مرجع کامل سیستم های صوتی ایران

کاربرد ها:تن کنترلر ها،اکولایزر های دوبانده به نام های بیس و تریبل هستند که اجازه ی تنظیم صدای دلخواه را به صورتی ساده،میدهند.مثلا،در یک اتاقی که وجود اجسامی همانند پرده ها،فرش،و دیگر اجسام نرم،باعث شده تا فرکانس های بم،جذب شوند،میتوان با زیاد کردن ولوم بیس،این تضعیف را جبران نمود،و یا اگر هدفون یا اسپیکر به اندازه کافی بیس را خوب پاسخ نمیدهند،بیس را زیاد کرد.تن کنترل ها،یک مدار الکترونیکی هستند که دارای شبکه های فیلتر میباشند تا سیگنال را قبل از رسیدن به هدفون،یا امپلی فایر و اسپیکر،ویرایش و تنظیم کنند.تن کنترل ها در بسیاری از لوزم و تجهیزات صوتی وجود دارند،باند های اکتیو،اسپیکر های خانگی،کامپیوتر،امپلی فایر های گیتار،و....

برخی از افراد پیر تر،ممکن است بخواهند فرکانس های زیر صدا زیاد شود.گوش دادن به برخی از اهنگ ها،با بیس زیاد حال میدهد!همچنین،برای ریکورد کردن صدا نیز ممکن است بخواهیم با توجه به پاسخ فرکانسی میکروفون،صدای زیر یا بم را،کم یا زیاد کنیم،تن کنترل یکی از مزایایش،ساده بودن آن و اینکه همه میتوانند آنرا تنظیم کنند،میباشد.

انواع:مدارات ساده ی تن کنترل ها،از فیلتر های سلفی یا خازنی(معمولا خازنی)به همراه مقاومت ها،تشکیل میشوند،اما فقط میتوانند فرکانس ها را کات و قطع کنند،و توانایی افزایش و بوست سیگنال را ندارند.همانند مدار زیر.

فرکانس های بالا،از خازن عبور میکنند.اگر پتانسیومتر را به سمت زمین مدار بچرخانیم،فرکانس های زیر،عبور نخواهند کرد و تضعیف نخواهند شد.اما اگر پتانسیومتر به سمت مقاومت بالاسر،بچرخد،سیگنال فرکانس های زیر یا همان فرکانس های تریبل،به زمین رفته و در خروجی،تضعیف خواهند شد.حداکثر میزان تضعیف،توسط مقاومت R1 کنترل میشود.

برای تشریح عملکرد تن کنترل ها،یکی از پر کاربرد ترین مدارات تن کنترل را که در سال 1952 طراحی شده اما به دلیل پاسخ فرکانسی مطلوب و خطی،و بی عیب و نقص بودن،تا به امروز نیز در اکثر کارهای انالوگ از آن استفاده میشود را معرفی میکنیم.

مدار تن کنترل باکساندال:مداری که مورد بحث است،یک مدار انالوگ و پسیو است که میتواند فرکانس های بیس و تریبل یا همان بم و زیر را به صورت مجزا از هم،کنترل کند.هر دو فرکانس بیس و تریبل میتوانند تقویت یا تضعیف شوند و یا به صورت خطی و ثابت باقی بمانند،هنگامی که پتانسیومتر/ولوم آنها بر روی وسط قرار دارد.همانند خط ابی در نموداری که در قسمت های پایین تر قرار دارد.

یکی از مشکلات این مدار این است که در حالت کلی،مقداری سیگنال را تضعیف میکند(حدود 20 دسی بل نسبت به سیگنال ورودی)برای همین،باکساندال از یک تقویت کننده لامپی در آن زمان استفاده کرد تا این تضعیف جبران شود(امروزه از ترانزیستور ها و یا آی سی ها استفاده میشود).اما میتوان از این مدار بدون تقویت کننده نیز استفاده کرد.

تشریح مدار باکساندال:

بوست بیس و تریبل:فرض کنید پتانسیومتر های بیس و تریبل،در بالا ترین وضعیت خود(بوست)قرار دارند.در این حالت،طبق شکل زیر،قطعات غیر فعال کمرنگ شده اند.در این هنگام،پتانسیومتر ها نسبت به سر پایین خود،مدار باز هستند.به همین دلیل c4 از مدار حذف میشود و دو سر c1 نیز اتصال کوتاه است و حذف میشود.

حال،باید در نظر گرفت که این مدار دارای امپدانس پایینی میباشد پس باید از یک منبع خروجی با امپدانس پایین،ورودی مدار را تامین کنیم(و یا قبل از آن از تقویت کننده برای تطبیق امپدانس استفاده کنیم که در ادامه بیش تر توضیح خواهیم داد.).فرکانس هاب زیر،و بالا،از طریق خازن c3عبور کرده و مستقیما به خروجی میروند.این خازن در فرکانس 20 کیلو هرتز مقاومتش برابر با 3.6 کیلو اهم است و در فرکانس 20 هرتز،3.6 مگا اهم.پس اجازه ی عبور فرکانس های پایین را نمیدهد.

