패시브 톤 컨트롤의 회로 및 인쇄 회로 기판. 앰프용 패시브 톤 블록
액티브 톤 컨트롤의 가장 큰 단점은 깊은 주파수 종속 피드백을 사용하고 이러한 컨트롤로 인해 처리된 신호에 큰 추가 왜곡이 발생한다는 것입니다.
따라서 고품질 장비에는 패시브 레귤레이터를 사용하는 경우가 많습니다. 사실, 단점이 없는 것은 아닙니다. 이들 중 가장 큰 것은 제어 범위에 해당하는 신호 감쇠입니다. 그러나 현대 사운드 재생 장비의 톤 제어 깊이는 8~10dB를 넘지 않기 때문에 대부분의 경우 신호 경로에 추가 증폭 단계를 도입할 필요가 없습니다.
이러한 조정기의 또 다른 사소한 단점은 엔진 회전 각도(그룹 "B")에 대한 저항의 기하급수적 의존성을 갖는 가변 저항을 사용하여 원활한 조정을 보장해야 한다는 것입니다.
그러나 디자인의 단순성과 고품질 표시로 인해 디자이너는 여전히 패시브 톤 컨트롤을 사용하게 됩니다.
이러한 레귤레이터는 이전 단계의 낮은 출력 임피던스와 후속 단계의 높은 입력 임피던스를 요구한다는 점에 유의해야 합니다.
1952년에 영국 엔지니어 Baxandal이 개발한 톤 컨트롤은 아마도 전기 음향학에서 가장 일반적인 주파수 교정기가 되었습니다. 클래식 버전은 브리지를 형성하는 두 개의 1차 필터 링크(저주파 R1C1R3C2R2 및 고주파 C3R5C4R6R7)로 구성됩니다(그림 1a). 레귤레이터의 대략적인 로그 진폭-주파수 특성(LAFC)은 그림 1에 나와 있습니다. 1b. LFC 변곡점의 시간 상수를 결정하기 위해 계산된 종속성도 여기에 제공됩니다.
이론적으로 1차 링크에 대해 달성할 수 있는 최대 주파수 응답 기울기는 옥타브당 6dB이지만 실제로 구현된 특성에서는 변곡 주파수의 약간의 차이(10년 이하)와 이전 및 후속 단계의 영향으로 인해 옥타브당 4~5dB를 초과하지 않습니다. 톤을 조정할 때 Baxandal 필터는 변곡 주파수를 변경하지 않고 주파수 응답의 기울기만 변경합니다. 중간 주파수에서 조정기에 의해 도입된 감쇠는 n=R1/R3 비율에 의해 결정됩니다. 주파수 응답의 조절 범위는 감쇠 값 n뿐만 아니라 주파수 응답의 변곡 주파수 선택에 따라 달라집니다. 따라서 이를 증가시키기 위해 변곡 주파수가 중간 주파수 영역에 설정됩니다. 차례로 조정의 상호 영향으로 가득 차 있습니다.
고려 중인 컨트롤러의 기존 버전에서는 R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1입니다. 이 경우, 상승 및 하강 영역에서 주파수 응답의 변곡 주파수가 대략적으로 일치하여(일반적으로 서로 다름) 주파수 응답의 상대적으로 대칭적인 조절(감소, 심지어는 감소)을 보장합니다. 이 경우에는 필연적으로 더 가파르고 더 확장되는 것으로 드러납니다. 일반적으로 사용되는 n = 10(이 경우 요소 등급의 최소값은 그림 1, a-3, a에 표시됨)과 1kHz 근처의 크로스오버 주파수를 선택하면 1kHz의 주파수에 대해 100Hz 및 10kHz는 ±14dB입니다. 위에서 언급한 바와 같이 원활한 제어를 위해서는 가변 저항기 R2, R7이 지수 제어 특성(그룹 "B")을 가져야 하며, 또한 조정기 슬라이드의 중간 위치에서 선형 주파수 응답을 얻으려면 가변 저항기의 상단 및 하단(다이어그램에 따라) 섹션의 저항도 n과 동일해야 합니다. "하이엔드"의 경우 n = 2...3이며 이는 제어 범위 ±4...에 해당합니다. 8dB이면 엔진 회전 각도(그룹 "A")에 대한 저항의 선형 의존성을 갖는 가변 저항기를 사용하는 것이 허용되지만 동시에 주파수 감소 영역의 조정이 허용됩니다. 응답은 상승 영역에서 다소 거칠고 늘어나며 레귤레이터 슬라이더의 중간 위치에서는 결코 평평한 주파수 응답을 얻지 못합니다. 반면, 선형 의존성을 갖는 이중 가변 저항 섹션의 저항은 더 잘 일치하므로 스테레오 증폭기 채널의 주파수 응답 불일치가 줄어들므로 이 경우 고르지 않은 조절이 허용되는 것으로 간주될 수 있습니다.
