XNUMX チャンネルのマルチメディア UMZCH。スキーム、説明

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XNUMXチャンネルマルチメディアUMZCH。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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工業生産のマルチメディアスピーカーの多くのモデルにもかかわらず、そのような構造の独立した製造に対するラジオアマチュアの関心は減少しません。特に興味深いのは、共通の低周波チャネルを持つシステムです。低周波ラウドスピーカー - サブウーファー - は別のハウジングに配置されているため、左右のチャンネルのスピーカーのサイズを大幅に縮小できます。このような設計では、ここで説明する合計定格電力が約 20 ワットのアンプが意図されています。

マルチメディア複合施設の特徴には、ビデオモニターのサイズが比較的小さいことと、それに対応する音響システムの寸法が含まれます。これは通常、リスナーのすぐ近くに配置されます。この点で、そのようなスピーカーのアンプの最大出力は通常10 ... 20ワットを超えません。マルチメディアスピーカーシステムが近くにあると許容サイズが制限されることが多いため、XNUMX つの共通のハウジング (サブウーファー) に低周波ヘッドを配置するのが一般的であり、ステレオスピーカーはここで「サテライト」として機能します。

低音チャンネル (サブウーファー) の信号を形成するには、通常、加算器とアクティブフィルターが使用されます。例として、図で。図 1 に、このノードの図を示します。

XNUMX チャンネルのマルチメディア UMZCH。バスシグナルコンディショナー（サブウーファー）
図1。バスシグナルコンディショナー（サブウーファー）

DA1.1 オペアンプでは反転加算器が作成され、DA1.2 オペアンプではアクティブな 180 次バターワースフィルターと組み合わされて 1 次フィルターと組み合わされます。結果として得られる 2 次フィルターのカットオフ周波数は、約 XNUMX Hz です。分周器 RXNUMXRXNUMX は、直流のオペアンプモードを設定します。 MF-HF ラウドスピーカー (サテライト) の周波数帯域は、ステレオ UMZCH の入力で一次フィルターによって制限されます。

ただし、サブウーファーの周波数帯域を分離するためにアクティブフィルターを使用する必要はありません。コンピューター用の UMZCH [1] の 1519 つのバージョンが雑誌のページに掲載されました。このバージョンでは、別のフィルターを必要としない、サブウーファー用の信号を生成する独自の方法が使用されました。残念ながら、設計の最初のバージョンでは、TDA2005 チップの XNUMX つの異なるバージョンが使用されていましたが、これらは常に販売されているわけではありません。 XNUMX番目のバージョン - 絶望的に時代遅れのTDAXNUMXで、歪みとノイズの点で現代の要件を満たしていません。このチップには多くの外部要素が必要です。自動車無線機器用に設計された最新の UMZCH マイクロ回路を使用すると、回路をいくらか簡素化し、UMZCH のパフォーマンスを大幅に向上させることができます。

一般的なTDA1554Qチップ（Philips）に基づいてパワーアンプを作成すると便利です。 20 dBのゲインを持つ60つの反転アンプと4つの非反転アンプが含まれており、それらの入力インピーダンスは6 kOhmです。それらを有効にするための 4 つのオプションがあります。 11 つ目は、4 (2) オームの負荷で最大出力電力が 2x22 W (4xXNUMX W) の XNUMX チャネル UMZCH のような標準です。 XNUMX番目のオプションは、XNUMXオームの負荷で最大出力電力がXNUMXxXNUMX WのXNUMXチャンネルブリッジUMZCHです。

提案された設計では、XNUMX つの反転チャネルが従来の接続で使用され、独自のソリューションのおかげで、XNUMX つの非反転チャネルがブリッジ接続で使用されます。

**アンプのパラメータ**
感度、mV	500
定格負荷抵抗、オーム	4
定格出力電力、W、 MF-HF チャンネル LFチャンネル	2x3,5 12
最大出力電力、W、 MF-HF チャンネル LFチャンネル	2x6 22
最大消費電流、A	3,5
MF-HF チャンネルのカットオフ周波数、Hz	180
LFチャネルのカットオフ周波数、Hz	50 170 ...

