دقت بیت آی سی اکو pt2399

وقتی می خواستم با میکرو اکو طراحی کنم برایم مهم بود که مشخصات آن را با نمونه های رایج مقایسه کنم. در کار با میکرو محدودیت چندانی در فرکانس نداشتیم. اما از جهت دقت بیت محدودیت داشتیم. چون واحد ADC , DAC سرخود میکروها حداکثر 12 بیت بود (که آن هم در برخی شماره ها 12 بیت مفید نبود! مثلاً 11.3 بیت در آی سی های حرفه ای تر سری STM32)
البته می توانستم از مبدل های دیجیتال و آنالوگ خارجی استفاده کنیم که تقریباً قیمت نهایی را دوبرابر می کرد.
به هر حال اکویی که بخواهیم تولید کنیم نباید دقت بیت کمتری نسبت به 2399 داشته باشد که یک آی سی معمولی برای اکو محسوب می شود!
اما دقت این آی سی چقدر است؟
در دیتاشیت چیزی نیامده. در دیتاشیت آی سی ht8950 آمده که دقت آن 8 بیت است. در دیتاشیت ht8955 هم آمده که دقت آن 10 بیت است. مخصوصاً این دومی که به نظر می رسد معادل pt2395 باشد می تواند ما را به جواب سؤالمان نزدیک کند.
در دیتاشیت 2399 آمده که THD کمتر از پنج دهم درصد است. پنج دهم درصد یعنی 5 تقسیم بر هزار، یعنی 1 بر 200. این به همان 8 بیت نزدیک تر است. با توجه به 44کیلوبیت رمی که این آی سی دارد، قادر است در 16 کیلو هرتز 300 میلی ثانیه تأخیر ارائه بدهد. آنطور که شاهد هستیم این آی سی در این فاصله کیفیت نسبتاً مطلوبی نشان می دهد.
اما آیا واقعاً این آی سی 8 بیت است؟ من شخصاً در تستی که انجام دادم هر مقدار که سیگنال ورودی را ضعیف کردم، صدا بریده بریده نمی شد! بعنی پهنای باند به نظر خوب می آمد. بهتر از 8 بیت خطی! یک احتمال مطرح می شود...
دیتاشیت آی سی افکتور fv-1 را اگر دیده باشید متوجه می شوید که واحد adc-dac 24 بیت است، اما استور دیتا روی آرایه های 14 بیت است. نوعی فشرده ساز که مصرف رم را پایین آورده ولی کیفیت را هم تا حدودی پایین آورده است! (توجه دارید که 97 دسیبل پهنای باند، یا .015% دیستورشن، برای یک آی سی 24 بیت یک کیفیت پایین محسوب می شود!) البته فشرده سازی به شکلی است که کیفیت نهایی چیزی بین 24 بیت و 16 بیت است. در فایل های MP3 هم نسبت به فایل های WAV همین اتفاق می افتد. نوعی فشرده سازی اتفاق می افتد که در پهنای باند تأثیر ندارد، اما در حذف شدن برخی صداهای زمینه و ضعیف تأثیر دارد!

نهایتاً به این نتیجه رسیدم که فشرده سازی در این الگوریتم ها به این صورت است که عددها حالت نسبتاً تساعدی دارند. مثلاً شاید دقت ADC-DAC یک اکو 2399 در حد 13 بیت باشد، اما به ترتیب زیر این 13 بیت توی آرایه های 8 بیتی ذخیره می شود.

از ADC | ذخیره روی رم

1 » » » 1

3 » » » 2

6 » » » 3

11 » » » 4

18 » » » 5

.

.

.

8191 » 255

به همین خاطر است که وقتی در این آی سی فاصله را زیاد می کنیم یک صدای فیشش به دنباله ی صدا می افتد. علت این فشرده سازی است.

----------------

یک نکته برای کسانی که از این آی سی 2399 استفاده می کنند. تقویت کننده ی ورودی این آی سی بی کیفیت است و به صدا نویز می اندازد. تقویت کننده ی خروجی که می توانید کلاً از مدار خارج کنید و بی استفاده بگذارید. اما تقویت کننده ی ورودی را هم می توانید در گین کمتر از 1 قرار بدهید و بار تقویت را به دوش op amp خارجی بیندازید.

مفهوم Bit resolation در مدارات دیجیتال

می دانید که دو پارامتر در تعیین کیفیت سیگنال صوتی (مخصوصاً در عالم دیجیتال) تعیین کننده است. یکی فرکانس و دیگری پهنای باند (داینامیک رنج). فرکانس دقت نمونه برداری در خط X است و پهنای باند دقت نمونه برداری در خط Y. فرکانس با هرتز تعیین می شود و پهنای باند با دسیبل. در مدارات اکو و افکتور و دیگر دستگاههای دیجیتال آن چیزی که با دسیبل ارتباط مستقیم دارد دقت Bit resolation است. مثلاً دیده اید که روی برخی دستگاهها می نویسند: DSP 24bit .

فرکانس 32 کیلوهرتز یعنی در یک ثانیه 32000 بارنمونه برداری می شود و تغییرات به ثبت می رسد؛ و دقت 24bit یعنی هر فرکانس با دقت و ظرافت (دو به توان 24) به ثبت می رسد. اگر افکتور 8 بیت باشد مجبور است در هر لحظه صدا را در محدوده (1 تا 255) نشانه گذاری کند. درست مثل خیاطی که مترش نشانه گذاری میلیمتر نداشته باشد! اما اگر افکتور 16 بیت باشد قادر است هر سیگنال را با یکی از اعداد (1 تا 65535) ذخیره کند.

وقتی Bit resolation بالا برود پهنای باند هم بالا می رود و مثلاً یکی از فواید آن این است که در سیگنالهای ضعیف و سیگنالهای تو در تو هم صداهای ضعیف به وضوح به گوش می رسد. یک افکتور 8 بیت اگر پیک سیگنال ورودی را 255 برابر ضعیف کنید دیگر صدایی وجود نخواهد داشت. اما در افکتور 16 بیت یک صدا در حد 8 بیت وجود خواهد داشت (به شرط اینکه نویز مزاحم آنقدر زیاد نباشد که صدا در نویز محو شود!)

پس یک معنای پهنای باند (داینامیک رنج) محدوده ای شد که صدا به صورت دیجیتال می تواند کم و زیاد شود. مثلاً گاهی خواننده میکروفون را به دهان نزدیک می کند و فریاد می زند و ولوم دستگاه هم زیاد است؛ گاهی هم خواننده میکروفون را دور می گیرد و آرام صحبت می کند و ولوم دستگاه هم ضعیف است. دستگاه باید قادر باشد تمام این سیگنالها را پوشش بدهد!).

یک صدای 12 بیت اگر به صورت آنالوگ تقویت شود و به 500 وات برسد هر واحد آن عهده دار 120 میلی وات است (500 تقسیم بر (دو به توان 12)). حال اگر در همین لحظه خواننده میکروفون را دور کند و صدا در حد 1 وات کاهش پیدا کند آن صدای یک وات با دقت نهایت 3 بیت در حال پخش شدن است. زیاد بد نیست. اما زیاد خوب هم نیست.

اما فایده ی دیگر پهنای باند در انعکاس دقت ها و سیگنالهای ضعیف است. مثلاً صدای جمعیت یا صدای اکویی که چند بار تکرار شده و ضعیف شده، اگر پهنای باند بالا باشد در صداهای بلندتر گم نمی شود. در اکوهای 2399 وقتی می گویید: «یک دو سه» فقط آخرین کلمه ای که گفته اید «یعنی سه» تکرار می شود و صداهای قبلی که ضعیف شده اند در صدای جدید گم می شوند!

راهنمایی اکو با میکرو stm32

بخشی تجربیات خودم را برای ساخت اکو با میکروی stm32 از سری arm تقدیم می کنم

دانلود کنید

جهت تهیه ی فایل کامل آموزشی پیام بدهید.

تجربیات یک غیر متخصص با هشت کلاس سواد!

