Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
2282
Uniwersalny
procesor dynamiki
z układem NE572
Przedstawiony procesor audio to urzą- zapisanego na taśmach i płytach (udz
wię- nym i kosztownym zadaniem, ale dziś przy
dzenie, które powinien poznać, wykonać kowienie filmów, realizacja własnych na- wykorzystaniu specjalizowanych układów
i wykorzystywać dosłownie każdy miłośnik grań, odszumianie starych nagrań, itp.). scalonych nie jest to naprawdę żadnym
techniki audio. Opisany nieskomplikowany Niestety, nie da się ukryć, że zdecydo- problemem. Informacje teoretyczne za-
układ pozwala małym kosztem zrealizować wana większość młodych adeptów elekt- warte we wspomnianych artykułach z po-
następujące pożyteczne urządzenia: roniki (i nie tylko młodych) ma duże kłopo- wodzeniem wystarczą do zrozumienia za-
 ogranicznik poziomu (limiter) lub układ ty z dogłębnym zrozumieniem zasady dzia- sady działania, zbudowania, a potem prak-

o
g
r
a
n
i
c
z
n
i
k
p
o
z
i
o
m
u
(
l
i
m
i
t
e
r
)
l
u
b
u
k
ł
a
d
ARW łania tego typu układów, oraz sensu i celu tycznego wypróbowania i wykorzystania
A
R
W
 kompresor ich stosowania. W konsekwencji te arcy- prezentowanego arcypożytecznego urzą-

k
o
m
p
r
e
s
o
r
 ekspandor ciekawe i pożyteczne urządzenia nie cieszą dzenia. Nie trzeba być wcale specjalistą.

e
k
s
p
a
n
d
o
r
 bramkę szumu się zbytnim zainteresowaniem hobbystów. Niemniej jednak żeby sensownie wyko-

b
r
a
m
k
ę
s
z
u
m
u
oraz dodatkowo Doceniane i wykorzystywane są natomiast rzystać opisany moduł trzeba rozumieć, ja-
 regulator wzmocnienia sterowany na- powszechnie przez profesjonalistów. kie funkcje pełnią kompresor, ekspandor,

r
e
g
u
l
a
t
o
r
w
z
m
o
c
n
i
e
n
i
a
s
t
e
r
o
w
a
n
y
n
a
pięciem lub prądem. Ponieważ największą barierą na drodze limiter i bramka szumu, a także trzeba do-
p
i
ę
c
i
e
m
l
u
b
p
r
ą
d
e
m
.
Uzyskane parametry są bardzo dobre, do wykorzystania wspomnianych interesują- brać właściwe poziomy sygnałów (chyba,
a to dzięki zastosowaniu nowoczesnych cych urządzeń okazuje się brak dokładnej że ktoś będzie poznawał ich działanie prak-
układów scalonych. Montaż, uruchomie- wiedzy, w poprzednim i bieżącym numerze tycznie, metodą prób i błędów podczas
nie układu nie powinny nikomu sprawić EdW zamieszczono dodatkowy artykuł, któ- testów modelu). Tylko dlatego stopień
trudności. Wyboru potrzebnej funkcji do- ry dogłębnie wyjaśnia jak działają wspomnia- trudności projektu oceniono na dwie
konuje się za pomocą kilku zwór. ne urządzenia i dlaczego są potrzebne. Nato- gwiazdki. Natomiast z budową i urucho-
Układ procesora dz
więku jest nieza- miast w niniejszym artykule podany jest mieniem opisanego układu nie będą mieć
stąpiony w każdym studiu dz
więkowym, szczegółowy opis konstrukcji uniwersalnego problemów nawet początkujący i projekt
gdzie pozwala zmniejszać lub zwiększać procesora dynamiki audio z układem NE572. mógłby być oceniony na jedną gwiazdkę.
