アマチュアモジュラーミキシングコンソール。スキーム、説明

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アマチュア用モジュラーミキシングコンソール。無線エレクトロニクスと電気工学の百科事典

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この簡単なリモコンはほとんどの家庭や学校で作ることができます。それにもかかわらず、このリモコンの機能は、学校の集会場で野外コンサートの音楽を演奏したり、小規模な音楽アンサンブルを録音したりするときに十分に機能します。このデバイスは、AC 主電源とバッテリーの両方から電力を供給できます。

[1] で説明されているミキシングコンソール「MICRO RTV」は、アマチュアの条件で製造するのは簡単ではありません。この記事では、希少なマイクロ回路を使用せずに設計された、モジュラーステレオコンソール (出力 AUX、INSERT を除く) の簡易バージョンを提案します。入力信号の処理深度とチャンネル数の要件をある程度緩和することは、スタジオ条件を意図したものではなく、実際には非常に高度な技術的パラメータが必要ないため、十分に正当化され、許容されます。ただし、リモコンのモジュラー設計により、さまざまなタスクを解決するためにすばやく変形でき、電源アダプターまたは 12 V バッテリーから操作できるため、その範囲が広がります。

提案されたデザインは、12 V バッテリーで駆動する場合、子供にとっても安全であり、学校のディスコや子供のアンサンブルを演奏するときに使用できます。そして、「自然へ」旅行するときは、たとえば「シガーライター」を介して車のバッテリーに接続できます。電池はリモコンの下部にあるボードの下に配置できるため、しばらくの間自律的に動作することができます。

デバイスのブロック図を図に示します。 1、およびリモコンのフロントパネルの可能なデザインオプションは、表紙の最初のページの写真にあります。

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入力される XNUMX つのモジュールは、必要なタスクに応じて選択されます。このために、入力ブロックのいくつかのバリエーションが開発されました。

プロ仕様のマイクで使用される CANNON (XLR) 入力コネクタを備えたマイクモジュール (その図は図 2a に示されています)。このブロックはボーカリストにとって便利です。これにより、電圧 1 ～ 240 mV (信号対雑音比 60 dB、Kr = 0,2%) のマイクからの信号を増幅できます。このモジュールには、アンプの感度を 3 dB 変更するゲインコントロール (可変抵抗器 R14)、パノラマコントロール「PAN」(R35)、出力信号レベル (R25)、高周波と低周波のトーンコントロール (R17) があります。それぞれ R19 と R30)。 15 Hz と 12 kHz の周波数では、トーンコントロールの深さは ±2 dB に達します。レベルが許容レベルより XNUMX dB 低い場合、過負荷インジケータ LED (赤色 LED) が点灯します。

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このモジュールはかなりまともな技術パラメータを備えていますが、操作性はプロ用コンソールの対応するモジュールよりわずかに劣ります。バランス入力により、長いマイクケーブルを使用する際の外部ノイズのレベルが大幅に低減されます。 a点とb点の間のジャンパーを外すと、コンデンサーマイク用の「ファンタム」電源を接続することができます。ただし、コンソール自体から 48 V の電圧を取得する場所がまったくないことを考慮すると、ダイナミックマイクのみを使用することになります。機械式のものよりもはるかに強力です。つまり、衝撃や揺れを恐れず、そして最も重要なことに、はるかに安価です。プロでもコンデンサーマイクはスタジオ環境でのみ使用します。

残念ながら、電源電圧が比較的低いため、マイクアンプの過負荷マージンはわずか約 16 dB しかありませんが、ダイナミックマイクを使用する場合、特に周波数補正 (低周波数または高周波数を上げる) があまり好きではない場合、このマージンは十分に十分です。最初のステージ (DA1) は LM381 チップ上に組み立てられています (国内のアナログは K548UN1A)。入力回路にはスプレッドが ±1% 以下の抵抗を使用する必要があります。マイクロ回路の出力で電源電圧の半分に近い定電圧を得るには、抵抗 R6 と R7 の選択が必要です。選択した抵抗の抵抗値に大きな違いがあると、入力の対称性に影響を与える可能性があるため、DC モードでは広がりが小さいチップを選択することをお勧めします。

残りのカスケードは、TL084 タイプのクワッドオペアンプ (TL074 または K1401UD4) で作成されます。最大許容レベルを超えると、赤色の LED HL1 がマークされます。双方向コンパレータ DA2.3 の応答しきい値は、抵抗 R22 を選択することによって選択されます。最大許容信号レベルよりわずかに低く設定することをお勧めします (2 ～ 3 dB を推奨)。

