Ośla łączka
EdW A07
EdW A07
Elektronika dla poczÄ…tkujÄ…cych,
Elektronika dla poczÄ…tkujÄ…cych,
czyli wyprawy na oślą łączkę
czyli wyprawy na oślą łączkę
Ćwiczenie 4. Korektor barwy dz
więku
W sprzęcie średniej i wyższej klasy powszech- pojemność 20nF. Tylko
Fot. 22
nie stosowane były i są korektory barwy dlatego, że w zestawie
dz
więku. Korektory można zrealizować bez EdW A07 mamy po
jakichkolwiek elementów wzmacniających, dwa kondensatory 1nF
niemniej wykorzystanie wzmacniaczy ope- i 10nF. Ale warto prak-
racyjnych pozwala zrealizować je w prosty i tycznie sprawdzić, jak
elegancki sposób. wartości kondensatorów
Zacznijmy od bardzo pożytecznego i bar- C (C4+C5) oraz C
L H
dzo popularnego korektora dwupunktowego, (C6) wpływają na cha-
zwanego często motylkiem, bo charaktery- rakterystyki regulacji.
styki regulacji przypominają trochę skrzydła Rysunek 23 pokazuje
motyla. Korektor ten pozwala niezależnie charakterystyki regu-
regulować tony niskie i wysokie, a częstot- lacji przy wartości C
L
liwości średnie, zwykle w okolicach 1kHz, = C4+C5 = 20nF przy
przechodzÄ… przez korektor bez zmian. maksymalnym podbiciu
Podstawą tego rodzaju regulatorów jest i maksymalnym tłumie-
wzmacniacz odwracajÄ…cy o wzmocnieniu niu. Natomiast rysunek
równym 1. Korekcja polega po prostu na 24 przedstawia wpływ
zmianie wzmocnienia tonów niskich i wyso- pojemności C przy
L
kich. Znacznie więcej szczegółów podanych skręceniu potencjometrów na minimum. Jak nego 20Hz...20kHz to częstotliwość 632Hz
jest w Technikaliach. widać z tego rysunku, zwiększanie pojem- i niektóre korektory tego typu mają  punkt
W literaturze można spotkać kilka wersji ności C przesuwa częstotliwość graniczną neutralny właśnie w okolicach 640Hz, a
L
dwupunktowych korektorów, różniących się w lewo, czyli w stronę niższych często- nie 1kHz.
pewnymi szczegółami budowy. My zacznij- tliwości i zmniejsza tym samym zakres Muszę też zwrócić Ci uwagę na kilka istot-
my od schematu z rysunku 21. Nie jest to regulacji. Natomiast z pojemnością C (C6) nych kwestii. Otóż układ ten z konieczności
H
może najlepsza wersja, ale zrealizujemy ją jest odwrotnie: czym mniejsza wartość C6, jest zrealizowany jak najoszczędniej, żeby
bez trudu za pomocą elementów, które masz tym mniejszy jest zakres regulacji tonów wykorzystać elementy z zestawu EdW A07.
w zestawie EdW A07. Mój model pokazany wysokich. Zmieniając te pojemności, może- Po części wzorowałem się na nietypowym
jest na fotografii 22. my śmiało zmieniać właściwości korektora.  minimalistycznym układzie z rysunku 25,
Taki regulator barwy możesz łatwo W świetle rysunku 24 optymalną wartością opisanym w materiałach Texas Instruments
wypróbować w praktyce. Na przykład na C wydaje się 47nF (33nF...68nF) oraz C
L H
Rys. 23
wejście możesz podać sygnał z empetrójki, = 1nF, ponieważ zwykle uznajemy czę-
a do wyjścia dołączyć albo słuchawki, jak w stotliwość 1kHz jako  środkową . Ale w
poprzednim układzie, albo za pomocą kabla Rys. 21 zasadzie środek pasma akustycz-
+9...+12V
CL=C4+C5
C
=
C
+
C
L
4
5
z wtykami chinch
(RCA) podać
R2
R
2
C8
C4=C5=10nF
100k
1
0
0
k

wygnał na wejście
1000 F
1
0
0
0

F
U1A
AUX dowolnego
R5 C5
TL082
wzmacniacza mocy.
1
0
k

C1 10k
R6
2
100nF
Przekonasz się, że
3 1
+
1
0
k

P1 10k
zakres regulacji
100k
1
0
0
k

i tonów niskich, i we
C7
R7
wysokich jest duży.
R4
R
4
100 F Rys. 24
1
0
0

F
22k
2
2
k

Zauważ, że w
1M
1
M

C2
układzie połączy-
+
100nF
łem równolegle wy
C6 1nF
U1B
dwa kondensatory
TL082
C3 R8
C
3
P2 10k
P
2
1
0
k

