- Komponenter krävs
- Audio Equalizer Circuit Diagram
- Aktivt ljudfilter PCB-design
- Beställa PCB från PCBWay
- Montering och testning av den aktiva ljudfilterkretsen
Tonreglering eller aktiv equalizer-krets, särskilt bas-, diskant- och MID-styrbaserad Equalizer, är en viktig krets i ljudförstärkarens design. I allmänhet kräver trestegs aktiva Equalizer-filter tre kontrollbas, diskant och MID. Baskontrollen låter lågfrekvensen passera men blockerar högfrekvens och diskantkontrollen låter högfrekvensen passera men blockerar lågfrekvens, medan MID-kontrollen balanserar mellan hög och låg frekvens. I detta projekt kommer vi att utforma en aktiv tonstyrkrets som drivs av en op-amp med PCB-design. Den kommer att fungera med en 12V strömförsörjning och har bas, diskant och mittfrekvensstyrningså att utgångsljudet kan justeras efter behov. Du kan också kolla in de andra bas diskantkretsarna som vi har byggt tidigare.
- Stereoljudförförstärkare med bas- och diskantkontroll med transistorer
- Enkel ljudsignalkontrollkrets med bas- och diskantkontroll
- Hög effekt bas- och diskantkontrollkrets med LA4440
För detta projekt använde vi PCBWays PCB-tillverkningstjänster för att göra våra kretskort. I följande avsnitt av artikeln har vi täckt hela proceduren för att designa, beställa och montera kretskort för denna ljudutjämningskrets.
Komponenter krävs
Komponenterna som krävs för att bygga denna tonstyrkrets med hjälp av Op-Amp anges nedan.
- 100k- potentiometer - 2 st
- 470k- potentiometer - 1 st
- TL072 operationsförstärkare
- 12V strömförsörjning
- .1uF 35V kondensator
- 1.2nF 63V kondensator
- 100uF, 35V
- 10uF, 35V
- 2.2uF, 63V
- 22k motstånd
- 22nF 63V kondensator
- 270R motstånd
- 33pF kondensator
- 4.7nF 63V kondensator - 2 st
- 47nF
- 1,8k - 2 st
- 10uF, 25V - 2 st
- 3.3k - 2st
- 47k - 2st
- 10k - 5st
- PCB
Audio Equalizer Circuit Diagram
Det kompletta kretsdiagrammet för bas visas i bilden nedan. Huvudkomponenten i denna krets är Op-Amp. Op-Amp TL072 är en populär operationsförstärkare som har två individuella operationsförstärkare i ett enda monolitiskt paket.
Förklaringen till kretsen är som följer, men du kan också hoppa till videon i slutet av denna sida som också förklarar hur kretsen fungerar. Bilden nedan visar pinout på TL072P Op-Amp. Dessa två operativa förstärkare avbildas i schemat som IC1A och IC1B.
Op-Amp buffertkrets:
IC1A är konfigurerad som en inverterande buffertförstärkare. Denna buffertförstärkare tillhandahåller en buffrad utsignal från insignalen som ska filtreras eller utjämnas av trebandsfiltret. Kondensatorn C4 är en blockerande kondensator som blockerar likströmssignalen och endast låter växelströmssignalen passera.
Motstånden R3 och R4 måste vara korrekta och matchade. Det rekommenderas att inte ändra dessa två värden i detta skede. Utgången 2.2uF, C6 kondensator skickar signalen från den buffrade utgången.
Mellanfrekvens-, bas- och diskantkontrollkrets:
I nästa steg är IC1B det faktiska aktiva filtret som har tre passfilter anslutna över den negativa återkopplingsslingan. Här är den faktiska tonfiltreringen som händer-
Den negativa ingången tas emot från 2.2uF kondensatorn. Op-amp IC1B är återigen konfigurerad som en inverterande förstärkare och den tar en inverterande ingång från IC1A och vid utgången är den åter inverterad.
Trebandsfiltret är båda RC-filter. Eftersom kondensatorvärdena inte kan ändras ändras motståndsvärdet här med en variabel potentiometer. Här används motståndet R12 och kondensatorn C11 som förstärkningsinställning. Om du ändrar R12-värdet ändras också förstärkningen.
I det första filtret är basfiltret (lågpass). Den första nätverkskretsen är R8, baspotentiometer och R9 är det totala motståndet för filtret och kondensatorn är C7. För att bestämma gränsfrekvensen kan man använda formeln nedan-
fc = 1 / 2piCR
Fc är avstängningsfrekvensen och C är kondensatorvärdet, R är nätets totala motstånd. Därför ändras i olika pottvärden eller ändrar C7-kondensatorn frekvenssvaret för basfiltret (lågpassfilter).
Beräkning av gränsfrekvens för bas- och diskantkrets:
Till exempel, i ovanstående krets är potentiometervärdet 100k. Därför är det totala motståndet, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Således enligt formeln kan baskontrollen bearbeta frekvensen upp till 28 Hz.
