Jednoduchý obvod dekodéru prostorového zvuku

Tento článek je napsán se záměrem podrobně vysvětlit vytvoření jednoduchého obvodu dekodéru prostorového zvuku.

Autor: Dhrubajyoti Biswas

Přehled

Koncept dekodéru poprvé představil David Hafler v 70. letech. Jeho výzkum ilustruje způsob, jak použít dva reproduktory jako zadní reproduktory na prostorovém systému.

Níže uvedený obrázek je diagramem založeným na Haflerově výzkumu:

Obrázek 1

Podle obrázku 1 navrhl Hafler obvod tak, aby zadní reproduktory generovaly rozdíl signálu mezi pravým a levým výstupem.

Zatímco každý stereokódovaný systém udržuje rozdíl signálu mezi pravým a levým kanálem, je reprodukován tento rozdíl signálu při příjmu zadními reproduktory.

Je však důležité mít na paměti, že nebudete uzemňovat záporné vývody zadních reproduktorů, jinak se zadní bude chovat paralelně s hlavními předními reproduktory.

Pasivní verze na úrovni řádků

Použití samostatného zesilovače pro zadní reproduktory není ve skutečnosti možné. Existuje však cesta, kterou jsme zjistili po nějakém výzkumu. S odkazem na obrázek 2 je zcela pasivní, ale potřebuje ideální transformátor - transformátor s impedancí 10 K [poměr 1: 1], který je poměrně vzácný, ale je k dispozici.

Obrázek 2

Jako alternativu jsme zkusili použít jednotku 600ohm. Ale je to kvůli impedanci, kterou jsme obdrželi, nebyl dobrý, protože postrádá basy.

Po načtení transformátoru však zvýšil kvalitu basů, ale zdá se, že předzesilovač kvůli impedanci nefunguje naplno. Z tohoto důvodu jsme použili telefonní transformátory s 600: 600ohmy a fungovalo to dobře.

Obvod na obrázku 2 ilustruje způsob, jakým jsme postupovali. Podle tohoto návrhu to fungovalo, ale má velmi nízkou impedanci ve všech případech blokujících polovodičový předzesilovač.

Použitím 600ohmové jednotky je generovaná ztráta kolem 3dB. Nízká frekvence je -3 dB na 100 Hz. Liší se však podle kvality transformátoru.

600ohmový telefonní transformátor je na trhu široce dostupný, ale mnoho z nich není na to, aby jej v tomto experimentu využilo.

Většina vysoce výkonných transformátorů se prodává hromadně, a proto je těžké pořídit jedinou kopii. Alternativou by tedy bylo použití duálního operačního zesilovače k ​​návrhu systému a jeho proces je uveden níže podrobně.

Vysvětlení nového okruhu

Schematický diagram na obrázku 3 poskytuje detailní pohled na tento vývoj jednoduchého obvodu dekodéru prostorového zvuku.

Obrázek 3

Zatímco nový design [obrázek 3] bude následovat Haflerův princip, tento nový obvod zjednodušil zapojení, i když jsme potřebovali další výkonové zesilovače. Nyní je k dispozici signál středového kanálu a je také nastaven subwoofer pro příjem mono signálu.

Možná jste se s podobným typem obvodu setkali v jiných dokumentech, ale jsou v tom nějaké zvraty. Vyvarovali jsme se jakékoli aktivní elektroniky na levém / pravém kanálu a zavedli jsme opampy na nulu na faktor, který může způsobit degradaci zvuku.

Impedance 50K nebude představovat žádnou bariéru pro předzesilovač, protože hlavní signál je paralelní s přídavným obvodem.

Extra ovládání hlasitosti bylo ze systému vyloučeno z důvodu přítomnosti ovládání hlasitosti v předzesilovači. Koncový zesilovač zadního kanálu má navíc ovládání úrovně pro vyvážení přední a zadní úrovně.

Vezměte prosím na vědomí, že pokud sledujete obvod, jak je znázorněno na obrázku 3, zajistěte, aby byly zadní reproduktory zapojeny do fáze zapojení.

Jeden reproduktor nechejte běžně připojit k zesilovači a druhý by měl být připojen tak, aby byly vodiče reproduktorů obrácené.

