Аттенюатор что это такое в акустике

Простейший аттенюатор для аудиокарты

В любительской радиотехнике, а именно в области проектирования усилителей низкой (звуковой) частоты, очень удобно использовать для измерений компьютер.
Профессиональные измерительные приборы стоят немалых денег, тогда как аудиокарта имеется почти в любом домашнем компьютере. В совокупности с доступным и разнообразным ПО мы получаем удобный инструмент для снятия всех основных характеристик: АЧХ (амплитудно-частотная характеристика), THD (уровень гармонических искажений), соотношение сигнал/шум и спектрограмму.

Аттенюатор что это такое в акустике. ba700bb0806ba2c343a36fcf2d5e3ccf. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-ba700bb0806ba2c343a36fcf2d5e3ccf. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка ba700bb0806ba2c343a36fcf2d5e3ccf.

Единственным неудобством оказывается слишком чувствительный вход аудиокарты,
на который нельзя подать сигнал, превышающий напряжение 0.5-1.5 вольта.
И здесь на помощь приходит аттенюатор.

Его можно (и нужно) собрать самостоятельно. Ничего хитрого в этом опыте нет, но для тех, кто делает первые шаги в усилителестроении, материал будет полезным.

Аттенюатор является пассивным устройством и фактически, применительно к нашему случаю, представляет собой резистивный делитель напряжения. Его функция — ослабление уровня сигнала (переменного напряжения звуковой частоты) по заданным параметрам. Давайте определим эти параметры.

Задача

Необходимо подать на линейный вход аудиокарты сигнал, снятый с выходных клемм усилителя мощности, при этом не перегрузив аудиокарту. Для удобства установим величину выходного напряжения аттенюатора равным 0.775v RMS. Такое напряжение будет приемлемым для любой современной аудиокарты с линейным входом, к тому же величину 0.775v принято выбирать за опорный уровень (0dBu) при измерении абсолютных величин в децибелах.

Про измерения и децибелы очень рекомендую ознакомиться со статьей Михаила Чернецкого «Что мы измеряем?» (ссылка на публикацию на сайте журнала «Звукорежиссер» есть в конце поста [1], но для глаз намного комфортнее читать на сайте автора)

Входное напряжение на аттенюаторе выберем таким образом, чтобы оно соответствовало мощности, рассеиваемой на эквивалентной нагрузке в 8 Ohm, и равнялось 1W.

Для среднеквадратичного значения напряжения (RMS) верна следующая формула расчета мощности:
Аттенюатор что это такое в акустике. image loader. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-image loader. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка image loader.
Некоторые считают мощность синусоидального сигнала по формуле P = Ua^2/2R, перепутав амплитудное значение напряжения со среднеквадратичным. Может быть у них для этих измерений осциллограф всегда под рукой(?!), мы же используем TrueRMS вольтметр и знаем разницу (и зависимость) между амплитудным и среднеквадратичным значениями напряжения (если поймали себя на мысли, что забыли и нужно срочно освежить память — идем прямиком к Радиокоту [2]).
По выше приведенной формуле находим значение 2.83v (для 1W), 4v (для 2W) и 5.66v (для 4W). Обычно для промера характеристик маломощного усилителя этих значений вполне достаточно, но если требуются бОльшие значения — вы без труда рассчитаете их сами.
Не удивляйтесь таким «маленьким» значениям мощности — для примера: однотактный ламповый усилитель вашего покорного слуги (режим работы класс «A») мощностью 2W(!) «раскачивает» здоровую напольную акустику безо всякого труда (по немногочисленным просьбам хабрачитателей я в процессе обдумывания статьи про его конструирование, но покамест решил прощупать интерес к теме публикацией данного материала — тут есть связь с компьютерами хотя бы).
Итак, у нас есть входные данные — можно перейти к расчёту.

Расчёт

В общем случае формула для расчета делителя без нагрузки выглядит так:

Аттенюатор что это такое в акустике. image loader. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-image loader. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка image loader.

