Circuit de descodificació de so envoltant simple

Aquest article està escrit amb la intenció d’explicar amb detall la creació d’un simple circuit de descodificació de so envoltant.

Per: Dhrubajyoti Biswas

Visió general

El concepte del descodificador va ser introduït per primera vegada per David Hafler als anys 70. La seva investigació il·lustra la manera d’utilitzar dos altaveus com a altaveus posteriors en un sistema envoltant.

La figura següent és un diagrama basat en la investigació de Hafler:

figura 1

Segons la figura 1, Hafler va dissenyar el circuit perquè els altaveus posteriors generessin la diferència de senyal entre la sortida dreta i l'esquerra.

Tot i que tots els sistemes codificats estèreo mantenen la diferència de senyal entre el canal dret i l’esquerre, es reprodueix la diferència de senyal que reben els altaveus posteriors.

Tanmateix, és vital tenir en compte que no es posin a terra els terminals negatius dels altaveus posteriors; en cas contrari, la part posterior es comportarà paral·lela als altaveus davanters principals.

Versió passiva de nivell de línia

En realitat, no és possible utilitzar un amplificador individual per als altaveus posteriors. Tanmateix, hi ha una sortida que hem descobert després d’algunes investigacions. En referència a la figura 2, és totalment passiu, però necessita un transformador ideal: un transformador amb impedància de 10K [proporció 1: 1], que és bastant rar de trobar, però està disponible.

Figura 2

Com a alternativa, hem provat d’utilitzar una unitat de 600ohm. Però és per la impedància que la sortida que vam rebre no va ser bona ja que li falten greus.

No obstant això, en carregar el transformador, va augmentar la qualitat dels greus, però el preamplificador no sembla funcionar al màxim a causa de la impedància. És per aquest motiu que hem utilitzat transformadors telefònics amb 600: 600ohms, i ha funcionat bé.

El circuit de la figura 2 il·lustra el camí que hem seguit. Després d'aquest disseny, va funcionar, però té una impedància molt baixa en tots els casos excepte el preamplificador d'estat sòlid.

Utilitzant la unitat de 600ohm, la pèrdua generada ronda els 3dB. La freqüència baixa és de -3dB a 100Hz. No obstant això, varia en funció de la qualitat del transformador.

El transformador de telefonia de 600 ohm està àmpliament disponible al mercat, però molts d’ells no estan a l’altura de fer-lo servir en aquest experiment.

La majoria dels transformadors d'alta potència es venen a granel i, per tant, és difícil obtenir una sola còpia. Per tant, l’alternativa seria utilitzar dual opamp per dissenyar el sistema i el seu procés s’esmenta a continuació amb detall.

Explicació del nou circuit

El diagrama esquemàtic de la figura 3 proporciona una visió detallada darrere d’aquest desenvolupament del senzill circuit de descodificació de so envoltant.

Figura 3

Tot i que el nou disseny [Figura 3] seguirà el principi de Hafler, aquest nou circuit ha simplificat el cablejat, tot i que necessitàvem amplificadors de potència addicionals. Ara hi ha un senyal de canal central i el subwoofer per rebre el senyal mono també està configurat.

És possible que hagueu trobat un tipus de circuit similar en altres papers, però hi ha alguns canvis. Vam evitar qualsevol electrònica activa als canals esquerre / dret i vam introduir opamps per reduir el factor que pot causar la degradació del so.

La impedància de 50K no suposarà cap barrera per a un preamplificador, ja que el senyal principal és paral·lel al circuit addicional.

El control de volum addicional s'ha exclòs del sistema, a causa de la presència de control de volum al preamplificador. A més, l'amplificador de potència del canal posterior també té control de nivell per equilibrar els nivells davanter i posterior.

Tingueu en compte que, si esteu seguint el circuit com a la figura 3, assegureu-vos que els altaveus posteriors siguin desconnectats.

Deixeu que un altaveu es connecti a l'amplificador de manera normal i que el segon estigui connectat mantenint els cables de l'altaveu invertits.