مقاومت R1 با خازن C2 یک فیلتر پایین گذر را تشکیل میدهند که فرکانس های بالای 75-70 هرتز را(فرکانس های مید و های)از طریق مقاومت R2،به زمین میفرستند.با داشتن مقاومت R2 در سری با C2،باعث میشود تا فرکانس های مید،در حدود 20- دسی بل تضعیف شوند.فرکانس های بم،به خروجی میروند توسط R3،به دلیل اینکه مقدار R3 زیاد است تا به خوبی،نقش ایزوله کردن دو بخش مدار را داشته باشد.مقاومت ورودی مداری که به خروجی تن کنترل وصل میشود،باید بالا باشد تا از افت ولتاژ بیش از اندازه ناشی از تشکیل شدن شبکه ی تقسیم ولتاژ مقاومتی توسط این مقاومت و مقاومت ورودی مدار بعدی،جلوگیری شود.

کات بیس و تریبل:فرض کنید پتانسیومتر های بیس و تریبل درپایین ترین وضعیت خود قرار داشته باشند.در این صورت،تمام باند فرکانسی از مقاومت R1 عبور خواهد کرد.در اینجا،C1 و R2 یک فیلتر بالا گذر را تشکیل میدهند که فرکانس کاتش تقریبا 70تا75 هرتز است،و از این فرکانس به بالا،اجازه ی عبور را دارد.اما مقاومت R3و خازن C4 نیز فیلتر پایین گذری را تشکیل میدهند که فرکانس های بالا تز از مقدار 7تا7.5 کیلو هرتز را به زمین میفرستند،پس تنها فرکانس های مید رنجی همانند 600 هرتز،1.5 کیلو هرتز،و... میتوانند به خروجی برسند.اما با تضعیفی در حدود 20- دسی بل در قدرت سیگنال.

دقت داشته باشید در مدار باکساندال پسیو که در بالا شرح داده شد،هیچ عمل تقویتی در سیگنال،انجام نمیگیرد،فقط بیس و تریبل در حالت بوست،تقریبا بدون تضعیف(یا تضعیف ناچیزی در حدود 1-تا 3- دسی بل)عبور خواهند کرد،و در حالتی که مدار روی فلت یا صاف باشد و بیس و تریبل روی وسط،قدرت سیگنال پس از عبور از این مدار کاهش پیدا میکند.

مدار باکساندال اکتیو:به دلیل تلفات و افت توان قابل توجه در مدار فیلتر های پسیو،حتی در زمانی که پتانسیومتر ها در وسط قرار دارند و هیچ تغییری بر روی تن صدا به وجود نمیآید نیز ما چیزی در حدود 20- دسی بل،افت ولتاژ را خواهیم داشت.برای همین،رایج است که از یک تقویت کننده در این دیزاین نیز استفاده کنند.امروزه،استفاده از اپ امپ ها بسیار رایج و معقول است،اما از ترانزیستور ها نیز میتوان استفاده کرد.مداری همانند مدار اکتیو زیر،دارای بهره ای متناسب با تلفات توان فیلتر ها است و سیگنال ورودی را با مقدار 0 دسی بل،یعنی نه تقویت و نه تضعیف،به خروجی میفرستد.مگر اینکه ولوم های بیس یا تریبل را چرخانده و آنها را کم یا زیاد کنیم،اما در طراحی مدار فیلتر،باید این نکته را در نظر گرفت که نباید میزان تقویت یا بوست بیس یا تریبل را از یک حدی بیش تر کرد،وگرنه باعث اشباع شدن اپ امپ و در نتیجه به وجود آمدن اعوجاج میشود.

در آخر،دو نکته وجود دارد،اول اینکه برای مدار باکساندال،بهتر است از دو عدد تقویت کننده استفاده کنیم،یکی قبل و یکی بعد از فیلتر،تقویت کننده ی اولی برای داشتن امپدانس ورودی بالا و در واقع تقویت جریان،و تقویت کننده ی دومی جبران کننده ی افت ولتاژ و توانی که بر روی فیلتر ها ایجاد شده است،به همراه داشتن امپدانس خروجی پایین.همانند مدار زیر.

دوم،نمونه ی 3 بانده ی این مدارات وجود دارد اما بهتر است به آنها،مدارات اکولایزر ساده بگوییم تا تن کنترل،این مدارات،دارای یک باند دیگر به اسم میدرنج نیز میباشند،که معمولا پهنای باندش از 70-75 هرتز تا 7-7.5 کیلو هرتز است.