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ENCICLOPEDIA DELLA RADIOELETTRONICA ED ELETTRICA Console di missaggio modulare amatoriale. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica
Enciclopedia della radioelettronica e dell'elettrotecnica / Musicista Questo semplice telecomando può essere realizzato quasi a casa oa scuola. Tuttavia, le capacità di questo telecomando sono sufficienti per funzionare nell'aula magna della scuola, quando si registrano concerti all'aperto o si registrano piccoli ensemble musicali. Il dispositivo può essere alimentato sia da rete AC che da batterie. Il mixer "MICRO RTV", descritto in [1], non è facile da fabbricare in condizioni amatoriali. Questo articolo propone una versione semplificata di una consolle stereo modulare (uscite AUX, INSERT escluse), progettata senza l'utilizzo di scarsi microcircuiti. Una certa riduzione dei requisiti per la profondità di elaborazione dei segnali di ingresso e il numero di canali è abbastanza giustificata e accettabile, poiché non è destinata alle condizioni dello studio e non sono praticamente necessari parametri tecnici molto elevati. Tuttavia, il design modulare del telecomando consente di trasformarlo rapidamente per risolvere vari compiti e la possibilità di azionarlo da un adattatore di rete o da una batteria da 12 V ne amplia la portata. Il design proposto, se alimentato da una batteria da 12 V, è sicuro anche per i bambini e può essere utilizzato nelle discoteche scolastiche o durante l'esecuzione di ensemble per bambini. E quando viaggi "nella natura" puoi, ad esempio, collegarti alla batteria di un'auto tramite l '"accendisigari". Le batterie possono essere posizionate sotto le schede nella parte inferiore del telecomando, consentendogli di funzionare autonomamente per un certo periodo di tempo. Lo schema a blocchi del dispositivo è mostrato in fig. 1, e una possibile opzione di design per il pannello frontale del telecomando è sulla foto della prima pagina della copertina.
I sei moduli di input vengono selezionati in base alle attività richieste. Per questo sono state sviluppate diverse varianti di blocchi di ingresso. Un modulo microfonico (il cui schema è mostrato in Fig. 2a) con un connettore di ingresso CANNON (XLR) utilizzato con microfoni professionali. Questo blocco è conveniente per i cantanti; consente di amplificare il segnale proveniente da un microfono con una tensione di 1 ... 240 mV (con un rapporto segnale/rumore di 60 dB e Kr = 0,2%). Il modulo ha un controllo del guadagno (resistore variabile R3) che modifica la sensibilità dell'amplificatore di 14 dB, un controllo panoramico "PAN" (R35), nonché il livello del segnale di uscita (R25) e i controlli di tono per le frequenze alte e basse ( rispettivamente R17 e R19). A frequenze di 30 Hz e 15 kHz, il controllo della profondità del tono raggiunge ±12 dB. Il LED indicatore di sovraccarico - LED rosso - si accende quando il livello è di 2 dB al di sotto del livello consentito.