dynamikę sygnałów, redukować szumy Do zrozumienia wszystkich podanych tu Dla osób, które chciałyby poznać jesz-
i utrzymywać wielkość sygnału na zada- wiadomości potrzebna jest też wiedza za- cze bliżej interesującą kostkę NE572,
k
o
m
p
nym poziomie. Okaże się bardzo przydat- warta we wspomnianym dwuczęściowym zwaną kompandorem (kompresorem
a
n
d
o
r
e
m
ny zarówno w systemach nagłośnienia artykule o procesorach dynamiki. i expandorem) i stosować ją we włas-
na żywo (koncerty, odczyty, wykłady, aka- Przed wielu laty wykonanie podobnego nych konstrukcjach, przewidziano artykuł
demie, itp.), jak i przy obróbce dz
więku procesora dz
więku rzeczywiście było trud- z cyklu  Najsłynniejsze aplikacje , który
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/98 7
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
zostanie zamieszczony w następnym nu- zmniejszały się na tyle, że na
merze EdW. Opisano tam szczegółowo, wyjściu zostanie utrzymany sta-
jak zbudowany jest układ scalony NE572 ły poziom sygnału.
wyjaśniając, jak potrzebne funkcje regula- Dla wielu Czytelników taki
cji wzmocnienia pod wpływem poziomu sposób działania może być za-
przetwarzanego sygnału realizowane są skoczeniem i zupełną nowoś-
na drodze elektronicznej i jakie przy tym cią. Rzeczywiście, zasada jest
występują ograniczenia. tu zupełnie inna niż w popular-
nych układach ARW. W kla-
Zasada działania sycznym układzie automatycz-
Wbrew pozorom i obiegowym opi- nej regulacji wzmocnienia, ob-
niom, generalna zasada działania ukła- wód sterujący wzmocnieniem
Rys. 2. Uproszczony schemat blokowy układu NE572
R
y
s
.
2
.
U
p
r
o
s
z
c
z
o
n
y
s
c
h
e
m
a
t
b
l
o
k
o
w
y
u
k
ł
a
d
u
N
E
5
7
2
dów do zmiany dynamiki sygnału jest sprawdza poziom sygnału na
bardzo prosta. Aby zrozumieć istotę roz- wystarczy dodać wzmacniacz operacyjny wyjściu i stosowanie zmienia wzmocnie-
wiązania, wystarczy rozumieć, jak pracu- i kilka elementów biernych. nie by utrzymać stałą wielkość sygnału.
je wzmacniacz operacyjny w roli wzmac- Aby zapoznać się z prezentowanym Tu jest zupełnie inaczej. Nie trzeba
niacza odwracającego. modułem, na początek warto prześledzić, sprawdzać sygnału na wyjściu, czyli jakby
r
y
s
u
n
Układ pokazany jest na rysun- jak pracuje układ automatycznej regulacji  po fakcie , bo dzięki odpowiednio dob-
ku 1. Wzmocnienie wyznaczone jest sto- wzmocnienia (ARW), który w bardzo ranym właściwościom kostki NE572,
k
u
1
.
sunkiem rezystancji R2 do R1 prosty sposób można przekształcić wzmocnienie dobierane jest  z wyprze-
w układ limitera o dowolnie regulowa- dzeniem , na podstawie poziomu sygna-
R2
G =
nym wzmocnieniu. łu wejściowego. A wszystko dzięki odpo-
R1
Uproszczony schemat blokowy układu wiednio dobranym właściwościom bloku
r
y
s
u
n
k
u
3
W układzie procesora dynamiki jedna ARW pokazano na rysunku 3. Osobom sterującego i  zmiennej rezystancji .
z tych rezystancji jest stała (rezystor), a dru- zaznajomionym z układami ARW dziwne W trochę podobny sposób działa układ
ga rezystancja zmienia swą wartość pod wyda się dołączenie wejścia prostownika kompresora  ale wejście prostownika
wpływem sygnału (prądu) sterującego. do wejścia układu, a nie do wyjścia, jak to (punkt oznaczony C) dołączone jest tym
W prezentowanym module wykorzystano jest w klasycznych układach ARW. Jak razem do... wyjścia układu. Pokazano to
r
y
s
u
n
k
u
4
układ scalony NE572, który zawiera dwa się za chwilę okaże, nie jest to pomyłka. na rysunku 4. Występuje tu interesująca
niezależne, identyczne tory. W każdym to- wzajemna zależność: pojawienie się syg-
rze znajduje się  zmienny rezystor , a właś- nału na wyjściu zawsze powoduje wzrost
ciwie blok regulacji wzmocnienia za pomo- zmiennej rezystancji i tym samym...
