Égaliseur audio / circuit de contrôle de tonalité avec contrôle des basses, des aigus et des médiums à l'aide de l'op

Contrôle de tonalité ou circuit d'égaliseur actif, en particulier les graves, les aigus et le contrôle MID. L'égaliseur est un circuit important dans la conception d'amplificateurs audio. En règle générale, les filtres d'égaliseur actifs à trois étages nécessitent trois commandes de basses, d'aigus et de MID. Le contrôle des graves permet à la basse fréquence de passer mais bloque les hautes fréquences et le contrôle des aigus permet à la haute fréquence de passer mais bloque les basses fréquences, tandis que le contrôle MID équilibre entre les hautes et les basses fréquences. Dans ce projet, nous allons concevoir un circuit de contrôle de tonalité actif alimenté par un ampli-op avec une conception PCB. Il fonctionnera avec une alimentation 12V et aura un contrôle des basses, des aigus et des moyennes fréquencesafin que l'audio de sortie puisse être ajusté selon les besoins. Vous pouvez également consulter les autres circuits de graves aigus que nous avons construits plus tôt.

• Préamplificateur audio stéréo avec contrôle des graves et des aigus à l'aide de transistors
• Circuit de contrôle de tonalité audio simple avec contrôle des graves et des aigus
• Circuit de commande des graves et des aigus haute puissance utilisant LA4440

Pour ce projet, nous avons utilisé les services de fabrication de PCB de PCBWay pour fabriquer nos circuits imprimés. Dans les sections suivantes de l'article, nous avons couvert la procédure complète pour concevoir, commander et assembler les cartes PCB pour ce circuit d'égaliseur audio.

Composants requis

Les composants nécessaires pour construire ce circuit de contrôle de tonalité à l'aide de Op-Amp sont indiqués ci-dessous.

1. 100k- potentiomètre - 2 pcs
2. 470k- potentiomètre - 1 pcs
3. Amplificateur opérationnel TL072
4. Alimentation 12V
5. Condensateur.1uF 35V
6. Condensateur 1.2nF 63V
7. 100 uF, 35 V
8. 10uF, 35V
9. 2,2 uF, 63 V
10. Résistance 22k
11. Condensateur 22nF 63V
12. Résistance 270R
13. Condensateur 33pF
14. Condensateur 4.7nF 63V - 2 pièces
15. 47nF
16. 1,8k - 2 pièces
17. 10uF, 25V - 2 pièces
18. 3,3k - 2 pièces
19. 47k - 2 pièces
20. 10k - 5 pièces
21. PCB

Schéma du circuit de l'égaliseur audio

Le schéma complet du circuit des graves aigus est présenté dans l'image ci-dessous. Le composant principal de ce circuit est l'ampli-op. L'Op-Amp TL072 est un amplificateur opérationnel populaire qui possède deux amplificateurs opérationnels individuels dans un seul boîtier monolithique.

L'explication du circuit est la suivante, mais vous pouvez également passer à la vidéo à la fin de cette page qui explique également le fonctionnement du circuit. L'image ci-dessous montre le brochage de l'ampli-op TL072P. Ces deux amplificateurs opérationnels sont représentés dans le schéma comme IC1A et IC1B.

Circuit tampon ampli-op:

L'IC1A est configuré comme un amplificateur tampon inverseur. Cet amplificateur tampon fournit une sortie tamponnée du signal d'entrée à filtrer ou égaliser par les filtres à trois bandes. Le condensateur C4 est un condensateur de blocage qui bloque le signal CC et ne laisse passer que le signal CA.

Les résistances R3 et R4 doivent être précises et adaptées. Il est recommandé de ne pas modifier ces deux valeurs à ce stade. Le condensateur de sortie 2.2uF, C6 transmettra le signal de la sortie tamponnée.

Circuit de contrôle des fréquences moyennes, graves et aigus:

Dans l'étape suivante, IC1B est le filtre actif réel qui a trois filtres passants connectés à travers la boucle de rétroaction négative. Voici la réelle filtration de tonalité est happening-

L'entrée négative est reçue du condensateur 2,2 uF. L'ampli opérationnel IC1B est à nouveau configuré comme un amplificateur inverseur et il prend une entrée inverseuse de l'IC1A et à la sortie, il est à nouveau inversé.

Les filtres à trois bandes sont tous deux des filtres RC. Comme les valeurs du condensateur ne peuvent pas être modifiées, la valeur de la résistance est modifiée ici en utilisant un potentiomètre variable. Ici, la résistance R12 et le condensateur C11 sont utilisés comme réglage de gain. Changer la valeur R12 changera également le gain.

Dans le premier filtre qui est le filtre basse (passe-bas). Le premier circuit de réseau est R8, le potentiomètre Bass et R9 est la résistance totale du filtre et le condensateur est C7. Pour déterminer la fréquence de coupure, on peut utiliser la formule ci-dessous:

fc = 1 / 2piCR

Le fc est la fréquence de coupure et C est la valeur du condensateur, le R est la résistance totale du réseau. Par conséquent, changer les différentes valeurs du potentiomètre ou changer le condensateur C7 changera la réponse en fréquence du filtre Bass (filtre passe-bas).

Calcul de la fréquence de coupure pour le circuit des graves et des aigus:

Par exemple, dans le circuit ci-dessus, la valeur du potentiomètre est 100k. Par conséquent, la résistance totale, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Ainsi, selon la formule, le contrôle des basses pourrait traiter la fréquence jusqu'à 28 Hz.

La même chose se produit pour le filtre MID. Mais au lieu d'un filtre passe-bas ou passe-haut, il utilise une construction de filtre passe-bande.