پیش تقویت کننده ی ورودی میکروفون در دستگاههای حرفه ای

به لطف ویروس کرونا و فراغتی که حاصل شده ان شاء الله چند پستی خدمتتان تقدیم می کنم.

به این نقشه توجه کنید:

این قسمت ورودی یک پری امپ مربوط به یکی از دستگاههای حرفه ای ساندکراف می باشد. (قسمت فیلترهای زیر و بم بعد از این واقع می شوند).

چند نکته قابل ملاحظه است که می توانید در تولیدات خودتان مراعات کنید:

1. میکروفون مونو است، اما از جک استریو استفاده شده است. چرا؟

یکی از انشعابات سیگنال به ورودی معکوس کننده وارد می شود و دیگری به ورودی غیر معکوس کننده. و این دست مصرف کننده ی باز می گذارد تا میکروفون خودش را هرطور که خواست به مدار وصل کند. سیگنال را پایه ی 2 کَنون قرار دهد یا پایه ی 3.

اما نکته ی مهمتر این است که با خارج کردن فیش میکروفون، طبقه در حالت غیر فعال قرار می گیرد. فرض بگیرید سیگنال میکروفون شما به پایه ی 2 اسپیکون وصل شده. پایه ی 1 هم ground است. اگر فیش میکروفون شما پایه ی 3 را به ground اتصال ندهد صدایی در خروجی ظاهر نمی شود. در حقیقت این فیش میکروفون شماست که این اتصال را به عهده گرفته و به دنبال آن این طبقه از مدار در gain واقعی شروع به کار می کند. (اگر به نحوه ی کار یک op amp آشنا باشید متوجه منظورم می شوید. چون اگر ورودی منفی اپ امپ به خط صفر ارتباط نداشته باشد مدار هیچگونه تقویتی انجام نمی دهد. طبقات بعدی تقویت کننده هم هرچند فعال هستند اما روی گین پایین هستند و ایجاد نویز نمی کنند).

این کار باعث می شود که با خارج کردن جک میکروفون ارتباط ورودی منفی از صفر ولت قطع شود و آن طبقه غیر فعال و نویز آن قطع شود.

در دستگاههای ایرانی که من دیده ام به جای این کار، مادگی میکروفون را از داخل طوری تعبیه می کنند که با خروج میکروفون خروجی این طبقه را اتصال بدهد!

2. استفاده از تقویت کننده ی ترانزیستوری به جای آی سی به خاطر چیست؟ چرا بار تقویت صدا روی ترانزیستورها افتاده؟ چرا از آی سی های حرفه ای تر استفاده نشده؟

در دستگاههای ایرانی که دنبال ارزانی کار هستند، بار تقویت را به دوش خود آی سی op amp می اندازند و به جای اینکه مقاومت فیدبک آن را مثل این نقشه در حد 5.6k قرار بدهند، آن را در حد 150k قرار می دهند که تمام کیفیت op amp را تحت الشعاء قرار می دهد. هم پاسخ فرکانسی پایین می آید و هم سرعت تغییر.

اما در این دستگاهها بار تقویت به دوش ترانزیستورها افتاده است و تا آخر مدار هم op amp ها نقش چندانی در تقویت صدا ندارند (عمدتاً برای میکس و امکانات بیشتر مورد استفاده قرار می گیرند).

توجه به نوع ترانزیستورها و کلاس کاری آنها می تواند جواب قانع کننده ای برای این ابهامات باشد.

ترانزیستوهایی انتخاب شده اند که اولاً نویز بسیار پایینی دارند. (مخصوصاً در ردیف اول دارلینگتون)

ثانیاً hfe بالایی دارند.

ثالثاً به حالت دارلینگتون به کار رفته اند.

رابعاً ارتباط میکروفون با op amp را قطع کرده اند.

خامساً در کلاس A به کار رفته اند.

سادساً به حالت تفاضلی به کار رفته اند.

نتیجه این می شود که

- نویز بسیار پایینی به بار می آید (چون op amp نزدیک به پیک و اوج سیگنال کار می کند و از حد اکثر ظرفیت آن استفاده می شود، بعلاوه گین op amp پایین آمده است و تقویت منحصراً با ترانزیستورهای کم نویز انجام می شود، که آنها هم در برخی نقشه ها با تغذیه ی 48 ولت، نهایت کارایی را از خود نشان می دهند)

- امپدانس ورودی بالا می رود (در نتیجه گیرایی میکروفون بالا می رود).

- به علاوه با قطع ارتباط میکروفون با op amp از خشک شدن صدا جلوگیری می شود و صدای گرم به بار می آید.

- کلاس A فرکانس کاری را بالا می برد.

- تقویت کننده تفاضلی نیز سرعت تغییر را بالا می برد.

نکته ی دیگر اینکه این ترانزیستورها از نوع فرکانس پایین است (در دیتاشیت آمده). یعنی فرکانس 100 مگاهرتز یا کمتر. شاید به جهت این باشد که فرکانس های رادیویی بازتاب پیدا نکنند!...

می بینید که چقدر این طبقه ی ورودی در کیفیت نهایی میکسر مؤثر است.

شما اگر نخواستید این ترانزیستوها را اضافه کنید (یا اینکه معادلهای آن را نیافتید) می توانید یک طبقه ی op amp اضافه کنید و گین را بین این دو طبقه تقسیم کنید. در ضمن طبقه ی ورودی را در حالت غیر معکوس کننده قرار دهید.

توجه کنید که مقاومت فیدبک منفی مناسب برای یک op amp حد اکثر در حد مقاومت 20 کیلو است.

----

در برخی دستگاهها که حرفه ای بودن آنها در این حد نیست، به جای دو طبقه تقویت کننده ترانزیستوری از یک طبقه استفاده شده است.

در برخی دستگاههای یاماها یک طبقه تقویت کننده ی ترانزیستوری استفاده شده، در کنار op amp کم نویز که درون خودش در طبقه ی ورودی از همین ترانزیستورهای کم نویز استفاده شده (مثل njm2068)

در برخی دستگاههای فوق حرفه ای یاماها هم در فیدبک op amp به جای مقاومت از یک طبقه ی دیگر op amp استفاده شده. این است که صدای یاماها مشتری زیاد دارد.

حساسیت های op amp طبقه ی ورودی

طبقه ی اول از op-amp که با میکروفون در ارتباطه تأثیر بسزایی توی کیفیت صدا داره که باید به اون توجه داشت

گیرایی صدا به این طبقه وابسته است
خرابی صدا هم موقع چسبوندن میکروفون به دهان می تونه به این طبقه ربط داشته باشه

از طرفی بعضی طرحها این طبقه رو به صورت معکوس کننده به کار می برند، و بعضی طرحها به صورت غیر معکوس کننده.
مقایسه کنید، همین نکته خودش تأثیر زیادی توی جنس صدا داره

کسایی که خسیس بازی در میارن این طبقه رو به صورت معکوس کننده کار می گذارن و اون هم در گین بالا! اونقدر بالا که بعضاً صدا خراب می شه و به دیستورت می افته. توی این گین بالا مجبورن که معکوس کننده کار بگذارن!

مشخصاً معکوس کننده گیرایی کمتری نسبت به غیر معکوس کننده داره، چون فیدبک خروجی روی ورودی می افته و مثل تفاضلی روی میکروفون دینامیک هم تاثیر می گذاره. به نظر می رسه که سرعت تغییر اینطور بالا می ره و صدا زنده تره. ولی به قیمت اینکه گیرایی میکروفون خیلی پایین میاد و مجبورید میکروفون رو به دهان بچسبونید.

اما برای استفاده از op amp در حالت غیر معکوس کننده مجبور هستید از گین پایین استفاده کنید تا سرعت تغییر (slew rate) افت نکنه؛ و برای تأمین ضریب تقویت مورد نیاز مجبورید مثلاً یک طبقه به تقویت کننده تون اضافه کنید. این کاری هست که دستگاههای حرفه ای تر انجام می دن.

