业余模块化调音台。方案、说明

业余模块化调音台。无线电电子电气工程百科全书

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这种简单的遥控器几乎可以在家里或学校制作。尽管如此，当为户外音乐会配乐或录制小型乐团时，该遥控器的功能足以在学校礼堂工作。该设备可以通过交流电源和电池供电。

[1]中描述的调音台“MICRO RTV”在业余条件下不容易制造。本文提出了模块化立体声控制台的简化版本（输出 AUX、INSERT 除外），其设计不使用稀缺的微电路。对输入信号处理深度和通道数量的要求的一些减少是相当合理和可接受的，因为它不适合演播室条件并且实际上不需要非常高的技术参数。然而，遥控器的模块化设计允许您快速改造它以解决各种任务，并且通过电源适配器或 12 V 电池对其进行操作的能力扩展了其范围。

所提出的设计由 12 V 电池供电时，即使对于儿童来说也是安全的，并且可以在学校迪斯科舞厅或儿童合奏表演时使用。例如，当“走向大自然”时，您可以通过“点烟器”连接到汽车电池。遥控器底部的板子下方可放置电池，使其能够自主工作一段时间。

该装置的框图如图1所示。 XNUMX，遥控器前面板的一个可能的设计选项在封面第一页的照片上。

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根据所需任务选择输入六个模块。为此，开发了多种输入块变体。

带有 CANNON (XLR) 输入连接器的麦克风模块（其示意图如图 2a 所示）与专业麦克风一起使用。这个区块对于歌手来说很方便；它允许您放大来自电压为 1 ... 240 mV 的麦克风的信号（信噪比为 60 dB，Kr = 0,2%）。该模块具有增益控制（可变电阻器 R3），可将放大器的灵敏度改变 14 dB、全景控制“PAN”（R35）以及输出信号电平（R25）和高频和低频音调控制（分别为 R17 和 R19)。在30 Hz和15 kHz频率下，音调控制深度达到±12 dB。当电平低于允许电平 2 dB 时，过载指示灯 LED（红色 LED）会亮起。

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该模块技术参数相当不错，但操作上稍逊于专业主机的相应模块。使用长麦克风电缆时，平衡输入可显着降低外部噪声水平。通过移除 a 点和 b 点之间的跳线，可以为电容式麦克风连接“幻象”电源。但是，鉴于根本无法从控制台本身获取 48 V 电压，因此只能使用动圈麦克风。它们比机械的坚固得多，也就是说，它们不怕冲击、晃动，最重要的是，它们便宜得多。即使专业人士也只能在录音室条件下使用电容式麦克风。

不幸的是，由于电源电压相对较低，麦克风放大器的过载裕度只有16 dB左右，但是当使用动圈麦克风时，特别是如果你不太喜欢频率校正（提高低频或高频），这个裕度是足够了。第一级（DA1）组装在LM381芯片上（国内模拟为K548UN1A）。输入电路中应使用分布不超过±1%的电阻。为了在微电路的输出端获得接近电源电压一半的恒定电压，必须选择电阻器 R6 和 R7。所选电阻阻值的显着差异会影响输入的对称性，因此最好选择直流模式下分布较小的芯片。

其余级联由 TL084 类型（TL074 或 K1401UD4）的四运放组成。超过最大允许水平会以红色 LED HL1 标记。两路比较器DA2.3的响应阈值通过选择电阻R22来选择。最好将其设置为略低于最大允许信号电平（建议 2...3 dB）。

模块消耗的电流为 18...20 mA。

通用输入模块是一种麦克风放大器，其电路和参数相同，但在输入处安装了JACK 6,3连接器和灵敏度开关（模块电路的差异如图2，b所示）。随着增益的降低，放大器的输入阻抗同时增加 10 倍，达到 30 kOhm。这些模块对于声乐和器乐合奏非常方便。该接口用于连接多个麦克风；通过将开关转到“高”（电平）位置，也可以将电吉他插入此插孔。

具有不平衡输入的线性双通道放大器（该模块的示意图如图3所示）可以方便地放大来自外部录音播放设备（播放器、录音机、播放器）的立体声信号。

爱好者模块化调音台

将电吉他连接到立体声输入通道之一会破坏立体声成像。因此，此类模块专为迪斯科舞厅、舞池中使用的控制台而设计，当多个外部声音信号源同时连接到系统时。该模块允许您调节低频和高频的音调（在30 Hz和15 kHz频率下，调节范围超过30 dB），以及增益和平衡。输入阻抗 - 超过 20 kOhm。如果输入信号的电压在 240 mV ... 20 V 范围内，则可以获得 3 mV 的输出信号电压归一化值。最高输出电压至少为 3 V。与传统电路的唯一区别是在同一麦克风放大器的每个通道中包含一个附加链路 R1C9 (R2C10)，由于高频提升小幅 (2 dB) 降低，从而显着降低了噪声水平。非线性失真系数不超过0,2%。信噪比——不低于70 dB。