アンプの電源電圧は+10 ... 16 V以内にすることができます。信号がない場合にデバイスが消費する電流は0,1 A以下です。スタンバイモード「スタンバイ」（リモートシャットダウンモード）では - 0,1ミリアンペア。定格電力は、電源電圧 15 V、高調波歪み約 0,5% で規定されています。通常、最大出力は 10% の歪みで決定されます。

増幅回路を図に示します。 2.デバイスは可能な限り簡素化され、ほとんどの要素の名称が統一されています。

XNUMX チャンネルのマルチメディア UMZCH。アンプの回路図
図2。アンプの回路図

ボリュームとトーンは、それぞれデュアル可変抵抗 VR1 と VR2 によって制御されます。アンプへの過負荷を避けるため、トーンコントロールの深さはボリュームコントロールスライダーの位置によって異なります。最大音量では、高音域の上昇は 2 ～ 3 dB を超えませんが (LF と MF のブロックにより)、音量が小さい場合は 5 ～ 6 dB に増加します [2]。高音域の「閉塞」への調整は提供されていません。これは、練習が示すように、必要ではないためです。さらに、ほとんどの PC サウンドカードには、ソフトウェア制御のトーンおよびバランスコントロールがあります。必要に応じて、可変抵抗器 VR12 を 14 kΩ の抵抗に設定することにより、アンプのトーンコントロール範囲を 2 ～ 10 dB に増やすことができます。ステレオバランスコントロール (VR4) を取り付けることも可能ですが、その必要性はさらに疑わしいです。

設置上の理由から、衛星には反転増幅チャネルが使用されました。したがって、信号の元の位相を維持するために、ダイナミックヘッドBA1、BA2は逆極性で接続されています。サブウーファーの全信号は、[13]のように、1つのチャネルに共通の分離コンデンサC170で形成されます。このフィルターのカットオフ周波数は180...13Hzです。コンデンサC4の静電容量は、インピーダンスが8オームのダイナミックヘッドの場合に示されます。インピーダンスが220オームのヘッドの場合、その静電容量をXNUMXuFに減らす必要があります。

衛星信号に関連して、サブウーファー信号は追加機能として形成されるため、特定の条件下 (詳細は後述) では、最大 3 dB のクロスオーバー周波数で「ハンプ」が結果の周波数応答に現れることがあります。この欠点を解消するために、調整可能な比例積分フィルターVR3R1R2C3がサブウーファーチャンネルに導入され、そのカットオフ周波数は50 ... 150 Hzの範囲で変化します。周波数が調整されると、信号レベルも同時に変化するため、サブウーファーチャンネルの通常のレベルコントロールを放棄することができます。図上。電圧によるフィルタの理論上の周波数応答を示す。便宜上、LF チャネルファミリは 3 dB シフトダウンされています。

XNUMX チャンネルのマルチメディア UMZCH。電圧フィルタの理論上の周波数応答
図3。電圧フィルタの理論上の周波数応答

ブリッジ接続で 1 つの同一のアンプを確実に動作させるには、それらの入力に逆位相信号を適用する必要があります。この設計では、分割負荷カスケードを使用しています。反転信号はトランジスタ VT16 のコレクタから取り出され、非反転信号はエミッタ負荷の一部から取り出されます。両方の出力のステージゲインは約 -4 dB であるため、最大広帯域モードでの LF チャネルの入力電圧は、サテライトチャネルよりも約 XNUMX dB 高くなります。これにより、フルレンジドライバーと低周波ドライバーの感度の違いが補正され、サブウーファーチャンネルのレベルコントロールにヘッドルームが提供されます。

さらに、この対策により、入力でのVT1トランジスタのカスケードの過負荷が自動的に排除されます。ゲインの違いにより、ブリッジアンプの出力での信号クリッピングは、従来の出力よりも早く開始されます（ VT1が使用されます）。抵抗R4、R5を介した深いフィードバックにより、カスケードの直線性は大きな信号でも十分です。 DCカスケードモードは、VR3R1回路をコンデンサC13に接続することによって提供されます。このコンデンサの電圧は一定で、供給電圧の半分にほぼ等しくなります。

このようなアンプでは珍しいもう 2 つのノードは、SAXNUMX サブウーファー信号のフェーズスイッチです。ただし、ホームシアターシステムや車のサブウーファーでは、このようなカスケードが確実に存在します。空間的に分離された音響システムでは、リスニングポイントで得られる周波数応答は、入力信号の位相比によって決定されます。位相シフトは、ダイナミックヘッドまでの距離によって決まります。