Il modulo ha parametri tecnici abbastanza decenti ed è leggermente inferiore nel funzionamento ai moduli corrispondenti delle console professionali. L'ingresso bilanciato riduce notevolmente il livello di rumore esterno quando si utilizza un lungo cavo microfonico. Togliendo il ponticello tra i punti a e b è possibile collegare l'alimentazione "phantom" per microfoni a condensatore. Ma, dato che semplicemente non c'è nessun posto dove ottenere una tensione di 48 V dalla console stessa, dovrebbero essere utilizzati solo microfoni dinamici. Sono molto più resistenti di quelli meccanici, cioè non hanno paura degli urti, delle scosse e, soprattutto, sono molto più economici. Anche i professionisti usano i microfoni a condensatore solo in condizioni di studio. Sfortunatamente, a causa della tensione di alimentazione relativamente bassa, il margine di sovraccarico dell'amplificatore microfonico è solo di circa 16 dB, ma quando si utilizzano microfoni dinamici, soprattutto se non si ama molto la correzione di frequenza (aumento delle frequenze basse o alte), questo margine è abbastanza. Il primo stadio (DA1) è assemblato sul chip LM381 (l'analogo domestico è K548UN1A). Nel circuito di ingresso devono essere utilizzate resistenze con uno spread non superiore a ±1%. La selezione dei resistori R6 e R7 è necessaria per ottenere una tensione costante alle uscite del microcircuito, vicina alla metà della tensione di alimentazione. Una differenza significativa nella resistenza dei resistori selezionati può influenzare la simmetria dell'ingresso, quindi è meglio scegliere chip con una piccola diffusione in modalità DC. Le restanti cascate sono realizzate su un amplificatore operazionale quadruplo del tipo TL084 (TL074 o K1401UD4). Il superamento del livello massimo consentito segnala il LED rosso HL1. La soglia di risposta del comparatore a due vie DA2.3 viene selezionata selezionando il resistore R22. È meglio impostarlo leggermente al di sotto del livello di segnale massimo consentito (consigliato di 2...3 dB). La corrente assorbita dal modulo è 18...20 mA. Il modulo di ingresso universale è una specie di amplificatore per microfono, poiché ha lo stesso circuito e gli stessi parametri, ma all'ingresso sono installati un connettore JACK 6,3 e un interruttore di sensibilità (le differenze nel circuito del modulo sono mostrate in Fig. 2, b). Con una diminuzione del guadagno, l'impedenza di ingresso dell'amplificatore aumenta contemporaneamente di 10 volte fino a 30 kOhm. Questi blocchi sono molto convenienti per ensemble vocali e strumentali. Questo connettore serve per collegare molti microfoni; Una chitarra elettrica può anche essere collegata a questo jack ruotando l'interruttore sulla posizione "high" (livello). Un amplificatore lineare a due canali con ingressi sbilanciati (uno schema di questo modulo è mostrato in Fig. 3) è conveniente per amplificare i segnali stereo da un dispositivo esterno di riproduzione di fonogrammi: lettore, registratore, lettore.
Il collegamento di una chitarra elettrica a uno dei canali di ingresso stereo interromperebbe l'immagine stereo. Pertanto, tali moduli sono progettati per console utilizzate in discoteche, piste da ballo, quando più sorgenti di segnale audio esterno sono collegate contemporaneamente al sistema. Il modulo consente di regolare il tono del suono alle basse e alte frequenze (a frequenze di 30 Hz e 15 kHz, l'intervallo di regolazione supera i 30 dB), nonché il guadagno e il bilanciamento. Impedenza di ingresso - più di 20 kOhm. Il valore normalizzato della tensione del segnale di uscita di 240 mV può essere ottenuto se il segnale di ingresso ha una tensione nell'intervallo 20 mV ... 3 V. La tensione di uscita più alta è di almeno 3 V. L'unica differenza rispetto ai circuiti convenzionali è l'inclusione in ciascun canale dello stesso un amplificatore microfonico, un collegamento aggiuntivo R1C9 (R2C10), che riduce notevolmente il livello di rumore a causa di una piccola (2 dB) riduzione del boost ad alta frequenza. Il coefficiente di distorsione non lineare non supera lo 0,2%. Rapporto segnale-rumore - non inferiore a 70 dB. La corrente consumata dal modulo raggiunge i 40 mA, che devono essere presi in considerazione quando alimentato da batterie o un adattatore CA a bassa potenza. Un'altra versione del modulo di ingresso utilizza un sintonizzatore di piccole dimensioni con la gamma VHF-2 (FM) per la comunicazione con il radiomicrofono. Sebbene i radiomicrofoni economici funzionino a distanze fino a diverse decine di metri, sono molto convenienti per l'assenza di fili. I normali ricevitori radio sono di scarsa utilità per questo scopo a causa dell'elevato rumore in assenza di una frequenza portante del trasmettitore. Pertanto, è stato sviluppato un modulo sulla base del sintonizzatore del progettista radio KE127 dell'azienda Kaskad (vedere lo schema in Fig. 4). La sua struttura comprende un soppressore di rumore [3] DA1 (LM358N), un blocco di toni con controllo delle alte e basse frequenze su DA2.1 (TL082) e un amplificatore di controllo (DA3) con controllo di livello. Il segnale proveniente dall'accordatore è controllato attraverso le cuffie collegate alla presa "TLF" (JACK 3,5). Dopo aver sintonizzato il sintonizzatore sulla frequenza del radiomicrofono, in assenza di interferenze, il segnale tramite l'interruttore a levetta "ON" dall'amplificatore DA2.2 può essere inviato alle sbarre della console (MIX1, MIX2). Il controllo "GAIN MONITOR" (R17) fornisce un controllo indipendente del volume di ascolto. Nell'amplificatore di controllo, gli ingressi dei due canali sono combinati, poiché il ricevitore dei segnali dal radiomicrofono non ha bisogno di fornire un suono stereo.
