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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Commandes de tonalité passives. Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / l'audio Dans cet article, les lecteurs sont invités à un certain nombre de circuits et de fonctionnalités de commandes de tonalité différents, qui peuvent être utilisés par les radioamateurs dans le développement et la modernisation des équipements de reproduction du son. Le principal inconvénient des commandes de tonalité actives récemment populaires est l'utilisation d'une rétroaction profonde dépendant de la fréquence et des distorsions supplémentaires importantes qu'elles introduisent dans le signal contrôlé. C'est pourquoi il est souhaitable d'utiliser des régulateurs passifs dans des équipements de haute qualité. Certes, ils ne sont pas sans défauts. Le plus grand d'entre eux est une atténuation significative du signal correspondant à la plage de contrôle. Mais comme la profondeur de contrôle de la tonalité dans les équipements de reproduction sonore modernes est faible (pas plus de 8 ... 10 dB), dans la plupart des cas, il n'est pas nécessaire d'introduire des étages d'amplification supplémentaires dans le chemin du signal. Un autre inconvénient, moins important, de ces régulateurs est la nécessité d'utiliser des résistances variables avec une dépendance exponentielle de la résistance à l'angle de rotation du moteur (groupe "B"), qui assurent une régulation en douceur. Cependant, la simplicité de conception et les indicateurs de haute qualité incitent toujours les concepteurs à utiliser des commandes de tonalité passives. Il est à noter que ces régulateurs nécessitent une faible impédance de sortie de l'étage qui les précède et une forte impédance d'entrée de l'étage suivant. Le contrôle de tonalité [1952] développé par l'ingénieur anglais Baksandal en 1 est devenu, peut-être, le correcteur de fréquence le plus courant en électroacoustique. Sa version classique se compose de deux unités de filtrage de premier ordre formant un pont - un R1C1R3C2R2 basse fréquence et un C3R5C4R6R7 haute fréquence (Fig. 1a). Les caractéristiques amplitude-fréquence logarithmiques approximatives (LAFC) d'un tel contrôleur sont illustrées à la fig. 1b. Les dépendances calculées pour déterminer les constantes de temps des points d'inflexion LAFC y sont également données.
Théoriquement, la pente de réponse en fréquence maximale réalisable pour les liaisons du premier ordre est de 6 dB par octave, mais avec des caractéristiques pratiquement mises en œuvre, en raison d'une légère différence dans les fréquences d'inflexion (pas plus d'une décade) et de l'influence des cascades précédentes et suivantes, il ne dépasse pas 4...5 dB par octave. Lors du réglage de la tonalité, le filtre Baksandal modifie uniquement la pente de la réponse en fréquence sans modifier les fréquences d'inflexion. L'atténuation introduite par le régulateur aux moyennes fréquences est déterminée par le rapport n=R1/R3. La plage de contrôle de la réponse en fréquence dans ce cas dépend non seulement de la valeur d'atténuation n, mais également du choix des fréquences d'inflexion de la réponse en fréquence. Par conséquent, pour l'augmenter, la fréquence d'inflexion est définie dans la région des fréquences moyennes, ce qui, à son tour, se heurte à l'influence mutuelle des ajustements. Dans la version traditionnelle du contrôleur considéré, R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. Dans ce cas, une coïncidence approximative des fréquences d'inflexion de la réponse en fréquence dans la région de sa montée et de sa descente est obtenue (dans le cas général, elles sont différentes), ce qui assure une régulation relativement symétrique de la réponse en fréquence (la baisse, même dans ce cas s'avère inévitablement plus raide et plus étendu). Avec le n = 10 couramment utilisé (dans ce cas, les valeurs minimales des valeurs des éléments sont indiquées sur la Fig. 1, a-3, a) et le choix des fréquences de croisement proches de 1 kHz, le contrôle de la tonalité aux fréquences de 100 Hz et 10 kHz par rapport à la fréquence de 1 kHz sont ±14...18dB. Comme indiqué ci-dessus, pour obtenir un contrôle fluide, les résistances variables R2, R7 doivent avoir une caractéristique de contrôle exponentielle (groupe « B ») et, de plus, pour obtenir une réponse en fréquence linéaire en position médiane des coulisses du régulateur, le rapport des les résistances des sections supérieure et inférieure (selon le schéma) des résistances variables doivent également être égales à n. Avec "haut de gamme" n = 2...3, ce qui correspond à la plage de contrôle de ±4... 