模块消耗的电流达到 40 mA，当使用电池或低功耗交流适配器供电时必须考虑到这一点。

输入模块的另一个版本是使用具有 VHF-2 (FM) 范围的小型调谐器与无线电麦克风进行通信。尽管廉价的无线电麦克风的工作距离可达数十米，但由于没有电线，它们非常方便。由于没有发射器载波频率时的高噪声，普通无线电接收器对此用途几乎没有用处。因此，在Kaskad公司的KE127收音机设计者的调谐器的基础上开发了一个模块（见图4）。其结构包括噪声抑制器[3]DA1（LM358N）、DA2.1（TL082）上具有高低频控制的音调模块和具有电平控制的控制放大器（DA3）。来自调谐器的信号通过插入“TLF”插孔（JACK 3,5）的耳机进行控制。将调谐器调谐到无线电麦克风的频率后，在没有干扰的情况下，来自放大器DA2.2的信号通过拨动开关“ON”可以馈送到控制台的母线（MIX1、MIX2）。 “GAIN MONITOR”控制（R17）提供对收听音量的独立控制。在控制放大器中，两个通道的输入被组合，因为来自无线电麦克风的信号接收器不需要提供立体声。

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调谐器还可以通过在某些赛事的休息期间打开广播电台的接收来实现其预期目的。值得注意的是，KE-103 无线电设计器的调谐器也可用于该模块，但由于没有额外的射频放大器，灵敏度稍低。

无线电麦克风模块的一些缺点是电池供电时的电流消耗相当高 - 大约 40 mA（即使在最小音量下）。

在安装调谐器板之前，应检查低频输出处是否存在 100 kΩ 电阻。还建议将同一电路中的 4,7 uF 氧化物电容器替换为电容值为 0,22 ... 1 uF 的陶瓷电容器。调谐器中的该电路设计用于输出复杂的立体声信号（CSS），并且通常安装跳线而不是电阻。调谐器调谐可变电阻改为安装在模块前面板上的可变电阻（例如 SPZ-4 型）。要控制噪声抑制器，需要将 K9XA174 芯片的第 34 脚与模块的第 2 脚连接。用电线板。 DA1.1噪声抑制器比较器的响应阈值通过调整电阻器R5来选择：您可以在没有发射机载波频率的情况下降低噪声，甚至可以在载波电平降至所选电平以下时“抑制”信号。当静噪开启时，红色指示灯HL1点亮。

在该模块中，调谐器板固定在角落（从位于其上的组件的一侧），可变电阻器R17放置在主板和调谐器板之间。

除了输入模块外，控制台还有两个输出模块“MASTER”，按照相同的方案组装（图 5）。每台都带有累加器（DA1.2）、“LEVEL”输出电平控制和LED十级准峰值电平表，基本满足第二类专业电平表的要求，即积分时间为 5 ms，返回时间约为 3 s [2]。输出信号电平控制在-20 dB（0,1标称值）至+3 dB（超过1,41倍）范围内。在-3 dB至+3 dB范围内，标度误差不超过1 dB，这使得当信号电平接近归一化值时更容易控制。通过插槽下方引出的“0”调节器，可以选择 240 mV 至 1,55 V 之间的输出电压标称值。

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控制台中可以使用四个输出：两个 - 来自“MASTER”模块，两个 - 来自“MONITOR”（“TLF”）连接器。如有必要，可以将长连接线连接至“MONITOR”输出。电平表未连接到这些输出，但质量参数使得可以使用它们来收听信号并将其馈送到放大器或录音设备的输入。在Uout。 nom = 0,775 V 信噪比超过 75 dB，Kg - 不超过 0,04%。无信号时，输出模块消耗电流为16mA；在信号上，当仪表的 LED 亮起（“点”发光）时，电流增加至 28 mA。设置模块归结为当信号达到标称电平时使用微调电阻器 R0 将指示器设置为“8”dB。

与大多数“家用”控制台最多有平均值指示器不同，准峰值表可以控制输出信号的最大电平。输出线采用TL1（或TL082）型运放芯片（DA072），电平表采用LM3914。信号电平用发光点标记。对于“柱”指示方式，用导线连接“a”、“b”点即可；这将增加电路板消耗的电流。建议使用上部 LED 指示过载（HL8-HL10）为红色，HL7 为黄色，其余为绿色（均来自 KIPMO 系列）。只要保持色差，也可以使用其他类型的 LED。仪表的检测器采用专用芯片K157DA1（DA2）制成。不使用微电路的第二通道。稳压器DA3组装在KR1158EN12或KR1170EN12上，但在制造仅用于远程控制的装置时，允许放置跳线而不是微电路。

为了提供从适配器或电池直接向模块或板供电的能力，例如，当将麦克风模块直接连接到外部功率放大器时，每个块的板都配备有自己的电压调节器。如果模块仅用于安装在控制台中，则安装跳线而不是集成稳定器芯片。