Il sintonizzatore può anche essere utilizzato per lo scopo previsto attivando la ricezione di una stazione radio durante una pausa in alcuni eventi. Va notato che per il modulo può essere utilizzato anche il sintonizzatore del progettista radio KE-103, in cui la sensibilità è leggermente inferiore a causa della mancanza di un amplificatore di radiofrequenza aggiuntivo. Uno svantaggio del modulo radiomicrofonico è un consumo di corrente piuttosto elevato quando alimentato a batteria - circa 40 mA (anche al volume minimo). Prima di installare la scheda del sintonizzatore, è necessario verificare la presenza di una resistenza da 100 kΩ sull'uscita a bassa frequenza. Si consiglia inoltre di sostituire il condensatore di ossido da 4,7 uF nello stesso circuito con un condensatore ceramico con una capacità di 0,22 ... 1 uF. Questo circuito nel sintonizzatore è progettato per emettere un segnale stereo complesso (CSS) e spesso viene installato un ponticello invece di un resistore. Il resistore variabile di sintonizzazione del sintonizzatore viene sostituito con un resistore variabile (ad esempio, tipo SPZ-4) installato sul pannello frontale del modulo.Per controllare il soppressore di rumore, è necessario collegare il pin 9 del chip K174XA34 con il pin 2 del bordo con un filo. La soglia di risposta del comparatore soppressore di rumore DA1.1 viene scelta regolando il resistore R5: è possibile ridurre il rumore in assenza della frequenza portante del trasmettitore o addirittura "sopprimere" il segnale quando il livello della portante scende al di sotto del livello selezionato. Quando lo squelch è attivato, l'indicatore rosso HL1 è acceso. Nel modulo, la scheda del sintonizzatore è fissata agli angoli (dal lato dei componenti che si trovano su di essa) e il resistore variabile R17 è posizionato tra la scheda principale e la scheda del sintonizzatore. Oltre ai moduli di ingresso, la console dispone di due moduli di uscita "MASTER", assemblati secondo lo stesso schema (Fig. 5). Ciascuno di essi ha un totalizzatore (DA1.2), un controllo del livello di uscita "LEVEL" e un misuratore di livello quasi-picco a dieci livelli LED, che sostanzialmente soddisfa i requisiti del secondo tipo di misuratori di livello professionali, ovvero hanno un tempo di integrazione di 5 ms e un tempo di ritorno di circa 3 s [2]. I livelli del segnale di uscita sono controllati nell'intervallo da -20 dB (0,1 valore nominale) a +3 dB (superiore a 1,41 volte). Nell'area da -3 dB a +3 dB, l'errore di scala non supera 1 dB, il che rende più facile controllare i livelli del segnale quando sono vicini al valore normalizzato. Con il regolatore "0" messo in evidenza sotto lo slot, è possibile selezionare il valore nominale della tensione di uscita da 240 mV a 1,55 V.