خلاصه بهترین کار اینه که وقتی می خواهید گین رو مثلاً به 60 برسونید، در دو مرحله و با دو طبقه تقویت کننده ی خیلی ساده این کار رو بکنید. گین هر طبقه روی 8 باشه (8*8=64). طبقه ی اول که میکروفون وصل می شه به صورت غیرمعکوس کننده و طبقه ی دوم به صورت معکوس کننده. بعد از این صدا وارد فیلترهای زیر و بم می شه.

بعداً خواهیم گفت که دستگاه های حرفه ای این کار رو مثلاً با لامپ انجام می دن که سرعت تغییر خیلی خوبی داره. یا مثلاً از چند تا ترانزیستور مخصوص کلاس A استفاده می کنن که به صورت تفاضلی کار گذاشته شده و بار تقویت صدا کلاً روی این ترانزیستورهاست. آی سی ها هم هستند ولی روی گین خیلی پایین...

مدار تغذیه ی سوئیچینگ با ir2153

امروزه دستگاههای جدید با خداحافطی از ترانس و تغذیه ی خطی اکثراً سراغ مدارات تغذیه ی سوئیچینگ آمده اند.

از محاسن این نوع تغذیه می توان به موارد زیر اشاره کرد:

قیمت مناسب

وزن کمتر

انعطاف بیشتر (قابلیت محافظت جریان، قابلیت تثبیت ولتاز بالاتر)

فرکانس کاری بالا و در نتیجه تصفیه ی راحت تر

قابلیت تعمیر و اصلاح

و ...

از ایرادهای آن هم می توان به ایجاد نویز بالا اشاره کرد که رفع نویز آن به وسیله ی فیلترهایی درون خود سوئیچینگ صورت می پذیرد (لاین فیلتر ورودی برق شهری خیلی مهم است). نویز پذیر نبودن قطعات خود مدار هم (مثل مدار اکو و مدار پری) ضرورت بیشتری خواهد داشت.

سوئیچینگ های 12 ولت که نیاز به ولتاژ رفرنس دارند کمی پیچیدگی بیشتری دارند،

اما سوئیچینگ هایی که با زوج ماسفت کار می کنند (half bridge) طرح بسیار ساده ای دارند

نمونه ی آن آی سیir2153 که در برخی دستگاههای یاماها (و مونتاربو؟) هم از آن استفاده شده.

مدارات متنوع آن در اینترنت موجود است.

ساده ترین شکل آن مثلاً این طرح است که آزموده شده و جواب پس داده:

با تغییر تعداد دور ثانویه ی چوک می توانید ولتاژ مورد نظر را به دست بیاورید.

فقط توجه کنید که دیودهای به کار رفته فرکانسی هستند.

بعلاوه این طرح فاقد محافظ است و برای تعبیه ی محافظ باید خودتان دست به کار شوید (با اتصال پایه ی 3 به منفی روند کار آی سی متوقف می شود).

برای تست اولیه می توانید از چوک پاور کامپیوتر استفاده کنید.

RC پایه 2 و 3 فرکانس کاری سوئیچینگ را مشخص می کند. فرکانس را باید با تعداد دور اولیه ی چوک تنظیم کنید. اگر فرکانس بالا برود می توانید تعداد دور اولیه چوک را کم کنید ولی مواظب باشید که ماسفت ها و دیودها پاسخگوی این فرکانس باشند.

اگر فرکانس نسبت به تعداد دور اولیه کم باشد چوک نشتی می دهد و ماسفت ها در حالت بدون بار هم داغ می کنند (در شرایطی خود چوک هم داغ می کند)

در برخی طرح ها بین آی سی و ماسفت از زوج ترانزیستور به حالت پوش پول استفاده شده که فایده ی آن مثلاً ایزوله شدن این دو و محافظت از آی سی است. تأثیری در قدرت مدار ندارد.

انتخاب ماسفت

طرح های ماسفت معمولاً از زوج مثبت و منفی استفاده می کنند؛ طرحهایی که از جفت ماسفت منفی استفاده کرده اند مجبورند از ماسفت های فوق العاده قوی استفاده کنند و بازدهی کمتری دریافت کنند (و احتمالاً نشتی بیشتری روی بلندگو می افتد که این اصلاً خوب نیست!).

توجه کنید که بایس شدن ماسفت ها بین 2 تا 4 ولت متغیر است. از این جهت ممکن است ماسفتی به کار ببرید که اصلاً داغ نکند و ممکن است ماسفتی به کار ببرید که زیاد داغ کند.

این را هم توجه کنید که ماسفت نهایتاً با 15 ولت کاملاً به اشباع می رسد. ولتاژ بیش از این برای گیت ماسفت خطرناک است. حتی پیشنهاد می کنند که نگذارید ماسفت در فضای مغناطیسی شدید در حالت گیت باز قرار بگیرد.

ایرادی که در ترانزیستورهای ماسفت وجود دارد، ظرفیت خازنی بالا در گیت آنهاست که ما را مجبور می کند از درایورهای خاصی استفاده کنیم.

به علاوه مقداری اهم داخلی که آن هم باعث داغی می شود.

لذا بهترین ترانزیستوری که می توانید برای کارتان انتخاب کنید ترانیستوری است که سرعت تغییر بالا و اهم داخلی پایینی داشته باشد.

سرعت داخلی را در دیتاشیت هر ترانیستور مشاهده می کنید (4 آیتم: سرعت اوج گرفتن، سرعت روشن شدن کامل، سرعت فرود آمدن، و سرعت خاموش شدن)

توجه کنید که این آیتم ها در یک شماره ترانزیستور مشخص، در محصولات شرکتهای مختلف، تفاوت می کند.

ایده ی اکو با میکرو کنترلر

خوشم نمیاد مطلبی که توی سایت خارجی هست، ما ازش غافل باشیم

یکی از مشکلات و محدودیتهای تولید، قسمت اکو و تکرار صداست که چیپهای آماده ی آن تنوع مورد نظر را ندارند

pt2399 آی سی شایعی است اما نویز پذیری بالایی دارد و برای تأخیرهای کم مناسب است

t62m0001 آی سی متوسطی است ولی به قیمت آن نمی ارزد.

pt2395 و m50195 آی سی های قدیمی هستند و کمیاب و گران شده اند.

ht8955 گرچه قیمت مناسبی دارد، اما نویز و خش زمینه ی زیادی دارد.

fv1-spn1001 آی سی حرفه ای است، ولی قیمت آن بالای 10 دلاراست.

http://www.profusionplc.com/parts/spn1001-fv1

و خلاصه هر آی سی یک محدودیتی دارد.

اما آینده از آن آی سی های میکرو است.

با قابلیت هایی که یک میکرو دارد (مثل adc و رم)، به راحتی می تواند این غرض را تأمین کند.

البته محدودیتهایی هست که باید فکری به حال آنها کرد.

ساده ترین نمونه ی این کار را با atmega32 در سایت زیر می بینید:

http://blog.vinu.co.in/2012/05/generating-audio-echo-using-atmega32.html

شماتیک:

البته در برنامه این خط باید اصلاح شود:

rd/=8;

بشود:rd/=4;

تنظیم فیوزبیتها هم فراموش نشود.

این طرح با استفاده از رم داخلی آی سی (2کیلو بایت) برای 170 میلی ثانیه تأخیر مناسب است

(ان هم نه با کیفیت عالی!)

در طرح دیگر برای افزایش کیفیت و میزان فاصله از رم خارجی استفاده شده که طرح حرفه ای تری هست.

http://elm-chan.org/works/vp/report.html

فایل هگز هم در پایین همان صفحه

فیوز بیت کلاک آی سی باید روی pll داخلی تنظیم شود.

این طرح به جز تکرار چند افکت دیگر هم ارائه می دهد

(که البته همزمان فقط یکی از برنامه ها باید درون آی سی ریخته شود)

محدودیتی که این طرح دارد، اولاً کمیاب بودن رم آن است

ثانیاً استفاده از تمام توان آی سی است که تلرانس کار را بالا می برد و احتمالاً ایجاد نویز بکند.

اما به هر حال به عنوان یک ایده به درد می خورد.

