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A avaliação da qualidade da reprodução do sinal sonoro com um ULF valvulado, como com qualquer dispositivo de reprodução de som, é realizada por cada ouvinte individualmente, com base na percepção subjetiva do sinal amplificado. Além disso, cada usuário, no processo de escuta de qualquer fonograma, não só avalia sua qualidade, mas também deseja poder alterar os parâmetros do sinal de baixa frequência reproduzido de acordo com suas necessidades pessoais. A qualidade da reprodução é determinada, em primeiro lugar, pela resposta de frequência do dispositivo de reprodução de som, por isso é necessário utilizar um controle de resposta de frequência que permita ao ouvinte definir a melhor relação de tensão na faixa de frequências reproduzidas. Para tanto, o ULF utiliza cascatas especiais, que são reguladores de resposta em frequência. Esses estágios, geralmente chamados de controles de tom, fornecem um reforço ou corte para sinais em determinadas frequências em relação a sinais em outras frequências dentro da banda passante. Muitas vezes, a tarefa de tais reguladores limita-se a aumentar ou diminuir os sinais nas frequências extremas da faixa de áudio em relação aos sinais de frequência média. Em ULFs valvulados, controles eficazes de resposta de frequência permitem ajustar as características do sinal amplificado de acordo com as propriedades acústicas da sala, compensar possíveis desvios das características padrão devido a possíveis distorções e obter o som mais natural do fonograma.

Desde o aparecimento dos primeiros ULFs valvulados, muitas soluções de circuito para controles de tom têm sido utilizadas em equipamentos de reprodução de som. Alguns deles não resistiram ao teste do tempo porque não atenderam às demandas cada vez maiores dos usuários. Outros, após inúmeras modernizações e melhorias, ainda são utilizados em modernos equipamentos de lâmpadas industriais e de rádio amador de alta qualidade. O espaço limitado deste livro não nos permite falar em detalhes sobre todas as opções possíveis de controles de tom para ULFs valvulados. Portanto, apenas os esquemas mais comumente usados ​​serão discutidos abaixo.

A grande maioria das soluções de circuito para controles de tom baseia-se no uso de resistências variáveis ​​e capacitores fixos. O funcionamento destes reguladores baseia-se no fato de que à medida que a frequência aumenta, a resistência do capacitor diminui. Deve-se notar que geralmente em equipamentos valvulados de reprodução de som de alta qualidade, o controle do tom é realizado usando controles separados para sinais de baixa, média e alta frequência. No entanto, muitas vezes, especialmente em designs de rádio amador, você pode encontrar controles de tom que são combinados mecanicamente. Os elementos do circuito de tais cascatas são selecionados de forma que, ao mesmo tempo em que o timbre é ajustado, seja obtida uma mudança balanceada na banda passante do tubo ULF, o que garante um som agradável do sinal amplificado mesmo com uma banda passante relativamente estreita.

Na maioria das vezes, em cascatas de controles de tom de equipamentos de reprodução de som de alta qualidade, resistores variáveis ​​​​são usados ​​​​diretamente como reguladores, permitindo que o ganho seja alterado gradual ou suavemente dentro da faixa de frequência reproduzida. No entanto, controles de passo, às vezes chamados de registros de tom, são frequentemente usados ​​em amplificadores valvulados de baixa frequência. Com a ajuda deles para melhor reprodução Para um fonograma específico, você pode selecionar imediatamente a resposta de frequência apropriada do caminho de amplificação. Particularmente dignos de nota são os controles de tom multicanal (na maioria das vezes de três canais), que são usados ​​em conjunto com caminhos de amplificação separados, por exemplo, para frequências altas, médias e baixas, operando nos sistemas acústicos separados correspondentes. As vantagens destes sistemas são especialmente visíveis em grandes audiências e em altas capacidades.

Em cascatas VLF de tubo industrial que fornecem controle de tom são geralmente incluídas no pré-amplificador. Os controles de tom podem ser instalados na entrada do amplificador, bem como entre o pré-amplificador e o amplificador final. Soluções de circuito semelhantes são usadas em alguns projetos de rádio amador.

Em equipamentos valvulados modernos de alta fidelidade, o controle de tom geralmente é realizado usando controles de ganho dependentes de frequência e controles de nível de feedback negativo dependentes de frequência. Além disso, é possível construir controles de tom usando diversas combinações desses métodos. Ao escolher um circuito de controle de tom, é necessário levar em consideração que o primeiro método de controle é caracterizado por uma inclinação variável da resposta de frequência nos limites da faixa e uma frequência de transição constante. Os controles de tom instalados em um circuito de realimentação negativa dependente de frequência têm uma frequência de transição variável e uma inclinação constante da resposta de frequência.

Uma das condições mais importantes que determinam a escolha do circuito de controle de tom em um ULF valvulado é a estabilidade do amplificador e a ausência de distorção ou geração não linear. Na prática, muitas vezes os controles de tom incluídos no circuito de feedback negativo causam distorção. Estas distorções são causadas por mudanças na resposta de fase quando a resposta de frequência é profundamente ajustada. Portanto, em projetos amadores, muitas vezes é dada preferência a circuitos nos quais o controle de tom é realizado no canal de amplificação, e não no circuito de feedback negativo.

