- Components necessaris
- Diagrama de circuits d'equalitzador d'àudio
- Disseny de PCB actiu de filtres d'àudio
- Comanda de PCB a PCBWay
- Muntatge i prova del circuit de filtre d'àudio actiu
El control de to o el circuit d'equalitzador actiu, especialment l'equalitzador basat en el control de greus, aguts i MID, és un circuit important en el disseny d'amplificadors d'àudio. Generalment, els filtres d’equalitzador actius de tres etapes requereixen tres controls de greus, aguts i MID. El control de greus permet passar la freqüència baixa però bloqueja l'alta freqüència i el control dels aguts permet passar l'alta freqüència però bloqueja la freqüència baixa, mentre que el control MID equilibra entre alta i baixa freqüència. En aquest projecte, dissenyarem un circuit de control de tons actiu alimentat per un amplificador operatiu amb disseny de PCB. Funcionarà amb una font d’alimentació de 12V i tindrà control de graves, aguts i freqüència mitjanade manera que l'àudio de sortida es pugui ajustar segons calgui. També podeu consultar els altres circuits de graus baixos que hem construït anteriorment.
- Preamplificador d'àudio estèreo amb control de greus i aguts mitjançant transistors
- Circuit de control de to d’àudio simple amb control de graves i aguts
- Circuit de control de graves i aguts d’alta potència mitjançant LA4440
Per a aquest projecte hem utilitzat els serveis de fabricació de PCB de PCBWay per fabricar les nostres plaques de circuit. A les següents seccions de l'article hem tractat el procediment complet per dissenyar, ordenar i muntar les plaques de PCB d'aquest circuit d'equalització d'àudio.
Components necessaris
A continuació es detallen els components necessaris per construir aquest circuit de control de tons mitjançant Op-Amp.
- 100k- potenciòmetre - 2 unitats
- 470k- potenciòmetre - 1 un
- Amplificador operatiu TL072
- Alimentació de 12V
- Condensador.1uF 35V
- Condensador 1.2nF 63V
- 100uF, 35V
- 10uF, 35V
- 2.2uF, 63V
- Resistència de 22 k
- Condensador de 22nF 63V
- Resistència 270R
- Condensador de 33pF
- Condensador de 4,7 nF 63 V - 2 unitats
- 47nF
- 1,8 k - 2 unitats
- 10uF, 25V - 2 unitats
- 3,3k - 2 unitats
- 47k - 2 unitats
- 10k - 5pcs
- PCB
Diagrama de circuits d'equalitzador d'àudio
El diagrama complet del circuit de graus aguts es mostra a la imatge següent. El component principal d’aquest circuit és l’Op-Amp. L’Op-Amp TL072 és un popular amplificador operacional que té dos amplificadors operatius individuals en un sol paquet monolític.
L’explicació del circuit és la següent, però també podeu saltar al vídeo al final d’aquesta pàgina, que també explica com funciona el circuit. La imatge següent mostra el pinout de l’ampli TL072P. Aquests dos amplificadors operatius es representen a l’esquema com IC1A i IC1B.
Circuit de memòria intermèdia Op-Amp:
L'IC1A es configura com un amplificador de memòria intermèdia d'inversió. Aquest amplificador de memòria intermèdia proporciona una sortida emmagatzemada del senyal d’entrada que serà filtrat o igualat pels filtres de tres bandes. El condensador C4 és un condensador de bloqueig que bloqueja el senyal de CC i només permet passar el senyal de CA.
Les resistències R3 i R4 han de ser exactes i coincidents. Es recomana no alterar aquests dos valors en aquesta etapa. El condensador de sortida 2.2uF, C6 passarà el senyal de la sortida emmagatzemada.
Circuit de control de freqüència mitjana, baixos i aguts:
A la següent etapa, IC1B és el filtre actiu real que té tres filtres de pas connectats a través del bucle de retroalimentació negativa. Aquí està la filtració de to real que està passant-
L'entrada negativa es rep del condensador de 2,2 uF. L'ampli operatiu IC1B es torna a configurar com a amplificador d'inversió i pren una entrada inversora de l'IC1A i a la sortida, es torna a invertir.
Els filtres de tres bandes són filtres RC. Com que no es poden canviar els valors del condensador, aquí es canvia el valor de la resistència mitjançant un potenciòmetre variable. Aquí, la resistència R12 i el condensador C11 s’utilitzen com a configuració del guany. Canviar el valor R12 també canviarà el guany.
Al primer filtre que és el filtre de greus (pas baix). El primer circuit de xarxa és R8, el potenciòmetre de greus i R9 és la resistència total del filtre i el condensador és C7. Per determinar la freqüència de tall, es pot utilitzar la fórmula següent:
fc = 1 / 2piCR
El fc és la freqüència de tall i C és el valor del condensador, R és la resistència total de la xarxa. Per tant, canviar els diferents valors de pot o canviar el condensador C7 canviarà la resposta en freqüència del filtre de greus (filtre de pas baix).
Càlcul de la freqüència de tall per al circuit de graves i aguts:
Per exemple, al circuit anterior, el valor del potenciòmetre és de 100 k. Per tant, la resistència total, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Així, segons la fórmula, el control dels greus podria processar la freqüència fins a 28 Hz.
El mateix passa amb el filtre MID. Però en lloc d’un filtres de pas baix o de pas alt, utilitza una construcció de filtres de pas de banda.
