Prosty obwód dekodera dźwięku przestrzennego

Ten artykuł ma na celu szczegółowe wyjaśnienie tworzenia prostego obwodu dekodera dźwięku przestrzennego.

Autor: Dhrubajyoti Biswas

Przegląd

Koncepcja dekodera została po raz pierwszy wprowadzona przez Davida Haflera w latach 70. Jego badania ilustrują sposób wykorzystania dwóch głośników jako głośników tylnych w systemie surround.

Poniższy rysunek to diagram oparty na badaniach Haflera:

Ryc.1

Zgodnie z rysunkiem 1, Hafler zaprojektował obwód umożliwiający generowanie przez tylne głośniki różnicy sygnału między prawym a lewym wyjściem.

Podczas gdy każdy zakodowany system stereo zachowuje różnicę sygnału między prawym a lewym kanałem, jest to ta różnica sygnału, gdy jest odbierany przez tylne głośniki.

Należy jednak pamiętać, aby nie uziemiać ujemnych zacisków głośników tylnych, w przeciwnym razie tylne będą zachowywać się równolegle do głównych głośników przednich.

Wersja pasywna na poziomie liniowym

Używanie indywidualnego wzmacniacza do głośników tylnych w rzeczywistości nie jest możliwe. Jest jednak wyjście, które odkryliśmy po kilku badaniach. Odnosząc się do rysunku 2, jest całkowicie pasywny, ale potrzebuje idealnego transformatora - transformatora o impedancji 10 K [stosunek 1: 1], który jest dość rzadki, ale dostępny.

Rysunek 2

Jako alternatywę próbowaliśmy użyć jednostki 600 omów. Ale to ze względu na impedancję wyjście, które otrzymaliśmy, nie było dobre, ponieważ brakuje mu basu.

Jednak po załadowaniu transformatora podniosło to jakość basu, ale przedwzmacniacz nie wydaje się działać w pełni z powodu impedancji. Z tego powodu zastosowaliśmy transformatory telefoniczne o impedancji 600: 600 omów i działało dobrze.

Obwód na rysunku 2 ilustruje drogę, którą podążaliśmy. Zgodnie z tym projektem zadziałało, ale ma bardzo niską impedancję we wszystkich obudowach, z wyjątkiem przedwzmacniacza tranzystorowego.

Przy zastosowaniu jednostki 600 omów generowana strata wynosi około 3 dB. Niska częstotliwość to -3 dB przy 100 Hz. Jednak różni się w zależności od jakości transformatora.

Transformator telefoniczny 600 omów jest szeroko dostępny na rynku, ale wiele z nich nie jest w stanie wykorzystać go w tym eksperymencie.

Większość transformatorów o dużej mocy jest sprzedawana luzem i dlatego trudno jest uzyskać pojedynczy egzemplarz. Tak więc alternatywą byłoby użycie podwójnego wzmacniacza operacyjnego do zaprojektowania systemu, a jego proces jest szczegółowo opisany poniżej.

Wyjaśnienie nowego obwodu

Schemat na rysunku 3 przedstawia szczegółowy widok tego rozwoju prostego obwodu dekodera dźwięku przestrzennego.

Rysunek 3

Podczas gdy nowy projekt [Rysunek 3] będzie zgodny z zasadą Haflera, ten nowy obwód ma uproszczone okablowanie, chociaż potrzebowaliśmy dodatkowych wzmacniaczy mocy. Jest teraz sygnał kanału centralnego, a subwoofer do odbioru sygnału monofonicznego jest również ustawiony.

Być może napotkałeś podobny typ obwodu na innych dokumentach, ale są w nim pewne zwroty. Uniknęliśmy jakiejkolwiek aktywnej elektroniki na lewym / prawym kanale i wprowadziliśmy wzmacniacze operacyjne, aby wyzerować czynnik, który może powodować degradację dźwięku.

Impedancja 50K nie będzie stanowić bariery dla przedwzmacniacza, ponieważ sygnał główny jest równoległy do ​​obwodu dodatkowego.

Dodatkowa regulacja głośności została wykluczona z systemu ze względu na obecność regulacji głośności w przedwzmacniaczu. Co więcej, wzmacniacz mocy tylnego kanału ma również kontrolę poziomu, aby zrównoważyć poziomy przednie i tylne.

Zwróć uwagę, że jeśli postępujesz zgodnie z obwodem pokazanym na Rysunku 3, upewnij się, że tylne głośniki zostały odłączone w fazie.

Pozwól, aby jeden głośnik podłączył się do wzmacniacza w normalny sposób, a drugi powinien być podłączony, zachowując odwrócone przewody głośnika.

