C4R6R7 ad alta frequenza (Fig. 1, a). Le caratteristiche approssimative di ampiezza-frequenza logaritmica (LAFC) di un tale regolatore sono mostrate in Fig. 1, b. Qui vengono fornite anche le dipendenze calcolate per determinare le costanti di tempo dei punti di flesso della risposta in frequenza. Teoricamente, la massima pendenza della risposta in frequenza ottenibile per i collegamenti del primo ordine è di 6 dB per ottava, ma con caratteristiche praticamente implementate, a causa della leggera differenza nelle frequenze di flessione (non più di un decennio) e dell'influenza degli stadi precedenti e successivi, non supera i 4...5 dB per ottava. Quando si regola il tono, il filtro Baxandal modifica solo la pendenza della risposta in frequenza senza modificare le frequenze di flessione. L'attenuazione introdotta dal regolatore alle medie frequenze è determinata dal rapporto n=R1/R3. L'intervallo di controllo della risposta in frequenza in questo caso dipende non solo dal valore di attenuazione n, ma anche dalla scelta delle frequenze di flessione della risposta in frequenza, pertanto, per aumentarla, la frequenza di flessione viene impostata nella regione delle medie frequenze, che, a sua volta, è irto dell’influenza reciproca degli aggiustamenti. Nella versione tradizionale del controller considerato R1/R3=C2/C1=C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n*R1. In questo caso, si ottiene una coincidenza approssimativa delle frequenze di flessione della risposta in frequenza nella regione del suo aumento e diminuzione (in generale sono diverse), il che garantisce una regolazione relativamente simmetrica della risposta in frequenza (il declino, anche in questo caso, inevitabilmente, risulta essere più ripido ed esteso). Con il valore comunemente usato n = 10 (per questo caso, i valori minimi dei valori degli elementi sono indicati in Fig. 1, a-3, a) e la scelta di frequenze di crossover vicine a 1 kHz, il controllo del tono a frequenze di 100 Hz e 10 kHz rispetto alla frequenza di 1 kHz è + - 14 ...18 dB. Come notato sopra, per garantire un controllo regolare, i resistori variabili R2, R7 devono avere una caratteristica di controllo esponenziale (gruppo "B") e, inoltre, per ottenere una risposta in frequenza lineare nella posizione centrale dei regolatori, il rapporto tra anche le resistenze delle sezioni superiore e inferiore (a seconda del circuito) dei resistori variabili dovrebbero essere pari a n. Con "Hyend" n=2...3, che corrisponde ad un campo di controllo di +-4...8 dB, è abbastanza accettabile utilizzare resistori variabili con una dipendenza lineare della resistenza dall'angolo di rotazione del motore (gruppo "A"), ma allo stesso tempo la regolazione nella zona di declino della risposta in frequenza è un po' grossolana e si allunga nella zona di aumento, e nella posizione centrale dei motori del regolatore non si ottiene affatto una risposta in frequenza piatta. D'altra parte, la resistenza delle sezioni a doppio resistore variabile con dipendenza lineare è meglio adattata, il che riduce il disadattamento della risposta in frequenza dei canali dell'amplificatore stereo, per cui in questo caso una regolazione non uniforme può essere considerata accettabile. La presenza del resistore R4 non è importante, il suo scopo è ridurre l'influenza reciproca dei collegamenti e riunire le frequenze di flessione della risposta in frequenza nella regione delle alte frequenze. Di norma R4=(0,3...1,2)*R1. Come mostrato di seguito, in alcuni casi può essere completamente abbandonato. La versione "base" del regolatore di cui sopra viene solitamente utilizzata nelle apparecchiature radio di fascia alta. Nelle apparecchiature domestiche viene utilizzata una versione leggermente semplificata (Fig. 2). Le caratteristiche logaritmiche approssimate di ampiezza-frequenza (LAFC) di tale controller sono mostrate in Fig. 2b. La semplificazione del suo collegamento ad alta frequenza ha portato ad una certa vaghezza della regolazione nella regione delle frequenze più alte e ad un'influenza più evidente delle cascate precedenti e successive sulla risposta in frequenza in questa regione. Un correttore simile per n = 2 (con resistori variabili del gruppo "A") era particolarmente popolare nei semplici amplificatori amatoriali [2] della fine degli anni '60 ... primi anni '70 (principalmente a causa della bassa attenuazione), ma presto il valore di n è aumentato fino ai valori consueti oggi. Quanto detto sopra riguardo al range di regolazione, abbinamento e scelta dei regolatori vale anche per una versione semplificata del correttore. Se abbandoniamo il requisito della regolazione simmetrica della risposta in frequenza nelle aree del loro aumento e diminuzione della risposta in frequenza (a proposito, praticamente non è necessario un declino), allora il circuito può essere ulteriormente semplificato (Fig. 3 , UN). Il LAFC del regolatore mostrato in Fig. 3b corrisponde alle posizioni estreme degli slider dei resistori R2, R4. Il vantaggio di un tale regolatore