La fréquence de coupure peut être obtenue en utilisant la même formule fc = 1 / 2piCR. La bande la plus élevée peut être calculée en utilisant la résistance R6 et le condensateur C8 (selon la valeur schématique, elle est de 10,2 kHz) et la bande la plus basse peut être calculée en utilisant la valeur du potentiomètre - MID + R10 comme résistance totale et le condensateur C9 (selon la valeur schématique, c'est 70 Hz).

Dans la dernière bande de filtre, il s'agit d'une commande de tonalité des aigus avec un filtre passe-haut. La formule ne change pas, c'est la même chose fc = 1 / 2piCR. La résistance totale est la résistance Treble, et le R11 et le condensateur sont le C10. Lorsque les aigus sont complètement bas, cela signifie que le potentiomètre est entièrement à 470k en utilisant la valeur schématique, la fréquence de coupure du filtre est de - 71 Hz. Mais pendant le mode plein aigus, lorsque le potentiomètre est complètement allumé, la résistance du potentiomètre devient insignifiante et seule la résistance R11 prend effet. Dans cette situation, la fréquence de coupure est devenue -18 kHz. La sortie est obtenue à partir du C12.

Circuit de polarisation / décalage:

Puisqu'il s'agit d'une tension d'alimentation à un seul rail où le rail négatif n'est pas utilisé, le signal d'entrée doit être décalé. Cela est dû à l'incapacité de l'ampli opérationnel à amplifier les pics négatifs du signal d'entrée dans un mode d'alimentation à un seul rail.

Pour effectuer le décalage, un diviseur de tension est placé sur la rétroaction positive de l'amplificateur opérationnel. Le diviseur de tension compensera le signal de moitié de la tension d'alimentation. Puisqu'il utilise une alimentation 12V, le signal d'entrée est décalé de 6V DC. Les C1 et C2 sont les condensateurs de filtrage et les R1 et R2 sont utilisés pour fabriquer le diviseur de tension avec un condensateur de filtrage supplémentaire C3.

Conception de circuits imprimés de filtre audio actif

Le circuit imprimé de notre circuit de filtre audio actif est conçu pour un double buffet. J'ai utilisé Eagle pour concevoir mon PCB mais vous pouvez utiliser n'importe quel logiciel de conception de votre choix. L'image 2D de la conception de ma carte est présentée ci-dessous.

Des trous de remplissage de terre suffisants sont utilisés pour créer correctement le chemin de terre sur toute la carte de circuit imprimé. Le signal d'entrée et la section de tension d'entrée sont créés sur le côté gauche et la sortie est créée sur le côté droit pour une meilleure convivialité. Le fichier de conception complet pour Eagle avec le Gerber peut être téléchargé à partir du lien ci-dessous.

• Conception de circuits imprimés et GERBER pour circuit de contrôle de tonalité avec contrôle des graves et des aigus

Maintenant que notre conception est prête, il est temps de les fabriquer à l'aide du fichier Gerber. Pour faire le PCB est assez facile, suivez simplement les étapes ci-dessous:

Commande de PCB auprès de PCBWay

Étape 1: accédez à https://www.pcbway.com/, inscrivez-vous si c'est votre première fois. Ensuite, dans l'onglet Prototype PCB, entrez les dimensions de votre PCB, le nombre de couches et le nombre de PCB dont vous avez besoin.

Étape 2: Continuez en cliquant sur le bouton «Devis maintenant». Vous serez redirigé vers une page où définir quelques paramètres supplémentaires si nécessaire, comme le matériau utilisé, l'espacement des pistes, etc. Mais la plupart du temps, les valeurs par défaut fonctionneront bien.

Étape 3: La dernière étape consiste à télécharger le fichier Gerber et à procéder au paiement. Pour s'assurer que le processus se déroule sans heurts, PCBWAY vérifie si votre fichier Gerber est valide avant de procéder au paiement. De cette façon, vous pouvez être sûr que votre PCB est facile à fabriquer et vous atteindra comme engagé.

Assemblage et test du circuit de filtre audio actif

Après quelques jours, nous avons reçu notre PCB dans un emballage soigné. La qualité et l'emballage du PCB étaient bons, comme toujours. Vous pouvez voir l'emballage par vous-même.

La couche supérieure et la couche inférieure de la carte sont affichées dans l'image ci-dessous. Nous avons choisi le rouge comme masque de soudure, simplement parce qu'il est attrayant et que PCBway fournit toutes les couleurs de masque pour le même prix, alors pourquoi ne pas vous amuser avec la couleur PCB.

Comme vous pouvez le constater sur l'image ci-dessus, la qualité du PCB est très bonne. Les rails, les pads, les vias et autres dégagements étaient tous parfaitement fabriqués. J'ai commencé à assembler ma planche dès que je l'ai reçue. Vous pouvez voir le tableau assemblé ci-dessous.

Cependant, pour quelques condensateurs, les tensions nominales ne sont pas exactes, mais cela ne fait aucune différence dans la sortie du circuit. En outre, l'amplificateur opérationnel TL072 est remplacé par JRC4558 en raison de l'indisponibilité du circuit intégré. D'autres circuits intégrés op-amp peuvent également fonctionner, mais le mappage des broches doit correspondre au mappage des broches op-amp standard.

Le circuit est testé à l'aide d'une entrée audio d'un ordinateur portable, d'une alimentation 12 V et d'un système de sortie de haut-parleurs 2.1 15 W. Les informations détaillées sur le travail et les tests peuvent être trouvées dans la vidéo ci-dessous.

J'espère que vous avez apprécié le tutoriel et appris quelque chose d'utile. Si vous avez des questions ou des doutes, laissez-les dans la section commentaires ci-dessous. Vous pouvez également utiliser nos forums pour d'autres questions techniques.