La freqüència de tall es pot obtenir utilitzant la mateixa fórmula fc = 1 / 2piCR. La banda més alta es pot calcular utilitzant la resistència R6 i el condensador C8 (segons el valor esquemàtic, és de 10,2 kHz) i la banda més baixa es pot calcular utilitzant el valor del potenciòmetre MID + R10 com a resistència total i el condensador C9 (segons el valor esquemàtic és de 70 Hz).
A l'última banda de filtre, es tracta d'un control de to agut amb un filtre de pas alt. La fórmula no canvia, és la mateixa fc = 1 / 2piCR. La resistència total és la resistència dels aguts, i el R11 i el condensador són el C10. Quan els aguts són completament baixos, això significa que el potenciòmetre és totalment de 470 k mitjançant el valor esquemàtic, la freqüència de tall del filtre és de - 71 Hz. Però durant el mode d'aguts complet, quan el potenciòmetre està completament engegat, la resistència del potenciòmetre esdevé insignificant i només entra en vigor la resistència R11. En aquesta situació, la freqüència de tall es va convertir en -18 kHz. La sortida s’obté a partir del C12.
Circuit de polarització / desplaçament:
Com que es tracta d’un voltatge de subministrament de ferrocarril únic on no s’utilitza el rail negatiu, cal compensar el senyal d’entrada. Això es deu a la incapacitat de l'amplificador operatiu per amplificar els pics negatius del senyal d'entrada en un mode d'alimentació d'un sol carril.
Per fer el desplaçament, es col·loca un divisor de tensió a través de la retroalimentació positiva de l'amplificador operacional. El divisor de tensió compensarà la meitat del senyal de la tensió d'alimentació. Com que utilitza un subministrament de 12 V, el senyal d’entrada es compensa amb 6 V CC. El C1 i el C2 són els condensadors de filtre i els R1 i R2 s’utilitzen per fer el divisor de tensió juntament amb un condensador de filtre addicional C3.
Disseny de PCB actiu de filtres d'àudio
El PCB del nostre circuit de filtre d'àudio actiu està dissenyat per a un aparador doble. He utilitzat Eagle per dissenyar el meu PCB, però podeu utilitzar qualsevol programari de disseny que trieu. A continuació es mostra la imatge 2D del disseny del meu tauler.
S’utilitzen vies d’ompliment de terra suficients per crear correctament el camí de terra a tota la placa de circuit. El senyal d'entrada i la secció de tensió d'entrada es creen a la part esquerra i la sortida es crea a la part dreta per a una millor usabilitat. El fitxer de disseny complet per a Eagle juntament amb el Gerber es pot descarregar des de l’enllaç següent.
- Disseny de PCB i GERBER per circuit de control de tons amb control de graves i aguts
Ara, ja que el nostre disseny està llest, és hora de fabricar-los mitjançant el fitxer Gerber. Per fer el PCB de manera senzilla, seguiu els passos següents:
Comanda de PCB a PCBWay
Pas 1: accediu a https://www.pcbway.com/, registreu-vos si és la primera vegada. A continuació, a la pestanya Prototip de PCB, introduïu les dimensions del PCB, el nombre de capes i el nombre de PCB que necessiteu.
Pas 2: continueu fent clic al botó "Cita ara". Se us dirigirà a una pàgina on definiu uns quants paràmetres addicionals si cal, com el material utilitzat, l'espaiat de la pista, etc. Però, sobretot, els valors predeterminats funcionaran bé.
Pas 3: l'últim pas és carregar el fitxer Gerber i procedir al pagament. Per assegurar-se que el procés és fluix, PCBWAY verifica si el fitxer Gerber és vàlid abans de procedir al pagament. D'aquesta manera, podeu assegurar-vos que el vostre PCB sigui amigable amb la fabricació i us arribi com a compromès.
Muntatge i prova del circuit de filtre d'àudio actiu
Al cap d’uns dies, vam rebre el nostre PCB en un bon paquet. La qualitat i l’embalatge del PCB eren bons com sempre. Podeu veure l’envàs per vosaltres mateixos.
La capa superior i la capa inferior del tauler es mostren a la imatge següent. Hem escollit el vermell com a màscara de soldadura, simplement perquè és atractiu i PCBway proporciona tots els colors de la màscara al mateix preu, per què no us divertiu amb el color PCB.
Com es pot observar per la imatge anterior, la qualitat del PCB és molt bona. Les pistes, els coixinets, les vies i altres jocs estaven perfectament fabricats. Vaig començar a muntar la meva junta directiva tan bon punt la vaig rebre. Podeu veure el tauler muntat a continuació.
Tot i això, per a uns pocs condensadors, les tensions nominals no són exactes segons es requereixi, però no fa diferències en la sortida del circuit. A més, l'amplificador operacional TL072 es substitueix per JRC4558 a causa de la indisponibilitat de l'IC. També pot funcionar un altre CI Op-Amp, però el mapatge de pins ha de coincidir amb el mapatge estàndard de pin d'amplificacions.
El circuit es prova mitjançant una entrada d’àudio d’un ordinador portàtil, una font d’alimentació de 12V i un sistema de sortida d’altaveus 2.1 de 15W. La informació detallada de treball i proves es pot trobar al vídeo següent.
Espero que us hagi agradat el tutorial i hàgiu après alguna cosa útil. Si teniu cap pregunta o dubte, deixeu-los a la secció de comentaris que hi ha a continuació. També podeu utilitzar els nostres fòrums per a altres qüestions tècniques.