cą prądu stałego, oraz obwód aktywnego zmniejszenie wzmocnienia. A zmniejsze-
prostownika pełnookresowego z niezależ- nie wzmocnienia oznacza mniejszy syg-
nymi obwodami czasu ataku i opadania. nał na wyjściu i... mniejszy wpływ tego
sygnału na wzmocnienie. Na pierwszy
rzut oka można się spodziewać, że właś-
nie to jest układ ARW. Ale nie! Zmiany
rezystancji są takie, że zmiany wzmocnie-
nia są tu mniejsze, niż w układzie limitera
i układ jest własnie kompresorem. Kto
Rys. 3. Schemat blokowy układu ARW
R
y
s
.
3
.
S
c
h
e
m
a
t
b
l
o
k
o
w
y
u
k
ł
a
d
u
A
R
W
chciałby wgłębiać się w ten temat, powi-
nien zajrzeć do katalogu, gdzie podane są
Rys. 1. Wzmacniacz operacyjny w układzie Gdy na wejściu pojawi się maleńki szczegółowe wzory.
R
y
s
.
1
.
W
z
m
a
c
n
i
a
c
z
o
p
e
r
a
c
y
j
n
y
w
u
k
ł
a
d
z
i
e
odwracającym sygnał, po wyprostowaniu go w układzie
o
d
w
r
a
c
a
j
ą
c
y
m
prostownika, uzyskany prąd sterujący
Blok regulacji wzmocnienia w rzeczy- jest bardzo mały. Zgodnie z wcześniejszą
wistości jest dość złożonym układem po- informacją, przy maleńkim prądzie steru-
działu prądu, jednak śmiało można go po- jącym  zmienna rezystancja kostki
traktować jako zmienną rezystancję. Rezys- NE572 jest bardzo duża. Wypadkowe
tancja ta zależy od prądu sterującego. Gdy wzmocnienie wzmacniacza operacyjne-
prądu nie ma, rezystancja jest, powiedzmy, go jest więc bardzo duże.
nieskończenie wielka. Ze wzrostem prądu Jeśli na wejściu pojawi się duży syg-
sterującego rezystancja ta maleje. nał, po wyprostowaniu da on odpowied-
Uproszczony schemat blokowy jednej nio duży prąd sterujący. Zmniejszy to
połówki układu NE572 pokazany jest na  zmienną rezystancję i tym samym
Rys. 4. Schemat blokowy kompresora
R
y
s
.
4
.
S
c
h
e
m
a
t
b
l
o
k
o
w
y
k
o
m
p
r
e
s
o
r
a
rysunku 2a i 2b. Więcej szczegółów na te- zmniejszy wypadkowe wzmocnienie
r
y
s
u
n
k
u
2
a
2
b
mat budowy tej kostki zawarte jest w ar- wzmacniacza operacyjnego. Na ile zmie-
tykule, który opublikowany będzie za mie- ni? Właśnie tu, w powtarzalnych i ściśle Ogromnej większości Czytelników
siąc. Teraz do celów praktycznych wystar- określonych właściwościach tej  zmien- EdW te wzory są niepotrzebne, wystar-
czy informacja, że zawiera ona regulowa- nej rezystancji tkwi cała tajemnica ukła- czy więc przyjąć do wiadomości, że po
ną rezystancję, której wartość zmienia się du. Konstruktorzy kostki NE572 zadbali prostu tak buduje się układ kompresora.
pod wpływem sygnału sterującego w za- o to, by w zależności od poziomu sygna- Także w układzie ekspandora pokaza-
r
y
s
u
n
k
u
5
kresie od 6,8k&! do nieskończoności. Co łu (wejściowego, podawanego też na we- nym na rysunku 5, zmienna rezystancja
najważniejsze, aby zbudować kompresor, jście bloku sterującego) zmienna rezys- kostki NE572 jest wielka przy braku sygna-
ekspandor czy limiter, do kostki NE572 tancja i wzmocnienie wypadkowe łów na wejściu prostownika. Przy takiej
8 ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/98
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
Porównanie rysunków
3...6 z rysunkiem 8 po-
kazuje, że prezentowa-
ne urządzenie rzeczy-
wiście jest uniwersal-
ne, ponieważ każdy
kanał może być skonfi-
gurowany niezależnie
za pomocą zwór (jum-
perków) do pracy
w jednym z czterech
Rys. 5. Schemat blokowy ekspandora
R
y
s
.