Deve-se notar que uma mudança de timbre audivelmente perceptível geralmente ocorre quando os controles correspondentes fornecem uma mudança de ganho em uma determinada frequência de pelo menos 6 dB, ou seja, 2 vezes. No entanto, para equipamentos de reprodução de som de alta qualidade, esta alteração mínima no ganho não é suficiente. Portanto, para que o ouvinte possa alterar o timbre sonoro de qualquer fonograma dentro de uma ampla faixa, os controles de tom devem fornecer uma mudança no ganho nas frequências extremas do espectro sonoro de pelo menos 15-20 dB. Neste caso, a escolha dos limites para cada controle de tom individual deve ser determinada levando em consideração as propriedades e características do sistema acústico.

Deve-se também levar em consideração que para regular o timbre em uma ampla faixa e com aumento da resposta de frequência nas frequências extremas da banda passante, com qualquer método de controle é necessário ter uma margem de ganho adequada no amplificador.

Uma característica distintiva dos controles de tom simples, mais frequentemente usados ​​em ULFs valvulados de baixa potência, é o fornecimento de um aumento relativo nos sinais de baixa frequência, obtido pelo corte das frequências mais altas. Ao mesmo tempo, esses reguladores se espalharam por vários motivos. Em primeiro lugar, os sistemas acústicos mais simples em baixas frequências têm um rollover muito perceptível na resposta de frequência e, em segundo lugar, a sensibilidade da audição humana aos tons baixos é um pouco reduzida, especialmente em volumes baixos. Além disso, esses reguladores são fáceis de usar.

Diagramas esquemáticos de controles de tom simples, que fornecem a capacidade de regular a redução dos componentes de alta frequência do sinal reproduzido, são mostrados na Fig. 1.

Figura 1. Diagramas esquemáticos de controles de tom simples

Em ambos os circuitos de controle de tom considerados, a resposta de frequência da cascata é determinada pela posição do controle deslizante do resistor variável R2. Se o controle deslizante do potenciômetro R2 estiver na posição mais baixa de acordo com o diagrama, a resposta de frequência não terá bloqueios. Se o controle deslizante do resistor variável R2 estiver na posição superior, o capacitor C2 desviará o circuito de sinal em frequências mais altas. Como resultado, a resposta de frequência nas frequências mais altas sofre um rollover.

A alteração dos parâmetros dos elementos de dados de controle de tom individuais também alterará a aparência da resposta de frequência da cascata. No diagrama mostrado na Fig. 1, a, a capacitância do capacitor C2 pode variar de 3.000 pF a 0,01 μF, e no circuito da Fig. 1, b a resistência do resistor R1 está na faixa de 200 a 430 kOhm. Se você instalar um potenciômetro R2 com resistência de 10 kOhm no circuito, então com uma capacitância do capacitor C2 igual a 0,001 μF, o roll off da resposta de frequência aparecerá em frequências mais baixas, e com uma capacitância de 5100 pF - em frequências mais altas da faixa reproduzida. Na prática, ambos os regimes em consideração proporcionam resultados quase idênticos durante o processo de ajustamento.

Em ULFs valvulados de baixa potência, a queda mencionada anteriormente na resposta de frequência do sistema acústico em frequências mais baixas pode ser parcialmente compensada usando circuitos de correção, cujos diagramas de circuito são mostrados na Fig. 2.

Figura 2. Diagramas esquemáticos de cadeias corretivas

No diagrama mostrado na Fig. 2, a, a resposta de frequência da cascata é determinada pela posição do resistor variável R3. Na posição superior do potenciômetro R3 no diagrama, a resposta de frequência não aumenta nem diminui. Se o controle deslizante do resistor variável R3 estiver na posição mais baixa, observa-se um aumento nas frequências mais baixas da faixa reproduzida. Se for necessário garantir um aumento constante e fixo nos componentes de frequências mais baixas, pode-se usar um circuito de correção, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 2, b.

Diagramas esquemáticos de controles de tom simples que podem ser instalados na entrada de um tubo ULF são mostrados na Fig. 3. Com a ajuda de tais reguladores, é garantida apenas a amplificação dos sinais nas frequências mais altas e mais baixas da faixa reproduzida. Ao usar esses reguladores, o aumento na resposta de frequência é geralmente obtido usando feedback negativo dependente da frequência em torno do estágio final do amplificador.

Figura 3. Diagramas esquemáticos de controles de tom com supressão de altas e baixas frequências

No diagrama mostrado na Fig. 3, a, em paralelo ao potenciômetro R2, com o qual é regulado o nível dos componentes de baixa frequência, é conectado o capacitor C1. Quando o controle deslizante do resistor variável R2 está na posição mais à esquerda conforme o diagrama, o capacitor C1 é fechado e não afeta o formato da resposta de frequência do amplificador, que nesta posição do regulador aumenta em frequências mais baixas. À medida que o controle deslizante se move para a direita, a resistência do potenciômetro R2 aumenta e atinge seu valor máximo na posição extrema direita. Neste momento, a resistência do resistor variável é igual ou ligeiramente maior que a reatância do capacitor C1 para frequências de áudio mais baixas. Como resultado, a resistência geral do circuito para estas frequências aumenta e elas são atenuadas. A regulação do nível do sinal em frequências mais altas da faixa reproduzida no circuito considerado é realizada por um resistor variável R3. Na posição inferior da corrediça do potenciômetro no diagrama, a resposta de frequência do amplificador aumenta em frequências mais altas. Quando a corrediça do potenciômetro é movida para a posição mais alta, o capacitor C2 é conectado à entrada do amplificador, o que leva a um enfraquecimento das frequências de áudio mais altas.