Единственно надо учесть тот факт, что номинал резистора Z1 должен быть выбран на 3-4 порядка больше эквивалентной нагрузки 8 Ohm, чтобы для усилителя подключение атеннюатора осталось «незамеченным» (высокоомный, относительно выхода усилителя, вход аттенюатора практически не изменит значение сопротивления эквивалентной нагрузки, так как подключен параллельно нагрузке в 8 Ohm — вспоминаем правило сложения соединенных параллельно резисторов [3]).
Для удобства выберем Z1=20 kOhm, тогда номинал нижнего резистора (Z2) посчитаем по формуле:
Аттенюатор что это такое в акустике. image loader. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-image loader. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка image loader.
Получим Z2 = 0.775*20000/2.828-0.775 = 7550 Ohm
Аналогично посчитаем номиналы для других входных напряжений: 4v (для 2W) и 5.66v (для 4W).

Дотошные читатели наверняка уже заметили, что мы нигде не учитываем входное сопротивление аудиокарты. И дело вот в чём: практически любая звуковая карта изменит сопротивление резистора Z2, так как фактически будет представлять собой включенное параллельно к нему сопротивление. Что это означает для нас? Означает, что выходное напряжение нашего аттенюатора будет несколько меньше, чем заложенное в расчётах 0.775v (sic!).
«Так значит надо измерить сопротивление линейного входа, делов-то!», — скажете вы. Но всё не так просто: звуковая карта имеет на входе конденсатор — обычным мультиметром входное сопротивление карты не измерить. Здесь понадобится генератор и осциллограф, не у всех они имеются, поэтому в рамках данной статьи мы не учитываем входное сопротивление аудиокарты при расчете.

Однако, на случай, если вы уже знаете сопротивление линейного входа вашей звуковой карты (например, оно указано в спецификации) привожу формулу, учитывающую входное сопротивление аудиокарты при расчете аттенюатора:

Аттенюатор что это такое в акустике. image loader. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-image loader. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка image loader.

где ZL — сопротивление линейного входа аудиокарты.

Принципиальная схема аттенюатора

Аттенюатор что это такое в акустике. image loader. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-image loader. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка image loader.

В схеме использованы графические обозначения принципиальных схем авторства Сергея Комарова. Рекомендую скачать[5] и использовать.

Конструкция и детали

Нам понадобятся коннекторы типа «бананы» (2шт.) (или другие разъемы, совместимые с вашим усилителем), один RCA-разъем, поворотный переключатель (rotary switch) и ручка к нему (1/4″), а также резисторы (см. номиналы в схеме).
В качестве корпуса мне пришлось купить пластиковый корпус в «Чип и Дипе» за бешенные 90 рублей. Зато он очень подошел по размеру (65х45х22мм).

Аттенюатор что это такое в акустике. 1f4d744f5eecc0d70a1aa69b91d4773c. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-1f4d744f5eecc0d70a1aa69b91d4773c. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 1f4d744f5eecc0d70a1aa69b91d4773c.

Выбор поворотного переключателя — дело вкуса. Можно выбрать самый дешёвый китайский, а можно — качественный. Я выбрал 2-ой вариант и заказал дорогущий Grayhill 71BD36-01-1-AJN. Ресурс 50000 поворотов, контакты ротора покрыты золотом (30 microinches — любопытная единица толщины покрытия), «военная приёмка», настоящее американское производство. Я ни разу не агитирую, но ссылку на даташит привожу [4].

Аттенюатор что это такое в акустике. e75a6dead3fd2c150968d61fb0d079c9. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-e75a6dead3fd2c150968d61fb0d079c9. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка e75a6dead3fd2c150968d61fb0d079c9.

Переключатель имеет 10 позиций, но нам понадобятся только три.
В идеале ещё нужен минимум инструментов: линейка или штангенциркуль, дрель, ключи-«многогранники» (чтобы закрепить рукоятку на вал).

Земляную шину лучше сделать из медной моножилы. У меня под рукой не было подходящего диаметра и я свил из медного проводника (22AWG) и облудил её бессвинцовым серебресодержащим припоем.

Аттенюатор что это такое в акустике. a726e74565b6e5740c9d3de7cb998b1a. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-a726e74565b6e5740c9d3de7cb998b1a. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка a726e74565b6e5740c9d3de7cb998b1a.