由于大多数网络适配器的输出端都有不稳定的整流电压，因此遥控器有自己的内部稳压器（图2中的DA6），其工作电压已仅为0,6 V，超过12 V。保护二极管上的压降必须向遥控器提供至少 13,2 V 的整流电压。开关设置为“+12 V”位置的适配器通常提供 15 ... 17 V 的输出电压，并带酸电池 - 13,4 V。安装后，电源模块的电池面板中可以内置电池充电器和低电量 LED 信号装置。

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与稳压器一起，控制模块包含一个双通道放大器“MONITOR”（“TLF”），每个通道具有独立的增益控制。 TDA2822M 芯片（其输出功率为 2x1 W）允许您将适配器头连接到其输出。电源电压通过保护二极管 VD1 和自恢复保险丝 FI1 型 MF-R025 提供，电流为 0,5 A。信号通过 JACK 6,3 连接器获取，印刷电路板接线允许三种市售类型连接器安装在其上。

基本设计是为了安装九个模块而设计的，因此钢制外壳的尺寸为280x183x65毫米。遥控器可以放在桌子上或挂在墙上，不会打扰任何人。右侧面板上有一个连接器，用于打开整流输出电压为 12,6 ... 16 V 的网络适配器。各个块（模块）宽 30 毫米，每个块都通过连接器连接到其他模块并用两颗螺丝固定在外壳上。在大多数情况下，考虑到能够根据新出现的需求快速更换模块，通常九个模块就足够了，并且最大负载电流至少为0,5A的适配器为这个数量的模块提供电源。如有必要，您可以设计案例与其他尺寸。同样明显的是，模块板可以像通常的无线电设计板一样安装在其他设备中。

应特别注意适配器的选择。必须记住，其中许多根本无法提供声明的电流。有的适配器带有10V滤波电容，虽然其工作电压超过15V。甚至还有市售的“稳压”输出电压的适配器，不仅没有稳压器，甚至还有电容！

图 7 给出了充分的设计思路。请参阅图XNUMX，其显示控制台的输入模块之一的装配示意图。

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模块通过 M2.5 螺钉固定在外壳的上下 U 形壁上。对于壁厚大于 1 毫米的情况，安装孔可以直接拧入外壳本身。为了将板固定到前面板上，使用了 5 毫米宽的角，这些角由相同的钢材弯曲而成；它们还有 M2.5 螺纹孔。所有板均通过 MPN-4 连接器连接至带母线的交叉板。带有用于冷却和墙壁安装螺钉的孔的外壳底部可以更薄。支腿用螺钉固定在其上，以便安装在桌子上。所提出的设计使您即使在家里也可以进行远程控制。

遥控器的所有印刷电路板均采用单面箔textolite制成，因此有些地方使用了跳线。

关于控制台的一些修改。例如，有一种简单的方法可以显着扩展设备的功能。为此，应将另外两条总线“MIX3”和“MIX4”放置在母线板上，并将按钮开关（图 1 中的 SB2、SB8）放置在输入模块下方，这将允许您发送信号从这些模块发送到“MIX1”总线、“MIX2”或“MIX3”、“MIX4”。

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可以提供母线的简单并联连接。同时，遥控器侧壁上的按钮不会干扰遥控器安装在桌子上或安装在墙上，但可以使用多个模块（“服务模块”） - 动态和频率信号处理方法。这些可以是限制器（限制器）、压缩器、扩展器、各种噪声抑制器、混响或多频段均衡器等设备。即使通道数量很少，这种调音台的功能对于在室外条件下工作的要求严格的音响工程师来说也足够了。

该杂志的封面展示了专为扩声系统设计的自制单声道模块化控制台的外观。

可以开发带有 2x22 W 双通道功率放大器模块的调音台版本，从而减少输入通道的数量。但这样的遥控器将消耗高达 4 A 的电流，传统的适配器是不够的，需要更强大的连接器来提供电源电压。

这种“转换”控制台将非常方便，因为可以根据新出现的任务轻松更改其配置并轻松升级。借助多个可互换单元，您可以在会议、迪斯科舞厅和音乐会上充分利用遥控器。顺便说一句，模块化设计也有望用于创建具有可互换模块的业余组合测量仪器。

控制台模块的PCB图纸和设计

电路板的图纸和图纸在Circad设计系统的外壳中给出。该程序的演示版本是共享软件，可在 circad.net 上获取。

文学

Kuznetsov E. 混合控制台。 - 电台，2001 年，第 7-9 期。
Kuznetsov E. 声级计。 - 广播，2001 年，第 2 期，第 16、17 页。
Kuznetsov E. 没有电线的麦克风。 - 广播，2001 年，第 3 期，p。 15-17。

作者：E.Kuznetsov，莫斯科

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