No diagrama mostrado na Fig. 3, b, o nível dos componentes de frequências mais baixas e mais altas é regulado quase da mesma forma que no circuito discutido anteriormente (Fig. 3, a). O volume é ajustado usando o potenciômetro R3. A profundidade de ajuste da resposta de frequência em ambos os circuitos pode ser selecionada alterando os valores de capacitância dos capacitores C1 (LF) e C2 (HF).

Muitas vezes, em projetos de rádio amador de ULFs de tubo simples, são usados ​​​​controles de tom com um controle, com a ajuda dos quais a forma da resposta de frequência é alterada apenas nas frequências mais baixas ou mais altas da faixa reproduzida. Diagramas esquemáticos de possíveis soluções de circuito para tais reguladores são mostrados na Fig. 4.

Figura 4. Diagramas esquemáticos do controle de tom HF (a) e do controle de tom LF (b)

Um diagrama esquemático de um controle de tom que fornece tanto um aumento quanto um corte no nível dos sinais de frequências mais altas da faixa reproduzida é mostrado na Fig. 4, a. Quando o motor do resistor variável R3 está na posição superior do circuito, a saída da cascata através do capacitor C3 recebe predominantemente oscilações de frequências mais altas, ou seja, a resposta em frequência tem uma elevação na região de frequências mais altas. Se o controle deslizante do potenciômetro R3 estiver na posição mais baixa, então a saída da cascata recebe oscilações de baixas e médias frequências, e as oscilações de frequências mais altas são cortadas pelo capacitor C1. Como resultado, a resposta de frequência em frequências mais altas sofre um rollover.

Um diagrama esquemático de uma das opções de controlador, em que a posição do controle deslizante do potenciômetro determina a queda ou subida dos sinais de baixa frequência, é mostrado na Fig. 4, b. Neste circuito, quando o controle deslizante do resistor variável R3 está na posição inferior, predominantemente sinais de frequências altas e médias passam para a saída da cascata através do capacitor C2. Neste caso, os componentes de baixa frequência são cortados. Se o controle deslizante do potenciômetro R3 estiver na posição superior de acordo com o circuito, os sinais de frequências altas e médias são desviados através do capacitor C3, e ocorre um aumento na região de frequências mais baixas.

Ressalta-se que ao utilizar os circuitos considerados para implementar o aumento necessário na resposta em frequência, é necessário que o dispositivo de amplificação tenha margem de ganho e potência. Assim, por exemplo, se a potência total for limitada, o tom será ajustado reduzindo a potência nas frequências médias. Com uma potência máxima do amplificador de, por exemplo, 2 W e um determinado aumento em baixas frequências de 10 dB, obteremos apenas 0,2 W de potência em frequências médias. Caso esta potência seja insuficiente, é necessário definir um valor menor para elevação da característica, ou seja, uma faixa de controle menor.

Os controles de tom mais simples considerados foram amplamente utilizados em amplificadores de baixo valvulados baixa potência(de 1 a 3 W) com circuito de estágio final de terminação única. No entanto, esses controles nem sempre proporcionam a melhoria necessária na qualidade do som, o que é especialmente perceptível ao reproduzir faixas musicais. Portanto, os requisitos cada vez maiores para a qualidade do som dos ULFs valvulados levaram ao surgimento dos chamados controles de tom universais, que proporcionam uma ampla mudança na proporção dos níveis de sinal das frequências mais baixas, médias e mais altas da faixa reproduzida. . Um dos principais requisitos para reguladores universais é a capacidade de aumentar o nível dos sinais de frequência extrema em relação aos médios. Esta condição é satisfeita pelo controle de tom, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 5, a. É fácil ver que a cascata proposta é uma combinação de dois controles de tom, cujos circuitos foram discutidos anteriormente (Fig. 4).

Arroz. 5. Diagrama esquemático de um controle de tom de ponte

Uma característica especial deste regulador é que ele introduz atenuação constante em frequência média no caminho de amplificação. Neste caso, o nível dos sinais de média frequência e a faixa de controle são definidos selecionando os valores de resistência dos resistores R7 e R8. Os princípios operacionais dos reguladores de alta e baixa frequência de tal cascata não são diferentes dos circuitos discutidos anteriormente (Fig. 4). Se necessário, você pode alterar significativamente as faixas de controle das frequências mais baixas e mais altas. Para isso, basta alterar a relação das capacitâncias dos capacitores C1 e C3 para frequências mais altas da faixa reproduzida, bem como a relação das capacitâncias dos capacitores C4 e C5 para frequências mais baixas. Neste caso, aumentar a relação aumenta o aumento do nível do sinal no canal correspondente e diminuí-la reduz o aumento.