مشکلی که هر دو طرح فوق دارند این است که آی سی های atmega فاقد dac هستند و برای جبران این خلل
از pwm ای سی استفاده می شود که کارایی آی سی را کاهلش می دهد و کمی با افت کیفیت هم مواجه است.

کامل تر از این دو تا این طرحه که از سری آی سی های pic استفاده کرده که واجد dac است و از sram استفاده کرده با حجم بالا، مناسب برای 4 ثانیه تأخیر!

http://electricdruid.net/diy-digital-delay/

امکانات دیگه ای هم مثل تنظیم زیر و بم اکو و ... گذاشته.

دیتاشیت و برنامه همه توی صفحه هست

ولی آی سی هاش رو باید سفارش بدید و توی بازار موجود نیست.

قیمت بالایی هم داره و اندازه ی افکتور fv1 و بلکه بیشتر قطعه بر می داره

البته احتمالا بتونید یکی از رم ها رو صرف نظر کنید...

کیفیت هم عالی نیست چون ورودی نهایتاً 12 بیت دقت داره...

خلاصه هر طرح یک مشکلی داره

اگر آدمهای حرفه ای هستید دنبال راه چاره باشید،

وگرنه بگید ما یک فکری برای شما بکنیم.

دغدغه های کار با کلاس d

هر روز که می گذره ارادتم به کلاس d کمتر می شه.

اگر صداشناس های خوبی باشید، کلاس d صدایی خشک و غیر طبیعی داره و هیچوقت زنده بودن کلاس ab توش نیست! نه که نشه! اما خیلی کار می بره تا یک صدای زنده از اون بیرون بیاد.

البته به سلیقه ی دوستان احترام می ذارم و اینکه می گم نظر خودمه...

 

علتش روشنه؛ اساساً تکنولوژی کلاس d به هدف کیفیت طراحی نشده و خیلی آب می کشه تا یک صدای با کیفیت از اون بیرون بیاد!

اساس کار کلاس d بر پایه ی pwm و مدیریت پهنای بانده

برای اینکه راندمان کاری ترانزیستورها رو بالا ببرن (و در نتیجه قدرت و صرفه ی اقتصادی بالاتری به دست بیاد)، ترانزیستور رو در حالت سوئیچ زنی (خاموش و روشن) قرار می دن تا تلفات انرژی حاصل از مقاومت داخلی ترانزیستورها پایین بیاد

به همین خاطر به جای ماسفت معمولاً از igbt استفاده می کنن که تلفات کمتری نسبت به ماسفت داره و سرعت بالاتری هم داره.

در این مکانیزم pwm اتفاقی که می افته اینه که حجم سیگنالها رو با طول سیگنال شبیه سازی می کنن و همه چیز رو در بُعد زمان جا سازی می کنن

یک ثانیه صوت را در نظر بگیرید که متشکل از 20هزار سیکل نوسان است (در صوت 20 کیلوهرتز)، بعضی سیکل ها روی 1 ولت و بعضی سیکلها روی 10 ولت و بعضی بیشتر یا کمتر

اما در کلاس d باید هر سیکل را تقسیم کرد تا به حساب مقدار صدا سهمی از این سیکل کاملاً روشن (روی نقطه ی اوج) و بقیه ی آن خاموش باشد.

این کار را کلاس d با یک مقایسه کننده انجام می دهد.

آنطور که می بینید سیکل ورودی با سیکلهای یک نوسان ساز (موج مثلثی) مقایسه می شود. آن قسمتهایی که نوسانساز بیشتر است، سیکل بالا رونده روشن می شود و آن قسمتهایی که سیگنال ورودی بیشتر است، سیکل پایین رونده روشن می شود.

آن طور که می بینید در نقطه ی اوج سیکل، پهنای باند (در قسمت بالا رونده) بالا می رود و موجهای مربعی به هم نزدیک تر می شوند و بالعکس در نقطه ی افول سیکل، پهنای باند در قسمت پایین رونده بالا می رود...

به هر حال برای شبیه سازی تمام سیکلهای ورودی لازم است که هر سیکل به قسمتهای متعددی تقسیم شود تا دقت بالاتری به دست بیاید.

این یک مشکل

قسمت سخت دیگر کار این است که باید در آخرین مرحله، آن یک سیکل را که روی نقطه ی روشن قرار دارد، در بستر زمان پخش کرد تا کل سیکل را فرا بگیرد.

به طور مثال یک آمپلی که با ولتاژ 100 کار می کند، برای نشان دادن یک سیکل 10 ولت، باید یک دهم از آن سیکل را روی نقطه ی روشن (صد ولت) قرار دهد و سپس آن ولتاژ را به کل سیکل پخش کند تا یک سیکل تمام، روی نقطه ی 10 ولت به دست بیاید.

این مرحله ی آخر با سلف انجام می شود که این هم خودش داستانی دارد!

چون سلف ها در هنگام مواجهه با هر سیکل، از ابتدا تا انتهای سیکل عکس العمل یکسانی ندارند

بعلاوه سلف ها به تغییر اهم خروجی حساسیت نشان می دهند.

تو خود حدیث مفصل بخوان از این مجمل

صدابرداری با میکروفون خازنی

چند سال پیش بود که یکی از دوستان سی چهل تایی میکروفون خازنی خرید و انداخت جلوی من! با یک سیم شیلد 30 متری، گفت همه ی اینها را سر هم کن! می خواست هر  متر یک میکروفون خازنی باشه تا از نقطه نقطه ی مجلس صداها رو دریافت کنه. پرسید آیا این کار جواب می ده یا نه؟ فکری کردم و گفتم: به امتحانش می ارزه.

اتفاقاً امتحان کردیم و خیلی هم راضی بودیم. با یک تقویت کننده آن را به کامپیوتر وصل کردیم و صدای مجلس ضبط شد، بهتر از هر سال...

اتفاقاً نوارش رو هم برام آورد و خیلی هم حال داد.

عزاداری اصلی شهر خوانسار بود که توی صدا و سیما هم پخش شد.

خصوصیت میکروفون های خازنی اینه که:

1. حساسیت بالایی داره و صدا راواز فاصله های مختلف دریافت می کنه.

2. صداهای دور رو با همهمه دریافت نمی کنه.

3. از همه مهم تر اینکه: امپدانس بالایی داره و روی کارایی میکروفون های خازنی که به اون موازی بشن اثر سوء نداره.

نحوه اتّصال:

میکروفونها را به صورت موازی به هم وصل کنید و نترسید.

منفی میکروفون و منفی باتری و منفی ورودی ضبط به هم وصل باشند.

مثبت میکروفون با یک خازن 1 میکرو به مثبت ضبط وصل شود.

مثبت باتری با یک مقاومت وارد مثبت میکروفون شود.

 دانلود فایل pcb

می تونید برای تغذیه از ترانس (مثلاً 9 ولت) استفاده کنید. اما برای اینکه در ضبط صدای هوم ایجاد نشود لازم است در دو مرحله آن را تصفیه کنید. یعنی بعد از پل دیود خازن تصفیه 1 را قرار دهید و بعد از اتصال یک مقاومت 100 اهم به مثبت، خازن تصفیه ی 2 را وصل کنید و بعد مقاومت 1 کیلو را در ادامه ی آن قرار دهید و به مثبت میکروفون خازنی وصل کنید.

invertor 12v tl494

نقشه ی یک مبدل سوئیچینگ 12 به بالاتر با آی سی tl494 که راحت در بازار پیدا می شه. امتحان کردم و راضی بودم.

 

دور اوّل چوک دو تا 6 دور باشد. حتماً دور  رفت و برگشت را به موازات هم بپیچید  تا دو خط آن یکسان باشند.

دور ثانویه چوک را به حسب نیازتان بپیچید.

دقت کنید که دیودها باید فرکانسی باشند.

از ماسفت50n06 می توانید استفاده کنید یا هر ماسفت آمپر بالای دیگر. همچنین می توانید ماسفت ها را تکرار کنید تا توان بالا تری بگیرید.

 

برای انشعاب ولتاژ پایین تر جهت اکو و پری و ...