Chociaż różnica może być nieistotna, ale aby uzyskać efekt najlepszej jakości, zawsze zaleca się wybór połączenia pozafazowego. Pomaga to w utrzymaniu sygnałów lewa-prawa i prawa-lewa.

Sposób działania układu dekodera dźwięku przestrzennego

Wzmacniacz A1 należy podłączyć w postaci odejmującego wzmacniacza, a jeśli ten sam sygnał zostanie przekazany do obu głośników, wynikiem będzie zero.

Spowoduje to usunięcie wszystkich informacji, które są wspólne dla sygnału stereofonicznego i wytworzy sygnał różnicowy, podobny do sygnału Haflera. A2 natomiast to wzmacniacz sumujący. Jego wyjście zawiera wszystkie niezbędne informacje z lewego i prawego kanału.

Centralne sterowanie kanałem

Potencjometr VR1 jest ustawiony na poziomowanie kanału centralnego. Może to być zwykły garnek lub trimpot z zamontowanym z tyłu.

Dodając dwa kanały [lewy / prawy kanał], gdzie sygnał nie jest monofoniczny, -3dB będzie poziomem kanału centralnego.

Na przykład, jeśli mowa w kanale centralnym jest monofoniczna, wówczas poziom będzie równy na obu głośnikach. Możliwość przeciążenia wzmacniacza lub głośnika jest tutaj rzadkim przypadkiem, ponieważ głośniki i wzmacniacz kanałowy nie są tak mocne w porównaniu do lewego / prawego kanału.

Dźwięk kanału centralnego nie musi być wysoki. Musi być stabilny, a dostępna regulacja poziomu wystarczy do wygenerowania wymaganej mocy.

Użycie kondensatora C1 nie jest obowiązkowe, ponieważ zapewnia on częstotliwość roll-off 8 kHz. To faktycznie pomaga zmniejszyć wszelkie problemy z sygnałem głównego zestawu stereo.

Wyjście - subwoofer

Sygnał wyjściowy subwoofera jest pobierany z miksera kanału centralnego i dodany filtr no-pass, ponieważ trudno jest określić subwoofer, w którym jest już filtr.
Inne czynniki

Rezystory 100 omów są używane do blokowania oscylacji wzmacniaczy operacyjnych poprzez zapobieganie pojemności przewodu sygnałowego. Podążanie za tym nie spowoduje utraty częstotliwości, ale jeśli używasz przewodów sygnałowych o długości 100 m, może to stanowić problem.

Jak pokazano na rysunku 3, tylne głośniki mają dwa równoległe wyjścia.

Ma to na celu umożliwienie łatwego okablowania, aby ułatwić połączenie wzmacniacza stereo z tylnymi głośnikami.

Zwykle wzmacniacz monofoniczny działałby dobrze, o ile działa równolegle do dwóch tylnych głośników. Ale może to być niewykonalne, jeśli używasz głośników 4ohm, a jeśli z nich korzystasz, upewnij się, że łączysz je szeregowo. Aby możliwe było połączenie pozafazowe, czerwone zaciski należy połączyć, a następnie podłączyć zacisk głośników do wyjścia wzmacniacza.

Budowanie systemu

Cały system można umieścić na metalowej obudowie. Użycie metalowej obudowy blokuje buczenie lub inne szumy pochodzące z sieci itp.

Chociaż nie ma czynnika generującego ciepło, możesz użyć małej obudowy. Należy jednak upewnić się, że jest miejsce na dopasowanie złączy RCA i pozostałych komponentów.

Pamiętaj też, aby nie poluzować elementów, ponieważ może to doprowadzić do zwarcia.

Możesz podłączyć komponenty i podwójny wzmacniacz operacyjny do Veroboard. Upewnij się również, że nałożysz na nią 1% metalowej folii, aby zmniejszyć hałas.

Możesz zachować złącza RCA podłączone na stałe. Pamiętaj, aby sprawdzić uziemienie.

Okrążenie środkowej części zasilacza i złącza RCA powinny zapewniać bezpieczne połączenie, aby uniknąć szumów. Możesz również użyć poliestrowych nasadek 100uF do połączenia równoległego z kondensatorami obejścia zasilania 100uF, ale nie jest to obowiązkowe.

Linia opóźniająca

Jeśli planujesz wzbogacić dźwięk, możesz również zastosować linię opóźniającą, aby opóźnić dźwięk docierający do tylnych głośników. Ale to znowu nie jest obowiązkowe.

Ogólnie rzecz biorąc, wydajność systemu jest w pełni zależna od sposobu ułożenia obwodu. Jeśli proponowany prosty obwód dekodera dźwięku przestrzennego nie jest dobrze zbudowany, możesz napotkać ciągłe problemy w porównaniu do dobrze zbudowanego.