پیش تقویت کننده مجهز به کنترل صداهای زیر و بم

پیش تقویت کننده

در پیکر بندی اکثر تقویت کننده های ساده ای که از OPAMP ها سود می جویند. پاسخ فرکانسی نسبتا محدودی مشاهده می شود. البته از ان جایی که LM741 ای سی صوتی خیلی با کیفیتی نیست، این حالت نباید باعث ناراحتی ما شود. ولی به هر حال با ایجاد تغییراتی در مدار ورودی، با همین امکانات موجود هم می توان کیفیت را به طور قابل ملاحظه ای بهبود بخشید. در صورت استفاده از این مدار کنترل کننده ی تن فعال تقویت کننده عملیاتی معمولی شما به یک امپلی فایر با کیفیت تر مبدل می گردد. برای این کار باید علاوه بر قرار دادن قسمت های ویژه ای در رابطه با فرکانس های زیر و بم، از یک بلندگوی 8 اینچی خوب هم استفاده کنید تا حتی با داشتن یک صدای ورودی ضعیف و با کیفیت پایین، در خروجی از صدای مناسبی بهره مند شوید.

در طی فرایند بهبود کیفیت سیگنال مورد نظر مورد تضعیف واقع می شود. البته این تضعیف تحت شرایط خاصی صورت می پذیرد. شما می توانید با قربانی کردن فرکانس های پایین و میانی، تاکید و پافشاری خود در حفظ فرکانس های بالا را نشان دهید. عکس این هم صادق است یعنی با قربانی کردن و از دست رفتن فرکانس های بالا و میانی می توانید اصرار خود در حفظ فرکانس های پایین را نمایان سازید. این وجه تمایز اهمیت زیادی دارد زیرا مثلا کنترل کننده تن ساده ای که در رادیوهای معمولی مشاهده می شود. برای ایجاد یک صدای بم، فرکانس های بالا را حذف می نماید. البته طبیعی است که در این صورت نتیجه حاصله با طرحی که مجهز به مدار مناسبی برای تنظیم صداهای زیر و بم است متفاوت خواهد بود.

تشریح مدار

مدار حاضر تقویت کننده ی معکوس کننده ای است که بهره ی ان 10× ( 100 کیلواهم به 10 کیلواهم) می باشد. به دو سر مقاومت فیدبک یک خازن کوچک 1000 پیکوفاراد C7 وصل شده که موجب حذف مختصری از فرکانس های بالا می گردد و به قسمت اعظم ان ها کاری ندارد. خازن های تزویج ورودی و خروجی یعنی C6 و C8 سر جای شان هستند ولی چون تاکیدمان روی فرکانس های پایین است به جای 0/1 میکروفاراد، این دفعه از خازن های 10 میکروفارادی سود جسته ایم. در فرکانس پایین 100 هرتز، همین تغییر ظرفیت از 0/1 میکروفاراد به 10 میکروفاراد، باعث عوض شدن امپدانس از 15/9 کیلو اهم به 159 اهم می گردد. این خود تغییر بزرگی محسوب می شود و مهمتر این که این تغییر به منزله افزایشی در فرکانس های بم خواهد بود. در موقع نصب این خازن های الکترولیتی پایه های + و – ان ها را فراموش نکنید.

شبکه های زیر و بم در سمت چپ ای سی مشاهده می شوند. سعی شده این شبکه ها فضای مجزایی را اشغال کنند تا شناسایی ان ها برای شما ساده تر باشد. به علاوه مدار این حسن را دارد در صورتی که هر کدام از قسمت های مربوط به زیر یا بم را از مدار جدا کرده و کنار بگذارید، باقی مانده مدار هنوز به صورت یک تقویت کننده ی عملیاتی معمولی به کار خود ادامه خواهد داد. شبکه ی کنترل کننده فرکانس های بم از قطعات C2، C3،R2 ، VR1، R1 و R3 تشکل گردیده است. برای صرفه جویی در وقت از خازن ها و مقاومت R3 که نقش جداسازی را ایفا می کنند گذشته و به سراغ بقیه ی ان ها یعنی VR1، R1 و R2 که بیشتر شبیه یک پتانسیومتر عمل می کنند. می رویم. از مقاومت های ثابت R1 و R2 صرفنظر کرده و پتانسیومتر VR1 را در نظر بگیرید.

