СмартПульс - держите руку на пульсе высоких технологий! Новости, статьи, обзоры мобильных устройств, компьютеров, комплектующих, радиолюбительских конструкций

   Главная - DIY (Радиолюбителям) - Пассивный регулятор тембра - достоинства и недостатки (на примере темброблока с Алиэкспресс)

Пассивный регулятор тембра - достоинства и недостатки (на примере темброблока с Алиэкспресс)

Предисловие

Сначала - немного теории темброблоков. Они бывают цифровыми, активными и пассивными (по убыванию сложности).

Цифровые, естественно, самые продвинутые. Входной сигнал оцифровывается (АЦП), а затем математической обработкой подвергается преобразованию, имитирующему аналоговые фильтры (сколь угодно сложные). Это позволяет легко создать многополосные эквалайзеры, не говоря уже об обычных регуляторах тембра по низким и высоким частотам. Заодно там же можно добавить и разные звуковые эффекты (эхо, реверберация и т.п.).

В общем, всё у них отлично; но по причине сложности они почти не применяются в радиолюбительских конструкциях (есть лишь единичные примеры).

Аналоговые активные темброблоки - проще и доступнее цифровых, но при этом весьма аккуратно работают со звуком (пример - обзор темброблока на LM1036N).

И, наконец, самые простые темброблоки - пассивные. Они построены на простейших RC-фильтрах, и, по этой причине, они не могут усиливать сигнал или даже пропустить его "как есть" - могут только ослаблять в процессе обработки. Грубо говоря, если нам надо поднять в сигнале басы, то такие регуляторы тембра не поднимают басы, а опускают средние и высокие частоты; в результате относительный уровень басов растёт.

А раз сигнал ослабляется, то ухудшается соотношение сигнал/шум; поскольку входящие в состав темброблока резисторы шумят (ибо все резисторы шумят).

(Изображение с Алиэкпресс; кликнуть для увеличения, откроется в новом окне)

Рассмотрим в качестве примера простой пассивный темброблок с Алиэкспресс (представлен на изображении выше).
 

     Оглавление:

   1. Комплектация, внешний вид и схемотехника пассивного темброблока

   2. Технические испытания пассивного темброблока

   3. Окончательный диагноз пассивного темброблока и рекомендации
 

Комплектация, внешний вид и схемотехника пассивного темброблока

Темброблок собран на очень небольшой плате размером 55*28 мм (55*43 мм с учётом длины осей переменных резисторов), высота 14 мм.

Комплектация представлена на первом изображении в обзоре: кроме самой платы темброблока, она включает только крепёж для переменных резисторов. Нет даже ручек для них; как и нет кабелей для подключения входа и выхода через штатные разъёмы на плате. Но если без подключения через разъёмы можно обойтись (припаять кабель напрямую, без разъёма), то без ручек точно никак не обойтись (придётся их покупать или добывать самостоятельно).

Вид на плату темброблока в двух диагональных ракурсах:

Вид на плату темброблока сверху:

Плата производит положительное впечатление, особенно - благодаря плёночным конденсаторам (а не дешёвым керамическим). Плёночные конденсаторы лучше керамических в звуковом тракте постольку, поскольку керамические конденсаторы, за исключением очень малых ёмкостей, представляют собой нелинейные элементы (подробности - в статье "Не все керамические конденсаторы одинаково полезны").

Также обратим внимание на переменные резисторы. Они имеют металлическую ось, которая, к тому же, имеет контакт с передней металлической частью корпуса. И все металлические детали не заземлены! А уже отсюда проистекает, что если сам пользователь их не заземлит, то эти части будут "ловить" наводки и помехи, и частично передавать их в звуковой тракт. А в момент, когда пользователь будет касаться ручек, звук вообще может стать страшным!

Иными словами - заземление металлических частей переменных резисторов обязательно!

Составление схемы сложностей не представляло: это - классическая схема Баксандала (1952 г.); осталось только вписать в неё номиналы и дорисовать цепочку регулировки громкости (поскольку она тоже есть на плате). Подробнее о двух вариантах этой схемы и её расчете - здесь (сторонний ресурс).

Вот какая получилась схема:

Глядя на эту схему, можно к уже упомянутому недостатку пассивного регулятора тембра добавить ещё два: зависимость АЧХ от положения регулировки громкости и зависимость от сопротивления нагрузки.

Ситуацию с первым пунктом можно немного улучшить, если выпаять регулятор громкости на 50 кОм и заменить на 10-20 кОм (если это допускает источник сигнала).

Ситуацию со вторым пунктом можно улучшить, если использовать в качестве последующей усилительной цепи устройство с высокоомным входом (хотя бы классические 47 кОм или выше).

Теперь посмотрим на обратную сторону платы:

Здесь с чувством глубокого удовлетворения отмечаем, что вся поверхность платы, не занятая сигнальными проводниками, занята "землёй". Это - крайне полезно для защиты схемы от помех и наводок (если пользователь не забудет также заземлить и корпуса переменных резисторов, как уже говорилось выше).

Здесь же обнаруживаем и наименование этого темброблока: XH-M802.

Технические испытания пассивного темброблока

В ходе испытаний проверялась и снималась АЧХ при различных положениях регуляторов тембра.