زنر یا رگوله:

دستگاههای اکو همراه عمدتاً برای تغذیه ی اکو و پری، از رگولاتور 5 ولت استفاده می کنند. مدار اکو فقط با 5 ولت کار می کند، لکن برای پری چرا برق را محدود می کنند؟ شاید برای اینکه با کم شدن ولتاژ باتری گین آن پایین نیاید؛ شاید هم برای اینکه خروجی آی سی قدرت به ماکزیمم نرسد و دیستورت کمتری ایجاد کند!

به هر حال نکته ی مهم تر اینجا این است که چرا از زنر (به همراه یک مقاومت) استفاده نمی شود با اینکه ارزانتر است؟

در اینجا می خواهیم مزایا و معایب هر یک را اجمالاً بررسی کنیم (فرض کنید برای اکو می خواهید ولتاژ را تنظیم کنید. رگوله یا زنر؟؟)

تحمّل جریان: رگولاتور تحمّل جریان بیشتری نسبت به زنر دارد. البته برای کار پری نیاز به جریان زیادی ندارید.

نشتی جریان: رگولاتور در حالت عادی جریان کمتری می دزدد. جریان دزدی زنر بسته به مقاومتی است که به آن سری شده.

کارایی در ولتاژهای پایین: رگولاتور در حالتی کارایی متعادل دارد که ولتاژ ورودی آن چند ولتی بیشتر از ولتاژ درخواستی باشد. اما زنر این حساسیت را ندارد و با حد اقل ولتاژ کار می کند (البته زنر هم به خاطر مقاومتی که قبل از آن وصل می شود با افت ولتاژ مواجه است). اگر در طول کار ولتاژ منبع شما با افت ولتاژ مواجه شود، ممکن است تأثیرات بدی روی کارایی اکو داشته باشد.

تجمل ولتاژ بالا: زنر می تواند با توجه به مقاومتی که به آن وصل می شود تحمل ولتاژ بالاتری داشته باشد. به هر حال رگلاتورها با محدودیت ولتاژ ورودی مواجه هستند که این خیلی بد است.

غایتاً اگر دنبال چیز ارزان هستید و ولتاژ ورودی شما زیاد زیاد نیست، استفاده از رگوله های کوچک (نیم وات و یک وات) را توصیه می کنم. یعنی شماره: 78L05

محدودیت هایی در آی سی های 12 ولت پاور

خارج از خط:

متأسّفم. امروز دیگر خیلی از آی سی های معروف قدیمی ما از خط تولید خارج شده اند. مخصوصاً آی سی های st چینی ارزان قیمت. الآن شما دیگر پیدا نمی کنید آی سی چینی در حد 22 وات! البته آی سی های ولتاژ بالا، یا آی سی های چهار کانال یا آی سی های بالاتر از 40 وات پیدا می شوند که البته خرابی آنها زیاد است...

گین پایین:

برخی آی سی ها مثل 7377 گین پایینی دارند و باید گین تقویت کننده ی پیش از آنها بالا باشد که همین مدار را شلوغ می کند. البته قابل توجه اینکه: صرفاً بالابردن گین طبقه های پیشین برای پر کردن این آی سی ها کافی نیست! بلکه باید ولتاژ آنها هم بالا برود! پیش تقویتی که با 5 ولت کار می کند نمی تواند قدرت این آی سی های قدرت را به ماکزیمم برساند! لذا باید لا اقل پیش تقوت کننده شما با 12 ولت کار کند.

در مورد اکوهای همراه این کار ایجاد یک مشکل می کند و آن اینکه: وقتی ولتاژ پیش تقویت کننده را رگوله نمی کنید و 12 ولت را مستقیماً به آن وارد می کنید، با افت ولتاژ باتری، تغذیه ی این آی سی نیز کاهش می یابد که باعث پایین آمدن گین آن می شود. راه خلاصی از این مشکل این است که با پایین آمدن ولتاژ کلاً مدارتان قطع شود تا علاوه بر رفع این اشکال، باتری شما نیز سالم بماند و عمرش کم نشود.

یک راه دیگر شاید این باشد که 2 طبقه اپ امپ را طوری وصل کنید که قدرت آنها تجمیع شود و سپس وارد پاور شود.

اصول شارژ باتری:

ولتاژ هدف: هنگامی شارژ باتری کامل شده که هنگام اتصال شارژر به حدود ولتاژ 14.4 ولت برسد (گرچه با قطع شارژر حدود 1.2 ولت افت می کند).

تنظیم آمپر شارژ: جریانی که هنگام اتصال شارژر به باتری عبور می کند را در حالات مختلف (باتری پر یا خالی) اندازه گیری کنید. مثلاً یک باتری 4 آمپر ساعتی که قرار است در عرض 6 ساعت شارژ شود به طور میانگین باید با جریانی معادل هفت دهم آمپر شارژ شود (4.2=0.7*6). این جریان را با یک مقاومت (مثلاً 3.3 اهم 2 وات) می توانید تنظیم کنید.

شارژر:

برای شارژ ممکن است از ترانس استفاده کنید. مثلاً یک ترانس 14 ولت ac برای شارژ باتری دوازده ولت. (دقّت کنید که ولتاژ ترانس نباید کمتر از این باشد. ولتاژ dc شما با این ترانس حدود بیست ولت است! ولی شما نمی توانید روی این عدد حساب باز کنید، چون برق ترانس وقتی که مستقیم می شود خیلی زود افت ولتاژ پیدا می کند).

در صورت استفاده از ترانس یک کار دیگر هم لازم است! شما باید به نحوی شارژ را پس از فول شارژ قطع کنید. زیرا وقتی شارژ باتری کامل می شود باز هم مقداری جریان به آرامی باتری را شارژ می کند. چرا؟ چون ترانس 14 ولت وقتی که مستقیم شده است در حد 20 ولت ولتاژ dc دارد که برای شارژ باتری (با سرعت پایین تر) تأثیر گذار است و این مخلّ به کار است و مایه ی فرسودگی باتری است. لذا نیاز به شارژ اتوماتیک دارید که توضیح آن خواهد آمد.

یک مشکل باقی مانده است و آن اینکه: ولتاژ 20 ولت dc که از ترانس به مدار شما وارد می شود، برای مدار شما بیش از حد است! آی سی های ولتاژ پایین حد اکثر 18 ولت تحمّل ولتاژ را دارند. لذا باید این ولتاژ را هم دوباره محدود کرد. برخی برای این کار از یک رگولاتور قوی برای محدود کردن ولتاژ مدار استفاده می کنند؛ و برخی هم جریان ترانس را بعد از اینکه وارد باتری شد (از سر باتری) وارد مدار می کنند تا این باتری (همزمان با شارژ شدن)، کار محدود کردن ولتاژ ترانس را انجام دهد، برخی نیز ترانس شارژ را از ترانس مدار جدا در نظر می گیرند. هر یک از سه روش مشکلاتی را به همراه دارد. چاره ی کار چیست؟ احتمالاً بهترین کار استفاده از منبع تغذیه ی سوئیچینگ برای شارژ باتری باشد...

شارژر سوئیچینگ و مزایای آن:

منبع تغذیه سوئیچینگ افت ولتاژ کمتری دارد و لذا می توانید روی مقدار ولتاژ dc آن حساب باز کنید. برخی از انواع سوئیچینگ در هنگام مصرف، به صورت خودکار افت ولتاژ را جبران می کنند و لذا ثبات ولتاژ مناسبی دارند.

سابقاً به برخی مزایای سوئیچینگ اشاره کرده ایم. در کار اکوهمراه این مزیت خیلی مهم است که: منبع سوئیچینگ به جهت صاف بودن ولتاژ آن، ایجاد اعوجاج در صدا نمی کند. در حالی که با ترانس در صدای بالا شاهد لرزش صدا هستیم.

