Audio equalizer / rangkaian kontrol nada dengan bass, treble dan kontrol frekuensi menengah menggunakan op

Rangkaian tone control atau Active equalizer khususnya bass, treble, dan MID control based Equalizer merupakan rangkaian penting dalam desain audio amplifier. Umumnya, filter Equalizer aktif tiga tahap memerlukan tiga kontrol bass, treble, dan MID. Kontrol bass memungkinkan frekuensi rendah lewat tetapi memblokir frekuensi tinggi dan kontrol treble memungkinkan frekuensi tinggi lewat tetapi memblokir frekuensi rendah, sedangkan kontrol MID menyeimbangkan antara frekuensi tinggi dan rendah. Dalam proyek ini, kami akan merancang rangkaian kontrol Nada aktif yang didukung oleh op-amp dengan desain PCB. Ini akan bekerja dengan catu daya 12V dan akan memiliki bass, treble, dan kontrol frekuensi menengahagar keluaran audio bisa diatur sesuai kebutuhan. Anda juga dapat melihat sirkuit treble bass lainnya yang telah kami buat sebelumnya.

Pre-Amplifier Audio Stereo dengan kontrol Bass dan Treble menggunakan Transistor
Sirkuit Kontrol Nada Audio Sederhana dengan Kontrol Bass dan Trebel
Sirkuit Kontrol Bass dan Treble Berdaya Tinggi menggunakan LA4440

Untuk proyek ini kami menggunakan jasa manufaktur PCBWay untuk membuat papan sirkuit kami. Pada bagian artikel berikut ini kami telah membahas prosedur lengkap untuk merancang, memesan, dan memasang papan PCB untuk rangkaian equalizer audio ini.

Komponen Diperlukan

Komponen yang diperlukan untuk membangun rangkaian kendali nada ini menggunakan Op-Amp diberikan di bawah ini.

100k- potensiometer - 2 pcs
470k- potensiometer - 1 pcs
Penguat operasional TL072
Catu daya 12V
.1uF 35V Kapasitor
Kapasitor 1.2nF 63V
100uF, 35V
10uF, 35V
2.2uF, 63V
Resistor 22k
Kapasitor 22nF 63V
Resistor 270R
Kapasitor 33pF
Kapasitor 4.7nF 63V - 2 pcs
47nF
1,8k - 2 buah
10uF, 25V - 2 buah
3,3k - 2 lembar
47k - 2 lembar
10rb - 5 pcs
PCB

Diagram Sirkuit Audio Equalizer

Diagram rangkaian bass treble selengkapnya terlihat pada gambar di bawah ini. Komponen utama di sirkuit ini adalah Op-Amp. Op-Amp TL072 adalah penguat operasional populer yang memiliki dua penguat operasional individual dalam satu paket monolitik.

Penjelasan rangkaiannya adalah sebagai berikut, tetapi Anda juga dapat melompat ke video di akhir halaman ini yang juga menjelaskan cara kerja rangkaian. Gambar di bawah ini menunjukkan pinout TL072P Op-Amp. Kedua penguat operasional ini digambarkan dalam skema sebagai IC1A dan IC1B.

Sirkuit Buffer Op-Amp:

IC1A dikonfigurasi sebagai penguat buffer pembalik. Penguat buffer ini menyediakan output buffer dari sinyal input untuk disaring atau disamakan dengan filter tiga-band. Kapasitor C4 adalah kapasitor pemblokir yang memblokir sinyal DC dan hanya memungkinkan sinyal AC lewat.

Resistor R3 dan R4 harus akurat dan cocok. Direkomendasikan untuk tidak mengubah kedua nilai ini pada tahap ini. Output 2.2uF, kapasitor C6 akan melewatkan sinyal dari output buffer.

