Виберіть свою мову

У статті автором запропоновано нескладний блок режекторних фільтрів, призначений для роботи в складі модульного мікшерного пульта ("Радіо", 2003, № 2, 3) системи звукопідсилення. Цей блок дозволяє придушити паразитне акустичну зв'язок між мікрофонами і акустичною системою без помітного погіршення якості. Як уже зазначалося в першій статті, змінний набір модулів істотно розширює сферу застосування цього малогабаритного пульта для звукозапису та звукопідсилення.

Найбільші неприємності при звукопідсиленні зазвичай приносить виникнення акустичного зворотного зв'язку ("feedback"), і боротьбі з нею присвячено велике число публікацій. Для придушення цього ефекту існує безліч пристроїв, що мають свої недоліки і достоїнства. Але було б дивно рекомендувати установку в простий аматорський пульт [1] дорогих цифрових фільтрів або пристрої зсуву спектру частот. Тому зупинимося на більш простих варіантах.

Вважається, що найчастіше акустична "зав'язка" виникає в діапазоні частот 125 Гц... 4 кГц, в першу чергу, на частотах підвищеної чувствительноети мікрофонів і акустичних систем при їх невдалому розташуванні або наявності відбиттів звуку в приміщенні. Зрозуміло, що для зриву генерації в системі звукопідсилення необхідно або зменшити посилення, або змінити фазу сигналу. При зниженні загального посилення втрачається сенс самого звукопідсилення. Можна застосувати простий пороговий шумоподавлювач і зменшити тільки посилення сигналів з низьким рівнем, але цей спосіб застосовується, якщо потрібно посилити голос тільки однієї людини. Але звуки, джерела яких знаходяться далі від мікрофона, будуть придушуватися; далеко не завжди це допустимо. Значить, потрібно знижувати посилення сигналу лише на тій частоті, на якій виникла "зав'язка". Це можна зробити з допомогою перебудовуються режекторних фільтрів. Щоб не вносити помітних частотних спотворень в сигнал, загороджувальні фільтри повинні бути узкополосными.

Вважається, що "вирізування" смуги частот з шириною спектра сигналу менше 0,1 октави зовсім непомітно навіть при прослуховуванні симфонічної музики, а на мовлення цілком припустимо збільшити цю смугу до 0,2...0,3 октави. На практиці з такою завданням успішно справляються третьоктавні графічні еквалайзери, але вже дуже вони громіздкі. Значно зручніше використовувати параметричні еквалайзери або вузькосмугові перебудовувані режекторние фільтри. Зазвичай вузькосмугові фільтри мають дуже велике загасання на частоті настройки, але з їх амплітудно-частотних характеристик (АЧХ) слід (крива 1 на рис. 1), що зменшення посилення на 4...5 дБ відбувається при досить широкій смузі, а це вже завдає помітної шкоди якості звучання.

Для усунення "зав'язки" зовсім немає необхідності вносити велике загасання. Тому при роботі можна було б не використати частину АЧХ режекторного фільтра: якщо у верхній частині частотної характеристики фільтра "відрізати" 20...30 дБ, то і смуга режекции стане дуже вузькою і вноситься фільтром загасання залишиться цілком достатнім. Найпростіше таке завдання вирішити, якщо замість фільтра використовувати перебудовується вузькосмуговий підсилювач і в потрібній пропорції змішати (сумувати) сигнал з фільтра в протифазі з основним сигналом. Ця "пропорція" і забезпечить формування потрібної частини АЧХ. Крива 2 на рис. 1 показує АЧХ вузькосмугового підсилювача, налаштованого на частоту 100 Гц, а крива 3 відповідає характеристиці фільтра, знятої на виході суматора

У модулі використовується два таких фільтра (рис. 2), зібраних на мікросхеми DA2 і DA3.

(натисніть для збільшення)

Схеми фільтрів абсолютно однакові і відрізняються тільки номіналами конденсаторів С15, С17 і С20, С21. Перший з них можна перебудовувати в смузі частот 50...750 Гц, а другий - в смузі 0,5...7 кГц. При бажанні можна змінити добротність і коефіцієнт посилення смугового підсилювача [2]. Ці параметри визначають наступні співвідношення опорів резисторів у фільтрах:

Q = R17/R18;

K = R17/R16.

Потрібно мати на увазі, що при дуже вузькій смузі вирізаних частот важко налаштуватися на частоту "зав'язки" і дуже легко збити налаштування. При широкій смузі фільтра помітні на слух вносяться їм частотні спотворення. Підстроювальні резистори R15 і R27 (СПЗ - 19а) дозволяють вибрати використовувану частину АЧХ установкою пропорції підсумовування сигналів. Слід пам'ятати, що при перебудові частоти фільтрації коефіцієнт посилення смугового підсилювача дещо змінюється. Кожен з фільтрів включають при необхідності тумблерами SA1, SA2. Іноді виникає необхідність включати обидва фільтра.

У модулі додатково передбачений перебудовується фазовий фільтр з ОУ DA1.3. Його схема значно простіше, але, змінюючи фазу сигналу, з великою ймовірністю можна отримати виникнення генерації на іншій частоті. На практиці для усунення високочастотної "зав'язки" краще вибрати конденсатор С6 ємністю 2200 пФ, а для низькочастотної - збільшити її до 0,01 мкФ. Крім того, ОУ DA1.4, включений як інвертор фази, дозволяє з допомогою тумблера SA3 змінювати фазу в тракті посилення відразу на 180°. Інші ОУ (DA1.1, DA1.2) працюють відповідно у вхідному і вихідному каскаді. ОУ вихідного каскаду одночасно виконує функцію суматора.

При включенні блоку фільтрів в пульт після вхідний лінійки потрібно подати сигнал безпосередньо на висновок 13 DA1. Замість елементів С1, R1 встановлюють перемички, оскільки ланцюжок вже є на виході вхідний лінійки.

З схеми видно, що тумблери дозволяють за бажанням включити і вимкнути будь-яке ланка. Фазові фільтри вимкнуться тумблером SA4 (в положенні "OFF" режим "обходу"), а тумблер SA3 перемикає сигнал або на інверсії фази сигналу, або на плавне регулювання зміни фази.

Конструкція модуля фільтрів аналогічна конструкції модулів аматорського мікшерного пульта [1].

Креслення друкованої плати наведено на рис. 3, а розмітка передній панелі модуля показана на рис. 4.

У конструкції використовують мікросхеми TL084 (TL074, К1401УД4). Всі конденсатори фільтрів повинні бути плівкові, наприклад, К73-17

У практиці роботи такий блок практично завжди дозволяє стійко усунути акустичну зворотний зв'язок. Регулювання фільтра необхідно робити в процесі перевірки працездатності системи перед початком заходу і після цього вже не переміщати акустичні системи та мікрофони. До речі, в апаратурі з значно складнішими цифровими фільтрами, якщо змінити взаєморозташування мікрофона і АС, автоматично проводиться перенастроювання фільтрів заново.

Література

  • Кузнєцов Е. Аматорський модульний мікшерний пульт. - Радіо, 2003, № 2, с. 12-15; № 3, с. 10-12.
  • Хоровіц П., Хілл У. Мистецтво схемотехніки. - М: Світ, 1993.
  • Автор: Е. Кузнєцов, р. Москва