Nella console possono essere utilizzate quattro uscite: due - dai moduli "MASTER" e due - dal connettore "MONITOR" ("TLF"). Se necessario, è consentito collegare una lunga linea di collegamento alle uscite "MONITOR". A queste uscite non è collegato un misuratore di livello, ma i parametri di qualità ne consentono l'utilizzo sia per l'ascolto del segnale che per alimentarlo all'ingresso di un amplificatore o dispositivo di registrazione del suono. A Uout. nom = 0,775 V il rapporto segnale-rumore supera i 75 dB e Kg - non più dello 0,04%. Senza segnale, l'assorbimento di corrente del modulo di uscita è di 16 mA; sul segnale, quando i LED del misuratore sono accesi (il "punto" si illumina), la corrente aumenta a 28 mA. L'impostazione del modulo si riduce all'impostazione dell'indicatore su "0" dB utilizzando il resistore trimmer R8 quando il segnale raggiunge il livello nominale. A differenza della maggior parte delle console "domestiche", dove nella migliore delle ipotesi è presente un indicatore dei valori medi, il quasi-peak meter può controllare i livelli massimi del segnale in uscita. La linea di uscita utilizza chip op-amp (DA1) del tipo TL082 (o TL072) e il misuratore di livello utilizza l'LM3914. Il livello del segnale è contrassegnato da un punto luminoso. Per la modalità di indicazione "colonna" è sufficiente collegare con un filo i punti "a" e "b"; questo aumenterà la corrente consumata dalla scheda. Si consiglia di utilizzare i LED superiori che indicano il sovraccarico (HL8-HL10) in rosso, HL7 in giallo e il resto in verde (tutti della serie KIPMO). È possibile utilizzare altri tipi di LED purché venga mantenuta la differenza di colore. Il rilevatore del misuratore è realizzato su un chip specializzato K157DA1 (DA2). Il secondo canale del microcircuito non viene utilizzato. Il regolatore di tensione DA3 è montato su KR1158EN12 o KR1170EN12, ma quando si fabbrica l'unità per l'uso solo nel telecomando, è consentito inserire un ponticello al posto del microcircuito. Per fornire la possibilità di fornire tensione dall'adattatore o dalla batteria direttamente al modulo o alla scheda, ad esempio, quando si collega il modulo del microfono direttamente a un amplificatore di potenza esterno, le schede di ciascuno dei blocchi sono dotate del proprio regolatori di tensione. Se il modulo è destinato solo all'installazione nella console, viene installato un ponticello al posto del chip stabilizzatore integrato. Poiché la maggior parte degli adattatori di rete ha in uscita una tensione raddrizzata non stabilizzata, il telecomando dispone di un proprio regolatore di tensione interno (DA2 in Fig. 6), che funziona già a una tensione di soli 0,6 V, superiore a 12 V. Tenendo conto della tensione caduta attraverso il diodo di protezione è necessario fornire al telecomando una tensione raddrizzata di almeno 13,2 V. Gli adattatori con l'interruttore impostato sulla posizione "+12 V" forniscono solitamente una tensione di uscita di 15 ... 17 V e l'acido caricato batterie - 13,4 V. Una volta installato, un caricabatteria e un dispositivo di segnalazione LED di batteria scarica possono essere integrati nel pannello della batteria nel modulo di alimentazione.
Insieme allo stabilizzatore di tensione, il modulo di controllo contiene un amplificatore a due canali "MONITOR" ("TLF") con controllo del guadagno indipendente in ciascun canale. Il chip TDA2822M (la sua potenza di uscita è 2x1 W) consente di collegare le connessioni della testa dell'adattatore alle sue uscite. La tensione di alimentazione è fornita tramite un diodo di protezione VD1 e un fusibile autoripristinante FI1 tipo MF-R025 per una corrente di 0,5 A. Il segnale viene prelevato tramite il connettore JACK 6,3 e il cablaggio del circuito stampato consente tre tipi di alimentazione disponibili in commercio connettori da installare su di esso. Il design di base è progettato per l'installazione di nove moduli, quindi la custodia in acciaio ha dimensioni di 280x183x65 mm. Il telecomando può essere posizionato sul tavolo o appeso al muro, dove non disturberà nessuno. Sul pannello laterale destro è presente un connettore per l'accensione di una scheda di rete con una tensione di uscita rettificata di 12,6 ... 16 V. I singoli blocchi (moduli) sono larghi 30 mm, ciascuno di essi è collegato agli altri moduli tramite un connettore e fissato nella custodia con due viti. Nella maggior parte dei casi, data la possibilità di sostituire rapidamente i blocchi a seconda delle esigenze emergenti, di solito sono sufficienti nove moduli e gli adattatori con una corrente di carico massima di almeno 0,5 A forniscono alimentazione per questo numero di blocchi.Se necessario, è possibile progettare il case con altre dimensioni. È anche ovvio che le schede dei moduli possono essere installate in altre apparecchiature come le normali schede di progettazione radio. Particolare attenzione dovrebbe essere prestata alla scelta dell'adattatore. Va tenuto presente che molti di loro semplicemente non possono fornire la corrente dichiarata. Esistono adattatori con condensatori di filtro da 10 V, sebbene la tensione operativa su di essi superi i 15 V. Sono in vendita anche adattatori con tensione di uscita "stabilizzata", che non solo non hanno uno stabilizzatore, ma anche un condensatore! Un'idea sufficiente del progetto è data in Fig. 7, che mostra un disegno di assemblaggio schematico di uno dei moduli di ingresso della console.