5
.
S
c
h
e
m
a
t
b
l
o
k
o
w
y
e
k
s
p
a
n
d
o
r
a
trybów: układu ARW,
konfiguracji wzmocnienie przy bardzo ma- a praktycznie limitera
łych sygnałach jest bliskie zeru  układ prak- (A), kompresora (K),
tycznie nie przepuszcza sygnału  tłumi go ekspandora (E) lub
niemal całkowicie. Wraz ze wzrostem syg- bramki szumu (N).
Rys. 8. Schemat blokowy modułu
R
y
s
.
8
.
S
c
h
e
m
a
t
b
l
o
k
o
w
y
m
o
d
u
ł
u
nału wejściowego, zmniejsza się zmienna W tym celu niczego
rezystancja R1 i wzmocnienie rośnie. Czym nie trzeba przelutowywać  wystarczy tyl- Sygnał z wyjść obu buforów jest su-
większy sygnał na wejściu, tym mniejsza ko zewrzeć jumperkami zwory oznaczone mowany i wzmacniany najpierw we
zmienna rezystancja, tym większe wzmoc- stosowną literą (A, K, E, N) i układ momen- wzmacniaczu U2B, potem we wzmacnia-
nienie i tym większy sygnał na wyjściu. talnie zostaje skonfigurowany do danej ro- czu U2A. Ten obwód wykorzystywany
r
y
s
u
n
k
u
6
Bramka szumu z rysunku 6 ma działa- li. Nie trzeba się nawet przy tym zastana- jest tylko w układzie bramki szumu. Zo-
nie podobne do ekspandora, z tym, że wiać  wystarczy wykonać odpowiednie stanie on omówiony póz
niej.
zmiana wzmocnienia nie następuje płyn- zwory. Jeden moduł, zawierający dwa nie- Dzielnik R30, R29 wytwarza napięcie
nie, tylko szybko zmienia się po przekro- zależne kanały może więc być na przykład sztucznej masy, równej mniej więcej po-
czeniu poziomu sygnału. Gdy sygnały stereofoniczną bramką szumu lub stereo- łowie napięcia zasilającego. Należy za-
wejściowe są mniejsze od nastawionej fonicznym ekspandorem używanym do uważyć, że takie napięcie stałe panuje na
wartości progowej,  zmienna rezystancja odszumiania starych nagrań, albo monofo- wejściach i wyjściach wzmacniaczy
jest bardzo duża i układ praktycznie nie nicznym limiterem poprzedzonym bramką U3A, U4B oraz U2A, U2B. Natomiast na-
przepuszcza sygnału. Po przekroczeniu szumu do systemów nagłośnienia. pięcie stałe na wejściach wzmacniaczy
progowej wielkości sygnału,  zmienna Szczegółowy schemat ideowy modułu U3B i U4A jest niższe, wynosi około 2,5V
r
y
s
u
n
k
u
9
rezystancja zmniejsza się do ustalonej, pokazany jest na rysunku 9. i jest równe napięciu odniesienia wytwa-
stałej wartości i układ przepuszcza syg- Układ jest zasilany napięciem pojedyn- rzanemu przez kostkę U1 (na jej końców-
nał, mając (uwaga! w odróżnieniu od po- czym z wykorzystaniem stabilizatora U5 kach 6 i 10).
przednich) stałe wzmocnienie, na przy- typu 7812. Sygnał z wyjść buforów U3A i U4B jest
U
w
a
g
a
!