モジュールが消費する電流は18...20mAです。

ユニバーサル入力モジュールは、同じ回路とパラメータを備えているため、一種のマイクアンプですが、入力に JACK 6,3 コネクタと感度スイッチが取り付けられています (モジュール回路の違いは図 2、b に示されています)。ゲインが減少すると、アンプの入力インピーダンスも同時に 10 倍の 30 kΩ に増加します。これらのブロックはボーカルや楽器のアンサンブルに非常に便利です。このコネクタは、多くのマイクを接続するために使用されます。スイッチを「高」(レベル) の位置にすると、エレキギターをこのジャックに接続することもできます。

アンバランス入力を備えたリニア 3 チャンネルアンプ (このモジュールの図を図 XNUMX に示します) は、プレーヤー、テープレコーダー、プレーヤーなどの外部レコード再生デバイスからのステレオ信号を増幅するのに便利です。

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エレキギターをステレオ入力チャンネルの 30 つに接続すると、ステレオイメージングが中断されます。したがって、このようなモジュールは、複数の外部サウンド信号ソースが同時にシステムに接続されているディスコやダンスフロアで使用されるコンソール用に設計されています。このモジュールを使用すると、低域と高域のサウンドのトーン（15 Hz と 30 kHz の周波数では、調整範囲は 20 dB を超えます）、ゲインとバランスを調整できます。入力インピーダンス - 240 kΩ以上。入力信号の電圧が 20 mV ～ 3 V の範囲にある場合、出力信号電圧の正規化値 3 mV が得られます。最高出力電圧は少なくとも 1 V です。従来の回路との唯一の違いは次のとおりです。各チャンネルに同じマイクアンプ、追加リンク R9C2 (R10C2) が組み込まれており、高周波ブーストがわずか (0,2 dB) 減少するため、ノイズレベルが大幅に低減されます。非線形歪み係数は 70% を超えません。信号対雑音比 - XNUMX dB 以上。

モジュールによって消費される電流は 40 mA に達します。バッテリまたは低電力 AC アダプタから電源を供給する場合は、これを考慮する必要があります。

入力モジュールの別のバージョンでは、ラジオマイクとの通信に VHF-2 (FM) 範囲の小型チューナーを使用しています。安価なラジオマイクは数十メートルまでの距離で動作しますが、ワイヤーがないため非常に便利です。通常の無線受信機は、送信機の搬送波周波数が存在しない場合はノイズが大きいため、この目的にはほとんど役に立ちません。したがって、Kaskad 社の KE127 ラジオ設計者によるチューナーに基づいてモジュールが開発されました (図 4 の図を参照)。その構成は、ノイズサプレッサー[3] DA1 (LM358N)、DA2.1 (TL082) に高域と低域をコントロールするトーンブロック、およびレベルコントロールを備えたコントロールアンプ (DA3) で構成されています。チューナーからの信号は、「TLF」ジャック (ジャック 3,5) に接続されたヘッドフォンを通じて制御されます。チューナーをラジオマイクの周波数に合わせた後、干渉がない場合、トグルスイッチ「ON」を介してアンプ DA2.2 からの信号をコンソールのバスバー (MIX1、MIX2) に供給できます。「GAIN MONITOR」コントロール (R17) は、リスニング音量を独立して制御します。ラジオマイクからの信号の受信機はステレオサウンドを提供する必要がないため、コントロールアンプでは XNUMX つのチャンネルの入力が結合されます。

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イベントによっては休憩時間にラジオ放送の受信をオンにするなど、本来の目的に合わせてご利用いただくことも可能です。 KE-103 ラジオ設計者のチューナーもモジュールに使用できますが、追加の無線周波数アンプがないため感度が若干低くなることに注意してください。

ラジオマイクモジュールの欠点は、バッテリー駆動時の消費電流がかなり高いことです (最小音量でも約 40 mA)。

チューナーボードを取り付ける前に、低周波出力に 100 kΩ の抵抗が存在するかどうかを確認する必要があります。同じ回路内の 4,7 uF 酸化物コンデンサを、静電容量 0,22 ... 1 uF のセラミックコンデンサに置き換えることをお勧めします。チューナー内のこの回路は、複雑なステレオ信号 (CSS) を出力するように設計されており、多くの場合、抵抗の代わりにジャンパーが取り付けられます。チューナー同調可変抵抗器は、モジュールのフロントパネルに取り付けられた可変抵抗器 (たとえば、タイプ SPZ-4) に置き換えられます. ノイズサプレッサーを制御するには、K9XA174 チップのピン 34 と、K2XA1.1 チップのピン 5 を接続する必要があります。ワイヤーの付いた板。 DA1 ノイズ抑制コンパレータの応答しきい値は、抵抗 RXNUMX を調整することによって選択されます。送信機のキャリア周波数がない場合にノイズを低減したり、キャリアレベルが選択したレベルを下回ったときに信号を「抑制」したりすることもできます。スケルチがオンになると赤色のインジケーターHLXNUMXが点灯します。

