톤 제어 또는 액티브 이퀄라이저 회로, 특히 저음, 고음 및 MID 제어 기반 이퀄라이저는 오디오 증폭기 설계에서 중요한 회로입니다. 일반적으로 3 단계 액티브 이퀄라이저 필터 에는 3 개의 컨트롤베이스, 트레블 및 MID가 필요합니다. 저음 제어는 저주파는 통과하지만 고주파는 차단하고 고음 제어는 고주파는 통과하지만 저주파는 차단하는 반면 MID 제어는 고주파와 저주파 사이의 균형을 유지합니다. 이 프로젝트에서는 PCB 설계를 사용하여 연산 증폭기로 전원이 공급되는 활성 톤 제어 회로를 설계합니다. 12V 전원 공급 장치와 함께 작동하며 저음, 고음 및 중간 주파수 제어 기능이 있습니다.필요에 따라 출력 오디오를 조정할 수 있습니다. 이전에 구축 한 다른 저음 고음 회로도 확인할 수 있습니다.
- 트랜지스터를 사용하여 저음 및 고음 제어 기능이있는 스테레오 오디오 프리 앰프
- 저음 및 고음 제어 기능이있는 간단한 오디오 톤 제어 회로
- LA4440을 사용하는 고출력 저음 및 고음 제어 회로
이 프로젝트에서 우리는 PCBWay의 PCB 제조 서비스를 사용하여 회로 기판을 만들었습니다. 이 기사의 다음 섹션에서는이 오디오 이퀄라이저 회로를위한 PCB 보드를 설계, 주문 및 조립하는 전체 절차를 다뤘습니다.
필요한 구성 요소
Op-Amp를 사용 하여이 톤 제어 회로 를 구축하는 데 필요한 구성 요소 는 다음과 같습니다.
- 100k- 전위차계-2 개
- 470k- 전위차계-1 개
- TL072 연산 증폭기
- 12V 전원
- .1uF 35V 커패시터
- 1.2nF 63V 커패시터
- 100uF, 35V
- 10uF, 35V
- 2.2uF, 63V
- 22k 저항
- 22nF 63V 커패시터
- 270R 저항기
- 33pF 커패시터
- 4.7nF 63V 커패시터-2 개
- 47nF
- 1.8k-2 개
- 10uF, 25V-2 개
- 3.3k-2 개
- 47k-2 개
- 10k-5 개
- PCB
오디오 이퀄라이저 회로도
전체 저음 고음 회로 다이어그램 은 아래 이미지에 나와 있습니다. 이 회로의 주요 구성 요소는 Op-Amp입니다. Op-Amp TL072는 단일 모 놀리 식 패키지에 2 개의 개별 연산 증폭기가있는 인기있는 연산 증폭기입니다.
회로에 대한 설명은 다음과 같지만이 페이지 끝에있는 비디오로 건너 뛰어 회로가 어떻게 작동하는지 설명 할 수도 있습니다. 아래 이미지는 TL072P Op-Amp 의 핀아웃을 보여줍니다. 이 두 연산 증폭기는 회로도에서 IC1A 및 IC1B로 묘사됩니다.
연산 증폭기 버퍼 회로:
IC1A는 반전 버퍼 증폭기로 구성됩니다. 이 버퍼 증폭기는 3 대역 필터에 의해 필터링되거나 등화 될 입력 신호의 버퍼 출력을 제공합니다. 커패시터 C4는 DC 신호를 차단하고 AC 신호 만 통과시키는 차단 커패시터입니다.
저항 R3 및 R4는 정확하고 일치해야합니다. 이 단계에서는이 두 값을 변경하지 않는 것이 좋습니다. 출력 2.2uF, C6 커패시터는 버퍼링 된 출력에서 신호를 전달합니다.
중간 주파수, 저음 및 고음 제어 회로:
다음 단계에서 IC1B는 네거티브 피드백 루프에 연결된 3 개의 패스 필터 가있는 실제 활성 필터 입니다. 실제 톤 필터링 이 발생하고 있습니다.
음극 입력은 2.2uF 커패시터에서 수신됩니다. 연산 증폭기 IC1B는 다시 반전 증폭기로 구성되고 IC1A에서 반전 입력을 받고 출력에서 다시 반전됩니다.
3 대역 필터는 모두 RC 필터 입니다. 커패시터 값은 변경할 수 없으므로 여기에서 가변 전위차계를 사용하여 저항 값을 변경합니다. 여기서는 저항 R12와 커패시터 C11이 이득 설정으로 사용됩니다. R12 값을 변경하면 게인도 변경됩니다.
베이스 필터 (로우 패스) 인 첫 번째 필터에서. 첫 번째 네트워크 회로는 R8,베이스 전위차계이고 R9는 필터의 총 저항이고 커패시터는 C7입니다. 차단 주파수 를 결정하려면 다음 공식을 사용할 수 있습니다.
fc = 1 / 2piCR
fc는 차단 주파수, C는 커패시터 값, R은 네트워크의 총 저항입니다. 따라서 다른 pot 값을 변경하거나 C7 커패시터를 변경하면 Bass 필터 (Low Pass 필터)의 주파수 응답이 변경됩니다.
저음 및 고음 회로의 차단 주파수 계산:
예를 들어, 위의 회로에서 전위차계 값은 100k입니다. 따라서 총 저항은 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k입니다. 따라서 공식에 따라베이스 컨트롤은 최대 28Hz의 주파수를 처리 할 수 있습니다.
MID 필터도 마찬가지입니다. 그러나 저역 통과 또는 고역 통과 필터 대신 대역 통과 필터 구성을 사용합니다.