Резисторы можно взять любые, 1-2 ватта. Идеально выбрать проволочные или фольговые — у них минимальный шум. Я выбрал безиндуктивные проволочные Mills.
Припаивать к контактам очень удобно — у них большой шаг, а корпус переключателя сделан из термопластика и можно не опасаться повредить его горячим жалом паяльника.

После того, как закрепили разъемы и припаяли резисторы, можно закрыть корпус крышкой (я закрепил все детали в половинке корпуса), затянуть гайку переключателя, поставить два самореза (прилагаются к корпусу), закрепить ручку на вал и подписать на корпусе значения входных напряжений.

Аттенюатор что это такое в акустике. 5c2019c3543e5df6216e18ef072a8c6f. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-5c2019c3543e5df6216e18ef072a8c6f. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 5c2019c3543e5df6216e18ef072a8c6f.

Финиш! Можно приступать к измерениям, но это уже тема для отдельной статьи.

Источник

Устройства частотной коррекции

В прошлый раз решили, что теперь мы будем знакомиться с корректирующими устройствами. Вот и займёмся устройствами частотной коррекции и другими полезными схемами.

(Продолжение. Начало в #4/2009)

ОТСЕКАЯ ЛИШНЕЕ-4

Устройства и цепи, входящие в состав пассивных фильтров (конечно, если это фильтры соответствующего уровня), можно разделить на три группы: аттенюаторы, устройства частотной коррекции и то, что англоговорящие граждане называют miscellaneous, попросту говоря, «разное».

Аттенюаторы

Поначалу это может показаться удивительным, но аттенюатор является непременным атрибутом многополосной акустики, ибо головки для разных полос не только не всегда имеют, но и не должны иметь одинаковую чувствительность. В противном случае свобода манёвра по частотной коррекции будет сведена к нулю. Дело в том, что в системе пассивной коррекции, чтобы исправить провал, надо «осадить» головку в основной полосе и «отпустить» там, где был провал. Кроме того, в жилых помещениях часто бывает желательно, чтобы пищалка немного «переигрывала» по громкости мидбас или среднечастотник и бас. В то же время «осаживать» басовый динамик выходит накладно в любом смысле — требуется целая группа мощных резисторов, и изрядная часть энергии усилителя уходит на разогрев упомянутой группы. На практике считается оптимальным, когда отдача среднечастотника на несколько (2 — 5) децибел выше, чем у баса, а у пищалки на столько же выше, чем у СЧ-головки. Так что без аттенюаторов не обойтись.

Как известно, электротехника оперирует комплексными величинами, а никак не децибелами, так что мы ими сегодня будем пользоваться лишь отчасти. Поэтому для вашего удобства привожу табличку пересчёта показателя аттенюации (дБ) в коэффициент пропускания устройства.

Аттенюация, дБ1234567
Коэффициент пропускания0,8910,7940,7070,6310,5620,5010,447

Итак, если вам нужно «осадить» головку на 4 дБ, коэффициент пропускания N аттенюатора должен быть равен 0,631. Простейший вариант — последовательный аттенюатор — как явствует из названия, устанавливается последовательно с нагрузкой. Если ZL — средний импеданс головки в области, представляющий интерес, то номинал RS последовательного аттенюатора определится по формуле:

В качестве ZL можно брать «номинал» 4 Ом. Если мы из лучших побуждений установим последовательный аттенюатор прямо перед головкой (китайцы, как правило, так и делают), то импеданс нагрузки для фильтра увеличится, и частота среза НЧ возрастёт, а фильтра ВЧ — понизится. Но это ещё не все.

Берём для примера аттенюатор 3 дБ, работающий на 4 Ом. Номинал резистора по формуле (4,1) будет равен 1,66 Ом. На рис. 1 и 2 — то, что получится при использовании фильтра ВЧ на 100 Гц, а также фильтра НЧ на 4000 Гц.

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris01. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris01. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris01.

Рис. 1. АЧХ последовательного аттенюатора (ФВЧ)

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris02. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris02. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris02.