図に図4は、コンパクトに設置されたヘッドの同相および逆相介在物の場合の近接場放射における理論的な周波数応答を示しています。音圧に関する実際の周波数応答は、ヘッドの距離と特性に応じて、さらに奇妙な形をとることがあります。明らかに、位相スイッチの導入により、結果として生じる周波数応答をより柔軟に制御できます。

XNUMX チャンネルのマルチメディア UMZCH。放射の近距離場における理論上の周波数応答
図4。放射の近距離場における理論上の周波数応答

SA1電源スイッチはマイクロ回路の状態を制御し、それを介して供給電圧が位相分割器ステージに供給されます。オフ状態では、出力はハイインピーダンス状態に切り替えられ、消費電流は100μAを超えません。残りの詳細の目的は明らかです。マイクロ回路の電源ピンのすぐ近くに大きなコンデンサを取り付けるのは難しいため、フィルタ容量はXNUMXつの部分に分かれています。

ディテールやデザインについて。酸化物コンデンサK50-35または同様の輸入品、コンデンサC1、C2、SU - 任意のタイプのセラミック、残り - K73-17。すべての固定抵抗は MLT0.125 です。可変ボリューム制御抵抗器は、回転角に対する抵抗の指数関数的依存性 (タイプ B) を持つ必要があり、残りは線形依存性 (タイプ A) である必要があります。 KT315V トランジスタは、ベース電流伝達係数が少なくとも 50 の任意の npn トランジスタで置き換えることができます。他の部品の選択は重要ではありません。

整流器はパルスダイオードKD213Aで作られています。これにより、必要に応じて、乗算干渉のリスクなしにフィルター容量を大幅に増やすことができます。任意のネットワークトランスは、少なくとも80 W（より良い）の総電力、少なくとも5 Aの許容二次巻線電流、および9 ... 11 Vの出力電圧で使用できます。

アンプは比較的単純であるため、ブレッドボード上で組み立てることがかなり可能です (このバージョンでは、彼は作者と協力しました)。雑誌掲載用に、ほとんどの部品を収容するプリント基板が設計されました (図 5)。このボードは、P2K スイッチを 3 方向に設置できるように設計されており、詳細は上記に記載されています。 0,15 uF の容量を持つコンデンサ C0,1 は、必要に応じて、0,047 uF と XNUMX uF の容量を持つコンデンサで構成でき、そのためにボード上に追加のパッドが提供されます。

XNUMX チャンネルのマルチメディア UMZCH。アンプ基板
図5。アンプ基板

可変抵抗器、コネクタ、ネットワークトランスはボードの外側に配置されています。信号回路のジャンパーは細い取り付けワイヤーで作られています。電源回路や音響システムを取り付けるには、断面積が0,75mm以上のワイヤーを使用する必要があります。². ヒートシンクは、30x50 mm のジュラルミンコーナーから作成するか、カーラジオから既製のものを使用できます (これは、まさに著者のバージョンで使用されたものです)。

適切に組み立てられたアンプは、調整を必要としません。スイッチを入れるときは、図に示されている電圧が存在することを確認するだけで十分です (許容偏差 ± 10%)。コンピューターの電源からの干渉の場合、容量が 220 ～ 470 pF の 6 つのセラミックコンデンサーをマイクロ回路の入力 (ボードのポイント 7、XNUMX とコモンワイヤの間) でオンにする必要があります。それらは、プリント導体の側面に配置できます。

低域を再現するには、音響設計に特化した低域ダイナミックヘッドを使用する必要があります。最も簡単な方法は、家庭用機器のスピーカーを使用して、不要な詳細を削除することです。著者はテストに AC S-30B ("Radio Engineering") を使用しました。衛星の音響設計は、オープンを含めてシンプルにすることができます。

文学

Sapozhnikov M. コンピューター用の 2002 つの単純な UMZCH。 - ラジオ、4 年、第 15 号、p.XNUMX。
ShikhatovA.パッシブトーンコントロール。 -ラジオ、1999年、第1号、p。 14、15。

著者: A. シハトフ、モスクワ。出版物: radioradar.net

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