O circuito considerado pode ser representado na forma de um regulador RC denominado tipo ponte, bem conhecido dos rádios amadores e profissionais, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 5 B. Como já observado, esta cascata fornece atenuação constante dos sinais de frequência média, e mover os controles deslizantes do potenciômetro reduz ou aumenta a atenuação dos sinais de frequência mais alta ou mais baixa. Neste caso, os limites de ajuste nas frequências extremas da faixa reproduzida dependem da atenuação introduzida pelo regulador na frequência média. Assim, por exemplo, se o sinal for reduzido dez vezes, ou seja, a atenuação for de 20 dB, então o nível dos sinais em frequências mais altas e mais baixas pode ser aumentado em cerca de 15 dB. A principal desvantagem do regulador em questão é que, para compensar a atenuação introduzida pela cascata, é necessário introduzir um estágio de amplificação adicional no caminho de amplificação. Neste caso, a tensão do sinal no ânodo da lâmpada deste estágio deve ser várias vezes maior que a tensão do sinal que é fornecido à rede da próxima lâmpada (no exemplo dado, dez vezes). No entanto, a necessidade de obter uma tensão de sinal elevada pode levar ao aparecimento de distorções não lineares comparáveis ​​às distorções introduzidas pelo estágio de saída do amplificador. Os controles de tom feitos usando um circuito de ponte são geralmente usados ​​em ULFs valvulados com potência de 5 W ou mais, mas também podem ser usados ​​em amplificadores de menor potência.

Os controles de tom podem estar localizados em circuitos de feedback negativo dependentes da frequência. Diagramas de circuito simplificados dos controles de tom mais simples com alteração da profundidade do feedback são mostrados na Fig. 6.

Figura 6. Diagramas esquemáticos de controles de tom em circuitos OOS

Na cascata mostrada na Fig. 6, a, a tensão de realimentação é removida do enrolamento secundário do transformador de saída Tr1 e do resistor R2 é fornecida ao circuito catódico da lâmpada L1 do primeiro estágio ULF. O resistor R2, neste caso, é a resistência de carga do circuito de feedback. O nível dos sinais de baixa frequência é regulado pelo potenciômetro R3, em paralelo ao qual o capacitor C2 está conectado. Se o controle deslizante do potenciômetro R3 estiver na posição esquerda de acordo com o diagrama, então a resposta em frequência aumenta em frequências mais baixas, pois a reatância do capacitor C2 nessas frequências é alta e a tensão de realimentação é baixa. Ao ajustar o tom com resistência decrescente do potenciômetro R3 (ao mover o controle deslizante para a direita), a resistência da seção do circuito R3C2 para frequências de áudio mais baixas diminui, a tensão de realimentação negativa aumenta e o ganho nessas frequências diminui. O nível dos sinais de frequências mais altas da faixa reproduzida é controlado pelo potenciômetro R2. Na posição superior do motor deste potenciômetro conforme diagrama, o capacitor C1 é conectado em paralelo com o resistor R1. Neste caso, a tensão OOS total é aplicada ao cátodo da lâmpada L1, e a atenuação do ganho em frequências de áudio mais altas torna-se máxima. À medida que o controle deslizante do potenciômetro R2 se move para baixo, a tensão OOS no cátodo da lâmpada L1 para frequências mais altas diminui e o nível do sinal nessas frequências aumenta.

Na Fig. A Figura 6, b mostra um diagrama esquemático de um controle de tom combinado, no qual um dos controles é colocado no circuito de amplificação e o outro no circuito de realimentação negativa. Neste circuito, o potenciômetro R1 é utilizado para alterar a amplificação dos sinais em frequências mais altas na faixa reproduzida. O controle de tom de baixa frequência, que usa o potenciômetro R5, é instalado em um circuito de realimentação negativa dependente de frequência e funciona exatamente da mesma maneira que um controle semelhante no circuito discutido anteriormente.

Um diagrama esquemático de um controle de tom combinado mais complexo para um ULF valvulado é mostrado na Fig. 7.

Figura 7. Diagrama esquemático de um controle de tom combinado no circuito OOS

É fácil perceber que no regulador em questão o circuito de ajuste de baixa frequência é semelhante ao circuito mostrado na Fig. 3, a. Neste caso, a forma da resposta de frequência nas frequências mais baixas da faixa reproduzida é alterada usando o potenciômetro R1. O nível dos sinais de frequência mais alta é ajustado usando o potenciômetro R8. Se o controle deslizante do potenciômetro R8 estiver na posição mais baixa, a tensão das frequências de áudio mais altas na resistência de carga do circuito OOS (resistor R4) é pequena e a resposta de frequência nessas frequências aumenta. À medida que o controle deslizante do potenciômetro R8 sobe, a resistência na seção do circuito que consiste no capacitor C6 e na parte inferior do potenciômetro R8 aumenta para frequências de áudio mais altas. Como resultado, a tensão de frequências mais altas na resistência de carga R4 aumenta e seu ganho diminui. Ao mesmo tempo, a resistência na seção do circuito composta pelo capacitor C5 e pela parte superior do potenciômetro R8 diminui, o que também leva a um enfraquecimento do ganho nas frequências mais altas da faixa reproduzida. Assim, na posição superior do potenciômetro R8, a amplificação dos sinais em frequências de áudio mais altas é mínima.

