Mạch giải mã âm thanh vòm đơn giản

Bài viết này được viết với mục đích giải thích chi tiết về việc tạo ra một mạch giải mã âm thanh vòm đơn giản.

Bởi: Dhrubajyoti Biswas

Tổng quat

Khái niệm về bộ giải mã được David Hafler đưa ra lần đầu tiên vào những năm 70. Nghiên cứu của ông minh họa cách sử dụng hai loa làm loa sau trên hệ thống âm thanh vòm.

Hình dưới đây là sơ đồ dựa trên nghiên cứu của Hafler:

Hình 1

Theo Hình 1, Hafler đã thiết kế mạch để cho phép các loa phía sau tạo ra sự khác biệt của tín hiệu giữa đầu ra bên phải và bên trái.

Mặc dù mọi hệ thống mã hóa âm thanh nổi đều duy trì sự khác biệt của tín hiệu giữa kênh bên phải và bên trái, nhưng sự khác biệt của tín hiệu khi nhận được bởi loa sau sẽ được tái tạo.

Tuy nhiên, điều quan trọng cần lưu ý là không nối các cực âm của loa phía sau, nếu không phía sau sẽ hoạt động song song với các loa chính phía trước.

Phiên bản cấp độ dòng bị động

Thực tế không thể sử dụng bộ khuếch đại riêng lẻ cho loa sau. Tuy nhiên, có một cách giải quyết mà chúng tôi đã tìm ra sau một số nghiên cứu. Đề cập đến Hình 2, nó hoàn toàn là thụ động, nhưng nó cần một máy biến áp lý tưởng - một máy biến áp có trở kháng 10K [tỷ lệ 1: 1], khá hiếm để tìm thấy, nhưng có sẵn.

Hình 2

Để thay thế, chúng tôi đã thử sử dụng đơn vị 600ohm. Nhưng đó là đối với trở kháng, đầu ra chúng tôi nhận được không tốt vì nó thiếu âm trầm.

Tuy nhiên, khi tải biến áp, nó đã tăng chất lượng âm trầm nhưng dường như preamp không hoạt động hết công suất vì trở kháng. Chính vì lý do này mà chúng tôi đã sử dụng máy biến áp tele với 600: 600ohms, và nó hoạt động tốt.

Mạch trong Hình 2 minh họa cách chúng ta đã làm theo. Theo thiết kế này, nó đã hoạt động, nhưng nó có trở kháng rất thấp trên tất cả các trường hợp ngoại trừ preamp trạng thái rắn.

Sử dụng đơn vị 600ohm, tổn thất được tạo ra là khoảng 3dB. Tần số thấp là -3dB trên 100Hz. Tuy nhiên, nó thay đổi tùy theo chất lượng của máy biến áp.

Máy biến áp điện thoại 600ohm được bán rộng rãi trên thị trường, nhưng nhiều người trong số họ không đủ tiêu chuẩn để sử dụng nó trong thí nghiệm này.

Hầu hết các máy biến áp công suất cao được bán với số lượng lớn và do đó khó có thể mua được một bản sao duy nhất. Vì vậy, giải pháp thay thế sẽ là sử dụng opamp kép để thiết kế hệ thống và quy trình của nó được đề cập chi tiết bên dưới.

Giải thích về mạch mới

Sơ đồ trong Hình 3 cho ta một cái nhìn chi tiết đằng sau sự phát triển của mạch giải mã âm thanh vòm đơn giản này.

Hình 3

Mặc dù thiết kế mới [Hình 3] sẽ tuân theo nguyên tắc của Hafler, mạch mới này đã đơn giản hóa hệ thống dây điện, mặc dù chúng tôi cần thêm bộ khuếch đại công suất. Hiện đã có tín hiệu kênh trung tâm và loa trầm phụ để nhận tín hiệu đơn âm cũng được thiết lập.

Bạn có thể đã gặp loại mạch tương tự trên các giấy tờ khác, nhưng có một số điểm xoắn trong đó. Chúng tôi đã tránh mọi thiết bị điện tử đang hoạt động trên các kênh trái / phải và giới thiệu opamps để giảm thiểu yếu tố có thể gây suy giảm âm thanh.

Trở kháng 50K sẽ không gây ra bất kỳ rào cản nào cho preamp, vì tín hiệu chính song song với mạch bổ sung.

Điều khiển âm lượng bổ sung đã bị loại trừ khỏi hệ thống do sự hiện diện của điều khiển âm lượng trong preamp. Hơn nữa, bộ khuếch đại công suất của kênh phía sau cũng có điều khiển mức để cân bằng mức phía trước và phía sau.

Xin lưu ý, nếu bạn đang làm theo mạch như trong Hình 3, hãy đảm bảo làm cho các loa phía sau có dây pha.

Để một loa kết nối với amp theo cách bình thường và loa thứ hai phải được kết nối giữ các dây dẫn của loa đảo ngược.

Mặc dù sự khác biệt có thể không đáng kể, nhưng để đạt được hiệu quả chất lượng tốt nhất, bạn nên chọn kết nối ngoài pha. Điều này giúp duy trì tín hiệu trái-phải và phải-trái.