C4, C5, by uzyskać
100 F
1
0
0

F
100k
1
0
0
k

Wrzesień 2010
W
r
z
e
s
i
e
Å„
2
0
1
0
El ektronika dl a Wszystkich 35
+
+
Ośla łączka
Rys. 25
(SLYT155), gdzie 10-krotnie. Jednak w zdecydowanej więk-
oprócz niewielkiej szości tego rodzaju regulatorów stosuje się
liczby elementów, potencjometry o jednakowej wartości, a kon-
zwraca uwagę obec- densatory włączone są inaczej. Także i Ty,
ność trzech kon- jeśli będziesz chciał zrealizować praktycz-
densatorów o jed- ny regulator barwy dz
więku, wykorzystasz
nakowej wartości, a inne rozwiązania. Omówimy je w następnym
potencjometry majÄ… odcinku.
wartości różniące się Piotr Górecki
C1
Ra =61k Rb =61k Ra =11k Rb =111k Ra =111k Rb =11k
R
=
6
1
k

R
=
6
1
k

R
=
1
1
k

R
=
1
1
1
k

R
=
1
1
1
k

R
=
1
1
k

a
b
a
b
a
b
wy
we we P1100k R2 wy we P1 wy we wy
P1 P1
1
0
0
k

R1 100k R2 R1 R1 R2 R1 R2
1
0
0
k

100k
1
0
0
k

1
1
k

1
1
k

1
1
k

11k 11k 11k 11k 11k 11k
1
1
k

1
1
k

1
1
k

Ra1 Ra>Rb G<1
R
<
R
R
>
R
a
b
a
b
Ra=Rb +
R
=
R
a
b
+ + +
Rys. B2
Rys. B1

niż  20dB...+20dB. Ilustruje to rysu-
G=1=0dB G = 10 = +20dB G = 0,1 =  20dB
G
=
1
=
0
d
B
G
=
1
0
=
+
2
0
d
B
G
=
0
,
1
=
2
0
d
B
Zasada działania klasycznych regu- nek B4. Linie przerywane poka-
przy wysokich częstotliwoS
ciach R1 R2
p
r
z
y
w
y
s
o
k
i
c
h
c
z
Ä™
s
t
o
t
l
i
w
o
S