با توجه به شکل اندازه ی مقاومت های R1 و R2 و پتانسیومتر VR1 را که در کنار هم قرار می گیرند. سعی کنید هیچ قطعه ای را تغییر نداده و مجموعه را در کنار هم حفظ کنید. پس از این مقسم ولتاژ ساده به سراغ خازن های C2 و C3 می رویم. وقتی ولوم پتانسیومتر از وسط به یک طرف منحرف می شود. این خازن ها طوری عمل می کنند که فرکانس های بم تقویت شوند و حالت عکس زمانی که ولوم مزبور به سمت مقابل حرکت می کند اتفاق افتاده و فرکانس های بم حذف می گردند.

به خاطر وجود این شبکه ی غیرفعال در ورودی، سیگنال تضعیف می گردد. با وجود تقویت یا حذف فرکانس های بم اندازه سیگنال از مقدار اولیه اش کمتر می گردد. در جهت جبران سازی یک پیش تقویت کننده با بهره ی 10× نیز پیش بینی شده است. در قسمت بالا و سمت چپ مدار یک قسمت کنترل فرکانس های زیر مشاهده می گردد. قطعات تشکیل دهنده مدار شامل C5 ، VR2، C4 و مقاومت جداساز R4 می باشند. مشاهده می کنیم که سیگنال به پتانسیومتر VR2 تغذیه شده و خروجی از ترمینال وسطی ان گرفته می شود. با اضافه کردن خازن های C4 و C5 تغییراتی ایجاد می گردد. با منحرف کردن ولوم پتانسیومتر به یک طرف، فرکانس های زیر مورد تاکید واقع شده و با حرکت به سمت مقابل، ان ها حذف می گردند. با وجودی که فرایند حذف فرکانس های زیر به نوعی فرکانس های بم را حفظ می کند ولی اثر ان مثل وقتی که فرکانس های بم مورد تقویت واقع می شوند نیست.

برای استفاده کامل از این شبکه کنترل تن فعال، ان را باید به یک ترکیب مناسب تقویت کننده ی قدرت و بلندگو که قادر به تقویت  فرکانس ها باشد، تغذیه نمود. اگر می خواهید مثلا بلندگوی ضعیف و قدیمی یک رادیوی کهنه را به مدار ببندید، انتظار دریافت یک صدای بم با کیفیت را نداشته باشید. اگر می خواهید درست کار کنید خروجی را به یک بلندگوی با کیفیت لااقل 8 اینچی متصل سازید. سیگنال ورودی معمولا از طریق خازن C1 به هر دو شبکه ی زیر و بم تزویج گردیده و مقاومت های R3 و R4 از ایجاد هر نوع فعل و انفعالات و تداخل دو شبکه به هم، ممانعت به عمل می اورد. سیگنالی که محتویات فرکانس های زیر و بم ان متناسب با سلیقه ما اصلاح شده از طریق خازن C6 به آپ امپ معکوس کننده معمولی تغذیه می گردد. توسط خازن کوچک C7 که به دو سر مقاومت فیدبک R6 متصل شده است تعدادی از مولفه های بزرگتر ان ها را حذف می کند.

فهرست قطعات

:: نیمه هادی

ICI:LM741

:: مقاومت ها

همه مقاومت ها 1/4 وات و 5 درصدی هستند.

R1:2.7Kohms

R2:1Kohms

R3:10Kohms

R4:10Kohms

R5:10Kohms

R6:100Kohms

R7:100Kohms

R8:100Kohms

R9:4.7Kohms

:: خازن ها

همه خازن ها ی غیر قطبی از نوع عدسی و سرامیکی هستند.

ولتاژ مجاز همه خازن ها ی الکترولیتی،25 ولت است.