Uma das desvantagens dos reguladores RC tipo ponte discutidas anteriormente é a necessidade de compensar a atenuação introduzida pela cascata, para a qual um estágio amplificador adicional deve ser introduzido no ULF. Neste caso, a tensão do sinal no ânodo da lâmpada deste estágio deve ser várias vezes maior que a tensão do sinal que é fornecida à rede da lâmpada seguinte. No entanto, a necessidade de obter uma tensão de sinal elevada pode levar a distorções não lineares significativas. O controle de tom com feedback profundo está livre dessas deficiências, cujo diagrama de circuito, proposto em meados do século passado, é mostrado na Fig. 8.

Figura 8. Diagrama esquemático de um controle de tom com feedback profundo

Este controle de tom é uma cascata com feedback profundo. Nas posições intermediárias dos potenciômetros R2 e R5, a resposta em frequência do regulador é linear e seu ganho é igual à unidade. Mover o controle deslizante de um ou outro potenciômetro reduz a profundidade do feedback em frequências mais baixas ou mais altas, respectivamente, o que leva a um aumento no ganho delas. Mesmo com o aumento máximo das características nas frequências extremas da faixa reproduzida, o controle de tom ainda é coberto por um feedback bastante profundo, já que o ganho da cascata (sem feedback) é de cerca de 23 dB. É este fato que garante distorções não lineares mínimas. Além disso, a vantagem de tal regulador é a grande inclinação dos cortes da resposta de frequência, que dificilmente muda durante o ajuste.

A desvantagem do esquema mostrado na Fig. 8, é a necessidade de utilizar um potenciômetro com derivação de ponto médio. Portanto, na prática do rádio amador, tornou-se difundido um circuito de controle de tom no qual potenciômetros convencionais podem ser usados. Um diagrama esquemático de tal regulador é mostrado na Fig. 9.

Figura 9. Diagrama esquemático de um controle de tom avançado com feedback profundo

Como já observado, devido ao profundo feedback negativo, o ganho da cascata feita na lâmpada L 2 é próximo da unidade na frequência média da faixa de áudio. Quando os controles deslizantes de baixa frequência (potenciômetro R2) e alta frequência (potenciômetro R5) estão na posição intermediária, a resposta de frequência da cascata é linear. À medida que os motores se movem em uma direção ou outra, a profundidade do feedback negativo muda, e isso, por sua vez, leva a uma mudança no ganho nas frequências correspondentes.

Deve-se notar que a resistência de saída da cascata em questão é relativamente pequena devido à presença de realimentação. Este recurso pode ser usado quando, por exemplo, o pré-amplificador e o amplificador de potência são colocados em chassis diferentes, e o controle de tom é o estágio final do pré-amplificador. Neste caso, a inclusão de capacitância adicional de até 500 pF (capacitância do fio blindado de conexão) não afeta o formato da resposta de frequência do caminho. Resta acrescentar que a impedância de saída da cascata, após a qual o controle de tom é ligado, deve ser pequena (cerca de 10 kOhm). Esta condição é satisfeita automaticamente se, por exemplo, um triodo de lâmpada 6N8S for usado na cascata.

Os controles de tom multibanda usados ​​em ULFs valvulados têm seus próprios características distintas. Nesses reguladores, os sinais da faixa de frequência reproduzida são primeiro divididos, por meio de filtros, em componentes de subfaixas individuais, cujo nível de volume é regulado pelos controles de ganho correspondentes. Nos ULFs monocanal, os sinais gerados nas saídas dos reguladores de ganho são somados e enviados para os estágios de amplificação subsequentes, e nos amplificadores multicanal, os sinais dos componentes selecionados da faixa de frequência reproduzida são fornecidos às entradas de os caminhos de amplificação correspondentes. Um diagrama esquemático do controle de tom mais simples de dois canais é mostrado na Fig. 10.

Figura 10. Diagrama esquemático do controle de tom de dois canais mais simples

Neste circuito, o sinal de áudio é dividido em componentes de baixa e alta frequência usando filtros RC. Neste caso, os sinais de frequências mais altas são amplificados por uma cascata feita no triodo esquerdo da lâmpada L1 de acordo com o circuito, e os sinais de frequências mais baixas são amplificados por uma cascata no triodo direito desta lâmpada. Sinais Reforçados são somados e fornecidos através do capacitor C4 para a entrada do próximo estágio. O nível de amplificação do sinal em cada canal é ajustado respectivamente pelos potenciômetros R3 e R6. Assim, os controles de ganho instalados em cada um dos canais são reguladores de frequências mais altas (potenciômetro R3) e mais baixas (potenciômetro R6). Os limites de controle podem ser alterados selecionando os valores de resistência dos resistores R4 e R7.