N
a
s
c
h
e
m
a
c
i
e
w
y
s
t
ę
p
u
j
e
z
a
kład równe 1, niezależnie od wielkości Uwaga! Na schemacie występuje za- podawany na właściwy procesor dz
więku,
r
ó
w
n
o
s
y
m
b
o
l
m
a
s
y
,
j
a
k
i
u
j
e
m
n
e
n
a
p
i
ę
sygnału. Jak z tego wynika, w układzie równo symbol masy, jak i ujemne napię- składający się ze wzmacniacza operacyjne-
c
i
e
V
,
a
l
e
j
e
s
t
t
o
t
e
n
s
a
m
o
b
w
ó
d
.
bramki szumu potrzebny jest dodatkowy cie V-, ale jest to ten sam obwód. go i bloków zawartych w kostce NE572.
blok, który zapewni pracę układu Teoretycznie można pominąć stabiliza- Potencjometry montażowe PR1 i PR2
w dwóch stanach: maksymalnej i mini- tor i bezpośrednio zasilać układ napię- z rezystorami R2 i R3 posłużą do kompen-
malnej wartości zmiennej rezystancji. ciem w granicach 9...15V. Taki sposób nie sacji wewnętrznych napięć niezrównowa-
jest jednak zalecany, bowiem w sygnale żenia układu NE572. Chodzi o to, że ob-
wejściowym mogą się pojawić szumy wody  zmiennej rezystancji składające
i zakłócenia przedostające się z dodatniej się z pewnej liczby tranzystorów nie są
szyny zasilania. Zastosowanie małego idealne i w konsekwencji wraz ze zmianą
stabilizatorka 78L12 likwiduje takie nie- wzmocnienia, w niewielkim stopniu może
bezpieczeństwo. zmieniać się napięcie stałe na wyjściach
Wejściami sygnału są punkty oznaczo- wzmacniaczy operacyjnych U3B i U4A.
ne A1, A2. Wzmacniacze U3A i U4B pra- Może to być słyszalne w głośnikach. Jeś-
cują jako wtórniki, dzięki czemu rezystan- li w czasie pracy układu dałyby się zaob-
cja wejściowa jest duża, równa rezystan- serwować takie wahania stałego napięcia
cji R31 i R32 i wynosi 100k&!. wyjściowego w takt sygnału sterującego,
wystarczy odpowiednio ustawić poten-
Rys. 6. Schemat bramki szumu
R
y
s
.
6
.
S
c
h
e
m
a
t
b
r
a
m
k
i
s
z
u
m
u
cjometry PR1 i PR2. W wielu wypadkach
Rys. 7. Charakterystyki
R
y
s
.
7
.
C
h
a
r
a
k
t
e
r
y
s
t
y
k
i
taka regulacja nie będzie konieczna, ale
układów korekcji dynamiki
u
k
ł
a
d
ó
w
k
o
r
e
k
c
j
i
d
y
n
a
m
i
k
i
Takimi oto prostymi sposobami można na wszelki wypadek przewidziano ele-
zrealizować bardzo pożyteczne układy menty kompensacyjne PR1, PR2, R2 i R3.
r
y
s
u
n
k
u
7
mające charakterystyki jak na rysunku 7. Natomiast elementy PR3, PR4, R33,
R34 z wersji podstawowej nie będą mon-
Opis układu procesora towane. Być może okażą się potrzebne
Schemat blokowy jednego kanału uni- jedynie w precyzyjnym układzie stereofo-
wersalnego procesora dynamiki pokazany nicznego ekspandora i posłużą do wy-
r
y
s
u
n
k
u
8
jest na rysunku 8. Procesor zawiera dwa równania charakterystyk obu kanałów dla
niezależne, jednakowe kanały. Dodatkowy najniższych poziomów sygnału.
obwód dla bramki szumu może być wyko- Rola rezystorów R8 i R9 będzie opisa-
rzystywany przez oba kanały jednocześnie. na w dalszej części artykułu.