c
i
a
c
h
latorów barwy dz
więku jest prosta, zują idealizowany przebieg cha-
- zwarcie przez C1
-
z
w
a
r
c
i
e
p
r
z
e
z
C
1
ponieważ są to w sumie wzmacniacze rakterystyki częstotliwościowej.
we wy
P1
odwracające, a podstawowy obwód W rzeczywistości charakterysty-
R =
R
=
S
S
we P1 wy 2
ki nie sÄ… ostre, tylko Å‚agodne  w
regulacyjny wyglÄ…da jak na rysun- R1 R2
ku B1. Przy ustawieniu suwaka w  punktach załamania występu-
środkowym położeniu, wzmocnienie je różnica o 3dB, jak pokazu-
+ +
Rys. B3
wynosi 1, czyli nie ma zmian (ściślej je pomarańczowa linia. Tak jak
 1, bo wzmacniacz odwracajÄ…cy zamienia potencjome- to jest standardowo w filtrach,
fazę na przeciwną, ale to nie ma znaczenia). tru P1 war- liczbowa wartość reaktancji
Rys. B4
W położeniach skrajnych sygnał jest albo tłu- tość rezy- kondensatora jest wtedy równa
miony, albo wzmacniany. O wartości wzmoc- stancji Rs współpracującej rezystancji.
tony
tony
niskie
nienia/tłumienia decyduje stosunek rezystan- jest równa Można powiedzieć w pewnym
wysokie
f
cji potencjometru do wartości  rezystorów p o ł o wi e uproszczeniu, że przy częstotli-
częstotliwoS
ć
pomocniczych . Przy wartościach rezystorów wartości P1, wości załamania f reaktancja
LB
R1 = R2 = 11k©, P1 = 100k©, zakres regula- przy innych kondensatora C1 jest równa R1
cji wynosiłby 1/10...10, czyli w mierze decy- ustawieniach (i R2). Natomiast dla częstotliwości f jest
L
belowej dokładnie  20dB...+20dB. W prak- P1 rezystan- równa rezystancji P1. W praktyce wartość
tyce należy wziąć pod uwagę, że tolerancja cja Rs jest częstotliwości f wynosi 100Hz...1kHz, co
LB
fL fLB
f
f
L
L
B
potencjometrów wynosi zwykle 20%, więc mniejsza, w przy dziesięciokrotnym stosunku P1/R1 daje
nie trzeba silić się na dokładność. Dlatego z skraj nych wartości f odpowiednio 10Hz...100Hz.
L
reguÅ‚y stosuje siÄ™ wartoÅ›ci R1 = R2 = 10k© poÅ‚ożeniach potencjometru, Rs jest równa A teraz rozważmy obwód z potencjometrem
i P1 = 100k©. zeru. Zmienia siÄ™ wprawdzie wartość rezy- P2 i kondensatorem C2 wedÅ‚ug rysunku B5.
Dodanie jednego kondensatora C1 według stancji Rs, ale dla tych wysokich częstotliwo- Początkujący niesłusznie uważają, że działanie
rysunku B2 powoduje poważną zmianę. Dla ści niczego to nie zmienia  wzmocnienie jest drugiego potencjometru do regulacji tonów
bardzo niskich częstotliwości kondensator wtedy stałe, dokładnie równe 1, wyznaczone wysokich jest niezależne od obwodu regulacji
ten ma bardzo dużą reaktancję i możemy tylko przez stosunek rezystorów R2/R1. tonów niskich. Prawda jest inna. Rysunek
uznać, że go w ogóle nie ma. Wtedy zgod- Dla jakichś często- B3 pokazał, że dla wysokich
C1
Rys. B5
nie z rysunkiem B1 zakres regulacji wynosi tliwości pośrednich częstot-liwości kondensator
 20dB...+20dB. Z kolei dla bardzo wysokich reaktancja konden- C1 praktycznie stanowi zwar-
częstotliwości można przyjąć, że kondensator satora jest porówny- cie i wzmocnienie jest wtedy
P1
R1 R2
C1 stanowi zwarcie. Wtedy układ zachowuje walna z wartościa- równe 1. Przeanalizujmy teraz
siÄ™ jak wersja z rysunku B3. Potencjometr mi R1, R2, P1 i dla sytuacjÄ™ przy wysokich czÄ™-
+
we wy
jest zwarty przez maleńką reaktancję C1 i nie tego zakresu częstot- stotliwościach, gdy C1 stanowi
C2
można niczego regulować. Rs to rezystancja liwości można regulo- zwarcie i gdy P1 jest w środko-
wypadkowa równoległego połączenia połó- wać wzmocnienie, ale wym położeniu  wtedy sytua-
P2
wek potencjometru. W pozycji środkowej w zakresie mniejszym, cja wygląda jak z lewej strony
R E K L A M A
3dB
3dB 3dB
3dB
TECHNIKALIA
Ośla łączka
R1 = R2 R1 = R2
R
1
=
R
2
będzie i dodanie takiego rezystora, i
U=0
we
wy
R1 R2
zastosowanie dwóch kondensatów
RS
R
S
P1
zamiast jednego C1. Oba sposoby poka-
R
R
R = S
R
=
S
S
S
C2
2
zane sÄ… na rysunku B9. W tej drugiej
U=0 wersji przy wysokich częstotliwoś-
C2
ciach kondensatory C1a i C1b zwierajÄ…
+
we wy
we
+
+ wszystkie trzy końcówki potencjometru
wy
R =P2 P2
R
=
C2 c
c
R =
R
=
d
d
2
i wartość współpracującej rezystancji
2
tony
stłumione
U=0 jest wtedy niezmienna, równa wartości
P2
tony wysokie
niskie
dla wysokich częstotliwoS
ci
d
l
a
w
y
s
o
k
i
c
h
c
z
Ä™
s
t
o
t
l
i
w
o
S