저항 R4의 존재는 중요하지 않습니다. 그 목적은 링크의 상호 영향을 줄이고 더 높은 오디오 주파수 영역에서 주파수 응답의 변곡 주파수를 모으는 것입니다. 일반적으로 R4= =(0.3...1.2)"R1입니다. 아래와 같이 어떤 경우에는 완전히 폐기될 수도 있습니다. 레귤레이터에 대한 이전 및 후속 단계의 영향을 줄이기 위해 해당 출력 Rout 및 입력 Rin 저항은 각각 Rout이어야 합니다.<
조정기의 "기본" 버전은 일반적으로 고급 무선 장비에 사용됩니다.
가정용 장비에서는 다소 단순화된 버전이 사용됩니다(그림 2,a). 이러한 조정기의 대략적인 로그 진폭-주파수 특성(LAFC)이 그림 1에 나와 있습니다. 2.6. 고주파수 부분의 단순화로 인해 더 높은 주파수 영역에서 규제가 다소 모호해졌으며 이 영역의 주파수 응답에 대한 이전 및 후속 캐스케이드의 영향이 더욱 눈에 띄게 되었습니다.
Puc.2
n = 2의 유사한 교정기(그룹 "A"의 가변 저항 포함)는 60년대 후반~70년대 초반(주로 낮은 감쇠로 인해)의 단순 아마추어 증폭기에서 특히 인기가 있었지만 곧 n 값이 오늘날의 일반적인 의미로 증가했습니다. . 규제 범위, 조정 및 규제 기관 선택과 관련하여 위에서 언급한 모든 내용은 교정기의 단순화된 버전에도 해당됩니다.
상승 및 하강 부분에서 주파수 응답의 대칭 조절에 대한 요구 사항을 포기하면 (실제로 감소의 필요성이 발생하지 않음) 회로가 더욱 단순화 될 수 있습니다 (그림 3, a) . 그림에 표시됩니다. 조정기의 LFC는 저항 R2, R4 슬라이더의 극한 위치에 해당합니다. 이러한 조정기의 장점은 단순성이지만 모든 특성이 서로 연결되어 있으므로 조정의 용이성을 위해 n = 3...10을 선택하는 것이 좋습니다. n이 증가함에 따라 상승의 가파른 정도가 증가하고 하락의 기울기가 감소합니다. Baxandal 교정기의 기존 버전에 대해 위에서 언급한 모든 내용은 이 극도로 단순화된 버전에 완전히 적용됩니다.
Puc.3
그러나 Baxandal 톤 제어 회로와 그 변형은 결코 패시브 2대역 톤 제어의 유일한 구현이 아닙니다. 두 번째 조정기 그룹은 브리지 기반이 아니라 주파수 종속 전압 분배기를 기반으로 만들어집니다. 레귤레이터의 우아한 회로 설계의 예로 한때 진공관 앰프의 다양한 변형에 사용되었던 톤 블록을 들 수 있습니다. 이 레귤레이터의 "하이라이트"는 음색 제어 과정에서 주파수 응답의 변곡 주파수가 변경되어 사운드에 흥미로운 효과를 가져온다는 것입니다. 그 기본 다이어그램은 그림 1에 나와 있습니다. 그림 4a에 근사된 LFC가 그림 4a에 나와 있습니다. 4.6. 변곡점의 시간 상수를 결정하기 위한 계산된 종속성도 여기에 제공됩니다.
Puc.4
낮은 오디오 주파수 영역의 조정은 주파수 응답의 기울기를 변경하지 않고 변곡 주파수를 변경한다는 것을 쉽게 알 수 있습니다. 가변 저항 R4 슬라이더가 (회로에 따라) 낮은 위치에 있으면 더 낮은 주파수에서의 주파수 응답은 선형입니다. 슬라이더를 위로 움직이면 상승이 나타나고 조정 프로세스 중 변곡점이 더 낮은 주파수 영역으로 이동합니다. 엔진이 더 많이 움직이면 저항 R4의 상단(다이어그램에 따라) 부분이 저항 R2를 우회하기 시작하여 고주파 변곡점이 더 높은 주파수 영역으로 이동합니다. 따라서 조절 시 낮은 주파수의 상승은 중간 주파수의 감소로 보완됩니다. 고주파 조정기는 단순한 1차 필터이며 특별한 기능이 없습니다.