No controle de tom, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 11, os sinais do espectro de frequência reproduzidos são divididos em três canais. Neste caso, os componentes de baixas frequências são fornecidos à grade da lâmpada L2 através do capacitor C1 e do potenciômetro R3, das frequências médias - através do potenciômetro R2, e das frequências mais altas - através do potenciômetro R1. Altere o grau de aumento dos sinais de frequências mais altas e mais baixas e também selecione nível requerido os componentes das frequências médias podem ser selecionados selecionando os valores das resistências R4, R5 e R6.

Figura 11. Diagrama esquemático do controle de tom de três canais mais simples

Uma ampla faixa de controle de resposta em frequência é fornecida pelo controle de tom, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 12. Nele, a separação do sinal é fornecida por filtros RC e o controle do tom é realizado por controles separados.

Figura 12. Diagrama esquemático de um controle de tom de três canais

Os componentes de baixa frequência passam por um filtro feito nos elementos R4, C6, R6 e C7, que corta as frequências altas e médias. O nível do sinal neste canal é controlado pelo potenciômetro R3. O potenciômetro R2 é um regulador do nível dos componentes de média frequência, em cujo circuito as frequências mais baixas são cortadas pelo capacitor C3, e as frequências mais altas são desviadas pelo capacitor C5. O ajuste do nível dos componentes de maior frequência é realizado pelo potenciômetro R1, que também é parte integral filtro feito nos elementos C2, R1, C4, R7. Das saídas dos filtros de cada canal, o sinal é alimentado para um estágio amplificador, feito em uma lâmpada separada. Os circuitos anódicos das lâmpadas são conectados através das resistências R8, R9 e R10, que servem para reduzir a influência mútua dos canais.

ULFs de tubo multicanal, nos quais o caminho de amplificação do sinal de frequência de áudio é dividido em vários canais, recebem atenção especial dos amantes da música devido a alta qualidade reprodução Normalmente, nesses amplificadores, o número de canais é de dois ou três canais. Em amplificadores de três canais, os componentes dos sinais de baixa, média e alta frequência são amplificados em canais separados. Em amplificadores de dois canais, os componentes de baixa e média frequência dos sinais são geralmente amplificados em um canal, e os componentes de alta frequência dos sinais são amplificados no segundo canal.

Os controles de tom usados ​​em ULFs multicanais têm muito em comum com os controles multicanais feitos com base em filtros. A principal diferença é apenas que os sinais gerados nas saídas dos reguladores dos componentes selecionados da faixa de frequência reproduzida em ULFs multicanais não são somados, mas são alimentados nas entradas dos caminhos de amplificação correspondentes. Por exemplo, um diagrama esquemático de um controle de tom projetado para funcionar com um ULF de tubo de dois canais é mostrado na Fig. 13.

Figura 13. Diagrama esquemático de um controle de tom para um amplificador valvulado de dois canais

Neste circuito, o sinal de baixa frequência que entra na entrada do regulador através do capacitor C1 passa então através do filtro de isolamento R3C5R4C6 para o filtro do canal de baixa frequência e através dos capacitores de isolamento C2 e C3 de capacitância relativamente pequena, que representam uma alta resistência para componentes de baixa frequência, é fornecido à entrada do canal, onde os componentes de altas e médias frequências são amplificados. No canal de baixa frequência após o filtro, um controle adicional para o nível dos sinais de baixa frequência está incluído. O ganho neste canal é ajustado pelo potenciômetro R6 alterando a resistência do divisor dependente de frequência R5, R6, R7, R8, C7 e C8. Quando o controle deslizante do resistor variável R6 está na posição inferior, os componentes de baixa frequência são cortados. Se o controle deslizante do potenciômetro R6 estiver na posição superior conforme diagrama, ocorre um aumento na região de frequências mais baixas da faixa reproduzida.

Para trabalhar com um ULF de tubo de três canais, você pode usar um controle de tom, cujo diagrama de circuito é mostrado na Fig. 14. É fácil ver que este regulador é quase completamente idêntico ao regulador, cujo diagrama é mostrado na Fig. 12. A única diferença é que os sinais dos componentes selecionados após a amplificação não são somados, mas são alimentados nas entradas dos caminhos de amplificação correspondentes.

Figura 14. Diagrama esquemático de um controle de tom para um amplificador valvulado de três canais

Este artigo chama a atenção dos leitores para vários projetos de circuitos diferentes e funcionalidade controles de tom, que podem ser utilizados por rádios amadores no desenvolvimento e modernização de equipamentos de reprodução de som.

A principal desvantagem dos controles de tom ativos recentemente populares é o uso de feedback profundo dependente da frequência e as grandes distorções adicionais que eles introduzem no sinal controlado. É por isso que é aconselhável utilizar reguladores passivos em equipamentos de alta qualidade. É verdade que eles apresentam deficiências. O maior deles é a atenuação significativa do sinal correspondente à faixa de controle. Mas como a profundidade do controle do timbre em equipamentos modernos de reprodução de som é pequena (não mais que 8...10 dB), na maioria dos casos ela é introduzida no caminho do sinal etapas adicionais nenhuma amplificação necessária.

Outra desvantagem não tão significativa de tais reguladores é a necessidade de utilização de resistores variáveis ​​​​com dependência exponencial da resistência do ângulo de rotação do motor (grupo “B”), garantindo uma regulação suave. No entanto, a simplicidade do design e os indicadores de alta qualidade ainda levam os designers a usar controles de tom passivos.