Samma sak händer för MID-filtret. Men istället för lågpassfilter eller högpassfilter använder den en bandpassfilterkonstruktion.
Gränsfrekvensen kan erhållas med samma formel fc = 1 / 2piCR. Det högsta bandet kan beräknas med hjälp av motståndet R6 och kondensatorn C8 (enligt schematiskt värde är det 10,2 kHz) och det lägsta bandet kan beräknas med - MID-potentiometervärdet + R10 som totalt motstånd och kondensator C9 (enligt det schematiska värdet är 70 Hz).
I det sista filterbandet är det en diskantreglering med ett högpassfilter. Formeln ändras inte, den är samma fc = 1 / 2piCR. Det totala motståndet är diskantmotståndet, och R11 och kondensatorn är C10. När diskanten är helt låg betyder det att potentiometern är helt 470k med hjälp av det schematiska värdet, filterens avstängningsfrekvens är - 71 Hz. Men under hela diskantläget, när potentiometern är helt påslagen, blir resistansen hos potentiometern obetydlig och endast motståndet R11 träder i kraft. I denna situation blev gränsfrekvensen -18 kHz. Utgången erhålls från C12.
Biasing / Offset Circuit:
Eftersom detta är en enda spårmatningsspänning där den negativa skenan inte används, måste ingångssignalen förskjutas. Detta beror på op-förstärkarens oförmåga att förstärka negativa toppar för insignalen i ett enda skenans strömförsörjningsläge.
För att göra offset placeras en spänningsdelare över den positiva återkopplingen från op-amp. Spänningsdelaren kompenserar signalhalvan av matningsspänningen. Eftersom den använder 12V matning kompenseras ingångssignalen av 6V DC. C1 och C2 är filterkondensatorer och R1 och R2 används för att göra spänningsdelaren tillsammans med en ytterligare filterkondensator C3.
Aktivt ljudfilter PCB-design
Kretskortet för vår Active Audio Filter-krets är utformad för en dubbel skänk. Jag har använt Eagle för att designa min PCB men du kan använda valfri designprogramvara. 2D-bilden av min brädedesign visas nedan.
Tillräckliga markpåfyllningsvias används för att korrekt skapa markvägen över kretskortet. Ingångssignalen och ingångsspänningssektionen skapas på vänster sida och utgången skapas på höger sida för bättre användbarhet. Hela designfilen för Eagle tillsammans med Gerber kan laddas ner från länken nedan.
- PCB-design och GERBER för tonkontrollkrets med bas- och diskantkontroll
Nu när vår design är klar är det dags att få dem tillverkade med Gerber-filen. För att få kretskortet gjort är ganska enkelt, följ bara stegen nedan-
Beställa PCB från PCBWay
Steg 1: Gå in på https://www.pcbway.com/, registrera dig om det är första gången. Ange sedan måtten på din PCB, antalet lager och antalet PCB du behöver på fliken PCB Prototype.
Steg 2: Fortsätt genom att klicka på knappen "Citera nu". Du kommer till en sida där du kan ställa in några ytterligare parametrar om det behövs, som material som används, spåravstånd etc. Men för det mesta fungerar standardvärdena bra.
Steg 3: Det sista steget är att ladda upp Gerber-filen och fortsätta med betalningen. För att säkerställa att processen är smidig verifierar PCBWAY om din Gerber-fil är giltig innan du fortsätter med betalningen. På så sätt kan du vara säker på att din PCB är tillverkningsvänlig och når dig som engagerad.
Montering och testning av den aktiva ljudfilterkretsen
Efter några dagar fick vi vår PCB i ett snyggt paket. PCB-kvaliteten och förpackningen var bra som alltid. Du kan se förpackningen själv.
Brädans översta och undre lager visas i bilden nedan. Vi har valt rött som lödmask, helt enkelt för att det är attraktivt och PCBway ger alla maskfärger till samma pris, så varför inte ha kul med PCB-färger.
Som du kan se från bilden ovan är kvaliteten på kretskortet mycket bra. Spåren, dynorna, viorna och andra utrymmen var alla perfekt tillverkade. Jag började montera mitt bräde så snart jag fick det. Du kan se det monterade kortet nedan.
För några kondensatorer är dock spänningsvärdena inte korrekta efter behov men det gör inga skillnader i kretsutgången. Operationsförstärkaren TL072 ersätts också med JRC4558 på grund av att IC inte är tillgänglig. Annan Op-Amp IC kan också fungera men stiftmappningen måste matchas med den vanliga stiftmappningen för op-amp.
Kretsen testas med hjälp av en ljudingång från en bärbar dator, en 12V strömförsörjning och ett 15W 2.1 högtalarutgångssystem. Den detaljerade arbets- och testinformationen finns i videon nedan.
Hoppas att du gillade självstudien och lärde dig något användbart. Om du har några frågor eller tvivel, lämna dem i kommentarfältet nedan. Du kan också använda våra forum för andra tekniska frågor.