이 회로를 기반으로 더 낮은 주파수와 더 높은 주파수 영역에서 주파수 응답을 조정할 수 있는 다양한 톤 블록 변형을 구축할 수 있습니다. 더욱이, 낮은 주파수 영역에서는 주파수 응답의 상승과 하강이 모두 가능하지만, 높은 주파수에서는 상승만 나타납니다.
저주파 영역에서 주파수 응답 변곡 주파수를 조절하는 톤 블록의 변형이 그림 1에 나와 있습니다. 그림 5,a의 LACCH는 그림 5에 나와 있습니다. 5.6. 저항 R2는 주파수 응답의 변곡 주파수를 조절하고 R5는 기울기를 조절합니다. 규제 기관의 공동 조치를 통해 상당한 제한과 더 큰 규제 유연성이 허용됩니다.
Puc.5
톤 블록의 단순화된 버전의 다이어그램이 그림 1에 나와 있습니다. 그림 6,a의 LACCH는 그림 6에 나와 있습니다. 6.6. 이는 본질적으로 그림 1에 표시된 음색 블록의 저주파 부분을 혼합한 것입니다. 그림 3,a와 그림 4,a에 표시된 톤 블록의 고주파수 섹션.
그림 6
저주파 및 고주파 영역의 주파수 응답을 조정하는 기능을 결합하면 하나의 컨트롤로 간단한 결합 톤 컨트롤을 얻을 수 있어 라디오 및 자동차 장비에 사용하기에 매우 편리합니다. 그 회로도는 그림 1에 나와 있습니다. 7,a 및 LACCH - 그림. 7.6. 가변 저항 R1의 낮은(다이어그램에 따르면) 위치에서 주파수 응답은 전체 주파수 범위에 걸쳐 선형에 가깝습니다. 위쪽으로 이동하면 낮은 주파수에서 상승이 나타나고 조정 과정에서 저주파 변곡점이 낮은 주파수 영역으로 이동합니다. 엔진이 더 움직이면 저항 R1의 상단 (다이어그램에 따라) 섹션이 커패시터 C1을 켜서 더 높은 주파수가 상승합니다.
그림 7
가변 저항 R1을 스위치(그림 8a 및 8.6)로 교체하면 고려된 레귤레이터는 50~60년대에 인기가 있었고 다시 사용되는 가장 간단한 톤 레지스터(위치 1 - 클래식, 2 - 재즈, 3 - 록)로 전환됩니다. 90년대 라디오와 스테레오의 이퀄라이저.
그림 8
다양한 수동 보정 회로는 제안된 옵션에만 국한되지 않습니다. 잊혀진 많은 회로 솔루션이 이제 새로운 질적 수준으로 재탄생하고 있습니다.
결핵 마튜쉬키나
제안된 음색 제어 방법은 기존 방법과의 특징적인 차이점은 다음과 같다.
· 주파수 응답의 형성; 저주파에서는 가로축 방향으로 구부러져 있고(기울기는 주파수 감소에 따라 부드럽게 증가함), 알려진 RT는 저주파에서 정확히 반대 주파수 응답을 가지며 가로축에서 볼록합니다(기울기는 주파수 감소에 따라 감소함).
· 모든 조절 깊이에서 저주파(별도) 고주파 범위의 모든 주파수에서 주파수 응답이 동시에 일관되게 변경됩니다. 기존 RT에서는 주파수 응답 형태의 변화가 범위의 일부를 차지합니다.
· 깊이에 따라 주파수 응답의 기울기 변경: 조절. 대부분의 RT에서 주파수 응답의 기울기는 고정되어 있습니다.
스테레오 시스템, 홈 시어터, 전화용 휴대용 스피커 등 많은 최신 오디오 시스템에는 이퀄라이저, 즉 톤 블록이 있습니다. 도움을 받으면 신호의 주파수 응답을 조정할 수 있습니다. 신호의 고주파 또는 저주파 양을 변경합니다. 대부분의 경우 미세 회로에 내장된 활성 톤 블록이 있습니다. 전력이 필요하지만 신호 레벨을 약화시키지는 않습니다. 또 다른 유형의 톤 블록은 수동적입니다. 전체 신호 레벨을 약간 약화시키지만 전력이 필요하지 않으며 신호에 추가 왜곡을 발생시키지 않습니다. 그렇기 때문에 고품질 음향 장비에서는 패시브 톤 블록이 가장 자주 사용됩니다. 이번 글에서는 간단한 2-way 톤 블록을 만드는 방법을 살펴보겠습니다. 집에서 만든 앰프와 결합하거나 별도의 장치로 사용할 수 있습니다.