Рис. 2. То же для ФНЧ

Синие кривые на рис. 1 и 2 — частотные характеристики без аттенюатора, красные — АЧХ с последовательным аттенюатором, включённым после соответствующего фильтра. Зелёная кривая соответствует включению аттенюатора перед фильтром. Единственное побочное явление — смещение частоты на 10 — 15% в минус и в плюс для ФВЧ и ФНЧ соответственно. Так что в большинстве случаев последовательный аттенюатор должен устанавливаться перед фильтром.

Чтобы избежать дрейфа частоты среза при включении аттенюатора, были придуманы устройства, которые у нас называются Г-образные аттенюаторы, а в остальной части мира, где алфавит не содержит волшебной и такой нужной в повседневной жизни буквы «Г», носят название L-Pad. Такой аттенюатор состоит из двух резисторов, один из них, RS, включается последовательно с нагрузкой, второй, Rp — параллельно. Вычисляются они так:

Для примера берём те же 3 дБ аттенюации. Номиналы резисторов получились такие, как показано на схеме (ZL опять же 4 Ом).

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris03. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris03. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris03.

Рис. 3. Схема Г-образного аттенюатора

Здесь аттенюатор показан вместе с фильтром ВЧ на 4 кГц. (Для единообразия все фильтры сегодня — типа Баттерворта.) На рис. 4 вы видите обычный набор характеристик. Синяя кривая — без аттенюатора, красная — с аттенюатором, включённым до фильтра, и зелёная — с аттенюатором после фильтра.

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris04. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris04. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris04.

Рис. 4. Частотные характеристики Г-образного аттенюатора

Как видим, у красной кривой и добротность ниже, и частота среза смещена вниз (у фильтра НЧ она будет смещаться вверх на те же 10%). Так что не надо мудрить — L-Pad лучше включать именно так, как показано на предыдущем рисунке, непосредственно перед головкой. Впрочем, при определённых обстоятельствах перестановкой можно воспользоваться — не меняя номиналы, подкорректировать область раздела полос. Но это уже высший пилотаж… А теперь переходим к «разному».

Другие употребительные схемы

Чаще других в наших кроссоверах встречается цепь коррекции импеданса головки, обычно называемая цепью Цобеля по имени известного исследователя характеристики фильтров. Она представляет собой последовательную RC цепочку, включённую параллельно нагрузке. По классическим формулам

Le = [(Z 2 L — R 2 e)/2πFo] 1/2 (4.6).

Здесь ZL — импеданс нагрузки на частоте Fo, представляющей интерес. Как правило, за параметр ZL, не мудрствуя лукаво, выбирают номинальный импеданс головки, в нашем случае, 4 Ом. Я бы советовал величину R искать по такой формуле:

Здесь коэффициент k = 1,2 — 1,3, всё равно более точно резисторы не подобрать.

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris05. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris05. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris05.

Рис. 5. Частотные характеристики фильтра со схемой Цобеля

На рис. 5 вы можете видеть четыре частотные характеристики. Синяя — обычная характеристика фильтра Баттерворта, нагруженного на резистор 4 Ом. Красная кривая — такая характеристика получается, если звуковую катушку представить как последовательное соединение резистора 3,3 Ом и индуктивности 0,25 мГн (такие параметры характерны для сравнительно лёгкого мидбаса). Почувствуйте разницу, как говорится. Чёрным цветом показано, как будет выглядеть АЧХ фильтра, если разработчик не станет упрощать себе жизнь, а параметры фильтра определит по формулам 4.4 — 4.6, исходя из полного импеданса катушки — при указанных параметрах катушки полный импеданс составит 7,10 Ом (4 кГц). Наконец, зелёная кривая — это АЧХ, полученная с использованием цепи Цобеля, элементы которой определены по формулам (4.4а) и (4.5). Расхождение зелёной и синей кривых не превышает 0,6 дБ в диапазоне частот 0,4 — 0,5 от частоты среза (в нашем примере это 4 кГц). На рис. 6 вы видите схему соответствующего фильтра с «Цобелем».

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris06. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris06. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris06.

Рис. 6. Схема фильтра с цепью Цобеля

Кстати говоря, когда в кроссовере вы находите резистор номиналом 3,9 Ом (реже — 3,6 или 4,2 Ом), можно с минимальной вероятностью ошибки утверждать, что в схеме фильтра задействована цепочка Цобеля. Но есть и другие схемные решения, приводящие к появлению «лишнего» элемента в схеме фильтра.