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 8/98 9
Projekty AVT
P
r
o
j
e
k
t
y
A
V
T
Wzmianki wymaga jeszcze tor ze łoprądowe sprzężenie wyjścia z wejściem w ogromnej większości przypadków, rezys-
wzmacniaczami U2A i U2B. Jest on czynny odwracającym wzmacniacza. Chodzi o to, tory R14 i R15 w ogóle nie są potrzebne.
tylko w układzie bramki szumu. Ponieważ żeby zapewnić przepływ prądu stałego Jeśli jednak sygnały wyjściowe miałyby być
bramka ma się otwierać już przy stosunko- (polaryzującego wejście) by wyjście nie większe (co wyjątkowo może się zdarzyć je-
wo niewielkich sygnałach (trochę więk- weszło w stan nasycenia. Ale ten obwód dynie w układzie ekspandora) warto dodać
szych od poziomu szumów), konieczne są ma realizować sprzężenie tylko dla prądu te rezystory. W zestawie AVT-2282 mają
dwa stopnie wzmocnienia. Bramka ma stałego, bo dla prądu zmiennego sprzęże- one wartość 18...22k&!, co jest wartością
działanie progowe  pozostaje zamknięta, nie realizowane jest przez  zmienną re- uniwersalną zarówno dla ekspandora
aż sygnały wejściowe przekroczą ustalony zystancję kostki NE572. Stąd obecność i bramki szumu, jak też dla kompresora i li-
poziom. Gwarantują to diody D2 i D3. Do- kondensatorów C12, C17, które skutecz- mitera. Jeśli ktoś będzie chciał na stałe wy-
póki wzmocnione sygnały mają amplitudę nie odfiltrowują sygnały akustyczne. korzystać układ w roli ekspandora, może do-
mniejszą niż 0,6V, żadna z diod nie przewo- W układzie ekspandora i bramki szu- brać wartości R14 i R15, aby na wyjściach
dzi i bramka nie przepuszcza sygnału. Dla mów sprzężenie stałoprądowe zapewnia- U3B i U4A uzyskać napięcia stałe równe po-
większych sygnałów bramka ma mieć sta- ją rezystory R10 i R11, więc wspomniane łowie napięcia zasilania, czyli około 6V.
łe wzmocnienie  zapewniają to zielone dio- obwody nie są wprawdzie potrzebne, ale Przy okazji warto dodać, że elementy
dy LED D4 i D5, które obcinają wierzchołki też nie przeszkadzają w działaniu układu. układu są tak dobrane, iż poziomem cha-
sygnału w torze sterującym do wartości Dwójniki R20C13 i R21C14 poprawia- rakterystycznym (przy którym dla ekspan-
mniej więcej ą2,2V. Taki obcięty do kształtu ją stabilność wzmacniaczy operacyjnych dora i kompresora wzmocnienie wynosi 1,
prostokąta sygnał sterujący (o praktycznie NE5532. a dla limitera jest maksymalnym napięciem
stałej wartości) zapewnia stałą wartość Rezystory R14 i R15 pozwalają podwy- wyjściowym), jest poziom 0,45Vsk, co dla
wzmocnienia otwartego toru bramki. ższyć napięcie stałe na wyjściu i tym sa-  sinusa daje 1,3V międzyszczytowo.
mym zwiększyć zakres zmiennych napięć W drugiej części artykułu przedstawio-
Dla dociekliwych
wyjściowych. Bez nich napięcie stałe na ne zostaną szczegółowe wskazówki
i zaawansowanych
wyjściach wzmacniaczy wynosi 2,5V. Jeśli dotyczące montażu, uruchomienia i prak-
Obwody R16, R18, C12 oraz R17, R19, sygnały na tych wyjściach nie będą większe tycznego wykorzystania.
P
i
o
t
r
G
ó
r
e
c
k
i
C17 są niezbędne jedynie w układzie niż 1V wartości skutecznej (a ściślej biorąc Piotr Górecki
Z
b
i
g
n
i
e
w
O
r
ł
o
w
s
k
i
kompresora i limitera, żeby zapewnić sta- 2,8Vpp czyli międzyszczytowo), a tak jest Zbigniew Orłowski
Rys. 9. Schemat ideowy modułu
R
y
s
.
9
.
S
c
h
e
m
a
t
i
d
e
o
w
y
m
o
d
u
ł
u