I moduli sono fissati alle pareti a forma di U superiore e inferiore dell'alloggiamento con viti M2.5. Per spessori della parete superiori a 1 mm, i fori di montaggio possono essere filettati direttamente nell'alloggiamento stesso. Per fissare i pannelli ai pannelli frontali vengono utilizzati angoli larghi 5 mm, piegati dallo stesso acciaio; hanno anche fori filettati M2.5. Tutte le schede sono collegate alla crossboard con busbar tramite connettori MPN-4. Il fondo della custodia con fori per il raffreddamento e per le viti di montaggio a parete può essere più sottile. Le gambe sono avvitate ad esso per l'installazione su un tavolo. Il design proposto consente di realizzare un telecomando anche a casa. Tutti i circuiti stampati del telecomando sono realizzati in lamina di textolite su un lato, quindi in alcuni punti vengono utilizzati dei ponticelli. Un po 'sulle modifiche della console. Ad esempio, esiste un modo semplice per espandere notevolmente le capacità del dispositivo. Per fare ciò, sulla scheda sbarre vanno posizionati altri due bus aggiuntivi "MIX3" e "MIX4" e sotto i moduli di ingresso vanno posizionati degli interruttori a pulsante (SB1, SB2 in Fig. 8), che consentiranno di inviare un segnale da questi moduli ai bus "MIX1", "MIX2" o "MIX3", "MIX4".
Può essere fornito un semplice collegamento in parallelo delle sbarre. Allo stesso tempo, i pulsanti sulla parete laterale del telecomando non interferiscono con l'installazione del telecomando sul tavolo o il montaggio a parete, ma diventa possibile utilizzare un numero di moduli ("MODULO DI SERVIZIO") - mezzi di elaborazione del segnale dinamico e in frequenza. Questi possono essere limitatori (limitatori), compressori, espansori, vari soppressori di rumore, riverberi o equalizzatori multibanda e altri dispositivi. Le capacità di una console del genere, anche con un numero ridotto di canali, saranno abbastanza sufficienti anche per un tecnico del suono esigente quando lavora all'aperto. La copertina della rivista mostra l'esterno di una console modulare monofonica fatta in casa progettata per un sistema di amplificazione del suono. È possibile sviluppare una versione della console con un blocco amplificatore di potenza a due canali da 2x22 W, riducendo il numero di canali di ingresso. Ma un tale telecomando consumerà fino a 4 A e un adattatore convenzionale non sarà sufficiente e sarà necessario un connettore più potente per fornire la tensione di alimentazione. Una tale console "trasformante" sarà molto comoda, poiché è possibile modificarne facilmente la configurazione a seconda delle attività emergenti e aggiornarla facilmente. Con più unità intercambiabili, puoi ottenere il massimo dal tuo telecomando durante riunioni, discoteche e concerti. A proposito, il design modulare è anche promettente per la creazione di strumenti di misura combinati amatoriali con blocchi intercambiabili. Disegni PCB e progettazione di moduli console Disegni e disegni di tavole sono riportati nel guscio del sistema di progettazione Circad. La versione demo del programma è shareware ed è disponibile su circad.net. Letteratura
Autore: E.Kuznetsov, Mosca
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Commenti sull'articolo: ospite Come applicare un resistore variabile e un suono ad alta e bassa frequenza al chip TDA-2822 nel circuito.
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