Конечно, я имею в виду так называемые «странные» фильтры (Strange Filters), которые отличаются наличием дополнительного резистора в земляной цепи фильтра. Уже хорошо нам известный фильтр НЧ на 4 кГц можно представить в таком виде (рис. 7).

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris07. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris07. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris07.

Рис. 7. Схема «странного» фильтра

Резистор R1 с номиналом 0,01 Ом можно рассматривать как сопротивление выводов конденсатора и соединяющих дорожек. А вот если номинал резистора становится существенным (то есть сравнимым с номиналом нагрузки), получится «странный» фильтр. Будем менять резистор R1 в диапазоне от 0,01 до 4,01 Ом с шагом 1 Ом. Полученное семейство частотных характеристик можно увидеть на рис. 8.

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris08. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris08. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris08.

Рис. 8. Амплитудно-частотные характеристики «странного» фильтра

Аттенюатор что это такое в акустике. filters ris09. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-filters ris09. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка filters ris09.

Рис. 9. Фазочастотные характеристики «странного» фильтра

Характер поведения графика ФЧХ изменяется начиная с 6 кГц (то есть от 1,5 частот среза). С использованием «странного» фильтра можно плавно регулировать взаимную фазу излучения соседних головок, чтобы добиться желаемой формы общей частотной характеристики.

Теперь в соответствии с законами жанра прервёмся, пообещав, что в следующий раз будет ещё интереснее.

Источник

Аудио-аттенюатор или возвращение в 80-е

Опубликовано: 16 мая, 2015 • Рубрика: Разное

Аттенюатор что это такое в акустике. 80. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-80. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 80.Эх, золотые 80-е, эпоха расцвета диско, хард-рока и действительно звучащей аудиоаппаратуры. Неудивительно, что многие аудиофилы до сих пор в своих системах используют компоненты 80-х (а то и 70-х) годов. Пусть и немного доработанные.

Однако, при сопряжении таких компонентов с современными источниками сигнала (CD- и DVD-плеерами, звуковыми картами и т.п.) возникают проблемы с согласованием уровней сигнала. В те годы не было жёстких стандартов в этом плане и различия в чувствительности входов разных аппаратов разных фирм, мягко говоря, поражают.

Просматривая спецификацию на какой-то старый усилитель 70-х годов, автор обнаружил «стандарты» по входам для тюнера, магнитной ленты и линейного входа в 155 мВ, 180 мВ, 200 мВ, 220 мВ, 250 мВ и 300 мВ. У современных аппаратов различия тоже наблюдаются, но уже не такие разительные.

Поэтому при согласовании между собой компонентов из разных эпох возникают.

Проблемы.

Первая проблема заключается в существенных различиях выходного уровня современных источников сигнала и чувствительности входов компонентов 80-х и 70-х годов.

Вторая проблема вытекает из первой — из-за высокой чувствительности (по современным меркам) входов «раритетных» аппаратов существует (и весьма серьёзный) риск перегрузки усилителя мощности.

Если посмотреть на характеристики старой аппаратуры, то мы увидим, что относительно стандартной чувствительностью для линейных входов, входов для CD-проигрывателя и тюнера является уровень 200 мВ. Причём больше всего вариаций встречается для входа тюнера, где чувствительность порой достигает 100-150мВ. Причины такого разнообразия неясны, да и неважны.

Гораздо более важным является тот факт, что «старомодный» уровень 200 мВ абсолютно не соответствует современному стандарту на выходные уровни CD, DVD и MD проигрывателей. Все без исключения эти устройства обеспечивают максимальное напряжение на выходе в 2В! Это в десять раз выше, чем входная чувствительность старых аппаратов.

Конечно, надо учесть, что в среднем уровень записи CD-дисков на 12 дБ ниже максимума. Следовательно средний уровень выходного сигнала составляет только 500 мВ. И ситуация кажется уже не такой катастрофичной. Но это опасная иллюзия, так как на правильно записанном компакт-диске пиковые уровни сигнала могут достигать 2 Вольт. И если ваш усилитель способен развить полную мощность уже при 200 мВ на входе, то такие пики сигнала вызовут сильнейшую перегрузку усилителя с весьма нежелательными, а порой и непредсказуемыми последствиями.