차단 주파수는 동일한 공식 fc = 1 / 2piCR을 사용하여 얻을 수 있습니다. 가장 높은 대역은 저항 R6 및 커패시터 C8 (회로도 값에 따라 10.2kHz)을 사용하여 계산할 수 있으며 가장 낮은 대역은 총 저항으로-MID 전위차계 값 + R10을 사용하여 계산할 수 있습니다. 회로도 값은 70Hz입니다).
마지막 필터 밴드에서는 고역 통과 필터가있는 고음 톤 컨트롤입니다. 공식은 변경되지 않으며 동일한 fc = 1 / 2piCR입니다. 총 저항은 Treble 저항이고 R11과 커패시터는 C10입니다. 고음이 완전히 낮 으면 전위차계가 회로도 값을 사용하여 완전히 470k임을 의미하며 필터의 차단 주파수는 -71Hz입니다. 그러나 전체 고음 모드에서 전위차계가 완전히 켜지면 전위차계의 저항이 중요하지 않고 저항 R11 만 적용됩니다. 이 상황에서 차단 주파수는 -18kHz가되었습니다. 출력은 C12에서 얻습니다.
바이어스 / 오프셋 회로:
이것은 네거티브 레일이 사용되지 않는 단일 레일 공급 전압이므로 입력 신호를 오프셋해야합니다. 이는 연산 증폭기가 단일 레일 전원 공급 장치 모드에서 입력 신호의 네거티브 피크를 증폭 할 수 없기 때문입니다.
오프셋을 만들기 위해 전압 분배기가 연산 증폭기의 포지티브 피드백에 배치됩니다. 전압 분배기는 공급 전압의 신호 절반을 오프셋합니다. 12V 전원을 사용하기 때문에 입력 신호는 6V DC로 오프셋됩니다. C1과 C2는 필터 커패시터이고 R1과 R2는 추가 필터 커패시터 C3과 함께 전압 분배기를 만드는 데 사용됩니다.
액티브 오디오 필터 PCB 설계
액티브 오디오 필터 회로 용 PCB는 양면 사이드 보드 용으로 설계되었습니다. Eagle을 사용하여 PCB를 설계했지만 원하는 설계 소프트웨어를 사용할 수 있습니다. 내 보드 디자인의 2D 이미지는 아래와 같습니다.
충분한 접지 충전 비아를 사용하여 회로 기판 전체에 접지 경로를 올바르게 생성합니다. 입력 신호와 입력 전압 섹션은 왼쪽에 생성되고 출력은 더 나은 사용성을 위해 오른쪽에 생성됩니다. Gerber와 함께 Eagle의 전체 디자인 파일은 아래 링크에서 다운로드 할 수 있습니다.
- 저음 및 고음 제어 기능이있는 톤 제어 회로 용 PCB 설계 및 GERBER
이제 디자인이 준비되었으므로 Gerber 파일을 사용하여 제작할 차례입니다. PCB를 완성하는 것은 매우 쉽습니다. 아래 단계를 따르십시오.
PCBWay에서 PCB 주문
1 단계: https://www.pcbway.com/에 접속하여 처음이라면 가입하십시오. 그런 다음 PCB 프로토 타입 탭에서 PCB 치수, 레이어 수 및 필요한 PCB 수를 입력합니다.
2 단계: '지금 견적'버튼을 클릭하여 진행합니다. 필요한 경우 사용 된 재료, 트랙 간격 등과 같은 몇 가지 추가 매개 변수를 설정할 수있는 페이지로 이동합니다. 그러나 대부분 기본값은 정상적으로 작동합니다.
3 단계: 마지막 단계는 Gerber 파일을 업로드하고 결제를 진행하는 것입니다. 프로세스가 원활하게 진행되도록 PCBWAY는 결제를 진행하기 전에 Gerber 파일이 유효한지 확인합니다. 이렇게하면 PCB가 제작에 친숙하고 약속 된대로 도달 할 수 있습니다.
액티브 오디오 필터 회로 조립 및 테스트
며칠 후, 우리는 깔끔한 패키지로 PCB를 받았습니다. PCB 품질과 패키징은 항상 좋았습니다. 포장을 직접 볼 수 있습니다.
보드의 상단 레이어와 하단 레이어는 아래 이미지에 나와 있습니다. 매력적이고 PCBway는 동일한 가격으로 모든 마스크 색상을 제공하기 때문에 솔더 마스크로 빨간색을 선택했습니다. 따라서 PCB 색상을 재미있게 즐겨보세요.
위의 이미지에서 알 수 있듯이 PCB의 품질이 매우 좋습니다. 트랙, 패드, 비아 및 기타 여유 공간은 모두 완벽하게 제작되었습니다. 보드를받는 즉시 조립을 시작했습니다. 아래에서 조립 된 보드를 볼 수 있습니다.
그러나 일부 커패시터의 경우 전압 정격이 필요에 따라 정확하지 않지만 회로 출력에는 차이가 없습니다. 또한 연산 증폭기 TL072는 IC를 사용할 수 없기 때문에 JRC4558 로 대체됩니다. 다른 연산 증폭기 IC도 작동 할 수 있지만 핀 매핑은 표준 연산 증폭기 핀 매핑과 일치해야합니다.
회로는 랩톱의 오디오 입력, 12V 전원 공급 장치 및 15W 2.1 스피커 출력 시스템을 사용하여 테스트됩니다. 자세한 작업 및 테스트 정보는 아래 비디오에서 찾을 수 있습니다.
튜토리얼을 즐겁게 읽고 유용한 것을 배웠기를 바랍니다. 질문이나 의문이 있으면 아래 댓글 섹션에 남겨주세요. 다른 기술 질문에 대한 포럼을 사용할 수도 있습니다.