البته یک نکته را در نظر داشته باشید: از آنجایی که افت ولتاژ در سوئیچینگ کم است، لذا با اتصال مستقیم سوئیچینگ به باتری نباید توقع افت ولتاژ از آن داشته باشید، بلکه لازم است با یک مقاومت بین سوئیچینگ و باتری، جریان را محدود کنید و إلا وصل کردن سوئیچینگ به باتری در حکم اتصال کوتاه است و جریان زیادی از شارژر می کشد.

اتصال یک سوئیچینگ 15 ولت به باتری 12 ولت، معنایش حدود 5 ولت افت ولتاژ در حالت خالی بودن باتری است و این 5 ولت افت ولتاژ به نسبت، جریان سوئیچینگ را می کشد (5 ولت نسبت به 15 ولت می شود یک سوم، لذا حدود یک سوّم جریان سوئیچینگ هنگام شارژ مصرف می شود). [نیاز به تحقیق بشتر]

شارژ اتوماتیک (استفاده از رگوله یا رله)

رگولاتور کار محدود کردن ولتاژ را در نقطه ی خروجی به عهده دارد. از این خاصیت می توانید برای شارژ اتوماتیک استفاده کنید. این کار نیاز به نقشه ی پیچیده ای ندارد و به نظر کم خرج تر از رله می آید. با این کار شیب شارژ هم در حالت باتری پر و باتری خالی چندان زیاد نیست.

البته اگر از رگولاتور برای محدود کردن شارژ استفاده کنید نیاز دارید که ولتاژ ورودی آن را بالاتر از خروجی مورد نظر، در نظر بگیرید. مثلاً برای شارژ نیاز دارید که خروجی رگولاتور روی ولتاژ 14.4 ولت ثابت بماند، پس ولتاژ ورودی آن باید حد اقل 19 ولت باشد (مثل شارژر لپتاپ! البته اگر از ترانس استفاده می کنید این ولتاژ در حالت dc باید بیشتر باشد). از رگولاتور lm317 استفاده کنید، نقشه ی شارژ اتوماتیک در دیتاشیت آن آمده. تنها مشکلی که باید رفع کنید، تنظیم ولتاژی است که از ترانس یا سوئیچینگ وارد مدار می شود...

معمول اکوهای همراه برای شارژ اتوماتیک از رله استفاده کرده اند بدین صورت که با اندازه گیری ولتاژ هنگام شارژ، در صورت رسیدن ولتاژ به 14.4 جریان را قطع می کنند (تا زمانی که دوباره از برق بکشید و وصل کنید). برخی نیز با رله ی دیگر کاری کرده اند که در هنگام شارژ، باتری از مدار قطع باشد (ایراد این کار این است که برق ترانس اگر با اتصال به باتری تصفیه نشود در صدای بالا باعث ایجاد اعوجاج و لرزش صدا می شود. مگر اینکه تغذیه با خازن به مقدار لازم به درستی تصفیه شود). برخی یک رله ی دیگر هم اضافه می کنند تا مدار را هنگام پایین آمدن ولتاژ باتری در حد 9 ولت، از باتری قطع نماید. این کار حتماً لازم است، زیرا پایین آمدن ولتاژ بیش از این حد، به زودی باتری را فاسد می کند.

یک راه ساده:

نظرتان با سوئیچینگ 15 ولت چیست؟ بدون اینکه نیازی به رگوله یا رله باشد! بله این هم یک گزینه است. سوئیچینگ را با یک مقاومت و یک دیود به باتری وصل کنید و با دیود دیگر وارد مدار کنید. من این کار را امتحان کرده ام و جواب مثبت بوده. دیگر نه رله نیاز است و نه رگوله. اگر نظری دارید بفرمایید.

بهبود کارایی پری (2)

تساوی سیگنال در بخشهای مختلف تقویت اولیه:

سعی کنید طوری تنظیم کنید که در حالت متعادل (ولوم وسط) مقدار سیگنال در نقطه پایه ی خروجی تمام تقویت کننده های عملیاتی (از ابتدا تا ابتهای پری) یک سان باشد. با این کار علاوه بر اینکه دیستورت پری کم می شود و تعادل بین طبقات برقرار می شود، هوای زمینه ی صدا نیز تا حدّ زیادی کم خواهد شد. لذا از همه ی پایه های خروجی آی سی های تقویت اولیه، سیگنال بگیرید تا مطمئن شوید تفاوت آنها زیاد نباشد.

گاهی عامل هوای زیاد تعداد زیاد پری های هم عرض است. مثلاً چند پری میکروفون همه باز هستند و ایجاد هوا (صدای فیسسسس) می کنند. گاهی نیز عامل این صدای هوا تناسب نداشتن پری هایی است که در طول همدیگر قرار دارند. مثلاً ممکن است صدای هوا به خاطر پری دوّم باشد در حالی که با زیاد کردن پری اوّل هوای زمینه چندان زیاد نمی شود.

اگر امپدانس ورودی منفی یکی از تقویت کننده ها پایین باشد کافی است تا همان تقویت کننده صدای هوا ایجاد کند.

رگوله کردن برق پری ها:

در دستگاههای پیشرفته، برق 12 ولت برای پری رگوله می شود تا ثبات ولتاژ در آنها کاملاً حفظ شود و دیستورت کمتری ایجاد شود. در معمولی ترین دستگاههای چنگ نیز این مشاهده می شود (مثل مدل 1020). بسیاری از تولید کننده های داخلی از این جهت کمکاری می کنند.

رگوله نشدن برق به جز دیستورت و به هم ریختگی صدا باعث هوم در پس زمینه ی صدا هم می شود. هرگاه صدا هوم داشت، ولتاژ را چک کنید.

مصرف کننده های اضافه مانند فن و افکتور و ... در بی تعادل شدن برق تأثیر دارد.

چرا باید تعداد تقویت کننده های عملیاتی زیاد باشد؟

اگر یک دستگاه حرفه ای یا یک میکسر را باز کرده باشید می بینید که برای یک ردیف میکروفون از چندین آی سی تقویت اولیه استفاده شده. این به خاطر چیست؟ در حالی که با یک آی سی هم می توان ضریب تقویت را در حدّ مطلوبی بالا برد!

چند عامل برای این جهت وجود دارد که سازنده را مجبور می کنند تعداد پری ها را بالا ببرد. در چند مرحله صدای تقویت شده باید مقداری کم شود که این باعث می شود برای تقویت دوباره ی آن، از آی سی جدید استفاده شود. از جمله:

1. میکس چند طبقه هم عرض: میکس چند طبقه میکروفون مستدعی این است که قبل و بعد از ولوم خروجی آن ردیف مقاومت قرار گیرد تا تغییر ولوم در طبقات مختلف روی طبقات دیگر تأثیر منفی نگذارند، بعلاوه محدودیت امپدانس خروجی آی سی مراعات شود.
2. دو ولوم تنظیم حجم صدا: یکی برای میکروفون و دیگری در خروجی صدا. برای اینکه بتوانیم در حالت ولوم وسط، صدای مناسبی داشته باشیم لازم است گین را به مقدار زیادی بالا ببریم.
3. زیر و بم: الگوریتم زیر و بم مستدعی کم کردن گین آی سی است.
4. اکو: بین ورودی و خروجی اکو برای تبادل اصل صدا یک مقاومت قرار می گیرد که ترجیحا نباید بیش از حد کم باشد.
5. لزوم گین پایین مخصوصاً در طبقات اولیه: مقاومت گین اگر بالا برود، صدا شادابی و نرمی خود را از دست می دهد. مخصوصاً در طبقات اولیه اگر مقدار مقاومت بالا باشد دیستور زیادی از جانب میکروفون حاصل می شود. این مقاومت فیدبک که تنظیم کننده ی گین آی سی است نباید در هیچ طبقه ای از تقویت کننده بیش از 100 کیلو باشد. دستگاههای حرفه ای گاهی آن را تا 18 کیلو پایین می آورند! (البته دقت دارید که مقدار مقاومت فیدبک با مقاومت ورودی منفی تنظیم می شود. در مجموع پیشنهاد این است که گین آی سی بیش از 20 نباشد)
6. نیاز به ورودی های مختلف مثل aux in که گاهی یک آی سی مستقل را می طلبد تا یک نقطه را به عنوان ورودی محض تعریف کند و به هیچ وجه بر کارایی آی سی اختلال وارد نکند (ایزولاسیون کامل).
7. بالا رفتن گیرایی: مشهور است که برای بالا رفتن گیرایی میکروفون طبقات تقویت اولیه را زیاد می کنند. لکن ما گفتیم که برای بالا رفتن گیرایی کافی است که تقویت کننده ورودی به حالت غیر معکوس کننده کار گذاشته شود تا فیدبک خروجی روی میکروفون دینامیک تأثیر نگذارد)
8. لیمیتر و ثبات سقف سیگنالی که وارد پاور می شود و ...
9. امکانات اضافه مانند low cut و ... که در میکسرها رایج است

از این رو به سازندگان داخلی پیشنهاد می شود از این جهت هم بخیل نباشند و کمکاری نکنند.