톤 블록 회로
회로에는 수동 요소(커패시터, 저항기)만 포함되어 있습니다. 두 개의 가변 저항을 사용하여 고주파 및 저주파 레벨을 조정합니다. 필름 콘덴서를 사용하는 것이 좋지만, 준비되어 있지 않으면 세라믹 콘덴서도 사용할 수 있습니다. 각 채널에 대해 하나의 회로를 조립해야 하며 두 채널 모두에서 동일하게 조정하려면 이중 가변 저항기를 사용하십시오. 이 기사에 게시된 인쇄 회로 기판에는 이미 이 회로가 중복되어 포함되어 있습니다. 왼쪽 및 오른쪽 채널 모두에 대한 입력이 있습니다.
보드 다운로드:
(다운로드: 635)
톤 블록 만들기
회로에는 활성 구성 요소가 포함되어 있지 않으므로 가변 저항기의 단자에 직접 표면 실장하여 쉽게 납땜할 수 있습니다. 원한다면 인쇄 회로 기판에 회로를 납땜할 수도 있습니다. 과정 사진 몇 장:
조립 후 회로의 작동을 확인할 수 있습니다. 예를 들어 플레이어, 컴퓨터 또는 전화 등의 입력에 신호가 공급되고 회로의 출력이 증폭기의 입력에 연결됩니다. 가변 저항을 회전시켜 신호의 저주파 및 고주파 레벨을 조정할 수 있습니다. 극단적인 위치에서 사운드가 "별로 좋지 않다"고 놀라지 마십시오. 저주파가 완전히 약해졌거나 반대로 너무 높은 신호는 귀에 듣기 좋지 않을 것입니다. 톤 블록을 사용하면 앰프나 스피커의 고르지 못한 주파수 응답을 보상하고 취향에 맞는 사운드를 선택할 수 있습니다.
케이스 제조
완성된 톤 블록 회로는 차폐 케이스에 넣어야 합니다. 그렇지 않으면 배경을 피할 수 없습니다. 일반 깡통을 본체로 사용해도 됩니다. 가변 저항기를 꺼내서 손잡이를 놓으십시오. 오디오 입력 및 출력을 위해 캔 가장자리에 잭 3.5 커넥터를 설치하십시오. 오늘 저는 Tone Stack Calc 프로그램에서 패시브 톤 블록을 계산하는 방법을 여러분과 공유하고 싶습니다. 이 프로그램은 선택할 수 있는 다양한 톤 블록 변형을 제공합니다. 사용자는 특정 요소를 변경하고 주파수 응답의 변화를 명확하게 확인할 수 있습니다. 이렇게 하면 "자신에게 맞게" 음색을 조정할 수 있습니다. 가정용 무선 장비에서 가장 일반적으로 사용되는 "James" 옵션을 선택해 보겠습니다.슬라이더 R2와 R6을 움직여 왼쪽에서 일어나는 변화를 살펴봅니다. 이 프로그램에는 이미 기성 버전의 음색이 있지만 마음에 들지 않을 수도 있습니다(예를 들어 저는 마음에 들지 않습니다). 미드베이스(80-400Hz)도 상승하는 것을 볼 수 있으며 이것이 험의 가능한 이유입니다. , 실내에서의 공명이므로 편안한 음악 감상을 위해서는 이러한 주파수가 크게 증폭되어서는 안 됩니다. 톤 블록이 마음에 들지 않는 또 다른 이유는 필요한 값의 가변 저항이 부족하기 때문입니다. 앰프의 톤이 맘에 드네요 Trembita-002-스테레오(1977년 졸업) 그리고 이를 개선하고 현대화하고 싶다고 가정해 보겠습니다. 변경 사항을 시각적으로 확인하려면 스냅샷을 클릭하세요.
나는 이 버전의 음색을 선호하지만 신호를 훨씬 더 약화시킵니다. 문제 없습니다. 그러나 저항 R2가 완전히 풀렸을 때 미드베이스의 상승은 그렇게 강하지 않습니다. 요소를 추가로 선택하면 다음과 같은 옵션이 제공됩니다. 듣기에 대한 내 관점에서는 즐겁습니다.
1kHz의 주파수는 거의 그대로 유지되지만 2kHz 이상에서는 반송파 18kHz와 함께 주파수가 상승하여 품질 요소가 증가했습니다. 어떤 사람들은 이것을 좋아하지만 대역이 많은 이퀄라이저에서는 품질 요소를 더 작게 만들려고 노력하므로 예를 들어 1kHz를 높이면 인접한 500Hz와 2kHz가 약간 상승합니다. 그렇지 않으면 이러한 이퀄라이저 아무 소용이 없을 것입니다. 이러한 회로에서는 품질 계수를 줄이기 위해 두 개의 추가 저항기가 사용되며 회로는 다음과 같은 형태를 취합니다.