Tot i que la diferència pot ser insignificant, però per obtenir el millor efecte de qualitat, sempre és aconsellable optar per una connexió fora de fase. Això ajuda a mantenir els senyals esquerra-dreta i dreta-esquerra.

Funciona el circuit de descodificació de so envoltant

A1 opamp s'hauria de connectar en forma d'amplificador de restar i, si es passa el mateix senyal als dos altaveus, el resultat serà zero.

Això es traduirà en l’eliminació de tota la informació comuna del senyal estèreo i que produiria el senyal diferencial, similar al de Hafler. A2, en canvi, és un amplificador sumador. La seva sortida conté tota la informació necessària dels canals dret i esquerre.

Control de canal central

L'olla VR1 està configurada per anivellar el canal central. Pot ser un pot convencional o un trimpot amb la part posterior muntada.

Sumant els dos canals [canal esquerre / dret] on el senyal no és mono, hi haurà -3dB serà el nivell del canal central.

Per exemple, si la veu del canal central és mono, el nivell esdevé igual en els dos altaveus. La possibilitat de sobrecàrrega d'amplificadors o altaveus és un cas rar, ja que els altaveus i l'amplificador de canals no són tan potents en comparació amb els canals esquerre / dret.

El so del canal central no ha de ser alt. Ha de ser estable i el control de nivell disponible és suficient per generar la sortida necessària.

L'ús del condensador C1 no és obligatori, ja que proporciona una freqüència de llançament de 8 kHz. En realitat, això ajuda a reduir qualsevol problema del senyal de l'estèreo principal.

Sortida: subwoofer

La sortida del sub-woofer es pren del mesclador de canals central i s’afegeix un filtre sense pass, ja que és difícil determinar un subconjunt on ja hi ha un filtre.
Altres factors

Les resistències de 100ohms s’utilitzen per bloquejar l’oscil·lació dels opamps evitant la capacitat del cable de senyal. Després d’això, no es produiria una pèrdua de freqüència, però si utilitzeu cables de senyal de 100 m de llargada, pot suposar un problema.

En referència a la figura 3, els altaveus posteriors tenen dues sortides en paral·lel.

La raó per fer-ho és permetre un cablejat fàcil per facilitar la connexió de l'amplificador estèreo amb els altaveus posteriors.

Normalment, l'amplificador mono funcionaria bé sempre que condueixi paral·lel als dos altaveus posteriors. Però pot ser que això no sigui factible si utilitzeu altaveus de 4 ohm i, si ho feu, assegureu-vos de connectar-los en forma de sèrie. Per tal de permetre la connexió fora de fase, els terminals vermells s’han d’ajuntar i connectar més el terminal dels altaveus a la sortida de l’amplificador.

Construint el sistema

Podeu col·locar tot el sistema en una caixa metàl·lica. L’ús de caixes metàl·liques bloqueja el brunzit o qualsevol altre soroll de la xarxa, etc.

Tot i que no hi ha cap factor de generació de calor, podeu utilitzar una caixa petita. Tanmateix, assegureu-vos de mantenir l’espai adequat per als connectors RCA i la resta de components.

A més, assegureu-vos de no deixar anar els components solts, ja que això pot provocar un curtcircuit.

Podeu connectar els components i l'opamp dual en un Veroboard. Assegureu-vos també d’aplicar un 1% de pel·lícula de metall per reduir el soroll.

Podeu mantenir els connectors RCA per cable. Assegureu-vos de comprovar la posada a terra.

La volta central d’alimentació i els connectors RCA haurien de mantenir una connexió segura per evitar la captació de soroll. També podeu utilitzar taps de polièster de 100uF per connectar-vos amb condensadors de derivació de subministrament de 100uF en paral·lel, però això no és obligatori.

Línia de retard

Si teniu previst enriquir el so, també podeu aplicar una línia de retard per endarrerir el so als altaveus posteriors. Però això no és obligatori.

En general, el rendiment del vostre sistema depèn totalment de la forma d’organitzar el circuit. Si el circuit de descodificació de so envoltant senzill proposat no està ben construït, és possible que tingueu problemes constants en comparació amb un de ben construït.