モジュール内ではチューナー基板がコーナー部（実装部品側）に固定されており、メイン基板とチューナー基板の間に可変抵抗器R17が配置されています。

入力モジュールに加えて、コンソールには同じスキームに従って組み立てられた5つの出力モジュール「MASTER」があります（図1.2）。それぞれにトータライザー (DA5)、「LEVEL」出力レベルコントロール、および LED 3 レベルの準尖頭値レベルメーターがあり、基本的に 2 番目のタイプのプロフェッショナルレベルメーターの要件を満たしています。積分時間は 20 ミリ秒、戻り時間は約 0,1 秒です [3]。出力信号レベルは、-1,41 dB (公称値 3) から +3 dB (1 倍を超える) の範囲で制御されます。 -0 dB ～ +240 dB の領域では、スケール誤差が 1,55 dB を超えないため、信号レベルが正規化された値に近い場合の制御が容易になります。スロットの下にある「XNUMX」レギュレータを使用すると、出力電圧の公称値を XNUMX mV ～ XNUMX V から選択できます。

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コンソールでは 0,775 つの出力を使用できます。75 つは「MASTER」モジュールから、0,04 つは「MONITOR」（「TLF」）コネクタからです。必要に応じて、「MONITOR」出力に長い接続線を接続することができます。これらの出力にはレベルメーターが接続されていませんが、品質パラメータにより、信号を聞くためと、信号をアンプや録音デバイスの入力に供給するための両方に使用することができます。ウーアウトにて。 nom = 16 V 信号対雑音比は 28 dB を超え、Kg - 0% を超えません。信号がない場合、出力モジュールの消費電流は 8 mA です。信号により、メーターの LED がオン (「ドット」が点灯) になると、電流は XNUMX mA に増加します。モジュールのセットアップは、信号が公称レベルに達したときにトリマー抵抗器 RXNUMX を使用してインジケーターを「XNUMX」dB に設定することになります。

せいぜい平均値のインジケーターしかないほとんどの「家庭用」コンソールとは異なり、準ピークメーターは出力信号の最大レベルを制御できます。出力ラインにはTL1（またはTL082）タイプのオペアンプチップ（DA072）を使用し、レベルメーターにはLM3914を使用します。信号レベルは明るいドットでマークされます。「列」表示モードの場合、点「a」と「b」をワイヤーで接続するだけで十分です。これにより、ボードの消費電流が増加します。過負荷を示す上部の LED (HL8 ～ HL10) を赤色、HL7 を黄色、残りを緑色で示す (すべて KIPMO シリーズのもの) を使用することをお勧めします。色の違いが維持される限り、他のタイプの LED も使用できます。メーターの検出器は専用チップ K157DA1 (DA2) 上に作られています。マイクロ回路の 3 番目のチャネルは使用されません。電圧レギュレータ DA1158 は KR12EN1170 または KR12ENXNUMX に組み込まれていますが、リモコンのみで使用するユニットを製造する場合は、マイクロ回路の代わりにジャンパを配置することができます。

たとえば、マイクモジュールを外部パワーアンプに直接接続する場合、アダプターまたはバッテリーからモジュールまたはボードに電圧を直接供給する機能を提供するために、各ブロックのボードには独自の電源が提供されます。電圧安定器。モジュールがコンソールへの取り付けのみを目的としている場合は、統合スタビライザーチップの代わりにジャンパが取り付けられます。

ほとんどのネットワークアダプタの出力には整流電圧が不安定であるため、リモコンには独自の内部電圧レギュレータ (図 2 の DA6) があり、すでに 0,6 V を超えるわずか 12 V の電圧で動作しています。保護ダイオードによる電圧降下のため、少なくとも 13,2 V の整流電圧をリモコンに供給する必要があります。スイッチが「+12 V」位置に設定されているアダプターは、通常、15 ～ 17 V の出力電圧を提供し、帯電した酸を供給します。バッテリ - 13,4 V。取り付け時には、バッテリ充電器とバッテリ低下 LED 信号装置を電源モジュールのバッテリパネルに組み込むことができます。

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制御モジュールには、電圧安定器とともに、各チャネルで独立したゲイン制御を備えた 2822 チャネルアンプ「MONITOR」（「TLF」）が含まれています。 TDA2M チップ (出力電力は 1x1 W) を使用すると、アダプターヘッド接続をその出力に接続できます。電源電圧は、保護ダイオード VD1 と電流 025 A の自己修復ヒューズ FI0,5 タイプ MF-R6,3 を介して供給されます。信号は JACK XNUMX コネクタを介して取り出され、プリント基板の配線により、市販されている XNUMX 種類のケーブルを使用できます。そこに取り付けるコネクター。