Deve-se notar que estes reguladores requerem uma baixa impedância de saída do estágio anterior e uma alta impedância de entrada do estágio subsequente.

Desenvolvido pelo engenheiro inglês Baxandal em 1952, o controle de tom tornou-se, talvez, o corretor de frequência mais comum em eletroacústica. Sua versão clássica consiste em dois links de filtro de primeira ordem formando uma ponte - R1C1R3C2R2 de baixa frequência e C3R5C4R6R7 de alta frequência (Fig. 1a). As características logarítmicas aproximadas de amplitude-frequência (LAFC) de tal regulador são mostradas na Fig. 1, b. As dependências calculadas para determinar as constantes de tempo dos pontos de inflexão do LFC também são fornecidas ali.

Teoricamente, a inclinação máxima de resposta em frequência alcançável para enlaces de primeira ordem é de 6 dB por oitava, mas com características praticamente implementadas, devido à ligeira diferença nas frequências de inflexão (não mais que uma década) e à influência dos estágios anteriores e subsequentes, é não excede 4...5 dB por oitava. Ao ajustar o tom, o filtro Baxandal altera apenas a inclinação da resposta de frequência sem alterar as frequências de inflexão. A atenuação introduzida pelo regulador nas frequências médias é determinada pela relação n=R1/R3. A faixa de regulação da resposta em frequência depende não apenas do valor de atenuação n, mas também da escolha das frequências de inflexão da resposta em frequência; portanto, para aumentá-la, as frequências de inflexão são definidas na região de média frequência, que, por sua vez, está repleto de influência mútua dos ajustes.

Na versão tradicional do controlador em consideração, R1/R3=C2/C1= =C4/C3=R5/R6=n, R2=R7=n-R1. Neste caso, consegue-se uma coincidência aproximada das frequências de inflexão da resposta de frequência na região de sua subida e descida (no caso geral são diferentes), o que garante uma regulação relativamente simétrica da resposta de frequência (o declínio, mesmo em neste caso, revela-se inevitavelmente mais acentuado e mais extenso). Com o comumente utilizado n = 10 (para este caso, os valores mínimos das classificações dos elementos estão indicados na Fig. 1, a-3, a) e a escolha de frequências de crossover próximas de 1 kHz, o controle de tom em frequências de 100 Hz e 10 kHz em relação à frequência de 1 kHz é ±14..18dB. Conforme observado acima, para obter um controle suave, os resistores variáveis ​​​​R2, R7 devem ter uma característica de controle exponencial (grupo “B”) e, além disso, para obter uma resposta de frequência linear na posição intermediária das corrediças do regulador, a relação do as resistências das seções superior e inferior (de acordo com o diagrama) dos resistores variáveis ​​​​também devem ser iguais a n. Com "high-end" n = 2...3, que corresponde à faixa de controle de ±4... 8 dB, é bastante aceitável a utilização de resistores variáveis ​​​​com dependência linear da resistência do ângulo de rotação do motor (grupo “A”), mas ao mesmo tempo, ajuste na região de declínio da frequência a resposta é um pouco mais grosseira e esticada na região de subida, e uma resposta de frequência plana não é de forma alguma obtida na posição intermediária dos controles deslizantes do regulador. Por outro lado, a resistência das seções dos resistores variáveis ​​​​duais com dependência linear é melhor casada, o que reduz a incompatibilidade na resposta de frequência dos canais do amplificador estéreo, de modo que a regulação desigual neste caso pode ser considerada aceitável.

A presença do resistor R4 não é importante, sua finalidade é reduzir a influência mútua dos links e aproximar as frequências de inflexão da resposta em frequência na região de frequências de áudio mais altas. Via de regra, R4= =(0,3...1,2)"R1. Conforme mostrado abaixo, em alguns casos pode ser totalmente abandonado. Para reduzir a influência dos estágios anteriores e subsequentes no regulador, sua saída Rout e entrada Rin as resistências devem ser adequadamente Rout<>R2.

A versão “básica” do regulador é geralmente usada em equipamentos de rádio de última geração. Nos equipamentos domésticos, é utilizada uma versão um tanto simplificada (Fig. 2a). As características logarítmicas aproximadas de amplitude-frequência (LAFC) de tal regulador são mostradas na Fig. 2.6. A simplificação de sua seção de alta frequência levou a alguma imprecisão de regulação na região de frequências mais altas e a uma influência mais perceptível das cascatas anteriores e subsequentes na resposta de frequência nesta região.

Figura 2

Um corretor semelhante em n = 2 (com resistores variáveis ​​​​do grupo "A") foi especialmente popular em amplificadores amadores simples do final dos anos 60 - início dos anos 70 (principalmente devido à baixa atenuação), mas logo o valor n aumentou para o significado usual hoje . Tudo o que foi dito acima sobre o leque de regulação, coordenação e seleção de reguladores também se aplica a uma versão simplificada do corretor.