Резистивный аттенюатор.

К счастью, излишне высокий уровень выходного сигнала источника может быть довольно легко приведен к требуемому значению. Для этого нам потребуется простой резистивный делитель, представленный на рисунке:

Аттенюатор что это такое в акустике. 1. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-1. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 1.

Формула для расчета затухания в дБ: Ослабление=20log[R2/(R1+R2)].

Чтобы избавить читателей от «сложных» расчётов, в таблице ниже приведён ряд практически-ориентированных примеров:

Аттенюатор что это такое в акустике. 2. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-2. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 2.

Согласование

Кроме соотношения номиналов резисторов R1 и R2 (напомню, соотношение определяет затухание), мы должны учитывать и абсолютные значения этих резисторов. По каким критериям?

Со стороны входа аттенюатора мы должны принимать во внимание выходной импеданс источника сигнала, а со стороны выхода — входное сопротивление усилителя. Для примера рассмотрим учёт входного сопротивления усилителя.

Обратимся к высокочастотной технике. Здесь всегда пытаются обеспечить передачу максимальной мощности сигнала. Согласитесь, неплохая идея? Для этого необходимо, чтобы входное сопротивление аттенюатора было равно выходному импедансу источника сигнала.

В аудиотехнике практикуется совсем другой подход. Здесь стараются как можно меньше нагружать источник сигнала (т.е. входное сопротивление последующих компонентов делают как можно больше) иначе при перегрузках ограничение сигнала будет частотно-зависимым. То есть нарушается линейность источника сигнала, что в Hi-Fi и уж тем более в Hi-End системах недопустимо! Вдобавок сильное ослабление сигнала может привести к росту уровня шумов.

Учитывая вышесказанное, сопротивление нагрузки стоит выбирать минимум в 10 раз выше выходного сопротивления источника сигнала. Это проиллюстрировано на рисунке:

Аттенюатор что это такое в акустике. 3. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-3. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 3.

Выходное сопротивление большинства источников сигнала находится в диапазоне от одной до нескольких сотен Ом. Если мы обеспечим сумму сопротивлений R1 и R2 в интервале от 10 кОм до 20 кОм, то таким образом наш аттенюатор будет вполне безопасной нагрузкой для источника сигнала. Кстати, это было учтено при расчете значения резисторов приведенной выше таблице.

Конструкция.

С точки зрения конструкции, естественно, тут варианты могут быть разными, в зависимости от ваших способностей и подручных средств. Приведенные ниже фотографии показывают одну из возможных реализаций аттенюатора. Довольно, простую, эстетичную и удобную. Если использовать маломощные резисторы (0,125 Вт), то они легко помещаются в корпусе RCA-переходника.

Аттенюатор что это такое в акустике. 4. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-4. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 4.

Защитить контакты можно термоусадочной трубкой. Для удобства эксплуатации на корпусе стоит пометить затухание вашего аттенюатора.

Аттенюатор что это такое в акустике. 5. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-5. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка 5.
Обратите внимание, что для снижения шумов, аттенюатор необходимо подключать на входе усилителя, а не на выходе источника. Если резисторы монтируются не в переходник, а в разрыв сигнального кабеля, то часть кабеля, подключённая ко входу усилителя, должна быть как можно короче.

Если вы часто экспериментируете с аппаратами в своей аудиосистеме или ищите «свой звук», то, скорее всего, будет очень полезно иметь набор таких аттенюаторов, перечисленных в таблице 1.

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор Электроникс»,
вольный перевод Главного редактора «РадиоГазеты».

Источник

Ступенчатые аттенюаторы [перевод], статья. Журнал «Stereo & Video»

Сохранить и прочитать потом —

Аттенюатор что это такое в акустике. Stepped attenuators sv 2 2014 01. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-Stepped attenuators sv 2 2014 01. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка Stepped attenuators sv 2 2014 01.

Регулятор уровня громкости в вашей стереосистеме — очевидная и важная функция. Элемент, который используется для повышения и понижения громкости, также важен для качества звука. Если вы заглянете внутрь предусилителя, то обнаружите, что это одно из самых простых устройств в схеме. Большинство из них состоят всего из трех блоков на пути прохождения сигнала: селектора входов, регуляторов громкости/баланса и каскада усиления.