è la semplicità, ma poiché tutte le sue caratteristiche sono interconnesse, è consigliabile scegliere n=3...10 per comodità di regolazione. Va notato che all’aumentare di n, il grado di aumento aumenta e il grado di declino diminuisce. Tutto quanto detto sopra riguardo alle versioni tradizionali del correttore Baxandal si applica pienamente a questa versione estremamente semplificata. Tuttavia il circuito Baksandal e le sue varianti non sono affatto l'unica implementazione possibile di un controllo passivo del tono a due bande. Il secondo gruppo di controlli di tono non è realizzato sulla base di ponti, ma sulla base di un partitore di tensione dipendente dalla frequenza. Come esempio di un'elegante soluzione circuitale per il controllo del tono, si può citare un blocco di tono utilizzato in varie varianti negli amplificatori per chitarra elettrica a valvole. Il "clou" di questo regolatore è la variazione delle frequenze di flessione della risposta in frequenza durante il processo di regolazione, che porta ad effetti interessanti nel suono di una chitarra elettrica "classica". Il suo diagramma di base è mostrato in Fig. 4,a, e gli LFC approssimati sono mostrati in Fig. 4,b. Qui vengono fornite anche le dipendenze calcolate per determinare le costanti di tempo dei punti di flesso. È facile vedere che la regolazione nella regione delle frequenze audio più basse modifica le frequenze di flessione senza modificare la pendenza della risposta in frequenza. Quando il cursore del resistore variabile R4 è nella posizione più bassa (secondo lo schema), la risposta in frequenza alle frequenze più basse è lineare. Quando il motore viene spostato verso l'alto, appare un aumento su di esso e il punto di flesso nel processo di regolazione si sposta nella regione delle frequenze più basse. Con un ulteriore movimento del cursore, la sezione superiore (secondo il circuito) del resistore R4 inizia a deviare il resistore R2, il che provoca uno spostamento del punto di flesso ad alta frequenza a frequenze più alte. Pertanto, durante la regolazione, l'aumento delle basse frequenze è completato dalla caduta di quelle medie. Il regolatore di alta frequenza è un semplice filtro del primo ordine e non ha caratteristiche speciali. Sulla base di questo schema, è possibile creare diverse opzioni per i blocchi timbrici che consentono di regolare la risposta in frequenza alle frequenze basse e alte. Inoltre, nella regione delle frequenze più basse è possibile sia un aumento che una diminuzione della risposta in frequenza, mentre nella regione delle frequenze più alte solo un aumento. Una variante del blocco tonale con controllo della risposta in frequenza dell'inflessione AFC nella regione delle basse frequenze è mostrata in Fig. 5, a, e il suo LAF - in Fig. 5 B. Il resistore R2 regola la frequenza di flessione della risposta in frequenza e R3 ne regola la pendenza. L'azione combinata dei regolatori consente di ottenere limiti significativi e maggiore flessibilità di controllo. Lo schema di una versione semplificata del blocco tonale è mostrato in Fig. 6, a, il suo LFC è mostrato in Fig. 6, b. Si tratta, in sostanza, di un ibrido tra il collegamento a bassa frequenza mostrato in Fig. 3a e il collegamento ad alta frequenza mostrato in Fig. 4a. Combinando le funzioni di controllo della risposta in frequenza nelle regioni a bassa e alta frequenza, è possibile ottenere un semplice controllo combinato del tono con un unico controllo, molto comodo per l'uso in apparecchiature radio e automobilistiche. Il suo diagramma schematico è mostrato in Fig. 7, a, e LACHH - in Fig. 7, b. Nella posizione inferiore secondo lo schema del motore del resistore variabile R1, la risposta in frequenza è quasi lineare su tutta la gamma di frequenze. Quando lo si sposta verso l'alto, si verifica un aumento della risposta in frequenza alle frequenze più basse e il punto di flesso a bassa frequenza nel processo di regolazione si sposta alle frequenze più basse. Con ulteriore movimento del motore, la sezione superiore (secondo lo schema) del resistore R1 accende il condensatore C1, che porta ad un aumento delle frequenze più alte. Quando si sostituisce il resistore variabile R1 con un interruttore (vedere Fig. 8, a e 8, b), il regolatore considerato si trasforma nel registro tonale più semplice (posizione 1-classico, 2-jazz, 3-rock), popolare negli anni '50 -60 e nuovamente utilizzato negli equalizzatori di registratori radio e centri musicali degli anni '90. Nonostante il fatto che nel campo del controllo del tono sembri che tutto sia stato detto molto tempo fa, la varietà dei circuiti di correzione passiva non si limita alle opzioni proposte. Molte soluzioni circuitali dimenticate stanno ora vivendo una rinascita ad un nuovo livello qualitativo. Molto promettente, ad esempio, è un controllo del volume con regolazione separata della compensazione del volume per le frequenze basse e alte [3]. Letteratura
Pubblicazione: www.bluesmobil.com/shikhman
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