Se abandonarmos o requisito de regulação simétrica da resposta de frequência nas seções de sua subida e descida (aliás, a necessidade de declínio praticamente não surge), então o circuito pode ser ainda mais simplificado (Fig. 3, a) . Mostrado na Fig. O LFC do regulador corresponde às posições extremas dos controles deslizantes do resistor R2, R4. A vantagem de tal regulador é a sua simplicidade, mas como todas as suas características estão interligadas, para facilitar a regulação é aconselhável escolher n = 3...10. À medida que n aumenta, a inclinação da subida aumenta e a inclinação da descida diminui. Tudo o que foi dito acima sobre as versões tradicionais do corretor Baxandal se aplica totalmente a esta versão extremamente simplificada.

Figura 3

No entanto, o circuito de controle de tom Baxandal e suas variantes não são de forma alguma a única implementação possível de um controle de tom passivo de duas bandas. O segundo grupo de reguladores não é feito com base em pontes, mas com base em um divisor de tensão dependente da frequência. Um exemplo de design de circuito elegante para um regulador é o bloco de tom, que já foi usado em diversas variações de amplificadores valvulados para guitarras elétricas. O “destaque” deste regulador é a mudança nas frequências de inflexão da resposta em frequência durante o processo de controle de tom, o que leva a efeitos interessantes na sonoridade de uma guitarra elétrica “clássica”. Seu diagrama básico é mostrado na Fig. 4a, e os LFCs aproximados são mostrados na Fig. 4.6. As dependências calculadas para determinar as constantes de tempo dos pontos de inflexão também são fornecidas lá.

Figura 4

É fácil perceber que o ajuste na região de frequências de áudio mais baixas altera as frequências de inflexão sem alterar a inclinação da resposta em frequência. Quando o controle deslizante do resistor variável R4 está na posição inferior (de acordo com o circuito), a resposta de frequência em frequências mais baixas é linear. Quando você move o controle deslizante para cima, um aumento aparece nele e o ponto de inflexão durante o processo de regulação muda para a região de frequências mais baixas. Com o movimento adicional do motor, a seção superior (de acordo com o diagrama) do resistor R4 começa a desviar o resistor R2, o que causa um deslocamento do ponto de inflexão de alta frequência para a região de frequências mais altas. Assim, ao regular, o aumento das frequências baixas é complementado por um declínio das frequências médias. O regulador de alta frequência é um filtro simples de primeira ordem e não possui características especiais.

Com base neste circuito, você pode construir diversas variantes de blocos de tom que permitem ajustar a resposta de frequência na região de frequências mais baixas e mais altas. Além disso, na região de frequências mais baixas é possível tanto um aumento quanto uma queda na resposta de frequência, mas em frequências mais altas há apenas um aumento.

Uma variante do bloco de tom com regulação da frequência de curvatura da resposta de frequência na região de baixa frequência é mostrada na Fig. 5,a, seu LACCH está na Fig. 5.6. O resistor R2 regula a frequência de inflexão da resposta de frequência e R5 regula sua inclinação. A atuação conjunta dos reguladores permite limites significativos e maior flexibilidade regulatória.

Figura 5

Um diagrama de uma versão simplificada do bloco de tons é mostrado na Fig. 6,a, seu LACCH está na Fig. 6.6. É, em essência, um híbrido da seção de baixas frequências do bloco de timbre mostrado na Fig. 3,a, e a seção de alta frequência do bloco de tons mostrado na Fig.

Figura 6

Ao combinar as funções de ajuste da resposta de frequência nas regiões de baixa e alta frequência, você pode obter um controle de tom combinado simples com um controle, muito conveniente para uso em equipamentos de rádio e automotivos. Seu diagrama de circuito é mostrado na Fig. 7,a e LACCH - na Fig. 7.6. Na posição inferior (de acordo com o diagrama) do resistor variável R1, a resposta de frequência é quase linear em toda a faixa de frequência. Ao movê-lo para cima, aparece um aumento nas frequências mais baixas, e o ponto de inflexão de baixa frequência durante o processo de regulação muda para a região de frequências mais baixas. Com o movimento adicional do motor, a seção superior (de acordo com o diagrama) do resistor R1 liga o capacitor C1, o que leva a um aumento nas frequências mais altas.

Figura 7

Ao substituir o resistor variável R1 por uma chave (Fig. 8a e 8.6), o regulador considerado se transforma no registro de tom mais simples (posição 1 - clássico; 2 - jazz; 3 - rock), popular nos anos 50 - 60 e novamente usado em equalizadores de gravadores de rádio e centros de música na década de 90.

Figura 8

Apesar de parecer que tudo já foi dito sobre o controle de tom há muito tempo, a variedade de circuitos de correção passiva não se limita às opções propostas. Muitas soluções de circuitos esquecidas estão agora renascendo em um novo nível qualitativo. Muito promissor, por exemplo, é um controle de volume com ajuste separado de compensação de volume para graves e altas frequências[Z].

LITERATURA
1. Shkritek P. Manual de referência sobre circuitos de áudio (traduzido do alemão). - M.: Mundo, 1991, p. 151-153.
2. Krylov G. ULF de banda larga. - Rádio, 1973, N 9, p.56,57.
3. Shikhatov A. Unidade de controle de resposta de frequência combinada. - Rádio, 1993, N 7, p. 16.

Lista de radioelementos