8 dB, il est tout à fait acceptable d'utiliser des résistances variables avec une dépendance linéaire de la résistance sur l'angle de rotation du moteur (groupe "A"), mais en même temps, le réglage dans la région de la baisse de fréquence la réponse est un peu plus grossière et étirée dans la zone de montée, et une réponse en fréquence plate n'est en aucun cas obtenue dans la position médiane des curseurs du régulateur. D'autre part, la résistance des sections de résistances variables doubles avec une dépendance linéaire est mieux adaptée, ce qui réduit le décalage dans la réponse en fréquence des canaux de l'amplificateur stéréo, de sorte qu'une régulation inégale dans ce cas peut être considérée comme acceptable. La présence de la résistance R4 n'a pas d'importance, son but est de réduire l'influence mutuelle des liaisons et de rapprocher les fréquences d'inflexion de la réponse en fréquence dans la région des hautes fréquences audio. En règle générale, R4= =(0,3...1,2)'R1. Comme indiqué ci-dessous, dans certains cas, il peut être complètement abandonné. Pour réduire l'influence des étages précédents et suivants sur le contrôleur, leur résistance de sortie Rout et d'entrée Rin doit être respectivement Rout< >R3. La version "de base" ci-dessus du régulateur est généralement utilisée dans les équipements radio haut de gamme. Dans les appareils électroménagers, une version quelque peu simplifiée est utilisée (Fig. 2a). Les caractéristiques amplitude-fréquence logarithmiques approximatives (LAFC) d'un tel contrôleur sont illustrées à la fig. 2,6. La simplification de sa liaison haute fréquence a conduit à un certain flou de la régulation dans la région des hautes fréquences et à une influence plus sensible des cascades précédentes et suivantes sur la réponse en fréquence dans cette région.
Un correcteur similaire à n=2 (avec des résistances variables du groupe "A") était particulièrement populaire dans les amplificateurs amateurs simples [2] à la fin des années 60 - début des années 70 (principalement en raison de la faible atténuation), mais bientôt la valeur de n a augmenté aux valeurs auxquelles nous sommes habitués aujourd'hui. Tout ce qui a été dit ci-dessus concernant l'étendue de la régulation, la coordination et la sélection des régulateurs est également vrai pour une version simplifiée du correcteur. Si nous abandonnons l'exigence d'une régulation symétrique de la réponse en fréquence dans les zones de montée et de descente (au fait, la nécessité d'une baisse ne se pose pratiquement pas), alors le circuit peut être encore simplifié (Fig.3, a) . Montré sur la fig. Les Z.b LACHH du régulateur correspondent aux positions extrêmes des moteurs des résistances R2, R4. L'avantage d'un tel régulateur est la simplicité, mais comme toutes ses caractéristiques sont interconnectées, il est conseillé de choisir n = 3 ... 10 pour la commodité de la régulation. Lorsque n augmente, la pente de la hausse augmente et la pente de la baisse diminue. Tout ce qui a été dit plus haut sur les versions traditionnelles du correcteur Baksandal s'applique pleinement à cette version extrêmement simplifiée.
Cependant, le circuit de commande de tonalité Baksandal et ses variantes ne sont en aucun cas la seule implémentation possible d'une commande de tonalité passive à deux bandes. Le deuxième groupe de régulateurs est fabriqué non pas sur la base de ponts, mais sur la base d'un diviseur de tension dépendant de la fréquence. Comme exemple d'une solution de circuit élégante pour un régulateur, on peut citer un bloc de tonalité, qui était autrefois utilisé dans diverses variantes d'amplificateurs de guitare électrique à tube. Le "point fort" de ce régulateur est le changement des fréquences de l'inflexion de la réponse en fréquence dans le processus de contrôle de la tonalité, ce qui conduit à des effets intéressants sur le son d'une guitare électrique "classique". Son schéma de base est illustré à la Fig. 4a, et les LFC approximatifs sont illustrés à la Fig. 4,6. Les dépendances calculées pour déterminer les constantes de temps des points d'inflexion y sont également données.