Sirkuit Kontrol Frekuensi Menengah, Bass dan Treble:

Pada tahap berikutnya, IC1B adalah filter aktif aktual yang memiliki tiga filter lintasan yang terhubung melintasi loop umpan balik negatif. Berikut ini adalah filtrasi nada yang sebenarnya terjadi-

Masukan negatif diterima dari kapasitor 2.2uF. Op-amp IC1B sekali lagi dikonfigurasi sebagai penguat pembalik dan mengambil masukan pembalik dari IC1A dan pada keluaran, ia dibalik lagi.

Filter tiga pita keduanya adalah filter RC. Karena nilai kapasitor tidak dapat diubah, nilai resistor diubah di sini dengan menggunakan potensiometer variabel. Di sini, resistor R12 dan kapasitor C11 digunakan sebagai pengaturan penguatan. Mengubah nilai R12 juga akan mengubah penguatan.

Pada filter pertama yaitu filter bass (low pass). Rangkaian jaringan pertama adalah R8, potensiometer Bass dan R9 adalah resistansi total filter dan kapasitor adalah C7. Untuk menentukan frekuensi cutoff, seseorang dapat menggunakan rumus di bawah ini-

fc = 1 / 2piCR

Fc adalah frekuensi cut off dan C adalah nilai kapasitor, R adalah resistansi total jaringan. Oleh karena itu, mengubah nilai pot yang berbeda atau mengubah kapasitor C7 akan mengubah respons frekuensi filter Bass (filter Low Pass).

Menghitung Frekuensi Cutoff untuk Sirkuit Bass dan Treble:

Misalnya, pada rangkaian di atas, nilai potensiometernya adalah 100k. Oleh karena itu, Resistansi total, 100k (Bass Pot) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k. Dengan demikian sesuai rumus, bass control dapat memproses frekuensi hingga 28 Hz.

Hal yang sama terjadi pada filter MID. Tetapi alih-alih filter akses rendah atau akses tinggi, ia menggunakan konstruksi filter bandpass.

Frekuensi cutoff dapat diperoleh dengan menggunakan rumus yang sama fc = 1 / 2piCR. Pita tertinggi dapat dihitung menggunakan resistor R6 dan kapasitor C8 (sesuai dengan nilai skematis, 10,2 kHz) dan pita terendah dapat dihitung menggunakan - nilai potensiometer MID + R10 sebagai resistansi total dan kapasitor C9 (sesuai nilai skematisnya, yaitu 70 Hz).

Pada band filter terakhir, ini adalah kontrol nada treble dengan filter high pass. Rumusnya tidak berubah, fc = 1 / 2piCR sama. Resistor total adalah resistor Treble, dan R11 serta kapasitor adalah C10. Ketika treble benar-benar rendah, itu berarti potensiometer sepenuhnya 470k menggunakan nilai skema, frekuensi cutoff filter adalah - 71 Hz. Tetapi selama mode treble penuh, ketika potensiometer sepenuhnya dihidupkan, resistansi potensiometer menjadi tidak signifikan dan hanya resistor R11 yang berlaku. Dalam situasi ini, frekuensi cutoff menjadi -18 kHz. Output tersebut diperoleh dari C12.

Sirkuit Biasing / Offset:

Karena ini adalah tegangan suplai rel tunggal di mana rel negatif tidak digunakan, sinyal input perlu diimbangi. Ini disebabkan oleh ketidakmampuan op-amp untuk memperkuat puncak negatif dari sinyal input dalam mode catu daya rel tunggal.

Untuk membuat offset, pembagi tegangan ditempatkan melintasi umpan balik positif dari op-amp. Pembagi tegangan akan mengimbangi sinyal setengah dari tegangan suplai. Karena menggunakan suplai 12V, sinyal input diimbangi oleh 6V DC. C1 dan C2 adalah kapasitor filter dan R1 dan R2 digunakan untuk membuat pembagi tegangan bersama dengan kapasitor filter tambahan C3.

