Аналитический обзор технических решений

3. Основные характеристики и параметры

     Требуется не только иметь широкий диапазон частот работы эквалайзера (по всему аудиоспектру), но и частотная характеристика эквалайзера должна быть достаточно ровной, когда все ручки находятся в среднем положении. Немаловажным фактором является низкий уровень шумов, так как усиление в области высоких частот подчеркнет имеющиеся шумы - как те, что имеются во входном сигнале, так и те, что имеются в цепи.

     В последнее время придают много  значения фазовым характеристикам  эквалайзера, так как все они  в той или иной мере сдвигают фазу, и между гармониками на разных частотах возникают небольшие временные задержки. Это сильно влияет на субъективный звук эквалайзера и объясняет, почему некоторые эквалайзеры "звучат" хорошо (в музыкальном смысле), в то время как эквалайзеры с такими же значениями в технической документации звучат хуже. Мы не будем сильно вдаваться в эту область, но надо помнить, что если эквалайзер сдвигает фазу мягко и по нарастанию, это лучше для музыкального восприятия (хуже - когда сдвиги фазы идут неожиданно и в виде пиков).

     Следующий фактор - диапазон регулировки. Как уже было сказано выше, он обычно составляет плюс/минус 12 или 15 децибел. Как правило, больше и не требуется.

       Основным параметром эквалайзера  является амплитудно-частотная характеристика (АЧХ). Она показывает, насколько  эквалайзер усиливает или ослабляет те или иные частоты входного сигнала.  

4. Основные  цели, задачи и проблемы проектирования

       Основная цель проектирования – это улучшение акустического  состояния звукового пространства, в котором находится слушатель, защиты от вибрации, ударов.

       В задачи эквалайзера входит:

• Регулирование высоких и низких частот;
• коррекция АЧХ помещения;
• возможность установить относительную громкость нот различных высот;
• убрать мешающие и выделить полезные, характерные для того или иного музыкального инструмента частоты.

    При проектирование эквалайзера возникают проблемы воспроизведения высококачественного звука.

     Основные  требования к объекту, которые должны обеспечивать максимальное его соответствие конкретным условиям применения:

     - соответствие своему назначению и высокая производительность; высокое качество, надежность и ремонтопригодность;

     - удобство применения, функциональные  свойства, необходимые для выполнения  нужных операций; (специализация  или универсальность)

     - соответствие конструкции объекта  условиям изготовления его конкретными технологическими способами, на конкретном производстве в конкретном количестве.

     - возможность изготовления объекта  на конкретной производственной  базе предприятия–изготовителя  с минимальными затратами (конструктор  должен учитывать имеющиеся оборудование, инструмент, оснастку для изготовления, сборки и контроля; квалификацию персонала и состояние технологической дисциплины и т.п.).

     – соответствие конкретным условиям технологической  подготовки производства (это –  материалы, полуфабрикаты, заготовки их наличие и дефицитность). 

5. Типичные  технические решения, обеспечивающие требуемые  показатели качества.

        Электрическая принципиальная схема эквалайзера приведена на рисунке 6.

     Рисунок 6 – Электрическая принципиальная схема эквалайзера 

     Он  состоит из восьми параллельно включенных активных фильтров на сдвоенных ОУ DA2-DA5. На ОУ DA1 собран входной и выходной буферные усилители. Параллельно фильтрам включен резистор R4.

       Поскольку все фильтры инвертирующие,  а через резистор R4 сигналы проходят без инверсии, то в выходном усилителе сигналы вычитаются. Благодаря этому выравнивается АЧХ на краях полосы пропускания фильтров и получается требуемый диапазон регулировки коэффициента передачи в каждой полосе.

       Схемы фильтров одинаковы, а частоты их настройки определяются емкостями конденсаторов С7-1-С7-8 и С8-1-С8-8.

     Существует ряд технических решений, которые обеспечивают требуемые показатели качества:

• Конструкция должна обеспечивать необходимый уровень стандартизации и унификации.
• Основные параметры РЭА, влияющие на конструкцию прибора: напряжение питания (плюс 5В); Номинальная величина входного сигнала 250 мВ. Центральные частоты фильтров: 40, 100, 270, 700, 2000, 5000, 12 500 Гц; глубина регулирования ±15 дБ.
• При проектировании должны учитываться требования к внешнему виду изделия. Форма изделия прямоугольная, корпус из лёгкого и прочного сплава алюминия с покрытием чёрного цвета. Габаритные размеры корпуса определяются размерами печатной платы.
• Применение в эквалайзерах активных полосовых фильтров позволяет увеличить эквивалентную добротность фильтров, а значит, уменьшить их полосу пропускания и увеличить крутизну спада. Это в свою очередь позволяет увеличить количество регулируемых интервалов и сконструировать так называемый графический эквалайзер.
• Фон переменного тока можно почти полностью убрать, вырезав из сигнала узкий участок в районе 50 Гц (иногда приходится вырезать еще и 100 Гц).
• Для сохранения стереобаланса при любом положении регуляторов необходимо, чтобы значения резонансной частоты и добротности фильтров в левом и правом каналах отличались друг от друга не более чем на 5 %. Отличие их от расчетных значений менее существенно. Для этого в устройстве используются пассивные компоненты с малым допуском (танталовые чип конденсаторы и толстопленочные чип резисторы).
• Среднее время наработки на отказ должно быть не менее 10 тысяч часов.
• Гарантийный срок эксплуатации 2 года. Запасной инструмент и приспособления не предусматриваются. Для уменьшения массы и габаритных размеров готового устройства выбираются планарные корпуса микросхем мА741, R01374 и вМ324
• При конструировании должна быть обеспечена возможность использования прибора как законченной функциональной части.

СОДЕРЖАНИЕ 

1. Проектирование  эквалайзера с активными фильтрами // http://зачётка.рф/referat/id/67463
2. Тайны звуковых эффектов - эквалайзер http://www.interlavka.narod.ru/stats/EQ01.htm
3. Сведение и эквалайзер // http://www.jm.kiev.ua/articles/mixing-eqing
4. Graphic Equalizer // http://samoucka.ru/document12917.html
5. Эквалайзер // http://www.radioland.net.ua/sxemaid-101.html