c
i
dodanego rezystora R3. Ale niestety
R1 = R2 i R = R , więc G = 1
R
1
=
R
2
i
R
=
R
,
w
i
Ä™
c
G
=
1
c d
c
d
f
Rys. B6
nadal nie wiemy, jaką wartość mają
rysunku B6, a wartość Rs = rezystancje wypadkowe, z którymi
częstotliwoS
ć
Rys. B8
0,5*P1. Jak pokazuje wersja we współpracuje C2. Aby to określić, nale-
wy
R1 R2
f
fHB
H
B
z prawej strony rysunku B6 żałoby wrócić do szkolnych rozważań,
R
R
S
S
(porównaj rysunek 3), gdy Częst ot l i wość którymi są męczeni uczniowie w pierw-
P2 też jest w środkowym charakterystyczna dla szych klasach technikum. Mianowicie
położeniu, na jego suwaku C2 tonów wysokich (częstotli- trzeba przekształcić gwiazdę na trójkąt
+
napięcie jest zawsze równe wość załamania) jest taka, przy o takich samych właściwościach. Otóż taka
podbite
zeru, a co ważne Rc = Rd, której reaktancja C2 staje się konwersja daje wyniki pokazane na rysunku
tony
więc kondensator C2 nie równa współpracującej rezy- B10. Co najważniejsze, wartości interesu-
wysokie
tony
ma wpływu na charaktery- stancji wypadkowej R1, R2, jących nas rezystancji R , R są równe i
XZ YZ
niskie
stykę częstotliwościową i Rs. wynoszą R1+2R3. Natomiast wartość rezy-
f
wzmocnienie jest równe 1, Wszystko pięknie, tylko stancji R nas nie obchodzi, bo nie ma wpły-
XY
ściślej  1. W jednym skraj- jaka jest ta wypadkowa war- wu na działanie regulatora.
częstotliwoS
ć
nym położeniu suwaka P2 Rys. B7 fHB tość współpracującej rezy- Teraz już wiemy, że w sytuacjach z rysun-
f
H
B
(w lewo na rysunku B6), stancji? ków B7 i B8, pojemność C2 współpracu-
kondensator C2 jest dołączony wprost do W grę wchodzą dwa problemy. Po pierw- je z rezystancjami R =R =R1+2R3, jak
XZ YZ
wejścia i wypadkowy schemat wygląda jak sze mamy układ gwiazdy, złożonej z rezy- pokazuje rysunek B11. Możemy więc okre-
na rysunku B7 (rezystancja potencjometru P2 storów R1, R2, Rs i nie bardzo wiemy, jak ślić częstotliwość załamania w układach z
jest wtedy włączona między wejście i wyjście zabrać się do obliczeń. Po drugie, w prostym rysunków B7 i B8. W praktyce dobieramy
korektora i nie ma wpływu na charakterystyki układzie z rysunków B5, B6 rezystancja kondensator C2 tak, żeby jego reaktancja dla
częstotliwościowe). Przy wzroście częstotli- Rs nie jest stała! Zależy ona od ustawienia częstotliwości złamania f , zazwyczaj rów-
HB
wości reaktancja C2 maleje i wzmocnienie suwaka P1  przecież Rs zmienia się od nej 1...3kHz, była równa rezystancji R1+2R3,
ze wzrostem częstotliwości się zwiększa, co zera do 0,5*P1 przy regulacji tonów niskich. czyli według zależności:
pokazuje charakterystyka częstotliwościowa. Sygnalizowałem już to przy okazji rysunku C2 = 1 / 2Ąf (R1+2R3).
HB
W przeciwnym skrajnym położeniu suwaka B3. Oznacza to, że ustawienie potencjometru I oto mamy klasyczny regulator, zwany
P2 (w prawo na rysunku B6), kondensator C2 tonów niskich P1 zmienia Rs i tym samym... regulatorem Baxandalla, którym bliżej zaj-
jest dołączony do wyjścia według rysunku wpływa na charakterystykę w zakresie tonów miemy się w następnym odcinku.
B8. Wtedy z kolei ze wzrostem częstotliwości wysokich! A to na pewno jest niepożądane. Rys. B10
wzmocnienie maleje, ponieważ maleje reak- Możemy zmniejszyć problem, wprowa- R1 R2 RXY
=
R
Y
X
Y
X
X Y
tancja C2. Idea pokazana na uproszczonych dzajÄ…c dodatkowy rezystor R3 w obwodzie
schematach na rysunkach B7 i B8 jest bardzo suwaka potencjometru P1, co zmniejszy
R3
prosta, ale jest tu kłopot z obliczeniami. wpływ położenia suwaka P1. Ale jesz-
RXZ RYZ
R
R
X
Z
Y
Z
=
cze lepszym
P1
C1 R1 R2 Z
Z
Rys. B9
s pos obem
RXZ=RYZ=R1+2R3
R
=
R
X
Z
Y
Z
RXY
R
Rys. B11
X
Y
P1
R1 R2 C1b
C1a
C2 C2
RXY
R
X
Y
R3
R3
X Z Y
Z
Y X
wy we wy
we
R
wy RYZ
R
Y
Z
RXZ RXZ RYZ
R
R
Y
Z
X
Z
X
Z
+
we wy
+
we
C2
C2 + +
P2
P2
podbicie tonów stłumienie tonów
p
o
d
b
i
c
i
e
t
o
n
ó
w
s
t
Å‚
u
m
i
e
n
i
e
t
o
n
ó
w
wysokich (rys. B7) wysokich (rys. B8)
w
y
s
o
k
i
c
h
(
r
y
s
.
B
7
)
w
y
s
o
k
i
c
h
(
r
y
s
.
B
8
)
R E K L A M A
TECHNIKALIA
U=0
3dB
3dB