Desain PCB Filter Audio Aktif

PCB untuk sirkuit Filter Audio Aktif kami dirancang untuk bufet ganda. Saya telah menggunakan Eagle untuk mendesain PCB saya, tetapi Anda dapat menggunakan perangkat lunak Desain pilihan Anda. Gambar 2D dari desain papan saya ditunjukkan di bawah ini.

Vias pengisian arde yang memadai digunakan untuk membuat jalur arde di seluruh papan sirkuit dengan benar. Sinyal input dan bagian tegangan input dibuat di sisi kiri dan output dibuat di sisi kanan untuk kegunaan yang lebih baik. File Desain lengkap untuk Eagle bersama dengan Gerber dapat diunduh dari tautan di bawah ini.

Desain PCB dan GERBER untuk sirkuit Tone Control dengan Bass dan Treble Control

Sekarang, setelah Desain kita siap, sekarang saatnya membuatnya dibuat menggunakan file Gerber. Untuk menyelesaikan PCB cukup mudah, cukup ikuti langkah-langkah di bawah ini-

Memesan PCB dari PCBWay

Langkah 1: Masuk ke https://www.pcbway.com/, daftar jika ini pertama kalinya Anda. Kemudian, di tab Prototipe PCB, masukkan dimensi PCB Anda, jumlah lapisan, dan jumlah PCB yang Anda butuhkan.

Langkah 2: Lanjutkan dengan mengklik tombol 'Kutip Sekarang'. Anda akan dibawa ke halaman tempat menyetel beberapa parameter tambahan jika diperlukan, seperti bahan yang digunakan, jarak lintasan, dll. Namun kebanyakan, nilai default akan berfungsi dengan baik.

Langkah 3: Langkah terakhir adalah mengunggah file Gerber dan melanjutkan pembayaran. Untuk memastikan prosesnya lancar, PCBWAY akan memverifikasi apakah file Gerber Anda valid sebelum melanjutkan pembayaran. Dengan cara ini, Anda dapat yakin bahwa PCB Anda ramah fabrikasi dan akan menghubungi Anda sesuai komitmen.

Merakit dan Menguji Sirkuit Filter Audio Aktif

Setelah beberapa hari, kami menerima PCB kami dalam kemasan yang rapi. Kualitas dan kemasan PCB bagus seperti biasa. Anda bisa melihat sendiri kemasannya.

Lapisan atas dan lapisan bawah papan ditunjukkan pada gambar di bawah ini. Kami telah memilih merah sebagai topeng solder, hanya karena itu menarik dan PCBway menyediakan semua warna topeng dengan harga yang sama, jadi mengapa tidak bersenang-senang dengan warna PCB.

Seperti yang Anda lihat dari gambar di atas, kualitas PCB sangat bagus. Trek, bantalan, vias, dan jarak bebas lainnya semuanya dibuat dengan sempurna. Saya mulai memasang papan saya segera setelah saya menerimanya. Anda dapat melihat papan rakitan di bawah ini.

Namun, untuk beberapa kapasitor, peringkat tegangan tidak akurat seperti yang disyaratkan tetapi tidak membuat perbedaan dalam keluaran rangkaian. Selain itu, penguat operasional TL072 diganti dengan JRC4558 karena tidak tersedianya IC. IC Op-Amp lainnya juga dapat berfungsi tetapi pemetaan pin harus disesuaikan dengan pemetaan pin Op-amp standar.

Sirkuit ini diuji menggunakan input audio dari laptop, catu daya 12V, dan sistem output Speaker 2.1 15W. Informasi kerja dan pengujian yang terperinci dapat ditemukan dalam video di bawah ini.

Semoga Anda menikmati tutorial ini dan mempelajari sesuatu yang bermanfaat. Jika Anda memiliki pertanyaan atau keraguan, tinggalkan di bagian komentar di bawah. Anda juga dapat menggunakan forum kami untuk pertanyaan teknis lainnya.