하지만 그게 전부는 아닙니다. 이러한 톤 블록을 조립한 후에는 볼륨이 크게 감소하는 것을 느낄 수 있습니다. 그렇습니다. 패시브 컨트롤은 게인을 크게 줄입니다. 일반적으로 그들은 예를 들어 연산 증폭기에 또 다른 증폭기 단계를 추가합니다. 이는 더 간단하며 매개변수는 연산 증폭기에 크게 의존하게 되며 언제든지 다른 증폭기로 교체할 수 있으며 놀랄 수도 있습니다. 일반적으로 음색은 Shmelev의 프리앰프와 같이 앰프 스테이지의 피드백 회로에 포함됩니다. 나는 이렇게 했다:
모든 커패시터 K73-9, K73-17, MBM, BM-2(세라믹 제외)(후자는 피드백의 연산 증폭기 및 C6 보정 회로에 사용되어야 함) 내 버전에서는 안타깝게도 2200p용 필름 커패시터를 찾지 못했지만 다행히 사운드에 큰 영향을 미치지 않았습니다. 행운을 빕니다! .
PASSIVE TONE BLOCK 기사에 대해 토론하십시오.
나는 IRS2092에서 클래스 D 앰프의 소리를 들어보기로 결정했습니다. 잠시 후
알리에 대한 검색 명령이 내려졌습니다. '소리가 어떻게 나는지' 궁금해서 톤 블록도 주문했습니다.
앰프는 아직 이동 중이고 톤 컨트롤은 이미 도착했기 때문에
일단 검토해 보세요. 앰프가 도착하면 리뷰하겠습니다.
그를 측정해 보세요.
지불금은 거품이 가득한 봉투에 들어있었습니다. 키트에는 회로 자체와
저항기용 핸들 4개. Vese 플럭스는 납땜을 어느 정도 씻어냈습니다.
정돈된. 보드 레이아웃은 평균입니다. 사진의 컨트롤은 왼쪽에서 오른쪽으로 HF, MF, LF, 볼륨입니다.
NE5532P 연산 증폭기가 보드에 설치됩니다. 
또한 보드에는 전력 안정화 회로(L7812 및 L7912)와 정류기가 있습니다.
전원 공급용 변압기에서 AC 전압을 공급할 수 있습니다.
수수료.
레귤레이터의 회로도는 이와 유사합니다. 
일부 저항의 값이 다르며 일부 통과가 없습니다.
커패시터.
이제 가장 중요한 것은 테스트입니다.
이 카드에서 테스트됨 
약간 수정된 Creative Sound Blaster X-Fi Titanium PRO - 인쇄 회로 기판의 뒷면이 완전히 차폐되어 있고 출력 연산 증폭기가 OPA2134로 교체되었으며 모든 전원 공급 장치 커패시터가 세라믹으로 분류되었습니다.
주파수 응답(분홍색 - 톤 블록을 우회하여 입력에서 출력으로, 파란색
- 톤 블록을 통해 - 모든 톤 컨트롤이 중간 위치에 있음) 
낮은 주파수(200Hz 미만)에서는 약간의 상승이 보이고
높음(6kHz 이상)
극단적인 위치의 베이스 컨트롤 
극한 위치의 미드레인지 컨트롤 
극한 위치의 HF 제어 
THD "THD", 오른쪽 채널은 비교를 위해 톤 블록을 우회합니다(카드 출력에서
입력), 톤 블록의 THD 0.016%, 물론 더 낮았으면 좋겠습니다. 기본 연산 증폭기 대신 OPA2134를 설치해 보았더니 왜곡이 약간 줄어들었지만 크게 줄어들지는 않았습니다. 보드의 레이아웃이 완전히 정확하지 않았기 때문일 가능성이 높습니다. 
주파수에 대한 SOI의 의존성(오른쪽 채널은 톤 블록을 우회하고,
그래프의 핑크색) 
톤 블록은 신호의 위상을 반전시키지 않습니다(오른쪽 채널은 톤 블록을 우회하고,
그래프의 핑크색) 
CNI에 익숙하다면 가정 공예에 적합한 상당히 평균적인 품질의 블록입니다.
높은 가격으로 인해 계획된 강화에 베팅하지 않을 것 같습니다.
고조파 왜곡. 보드를 직접 배선하고 톤 블록을 조립하겠습니다.
정보가 도움이 되었기를 바랍니다.