基本設計は 280 個のモジュールを取り付けるように設計されているため、スチールケースの寸法は 183x65x12,6 mm になります。リモコンはテーブルの上に置いたり、壁に掛けたりすることができ、誰にも邪魔されません。右側のサイドパネルには、16 ～ 30 V の整流出力電圧を持つネットワークアダプターをオンにするためのコネクタがあります。個々のブロック (モジュール) の幅は 0,5 mm で、それぞれがコネクタを介して他のモジュールに接続されています。そしてXNUMX本のネジでケースに固定されています。ほとんどの場合、新たなニーズに応じてブロックを迅速に交換できることを考慮すると、通常は XNUMX つのモジュールで十分であり、最大負荷電流が少なくとも XNUMX A のアダプターでこの数のブロックに電力を供給できます。他の次元でも。また、モジュールボードを通常の無線設計ボードと同様に他の機器に取り付けることができることも明らかです。

アダプターの選択には特に注意を払う必要があります。それらの多くは単に宣言された電流を提供できないことに留意する必要があります。動作電圧は 10 V を超えますが、15 V のフィルタコンデンサを備えたアダプタもあります。「安定化された」出力電圧を備えたアダプタも販売されており、これにはスタビライザだけでなくコンデンサさえも搭載されていません。

設計の十分なアイデアは図に示されています。図７は、コンソールの入力モジュールの１つの概略組立図を示す。

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モジュールは、M2.5 ネジを使用してハウジングの上下の U 字型壁に取り付けられます。壁厚が 1 mm を超える場合は、取り付け穴をハウジング自体に直接ねじ込むことができます。ボードをフロントパネルに固定するには、同じ鋼材から曲げられた幅 5 mm のコーナーが使用されます。 M2.5 ネジ穴もあります。すべてのボードは、MPN-4 コネクタを介してバスバーでクロスボードに接続されています。冷却用の穴と壁取り付けネジ用の穴を備えたケースの底部を薄くすることができます。脚はテーブルに設置できるようにネジで固定されています。提案されたデザインにより、自宅でもリモコンを作成できます。

リモコンのプリント基板はすべて片面箔テキソライトで作られているため、一部ジャンパーが使用されています。

コンソールの改造について少し。たとえば、デバイスの機能を劇的に拡張する簡単な方法があります。これを行うには、さらに 3 つの追加バス「MIX4」および「MIX1」をバスバーボードに配置し、押しボタンスイッチ (図 2 の SB8、SB1) を入力モジュールの下に配置する必要があります。これらのモジュールからの信号を「MIX2」バス、「MIX3」または「MIX4」、「MIXXNUMX」に送ります。

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バスバーの単純な並列接続を提供できます。同時に、リモコンの側壁にあるボタンは、リモコンをテーブルに設置したり、壁に取り付けたりするのに干渉せず、多数のモジュール（「サービスモジュール」）を使用できるようになります。 - 動的および周波数信号処理の手段。これらは、リミッター（リミッター）、コンプレッサー、エキスパンダー、さまざまなノイズサプレッサー、リバーブ、またはマルチバンドイコライザー、その他のデバイスです。このようなコンソールの機能は、たとえチャンネル数が少なくても、要求の厳しいサウンドエンジニアが屋外で作業する場合でも十分に十分です。

雑誌の表紙には、サウンド補強システム用に設計された自作のモノラルモジュラーコンソールの外観が示されています。

2x22 W 4 チャンネルパワーアンプブロックを備えたバージョンのコンソールを開発して、入力チャンネルの数を減らすことも可能です。しかし、このようなリモコンは最大 XNUMX A を消費するため、従来のアダプターでは不十分であり、電源電圧を供給するにはより強力なコネクタが必要になります。

このような「変換」コンソールは、新たなタスクに応じて構成を簡単に変更したり、簡単にアップグレードしたりできるため、非常に便利です。複数の交換可能なユニットを使用すると、会議、ディスコ、コンサートでリモコンを最大限に活用できます。ちなみに、モジュラー設計は、交換可能なブロックを備えたアマチュア複合測定器の作成にも有望です。

PCB図面とコンソールモジュールの設計

基板の図面と図面は、Circad 設計システムのシェルで提供されます。プログラムのデモ版はシェアウェアであり、circad.net から入手できます。

文学

KuznetsovE.ミキシングコンソール。 -ラジオ、2001年、第7-9号。
KuznetsovE.サウンドレベルメーター。 -ラジオ、2001年、第2号、16、17ページ。
KuznetsovE.ワイヤーのないマイク。 -ラジオ、2001年、第3号、p。 15-17。

著者: E.クズネツォフ、モスクワ

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