Главная » Звук
Призовой фонд
на декабрь 2018 г.
1. 1500 руб
Сайт Паяльник
2. Осциллограф DSO138
Сайт Паяльник
3. 200 руб.
От пользователей

НЧ фазовращатель как расширитель панорамы звука

Основное.

Общий сдвиг фазы сигналов в одном из каналов звукозаписи позволяет получить эффект «объёмного звука», но при этом нарушает расположение кажущихся источников звука в панораме. Чтобы этого не происходило, можно попробовать сдвигать фазу только на тех частотах, на которых локализация на источники звука затруднена, т.е. ниже 200-300 Гц.

За основу берём схему фазового фильтра из справочника У. Титце и К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника» (рис.1), где в зависимости от значений сопротивления R и конденсатора C фазы сигналов на ВЧ сдвигаются от 0 до -180 градусов.

Рис.1

Для того, чтобы сдвигать фазу НЧ сигналов и не менять её на СЧ и ВЧ, поменяем местами элементы R и C (рис.2). Также, для того, чтобы можно было регулировать величину фазового сдвига, резистор R берём переменным.

Рис.2

В программе RFSim99 была смоделирована схема, показанная на рисунке 3 (файл симуляции есть в приложении). В ней сигнал одного канала проходит со входа на выход «напрямую», а в другом канале есть возможность коммутации «напрямую/со сдвигом фазы».

Рис.3

Питание сделано от двух 9-ти вольтовых аккумуляторных батарей 7Д-0.125, печатная плата получилась размерами 40 мм х 35 мм (файл разводки в формате программы Sprint-Layout в приложении к тексту, вид со стороны печати, при изготовлении по лазерно-утюжной технологии нужно включить режим «зеркально», детали применены как smd-исполнения, так и «выводные»). Всё помещается в пластиковый корпус подходящих размеров (рис.4). Для возможности подзарядки аккумуляторов на задней стенке установлены разъёмы, отсутствующие на схеме выше.

Рис.4

Тонкости схемотехники.

На рисунке 5 показаны рассчитанные программой RFSim99 графики фазовых характеристик при двух крайних положениях движка резистора R2. При максимальном суммарном сопротивлении R2 и R3 равном 110 кОм сдвиг фазы на частоте 50 Гц близок к +15 градусам (на 400 Гц менее +2 градусов и на 1 кГц менее +1 градуса). При уменьшении суммарного сопротивления до 10 кОм сдвиг на 50 Гц достигает значения +110 градусов (на 400 Гц чуть более +20 градусов, а на 1 кГц +8 градусов).

Рис.5

Схема фазовращателя имеет входное сопротивление, зависящее от частоты и положения движка резистора R2 (рис.6). При минимальном значении R2 сопротивление близко к 10 кОм во всей полосе частот, а при максимальном – около 37 кОм для частоты 40 Гц и более 80 кОм для частот выше 200…300 Гц. Т.е. входное сопротивление для НЧ будет ниже, чем для СЧ и ВЧ, но обычно источники сигнала имеют относительно низкое выходное сопротивление и им такой перекос не страшен. Максимальное значение входного сопротивления теоретически должно быть близко к 110 кОм, но, скорее всего, происходит его шунтирование входным сопротивлением ОР1.1.

Рис.6

Может получиться такой вариант соединений, когда у приёмника сигнала (усилителя) достаточно низкое входное сопротивление (допустим, 2…5 кОм), а источник сигнал относительно высокое и тогда велика вероятность получить на выходе приставки неодинаковые уровни сигналов, так как один канал источника будет нагружен на фазовращатель с его входным сопротивлением более 10 кОм. Чтобы выровнять этот «разбаланс», можно использовать вторую половину микросхемы OP1 и поставить перед ним подстроечный резистор сопротивлением 10…100 кОм (рис.7). Сопротивление подбирается на этапе настройки и, в принципе, может оказаться, что будет достаточно постоянного резистора на 47 кОм.

Рис.7

А теперь – для чего всё это нужно?

Ну, вот, например, я достаточно часто слушаю музыку через акустику, сидя сбоку от неё и тогда звук становится «бедным на НЧ» и связанно это, скорее всего, с комнатными отражениями и сдвигом фаз звука из-за разницы в расстояниях до акустических колонок. Если же пропустить сигнал одного из каналов через этот фазовращатель, то на слух кажется, будто тембровый баланс восстанавливается.

Также попробовали со знакомым пропускать через приставку звук с синтезатора и разные мидишные записи – эффект расширения панорамы также заметен.

Для оценки звучания в приложении к тексту есть пример изменения звучания «розового» шума при переключениях «напрямую» и с максимальным сдвигом фазы.

Примечания.

При первом прослушивании фазовращателя создавалось впечатление, что в записях происходит изменение уровня НЧ и тогда для проверки была запущена программа SpectraPLUS и в ней были сравнены уровни сигналов «напрямую» и со сдвигом фазы (рис.8). На графиках видно, что происходит небольшое смещение уровней, связанное с низким входным сопротивление усилителя, но кроме этого ничего не меняется.

Рис.8

Если фазовращатель будет активно использоваться с частыми изменениями сдвига фаз или планируется его подключение к разным источникам и «разбаланс» начнёт проявляться (приборно, а не на слух), то для ещё большего его выравнивания следует со входов обоих каналов поставить «на землю» постоянные резисторы сопротивлением 10…15 кОм – это уменьшит границы изменения входного сопротивления в канале с фазовращателем.

Литература:
1. Й. Блауэрт «Пространственный слух», Москва, «Энергия», 1979 г.
2. У. Титце, К. Шенк «Полупроводниковая схемотехника», Москва, «Мир», 1982 г.

Андрей Гольцов, г. Искитим

Список радиоэлементов

Обозначение Тип Номинал Количество ПримечаниеМагазинМой блокнот
К рисунку №7
OP1 Операционный усилитель
LM833-N
1 smdПоиск в Utsource В блокнот
R1, R3, R4 Резистор
10 кОм
3 smd 0805Поиск в Utsource В блокнот
R2 Переменный резистор100 кОм1 СП3-4аМПоиск в Utsource В блокнот
C1 Конденсатор220 нФ, 63 В1 плёночныйПоиск в Utsource В блокнот
C2, C3 Конденсатор100 нФ2 smd 0805Поиск в Utsource В блокнот
C4, C5 Электролитический конденсатор1000 мкФ. 16 В2 Поиск в Utsource В блокнот
S1, S2 Переключатель движковыйB15612 DPDTПоиск в Utsource В блокнот
Bat1, Bat2 Элемент гальванический9 В2 Аккумуляторная батарея 7Д-0.125 или "Крона"Поиск в Utsource В блокнот
Добавить все

Скачать список элементов (PDF)

Прикрепленные файлы:

Теги:

Опубликована: 0 1
Я собрал 0 0
x

Оценить статью

  • Техническая грамотность
  • Актуальность материала
  • Изложение материала
  • Полезность устройства
  • Повторяемость устройства
  • Орфография
0

Средний балл статьи: 0 Проголосовало: 0 чел.

Комментарии (1) | Я собрал (0) | Подписаться

0
Публикатор #
На форуме автоматически создана тема для обсуждения статьи.
Ответить
Добавить комментарий
Имя:
E-mail:
не публикуется
Текст:
Защита от спама:
В чем измеряется напряжение?
Файлы:
 
Для выбора нескольких файлов использйте CTRL

Осциллограф DSO138
Осциллограф DSO138
Паяльная станция Hakko 936 USB осциллограф DSO-2090
вверх