Cách thức hoạt động của mạch giải mã âm thanh vòm

OpAmp A1 nên được kết nối dưới dạng bộ khuếch đại trừ và nếu cùng một tín hiệu được chuyển đến cả hai loa, kết quả sẽ là Zero.

Điều này sẽ dẫn đến việc loại bỏ tất cả thông tin phổ biến khỏi tín hiệu âm thanh nổi và sẽ tạo ra tín hiệu khác biệt, tương tự như tín hiệu của Hafler’s. Mặt khác, A2 là một bộ khuếch đại tổng hợp. Đầu ra của nó có tất cả thông tin cần thiết từ các kênh trái và phải.

Kiểm soát kênh trung tâm

Nồi VR1 được đặt để cân bằng kênh trung tâm. Nó có thể là một chiếc nồi thông thường hoặc một chiếc ba bánh có gắn phía sau.

Cộng hai kênh [kênh trái / phải] nơi tín hiệu không phải là mono, -3dB sẽ là mức của kênh trung tâm.

Ví dụ: nếu giọng nói của kênh trung tâm là đơn âm thì mức độ trở nên ngang nhau trên cả hai loa. Khả năng quá tải amp hoặc loa là một trường hợp hiếm gặp ở đây, vì loa và bộ khuếch đại kênh không mạnh bằng nhiều so với các kênh trái / phải.

Âm thanh của kênh trung tâm không cần cao. Nó phải ổn định và kiểm soát mức khả dụng là khá đủ để tạo ra đầu ra cần thiết.

Việc sử dụng Tụ C1 là không bắt buộc vì nó cung cấp tần số cuộn tắt 8kHz. Điều này thực sự giúp giảm thiểu mọi vấn đề về tín hiệu của dàn âm thanh nổi chính.

Đầu ra - Loa trầm phụ

Đầu ra của loa trầm phụ được lấy từ bộ trộn kênh trung tâm và được thêm bộ lọc no-pass vì khó xác định đâu là loa con đã có bộ lọc.
Các yếu tố khác

Điện trở 100ohms được sử dụng để chặn dao động của opamps bằng cách ngăn cản điện dung của dây dẫn tín hiệu. Làm theo điều này sẽ không làm mất tần số, nhưng nếu bạn sử dụng dây dẫn tín hiệu dài 100m, nó có thể gây ra vấn đề.

Tham khảo Hình 3, các loa phía sau có hai đầu ra song song.

Lý do để làm điều đó là cho phép đi dây dễ dàng để tạo điều kiện kết nối bộ khuếch đại âm thanh nổi với loa sau.

Thông thường, bộ khuếch đại đơn âm sẽ hoạt động tốt miễn là nó chạy song song với hai loa phía sau. Nhưng điều này có thể không khả thi nếu bạn đang sử dụng loa 4ohm và nếu bạn sử dụng nó thì hãy đảm bảo kết nối chúng theo dạng nối tiếp. Để cho phép kết nối lệch pha, các đầu nối màu đỏ cần được kết nối và tiếp tục kết nối đầu cuối của loa với đầu ra của bộ khuếch đại.

Xây dựng hệ thống

Bạn có thể đặt toàn bộ hệ thống trên một vỏ kim loại. Sử dụng vỏ kim loại chặn tiếng ồn hoặc tiếng ồn khác phát ra từ nguồn điện, v.v.

Trong khi không có yếu tố sinh nhiệt, bạn có thể sử dụng trường hợp nhỏ. Tuy nhiên, hãy đảm bảo duy trì không gian để lắp các đầu nối RCA và phần còn lại của các thành phần.

Ngoài ra, hãy đảm bảo không đặt các thành phần lỏng lẻo vì điều này có thể dẫn đến đoản mạch.

Bạn có thể nối dây các thành phần và opamp kép trên Veroboard. Ngoài ra, hãy đảm bảo dán màng kim loại 1% lên toàn bộ để giảm tiếng ồn.

Bạn có thể giữ cố định các đầu nối RCA. Đảm bảo kiểm tra nối đất.

Vòng trung tâm cung cấp điện và các đầu nối RCA phải duy trì kết nối an toàn để tránh nhiễu. Bạn cũng có thể sử dụng các nắp polyester 100uF để kết nối song song với các tụ điện bỏ qua nguồn cung cấp 100uF, nhưng điều này không bắt buộc.

Đường trễ

Nếu bạn đang có kế hoạch làm phong phú âm thanh, bạn cũng có thể áp dụng đường trễ để làm chậm âm thanh đi vào loa sau. Nhưng điều đó lại không bắt buộc.

Nhìn chung, hiệu suất của hệ thống của bạn hoàn toàn phụ thuộc vào cách bạn sắp xếp mạch. Nếu mạch giải mã âm thanh vòm đơn giản được đề xuất không được xây dựng tốt, bạn có thể gặp phải các vấn đề liên tục so với mạch được xây dựng tốt.