Селектор входов это не более чем коммутатор, который подсоединяет входной сигнал к сигнальной цепи. Этот селектор может быть механическим, требуя от вас поворота ручки переключателя для выбора входа, или же иметь последовательность реле, которые действуют как коммутаторы. Реле — это простые выключатели, использующие небольшой электромагнит, чтобы замкнуть и разомкнуть контакты. Они позволяют конструкторам посылать электрические сигналы низкого уровня для управления контактами реле, а не полагаться на механическое усилие, чтобы переходить от одной позиции переключателя к другой. Есть даже электронные версии коммутаторов, использующие транзисторы в качестве переключателей (обычно MOSFET).

После выбора источника, который вы хотите прослушать, он подключается к регулятору громкости предварительного усилителя — теме этого поста. Большинство предусилителей для регулировки громкости используют то, что давно известно, как потенциометр. В свою очередь, потенциометр — простенькое устройство, состоящее из резистивного элемента и подвижного контакта (называемого «бегунок»). Резистивный элемент хоть и звучит загадочно, но на самом деле даже слишком прост и сделан из материала, который сопротивляется току, как, например, углерод или некоторые виды металлов, проводящие ток не слишком хорошо. Бегунок — это просто кусок хорошо проводящего материала (например, серебра), касающийся поверхности резистивного элемента. Когда вы вращаете потенциометр вправо или влево, вы перемещаете контактную точку вдоль резистивного элемента.

Аттенюатор что это такое в акустике. Stepped attenuators sv 2 2014 02. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-Stepped attenuators sv 2 2014 02. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка Stepped attenuators sv 2 2014 02.

Качество звука на выходе этого устройства зависит исключительно от качества резистивного элемента и контактного материала бегунка, разумеется, если они оба реализованы должным образом. Хороший потенциометр может быть очень дорогим удовольствием. Если вы посмотрите внимательно на фотографию, то заметите, что бегунок делит резистивный элемент на две части. На примере видно, что А имеет меньшую площадь, чем B. Это означает, что участок А имеет меньшее сопротивление, чем В. Если измерить эти значения, можно увидеть, что А составляет 25% от целого, а B — оставшиеся 75%. Если общее сопротивление потенциометра 10 кОм (10000 Ом), то мы могли бы сказать, что у нас есть два резистора: один величиной 2500 Ом, а другой — 7500 Ом (в сумме всегда будет 10 000 Ом).

Я упомянул, что звуковые характеристики этого устройства зависят от качества резистивного элемента и контактирующего материала. Вне всяких сомнений, самые лучшие резистивные элементы можно найти, но только в отдельных постоянных резисторах, а лучшие контактные материалы — в дорогих переключателях, однако в потенциометрах их, как правило, не используют. Таким образом, если вместо потенциометра мы решим использовать дискретные резисторы и качественные переключатели (чтобы выбирать нужные резисторы), мы улучшим работу регулятора громкости. Такой подход известен как ступенчатый аттенюатор.

Аттенюатор что это такое в акустике. Stepped attenuators sv 2 2014 03. Аттенюатор что это такое в акустике фото. Аттенюатор что это такое в акустике-Stepped attenuators sv 2 2014 03. картинка Аттенюатор что это такое в акустике. картинка Stepped attenuators sv 2 2014 03.

Преимущество ступенчатого аттенюатора — это возможность улучшить звук за счет более высокого качества деталей. Недостатком этого механизма является ступенчатый характер изменения громкости, и размер этих шагов может понравиться или нет.

Существуют потенциометры, которые приближаются по качеству звука к ступенчатым аттенюаторам, но это редко им удается. Большинство предусилителей класса High End сегодня применяют электронную версию ступенчатого аттенюатора, в котором вместо механических контактов используются реле или электронные реле.

Об авторе: Пол МакГоуэн (Paul McGowan) – директор (CEO) и сооснователь компании PS Audio Inc. из города Боулдер, Колорадо, конструирующей и выпускающей High End аудио продукты и сервисы.

Источник

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *