Программа расчёта регуляторов тембра «Timbreblock» by Е. Москатов

Программа для проектирования темброблока.



Перед вами русская версия программы «Timbreblock 4», позволяющая рассчитывать пассивные регуляторы тембра, предназначенные для работы в составе усилителей звуковой частоты.
Автор программы – Москатов Евгений, Таганрог.

↑ Е. Москатов о темброблоках и программе их расчёта

1. Регулирование тембра, то есть изменение относительной громкости воспроизведения различных частей рабочего диапазона звуковых частот, осуществляют изменением амплитудно-частотной характеристики УНЧ с помощью регуляторов тембра [3, с. 290]. Пассивные регуляторы тембра требуют низкого выходного сопротивления предшествующего им каскада и высокого входного сопротивления последующего. В радиолюбительской практике наиболее широкое распространение получили RC-регуляторы тембра мостового типа [5, с. 30], которые были разработаны английским инженером Баксандалом в 1952 году. Эти регуляторы тембра стали самыми распространёнными частотными корректорами в электроакустике [6].

2. Регулирование тембра в усилителях низкой частоты любых электроакустических аппаратов предназначается для:
а) изменения частотной характеристики усилителя в соответствии с характером передачи (речь, музыка и тому подобное), содержанием передаваемого материала (песни, опера, эстрадная музыка) и исполнительским составом (симфонический оркестр и прочее);
б) снижения помех за счёт сужения полосы пропускания УНЧ как со стороны верхних, так и со стороны нижних частот, если в усилителе или перед ним нет других специальных устройств для регулирования полосы пропускания.
Первое назначение регуляторов тембра по идее является основным, второе – вспомогательным.

3. Плавные регуляторы двустороннего действия наиболее широко распространены и применяются почти во всех радиоаппаратах 2-го, 1-го и высшего классов (смотрите рис. 1).



Они позволяют осуществлять как относительный завал, так и относительный подъём частотной характеристики УНЧ в области регулирования по отношению к некоторой условной средней частоте (1000 Гц или 400 Гц). Это даёт возможность формировать с достаточной степенью приближения к идеальным практически любые сквозные характеристики усилителя, необходимость в которых может возникнуть в реальных условиях.

Сигналы частоты 1000 Гц, являющейся граничной между условно высокими и условно низкими частотами, в высокочастотный канал регулирования ответвляются незначительно, а в низкочастотном канале достаточно сильно шунтируются конденсатором, поэтому на выходе темброблока после сложения сигналов обоих каналов сигналы частотой 1000 Гц оказываются значительно ослабленными как по сравнению с низкими, так и высокими частотами.

Это позволяет утверждать, что, наоборот, сигналы крайних частот усиливаемого спектра после регулятора оказываются «поднятыми», то есть усиленными по отношению к граничной частоте 1000 Гц. Можно легко видеть, что это относительное «усиление» достигается ценой уменьшения величины сигнала с частотой 1000 Гц на выходе темброблока.
На практике же оказывается, что не только сигналы с частой 1000 Гц, но и сигналы граничных частот претерпевают некоторое ослабление, поэтому весь темброблок в целом создаёт потерю уровня сигнала, что является его основным и существенным недостатком.

При желании получить глубину регулировки на крайних частотах не менее ±20 дБ, необходимую для усилителей 1-го и высшего классов, приходится мириться с тем, что коэффициент передачи регулятора на частоте 1000 Гц не превышает 0,05. Это заставляет вводить в ламповый усилитель дополнительный каскад усиления (а в транзисторных усилителях иногда даже два каскада) специально для компенсации потери усиления в цепи регулятора тембра.

4. В аппаратуре классов «высший» и 1-ый применяют регуляторы тембра, с помощью которых можно как увеличивать, так и уменьшать усиление на нижних и верхних частотах рабочего диапазона [3, с. 290]. Регуляторы тембра можно выполнить на резисторах и конденсаторах различных номиналов, однако соотношения их сопротивлений и ёмкостей должны удовлетворять определённым условиям: номинальные сопротивления переменных резисторов должны быть по крайней мере в 10 раз больше выходного сопротивления предыдущего каскада.

Практически можно выбрать переменные резисторы с номинальными сопротивлениями в 5 – 10 раз большими, чем сопротивление резистора в коллекторной (анодной) цепи предыдущего каскада. Входное сопротивление следующего за регулятором каскада должно быть по возможности большим. Если транзистор каскада, следующего после регулятора тембра, включён по схеме с общим эмиттером, то в регуляторе целесообразно применить переменные резисторы с номинальными сопротивлениями 10 кОм – 33 кОм.

Если же транзистор последующего каскада включён по схеме с общим коллектором, то переменные резисторы могут иметь номинальное сопротивление до 100 кОм. В устройствах с электронными лампами оба условия легко выполняются при использовании в их регуляторах тембра переменных резисторов с номинальными сопротивлениями 100 кОм – 1,5 МОм.

Параметры остальных компонентов регулятора тембра при выбранных сопротивлениях переменных резисторов легко вычислить в программе. Если по расчёту получаются нестандартные величины, следует применить резисторы с ближайшими стандартными сопротивлениями и конденсаторы с ближайшими стандартными ёмкостями.
Применение высокоомных переменных резисторов даёт возможность использовать в регуляторах тембра конденсаторы относительно малой ёмкости [3, с. 291].

5. Регулятор с рассчитанными в программе элементами при сопротивлениях переменных резисторов 100 кОм независимо от положения их движков будет вносить на средней частоте полосы пропускания 1 кГц затухание около 25 дБ. Примерно такое же затухание будет иметь место на всех частотах в диапазоне 100 Гц – 10 кГц, если контактные щётки переменных резисторов установлены в средние положения.

При повороте ручек переменных резисторов от упора до упора затухание, вносимое регулятором на частотах 100 Гц и 10 кГц, будет изменяться в пределах ±12 дБ. Данный регулятор тембра включают между усилительными каскадами.
Программа рассчитывает элементы темброблока при сопротивлениях переменных резисторов R1 и R3 в пределах от 100 Ом до 15 МОм.

6. Рекомендуется следующий ряд значений в килоомах
резисторов для регулятора низкой частоты:
1,8; 2,0; 2,7; 3,6; 4,3; 6,2; 6,8; 7,5; 6,8; 6,2,
и для регулятора высокой частоты:
1,6; 1,6; 1,8; 2,4; 4,3; 4,7; 7,5; 10; 7,5; 5,1 [5, с. 32].

↑ Источники

1. Гендин Г. С. Автоматические и ручные регулировки в радиовещательной аппаратуре. – М.: Связь, 1968. – 120 с., ил. (Страницы 15 –23).

2. Справочная книга радиолюбителя-конструктора: В 2-х книгах. Книга 1. А. А. Бокуняев, Н. М. Борисов, Е. Б. Гумеля и др.; под ред. Н. И. Чистякова. – 2-е издание, исправленное. – М.: Радио и связь, 1993. – 336 с., ил. – (Массовая радиобиблиотека; выпуск 1195). (Страницы 163 – 164).

3. Справочник радиолюбителя-конструктора. Составитель Р. М. Малинин. Издание 2-е, переработанное и дополненное. – М.: Энергия, 1978. – 752 с., ил. (Страницы 291 – 292).

4. Титце У., Шенк К. Полупроводниковая схемотехника: Справочное руководство. Перевод с немецкого. – М.: Мир, 1982. – 512 с., ил. (Страницы 184 – 226).

5. Хлупнов А. И. Любительские усилители низкой частоты. – М.: Энергия, 1976. – 80 с., ил. (Страницы 29 – 33).

6. Шихатов А. Пассивные регуляторы тембра. «Радио», №1, 1999, с. 14, 15.

↑ Файлы

Полное руководство по программе включено в архив.
🎁timbreblock-4.0.rar  759.45 Kb ⇣ 661

↑ Ссылки

Сайт автора: www.moskatov.narod.ru. ОСТОРОЖНО: сайт размещён на ucoz, много мусора!