Rozdíl je sice zanedbatelný, ale k získání nejlepšího efektu kvality je vždy vhodné zvolit připojení mimo fázi. To pomáhá při udržování signálů zleva doprava a zprava doleva.

Způsob, jakým obvod dekodéru prostorového zvuku funguje

Operační zesilovač A1 by měl být připojen ve formě odečítacího zesilovače a pokud je do obou reproduktorů předán stejný signál, bude výsledek nulový.

Výsledkem bude odstranění všech informací, které jsou běžné ze stereofonního signálu, a vznikne rozdílový signál podobný Haflerově. A2 je na druhé straně součtový zesilovač. Jeho výstup má všechny potřebné informace z levého a pravého kanálu.

Ovládání středového kanálu

VR1 pot je nastaven na vyrovnání středového kanálu. Může to být buď konvenční hrnec, nebo trimpot s namontovanou zadní částí.

Sčítáním dvou kanálů [levý ​​/ pravý kanál], kde signál není mono, bude -3dB bude úroveň středního kanálu.

Pokud je například řeč středového kanálu mono, úroveň se u obou reproduktorů vyrovná. Možnost přetížení zesilovače nebo reproduktoru je zde vzácný případ, protože reproduktory a zesilovač kanálu nejsou ve srovnání s levým / pravým kanálem tak výkonné.

Zvuk středového kanálu nemusí být vysoký. Musí být stabilní a dostupné ovládání úrovně je dostatečné pro generování požadovaného výstupu.

Použití kondenzátoru C1 není povinné, protože poskytuje roll-off frekvenci 8kHz. To ve skutečnosti pomáhá omezit jakékoli problémy se signálem hlavního stereofonního zařízení.

Výstup - subwoofer

Výstup subwooferu je převzat z mixážního pultu centrálního kanálu a přidaného no-pass filtru, protože je těžké určit sub, kde již je filtr.
Další faktory

Rezistory 100 ohmů se používají k blokování oscilace opamps tím, že zabraňují kapacitě signálního vedení. To by nevedlo ke ztrátě frekvence, ale pokud použijete signální vodiče dlouhé 100 m, může to představovat problém.

Podle obrázku 3 mají zadní reproduktory dva paralelní výstupy.

Důvodem je umožnit snadné zapojení, které usnadní připojení stereofonního zesilovače k ​​zadním reproduktorům.

Normálně by mono zesilovač fungoval dobře, pokud by fungoval paralelně se dvěma zadními reproduktory. To však nemusí být možné, pokud používáte 4ohmové reproduktory a pokud je používáte, zajistěte jejich připojení ve formě série. Aby bylo možné umožnit připojení mimo fázi, je třeba připojit červené svorky a dále připojit svorku reproduktorů k výstupu zesilovače.

Budování systému

Celý systém můžete umístit na kovové pouzdro. Použití kovového pouzdra blokuje hučení nebo jiný hluk vycházející ze sítě atd.

I když zde není žádný faktor tvorby tepla, můžete použít malé pouzdro. Zajistěte však, aby byl zachován prostor, aby se vešly konektory RCA a ostatní součásti.

Rovněž nezapomeňte uvolnit součásti, protože by to mohlo vést ke zkratu.

Na Veroboard můžete zapojit komponenty a duální operační zesilovač. Rovněž zajistěte nanesení 1% kovového filmu na celou vrstvu, aby se snížil hluk.

Můžete ponechat RCA konektory pevně zapojené. Nezapomeňte zkontrolovat uzemnění.

Střed napájecího zdroje a konektory RCA by měly udržovat bezpečné připojení, aby nedocházelo k rušení šumu. Můžete také použít polyesterové krytky 100uF pro paralelní připojení k obtokovým kondenzátorům 100uF, ale není to povinné.

Zpožďovací linka

Pokud plánujete obohatit zvuk, můžete také použít zpožďovací linku, abyste zpozdili zvuk procházející do zadních reproduktorů. Ale to opět není povinné.

Celkově výkon vašeho systému plně závisí na způsobu, jakým jste obvod uspořádali. Pokud navrhovaný jednoduchý obvod dekodéru prostorového zvuku není dobře sestaven, můžete se setkat s neustálými problémy ve srovnání s dobře postaveným.