Il est facile de voir que le réglage dans la région des fréquences audio inférieures modifie les fréquences d'inflexion sans modifier la pente de la réponse en fréquence. Lorsque le curseur de la résistance variable R4 est dans la position inférieure (selon le schéma), la réponse en fréquence aux fréquences inférieures est linéaire. Lorsque le moteur est déplacé vers le haut, une élévation apparaît dessus et le point d'inflexion dans le processus de régulation se déplace vers la région des fréquences inférieures. Avec un mouvement supplémentaire du curseur, la section supérieure (selon le circuit) de la résistance R4 commence à shunter la résistance R2, ce qui provoque un décalage du point d'inflexion haute fréquence vers des fréquences plus élevées. Ainsi, lors du réglage, la montée des basses fréquences est complétée par la chute des moyennes. Le régulateur de fréquence audio supérieur est un simple filtre de premier ordre et n'a pas de caractéristiques particulières. Sur la base de ce schéma, vous pouvez créer plusieurs options pour les blocs de timbre qui vous permettent d'ajuster la réponse en fréquence dans les basses et hautes fréquences. De plus, dans la région des basses fréquences, à la fois une augmentation et une diminution de la réponse en fréquence sont possibles, et à des fréquences plus élevées, seulement une augmentation. Une variante du bloc de tonalité avec régulation de la fréquence de courbure de la réponse en fréquence dans la région des basses fréquences est illustrée à la Fig. 5,a, son LACCH est sur la Fig. 5,6. La résistance R2 régule la fréquence d'inflexion de la réponse en fréquence et R5 régule sa pente. L’action conjointe des régulateurs permet d’imposer des limites importantes et une plus grande flexibilité réglementaire.
Un schéma d'une version simplifiée du bloc de timbre est illustré à la fig. 6a, son LACHH - sur la fig. 6,6. Il s'agit essentiellement d'un hybride de la liaison basse fréquence du bloc de timbre illustré à la Fig. 3, a, et la liaison haute fréquence du bloc de timbre illustré à la Fig. 4, a.
En combinant les fonctions de contrôle de la réponse en fréquence dans les régions basse fréquence et haute fréquence, vous pouvez obtenir un contrôle de tonalité combiné simple avec un contrôle, très pratique pour une utilisation dans les équipements radio et automobiles. Son schéma de principe est représenté sur la fig. 7,a et LACHH - sur la fig. 7b. Dans la position inférieure (selon le schéma) du moteur de la résistance variable R1, la réponse en fréquence est proche de linéaire sur toute la plage de fréquences. Lorsqu'il est déplacé vers le haut, une augmentation apparaît aux basses fréquences et le point d'inflexion des basses fréquences dans le processus de régulation se déplace vers les basses fréquences. Avec un mouvement supplémentaire du moteur, la section supérieure (selon le schéma) de la résistance R1 active le condensateur C1, ce qui entraîne une augmentation des fréquences plus élevées.
Lors du remplacement de la résistance variable R1 par un interrupteur (Fig.8, a et 8, b), le régulateur considéré se transforme en registre de tonalité le plus simple (position 1 - classique; 2 - jazz; 3 - rock), populaire dans les années 50 et années 60 et réutilisé dans les égaliseurs des magnétophones radio et des centres de musique dans les années 90.
Malgré le fait qu'il semblerait que tout ait été dit depuis longtemps sur le contrôle de la tonalité, la variété des circuits de correction passive ne se limite pas aux options proposées. De nombreuses solutions de circuits oubliées connaissent désormais une renaissance à un nouveau niveau qualitatif. Un contrôle du volume avec réglage séparé de la compensation du volume pour les basses et hautes fréquences est par exemple très prometteur [3]. littérature
Auteur : A. Shikhatov, Moscou ; Publication : N. Bolchakov, rf.atnn.ru
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