پری های نامهخوان:

بعضی از آی سی های پری با برخی دیگر ناسازگارند. مثلاً آی سی lm386 به تنهایی می تواند صدای خوبی داشته باشد، اما هنگامی که آن را در مسیر یک آی سی 4558 قرار می دهید می بینید که کارایی صدا مختل می شود و مخصوصاً در فرکانسهای بالا (مثل صدای س) صدا خراب می شود. شاید دقت کرده باشید که گاهی رادیو صدای س را مثل ش بیرون می دهد!

این ناهمخوانی در آی سی اکو 2399 نیز هست. لذا می بینید که در اکوهای همراه صدای این آی سی مناسب تر است تا دستگاههای بزرگ و با کیفیت تر.

دامنه ی صدای زیر:

در اولویت اوّل باید دستگاه شما تمام فرکانسها را پشتیبانی کند، که عمدتاً دستگاههای دست ساز ایرانی این حد اقل را ندارند. عموم آنها مید رنج زیر کمی دارند در حالی که مید رنج بم آنها بیش از حد است و ایجاد همهمه می کند.

اگر شما ولوم تریبل را کم کنید صدا مبهم می شود و اگر آن را زیاد کنید صدا تیز می شود. گاهی هم مشاهده می شود که در عین حال که صدا مبهم است و شفافیت کافی را ندارد، با این حال تیز و گوش خراش است! بسیار شنیده می شود که مداح می گوید: صدای خودم را نمی شنوم. جمعیت هم می گویند: صدا زیاد و آزار دهنده است! چاره ی کار چیست؟ حتّی در مورد برخی دستگاههای پیشرفته نیز این اشکال مشاهده می شود. چند مورد شاهد بودیم که برای سیستم صوت بیش از 15 میلیون خرج کردند و دستگاه دایناکورد و ... تهیه کردند ولی باز هم مداح می گفت: صدای خودم را نمی شنوم!

برای رفع این مشکل تنها ولوم تریبل کافی نیست و شما باید معادله ی تریبل صدا را به هم بزنید! یعنی چه؟ یعنی شما باید بتوانید مید زیر (در حد فرکانس 2-3 کیلوهرتز) را زیاد کنید بدون اینکه فرکانسهای بعدی (3-8 کیلوهرتز) زیاد شوند! فرکانس بالای 8 کیلوهرتز هم صدا را زیبا می کند بدون اینکه آن را تیز و گوش خراش کند.

اگر تولید کننده ی موفقی باشد درون دستگاهتان به صورت پیش فرض این را مراعات می کنید.

مثلاً دستگاه چنگ این قانون را مراعات کرده و مید رنج زیر آن زیاد است (در حالی که مید رنج بم آن کم است)، این باعث شده صدای این دستگاه شفاف و پاکیزه باشد. اما چه کنیم که برخی از تنظیم کننده ها که فکر می کنند خیلی سر در می آورند، اکولایزر این دستگاه را دستکاری می کنند تمام فرکانسهای میانه را کم می کنند. و این یعنی صدایی خفه...

البته توجه کنید که صدای دستکاری شده همه پسند نیست و ممکن است روی خواننده های مختلف خوب جواب ندهد. پس بهترین صدا همان صدای خطی flat است که به فیلتر تون کنترل پیچیده نیاز دارد.

بهبود کارایی پری (1)

تطبیق فرکانسی:

برای مچ شدن پری ها لازم است از جهت فرکانسی با هم همخوانی داشته باشند، یعنی سر تا ته مجموعه تقویت کننده ها باید روی یک فرکانس ثابت کار کند. می دانید که فرکانس یک تقویت کننده عملیاتی وابسته به مقاومت فیدبک (گین) و خازنی است که به آن موازی است (مثلاً در آی سی 4558 پایه های 1و2 برای کانال a و پایه های 6و7 برای کانال b)، مثلاً اگر در ردیف اوّل تقویت کننده مقاومت 100 کیلو استفاده کردید و خازن 47 پیکو، در ردیف دوم مثلاً از مقاومت 47 کیلو استفاده می کنید و خازن 100 پیکو (مقاومت نصف می شود و خازن دو برابر). (توجه کنید که مقاومت فیدبک را با توجه به مجموع چیدمان قطعات بسنجید، مثلاً ممکن است ولومهای زیر و بم به نحوی چیده شده باشند که مقاومت فیدبک یکی از طبقات را پایین بیاورند).

مقاومت پایه ورودی منفی اپ امپ هم به نظر می رسد در فرکانس تأثیر داشته باشد.

سرعت تغییر:

شاید فکر کنید که همه کیفیت یک دستگاه بسته به پاسخ فرکانسی آن است و بهترین کیفیت از آنِ دستگاهی است که فرکانس آن تنظیم باشد. اما اینطور نیست و مقوله های دیگری هم در تعیین کیفیت یک دستگاه دخیل هستند. از جمله سرعت تغییر! سرعت تغییر در زنده و شادابی صدا و شاید هم در نرمی یا خشکی صدا مؤثر است و در نتیجه در پرتاب صدا هم مؤثر است. می بینید که صدای چنگ خیلی نزدیک می نماید در حالی که دستگاههای ایرانی برعکس هستند و گویا صدا از ته چاه یا فاصله ی دور و به صورت همهمه می آید...

سرعت تغییر به جز شماره ی تقویت کننده، به گین و ضریب تقویت آن بستگی دارد. هرچه ضریب تقویت کمتر باشد سرعت تغییر بالاتر است. از این جهت باید مواظب باشید که یک طبقه ی تقویت کننده ضریب تقویت خیلی زیادی نسبت به دیگر طبقات نداشته باشد.

با این کار به نظر می رسد یک مشکل دیگر هم قابل حلّ است و آن اینکه: گاهی مشاهده می شود که با زیاد کردن ولوم تریبل با اینکه شفافیت صدا به مقدار مطلوب نرسیده است اما دستگاه از جهت فرکانسی کم می آورد و هارمونی آن به هم می ریزد و به جلیز بلیز می افتد. در حالی که در دستگاههای پیشرفته فرکانسهای 12 کیلو و 15 کیلو به حد ماکسیمم می رسند و هیچ اخلالی در کار دستگاه ایجاد نمی شود!

مقاومت ورودی تقویت کننده میکروفون نیز اگر تقویت کننده به حالت معکوس کننده به کار گذاشته شده باشد، در سرعت تغییر آی سی مؤثر است (مقاومتی که به input منفی آی سی پری اول سری می شود، یعنی پایه ی 2 یا 6). فیدبک منفی همچنان که در تقویت کننده ی تفاضلی تأثیر می گذارد در میکروفون هم که به آن وصل است تأثیر می گذارد. به همین خاطر با زیاد شدن آن مقاومت صدا نرم و تیز می شود که افراط در آن صدا را آزار دهنده می کند. این مقاومت (به جهت بالا رفتن امپدانس ورودی) بر روی گیرایی میکروفون های دینامیک نیز تأثیر می گذارد و گیرایی آنها را بالا می برد، که البته به خاطر تیز شدن صدا این کار را پیشنهاد نمی کنیم و پیشنهاد بهتر استفاده از تقویت کننده به حالت غیر معکوس کننده و گین پایین است.