C1:10 µF

C2:0.1µF

C3:0.01µF

C4:0.001µF

C5:0.01µF

C6:10µF

C7:1000PF

:: قطعات و لوازم اضافی

پتانسیومتر 100 کیلو اهم :VR1

D1:LED

منبع تغذیه: باتری کتابی 9 ولتی

نکات ساخت

اول از همه تقویت کننده ی عملیاتی اصلی را به کمک C6، R6، R5 و C8 و قطعات نصف کننده ی ولتاژ یعنی R8، R7 و C9 سرهم کنید. بهره، 10× بوده (100 کیلواهم تقسیم بر 10 کیلواهم) می توان ان را کنترل کرد. از ان جایی که خروجی IC1 به تنهایی قادر به راه اندازی یک مصرف کننده ی کم امپدانس مثل یک بلندگو نیست خروجی مدار ، اول باید به یک تقویت کننده ی قدرت و سپس به بلندگو هدایت شود.

در مرحله بعد، قسمت ” زیر ” را کنترل کنید. وقتی VR1 کاملا تا ته در جهت عملکرد عقربه های ساعت پیچیده شده، باید بیشترین تقویت فرکانس های ” زیر” و بالعکس، وقتی VR1 تا حداکثر مقدار ممکن در طرف مقابل ( خلاف جهت حرکت عقربه های ساعت ) پیچیده شد، بیشترین حذف فرکانس های زیر را داشته باشید. اگر عملکرد برخلاف روال بالا بود فقط جای سر سیم های متصل به ترمینال بیرونی پتانسیومتر را با هم عوض کنید. حذف فرکانس های زیر ممکن است صدایی مشابه حالت تقویت فرکانس های بم داشته باشد. وقتی فرکانس های بالا یا ” زیر” حذف می گردند، صدای ملایم تری را می شنوید.

مثال: در مورد صدا پخش شده از ” درام” در صورتی که تنظیم انجام شده بر حذف فرکانس های زیر قرار داده شده باشد، صدای ” سنج ” به گوش نرسیده یا خیلی ضعیف می شود و به این لحاظ ممکن است مجبور شوید حالت تقویت فرکانس های زیر را برگزینید. وقتی تنظیم ” زیر ” واقع شد به سراغ قسمت ” بم ” رفته و ان را تنظیم کنید. به طور مشابه وقتی VR1 در حداکثر قسمت ممکن خود در گردش در جهت حرکت عقربه های ساعت قرار گرفت. فرکانس های بم، بیشترین تقویت ممکن را دریافت می کنند. و بالعکس وقتی VR2 در خلاف جهت واقع شد بیشترین حذف در فرکانس های بم صورت می گیرد. حذف فرکانس های پایین با صدای بم، باعث ایجاد یک آوای “بمل ” یا بیش از حد زیر می گردد.

راه اندازی ازمایشی

برای این که توانایی های مدار را ارزیابی کنید. به دنبال ان از یک تقویت کننده ی قدرت سود جسته و از بلندگوی با کیفیت و مناسبی که اولا بر روی یک جعبه نصب شده و ثانیا توانایی ارائه و باز تولید توام فرکانس های زیر و بم را داشته باشد، بهره بگیرید. متناسب با سیگنال ورودی مورد استفاده، یعنی ورودی که از یک پاسخ فرکانسی گسترده برخوردار باشد، خواهید دید که با قرار دادن هر دو کنترل کننده های زیر و بم در حداکثر ان ها صدای پخش شده با این مدار بالاتر از کیفیتی است که اوای مزبور بدون عبور از این مدار پخش گردد. بر خلاف قطعات متداولی که اطراف تقویت کننده ی عملیاتی ساده را اشغال می کنند و ان ها را می توان به تنهایی و مستقل از هم، تعویض نمود. قطعات جانبی شبکه های زیر و بم به صورت مجموعه بوده و ان ها را نباید به صورت انفرادی تغییر داد. با وجودی که مدارات مشابه زیاد شبیه این مدار طراحی و عرضه شده اند ولی این طرح به گونه ای است که عملکرد شبکه تامین ” زیر و بم ” لازم به کلی از تقویت کننده عملیاتی فعال مستقل می باشد.