Съём АЧХ и рисование её графиков проводились с помощью программы RMAA (за исключением одного; почему - будет пояснено).

Источником сигнала был заранее проверенный смартфон с плоской характеристикой в пределах 15 Гц – 18 кГц. Тестовый сигнал воспроизводился встроенным плеером без регулировок тембра или эквалайзера. Регулировка громкости на темброблоке была установлена на максимум.
 

1. Оба регулятора (НЧ и ВЧ) - в максимальном положении:

Сначала отметим почти идеальное совпадение АЧХ правого и левого канала; заслуга в этом принадлежит высокой идентичности деталей в обоих каналах и их малому разбросу номиналов.

По АЧХ заметно, что этот темброблок умеет значительно лучше "вытягивать" низы, чем верхние частоты.

Крутой завал при приближении к 20 кГц появляется не из-за темброблока, а из-за источника сигнала (смартфона).
 

2. Оба регулятора (НЧ и ВЧ) - в среднем положении:

Идеально прямой характеристика не стала, а лишь слегка выпрямилась. Интересно, что точка минимума сместилась с частот 1-2 кГц на 300 Гц.

Но на слух АЧХ, действительно, стала более ровной. Возможно, из-за того, что ширина провала в Герцах оказалась относительно небольшой (примерно от 100 до 1000 Гц), что не слишком заметно на слух.
 

3. Регулятор НЧ  - в максимальном положении, ВЧ - в минимальном:

Здесь надо отметить, что на АЧХ нет плоского участка на средних частотах. Из-за чрезмерной "плавности" характеристик RC-фильтров они почти без разрывов перетекают один в другой.

Далее - обратный случай.
 

4. Регулятор НЧ  - в минимальном положении, ВЧ - в максимальном:

Здесь - обратный случай относительно предыдущего; и АЧХ получаем примерно обратную. Всё стройно и логично!
 

5. Оба регулятора (НЧ и ВЧ) - в минимальном положении:

Этот график сделан не в программе RMAA, а нарисован (почти) вручную по точкам. Дело в том, что при минимальном положении обоих регуляторов тембра сигнал на выходе оказался настолько мал, что программа RMAA отказалась с ним работать.

Соответственно, график сделан в непривычном линейном масштабе (вместо логарифмического на всех предыдущих графиках).

По оси X на графике - частота в кГц; по оси Y - уровень сигнала на выходе относительно входа. Максимум оказался на частоте около 1 кГц и составил всего лишь 0.17 от уровня на входе.

Для сравнения: при максимальном положении обоих регуляторов уровень выхода на частоте 1 кГц составил 0.3 от входного.
 

6. Впечатления на слух

В целом впечатления - положительные. При регулировке тембра этим темброблоком с последующим выходом усилителя на относительно неплохие древнесоветские колонки 6АС-2 комфортный звук достигался при максимальном положении тембра ВЧ и положении тембра НЧ чуть больше среднего.

При установке НЧ на максимум уже заметным было "бубнение".

В общем, для подгонки не слишком плохих по качеству записей под не слишком плохие колонки всё работает нормально.

В качестве замечания надо заметить, что регулировку по ВЧ хотелось бы иметь в более широких пределах. Для акустики качеством "чуть ниже среднего" силами этого темброблока высокие уже не "вытянуть".
 

Окончательный диагноз пассивного темброблока и рекомендации

Протестированный пассивный темброблок, несмотря на некоторые хвалебные слова, сказанные по ходу обзора, является самым примитивным из всех возможных и подходит только для использования в простейших конструкциях, не претендующих на звание не то, что высокого, но и даже среднего класса.

Тем не менее, именно для таких случаев он имеет право на жизнь. Во времена ламповых и транзисторных усилителей почти все они работали на такой или подобных схемах.

К сказанному выше надо добавить исключительную простоту и, следовательно, надёжность темброблока. Да и цена у него минимальная (около $1.7 с учетом доставки;  в дальнейшем может меняться).

Купить пассивный темброблок можно на Алиэкспресс, например, у этого продавца. Реклама. ООО "АЛИБАБА.КОМ (РУ)" ИНН 7703380158

Рекомендации

Главная рекомендация уже была дана в обзоре - заземлить корпуса переменных резисторов.

Из дальнейших рекомендаций можно посоветовать усилить сигнал перед подачей на регулятор тембра. Поскольку сам регулятор может только ослаблять сигнал, то предварительное усиление может предотвратить относительный рост шумов.

Также рекомендуется подключать вход темброблока к источнику сигнала с малым выходным сопротивлением, а выход темброблока - к усилителю с высоким входным сопротивлением.
 

Обзоры усилителей класса AB - здесь.
 

Обзоры усилителей класса D - здесь.
 

Весь раздел "Сделай сам! (DIY)" - здесь.

  Ваш Доктор.
 14 февраля 2024 г.

Вступайте в группу SmartPuls.Ru  Контакте! Анонсы статей и обзоров, актуальные события и мысли о них.

  Комментарии вКонтакте:

При копировании (перепечатке) материалов ссылка на источник (сайт SmartPuls.ru) обязательна!  Доктора! (Администрация сайта - контакты и информация)
  Группа SmartPuls.Ru  Контакте - анонсы обзоров, актуальные события и мысли о них