در دستگاههای معمولی ایرانی که از تقویت کننده ی معکوس کننده استفاده شده، این مقاومت ورودی منفی در حد 2.7 کیلو اهم است. تقسیم کنید با مقاومت فیدلک که حدود150 کیلو است. ضریب تقویت آی سی بیش از 50 می شود که خیلی زیاد است و سرعت تغییر را نابود می کند! دستگاه های خارجی سعی می کنند این ضریب تقویت را بین دو طبقه اپ امپ مثلاً تقسیم کنند.

کیفیت خود آی سی های تقویت اولیه و پاور نیز در سرعت تغییر مؤثر هستند.

به هر حال از این حیث کیفیت صدای چنگ ستودنی است و صدای زنده ای را به ارمغان آورده.

امیدواریم تولید کننده های داخلی به این مقوله ها توجه داشته باشند.

کامپریسور:

می دانید که دیستورت پاور در اوج صدا گاهی از ده درصد هم فراتر می رود که این یعنی خیلی بد... در حالی که برخی تقویت کننده های اوّلیه چنین دیستورتی ندارند. پس شکست و خرابی صدا عمدتاً تقصیر پاور است. چه کار می توان کرد؟

یک راه ساده این است که ورودی پاور را محدود کنیم تا خروجی آن به ماکسیمم نرسد و ایجاد دیستورت نشود. یعنی باید طوری تنظیم کنیم که تقویت کننده ای که به پاور منتهی می شود در اوج سیگنال نتواند ورودی پاور را پُر کند. مثلاً ممکن است 5 ولت برای ماکسیمم قدرت پاور کافی باشد، شما ولتاژی را که به ورودی پاور می رسد در حد 4 ولت محدود می کنید تا آن یک ولت آخر ایجاد دیستورت نکند (مثلاً به ورودی پاور یک مقاومت 47 کیلو یا بیشتر سری کنید). شرط این کار استفاده از op amp هایی است که خودشان در اوج دچار دیستورت نمی شوند. (اکو همراه مینی جاسکو مثلاً از آی سی 5532 استفاده کرده بود و ولتاژ آن را هم روی 9 ولت تنظیم کرده بود و این آی سی با این ولتآژ نمی توانست پاور را به اشباع برساند. صدا نرم و لطیف بود).

دقّت کنید که در این کار افراط نکنید تا قدرت پاور بیش از اندازه کم نشود. در حقیقت شما نمی خواهید قدرت مفید را کم کنید! بلکه می خواهید آن مقداری از قدرت را که از حالت تعادل پاور خارج است و در کار شما اخلال ایجاد کرده محدود کنید...

روش حرفه ای تر استفاده از مدار کامپریسور است که با شیب ملایمی سیگنالها را مدیریت می کند و معمولاً از اپتوکوپلر نوری استفاده می کنند. این شیب ملایم خیلی مهم است وگرنه شما بخواهید یا نخواهید خود پاور وقتی به اوج می رسد سیگنالهای بالا را قیچی می کند!

این مدار از خروجی نمونه برداری می کند و با توجه به آن ورودی را کم می کند.

بین خروجی و ورودی هم با یک led و مقاومت نوری ارتباط برقرار کرده تا ایزوله باشند.

این led و مقاومت نوری را به سمت هم قرار بدهید و طوری پوشش بدهید که از خارج به آن نور نرسد.

میکس صحیح اکو

دغدغه ی خیلی ها این است که صدای اکو در ضمن صدای خواننده گم می شود. چکار می شود کرد که وقتی صدای اکو بالا می رود صدای خواننده کم شود، اما وقتی صدای خواننده بالا می رود صدای اکو کم نشود؟ با تقویت تفاضلی یا مقایسه کننده و ... نمی شود؟ راهکار چیست؟

مسلماً این به دقت رزولوشن مدار ربط دارد. مثلاً طرح های 24 بیت بهتر صداها را آنالیز می کند تا طرح 8 بیت!

اما شاید به نحوه ی میکس کردن اکو هم ربط داشته باشد...

من تنها چیزی که به نظرم رسید همین طرح است، اما نمی دانم چقدر مؤثر باشد.

ورودی بالایی اکو است و پایینی صدای اصلی.

اساس کار این طرح بر مبنای این نظریه است که خروجی اپ آمپ در اوج صدا برای اپ آمپ متصل به آن، نوعی اتصال به حساب آید و مایه ی افت قدرت آن شود.

اگر طرح دیگری داشتید بگویید ...

طرح ماسفت قوی و با کیفیت 350w

این ماسفت را من چند سال پیش استفاده می کردم. هنوز توی بعضی از دستگاههایی که ساخته ام این طرح وجود دارد و با گذشت چند سال هنوز دارد به خوبی کار می کند.

اولین بار این طرح را در سایت projects 101 دیدم و از آن خوشم آمد. اما در آن سایت مشخصات قطعات درج نشده بود. (می توانید یک سرچ بزنید و این طرح را در آن سایت پیدا کنید/ به اسم ماسفت 350 وات). تا اینکه تازگی داشتم در اینترنت می گشتم که در سایتی دیگر همان طرح را با مشخصات کامل پیدا کردم.

از محاسن طرح قدرت بالای آن است (350 وات با 70 ولت و 4 ترانزیستور ماسفت). من زمانی که بخواهم با ولتاژ بالا کار کنم سراغ این طرح می آیم.

از محاسن دیگر آن دم دست بودن نسبی قطعات است.

مشخصات کیفی آن هم بد نیست:

Parameter	Measurement	Conditions
Output Power	> 180W	< 1% THD, 8Ω
	> 275W	< 1% THD, 4Ω
DC Offset	< 20mV	Typical
Noise	< 2mV RMS	Unweighted (-54dBV)
THD	0.015%	No load, 30V RMS output, 1kHz
	0.017%	8 Ohms, 30V RMS output, 1kHz
	0.02%	4 Ohms, 30V RMS output, 1kHz
input Impedance	< 10 mΩ	1kHz, 4Ω load
	< 25 mΩ	10kHz, 4Ω load
Frequency Response	10Hz to 50kHz	At 1W, -1.5dB

از محاسن طرح قابلیت کار با ولتاژهای مختلف است. البته در ولتاژهای مختلف باید مقدار دو مقاومتی که ورودی ماسفت مثبت را به خط منفی وصل می کنند تغییر کند. این دو مقاومت را r1 , r2 در نظر بگیرید.

R1 = R2 = supply voltage / 10 (k)

مثلا در ولتاژ 47 مقدار مقاومت ها می شود: 4.7k

رابطه قدرت و ولتاژ طرح را در جدول زیر می بینید (البته روی 8 اهم):

AC Volts	DC Volts	VA	Power (8 ohms)
20-0-20	+/-28V	100	40
25-0-25	+/-35V	100	50
30-0-30	+/-42	160	80
40-0-40	+/-56V	200	150
50-0-50	+/-70V	300	240

دقت کنید که این قدرت در صورتی است که از دو جفت ماسفت استفاده کنید.

این هم پشت فیبر (نقشه را کامل نکشیدم می توانید با توجّه به شماتیک کاملترش کنید:

می توانید دو تا از این طرح را به صورت پل (bridge) به کار ببرید و قدرت را دو برابر کنید.

البته وقتی من با ترانزیستورهای بدل از این طرح استفاده می کردم یک اشکال داشت. اشکال این بود که صدا کمی شکست داشت و من مجبور بودم مقاومت و خازنی را که به خروجی باند بسته می شود حذف کنم که همین در مواقع خاص مشکلاتی به وجود می آورد.

امیدوارم با دقت در ساخت این نقشه با این مشکل مواجه نشید.

یک مشکل

شبیه این طرح را که از فیدبک boot strap استفاده می کند در طرح باند اکتیو مونتاربو دیدم.

ولی مشکلی که هست این است که این طرح برای فواصل دور خوب نیست و طرح به سیم کشی خروجی حساس است. به همین خاطر در حد همان باند اکتیو خوب است..

موفق باشید.