सेशन के साथ बास, ट्रेबल और मिड फ्रीक्वेंसी कंट्रोल के साथ ऑडियो इक्वलाइज़र / टोन कंट्रोल सर्किट

टोन नियंत्रण या सक्रिय तुल्यकारक सर्किट विशेष रूप से बास, तिगुना और एमआईडी नियंत्रण आधारित तुल्यकारक ऑडियो एम्पलीफायर डिजाइन में एक महत्वपूर्ण सर्किट है। आम तौर पर, तीन-चरण सक्रिय तुल्यकारक फिल्टर को तीन नियंत्रण बास, तिहरा और एमआईडी की आवश्यकता होती है। बास नियंत्रण कम आवृत्ति को पारित करने की अनुमति देता है, लेकिन उच्च आवृत्ति को अवरुद्ध करता है और तिहरा नियंत्रण उच्च आवृत्ति को पारित करने की अनुमति देता है लेकिन कम आवृत्ति को अवरुद्ध करता है, जबकि एमआईडी नियंत्रण उच्च और निम्न आवृत्ति के बीच संतुलन बनाता है। इस परियोजना में, हम एक पीसीबी के डिजाइन के साथ एक op-amp द्वारा संचालित एक सक्रिय टोन नियंत्रण सर्किट डिजाइन करेंगे। यह 12 वी बिजली की आपूर्ति के साथ काम करेगा और इसमें बास, ट्रेबल और मध्य आवृत्ति नियंत्रण होगाताकि आउटपुट ऑडियो को आवश्यकतानुसार समायोजित किया जा सके। आप अन्य बास ट्रेबल सर्किट की भी जांच कर सकते हैं जो हमने पहले बनाए हैं।

• ट्रांजिस्टर का उपयोग करके बास और ट्रेबल नियंत्रण के साथ स्टीरियो ऑडियो प्री-एम्पलीफायर
• बास और ट्रेबल कंट्रोल के साथ सरल ऑडियो टोन कंट्रोल सर्किट
• LA4440 का उपयोग करते हुए हाई पावर बास और ट्रेबल कंट्रोल सर्किट

इस परियोजना के लिए हमने अपने सर्किट बोर्ड बनाने के लिए PCBWay की PCB निर्माण सेवाओं का उपयोग किया। लेख के निम्नलिखित खंडों में हमने इस ऑडियो इक्वलाइज़र सर्किट के लिए पीसीबी बोर्डों को डिज़ाइन करने, ऑर्डर करने और इकट्ठा करने की पूरी प्रक्रिया को कवर किया है।

अवयव आवश्यक

Op-Amp का उपयोग करके इस टोन कंट्रोल सर्किट को बनाने के लिए आवश्यक घटक नीचे दिए गए हैं।

1. 100k- पोटेंशियोमीटर - 2 पीसी
2. 470k- पोटेंशियोमीटर - 1 पीसी
3. TL072 परिचालन प्रवर्धक
4. 12 वी बिजली की आपूर्ति
5. .1uF 35V कैपेसिटर
6. 1.2nF 63V कैपेसिटर
7. 100uF, 35V
8. 10uF, 35V
9. 2.2uF, 63V
10. 22k रोकनेवाला
11. 22nF 63V संधारित्र
12. 270R रोकनेवाला
13. 33pF संधारित्र
14. 4.7nF 63V संधारित्र - 2 पीसी
15. 47nF
16. 1.8k - 2 पीसी
17. 10uF, 25V - 2 पीसी
18. 3.3k - 2 पीसी
19. 47k - 2 पीसी
20. 10k - 5 पीसी
21. पीसीबी

ऑडियो तुल्यकारक सर्किट आरेख

पूरा बास ट्रेबल सर्किट आरेख नीचे की छवि में दिखाया गया है। इस सर्किट में प्रमुख घटक Op-Amp है। Op-Amp TL072 एक लोकप्रिय परिचालन एम्पलीफायर है जिसमें एकल एकल पैकेज में दो अलग-अलग परिचालन एम्पलीफायर हैं।

सर्किट की व्याख्या इस प्रकार है, लेकिन आप इस पृष्ठ के अंत में वीडियो पर भी छोड़ सकते हैं जो यह भी बताता है कि सर्किट कैसे काम करता है। नीचे दी गई छवि TL072P Op-Amp का पिनआउट दिखाती है । इन दोनों परिचालन एम्पलीफायरों को योजनाबद्ध में IC1A और IC1B के रूप में दर्शाया गया है।

Op-Amp बफर सर्किट:

IC1A को इनवर्टिंग बफर एम्पलीफायर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है। यह बफर एम्पलीफायर तीन-बैंड फिल्टर द्वारा फ़िल्टर किए जाने या बराबर होने के लिए इनपुट सिग्नल का एक बफर आउटपुट प्रदान करता है। कैपेसिटर C4 एक ब्लॉकिंग कैपेसिटर है जो DC सिग्नल को ब्लॉक करता है और केवल AC सिग्नल को पास करने की अनुमति देता है।

प्रतिरोधों R3 और R4 को सटीक और मिलान करने की आवश्यकता है। यह इस स्तर पर इन दो मूल्यों को बदलने के लिए नहीं की सिफारिश की है। आउटपुट 2.2uF, C6 कैपेसिटर बफ़र्ड आउटपुट से सिग्नल को पास करेगा।

मिड फ्रीक्वेंसी, बास और ट्रेबल कंट्रोल सर्किट:

अगले चरण में, IC1B वास्तविक सक्रिय फिल्टर है जिसमें नकारात्मक प्रतिक्रिया लूप में तीन पास फिल्टर जुड़े हुए हैं। यहाँ वास्तविक टोन निस्पंदन हो रहा है-

नकारात्मक इनपुट 2.2uF संधारित्र से प्राप्त होता है। Op-amp IC1B को फिर से एक इनवर्टर एम्पलीफायर के रूप में कॉन्फ़िगर किया गया है और यह IC1A से एक इनवर्टिंग इनपुट ले रहा है और आउटपुट पर, यह फिर से उलटा है।

तीन-बैंड फिल्टर दोनों आरसी फिल्टर हैं । चूँकि संधारित्र मानों को बदला नहीं जा सकता है, एक रेज़र पोटेंशियोमीटर का उपयोग करके प्रतिरोधक मान यहाँ पर बदल दिया जाता है। यहाँ, रोकनेवाला R12 और कैपेसिटर C11 को लाभ सेटिंग के रूप में उपयोग किया जाता है। R12 मान बदलने से लाभ भी बदल जाएगा।

पहले फिल्टर में जो बास फिल्टर (कम पास) है। पहला नेटवर्क सर्किट R8, बास पोटेंशियोमीटर और R9 फ़िल्टर का कुल प्रतिरोध है और कैपेसिटर C7 है। कटऑफ आवृत्ति का निर्धारण करने के लिए, कोई भी नीचे दिए गए फॉर्मूले का उपयोग कर सकता है-

fc = 1 / 2piCR

एफसी कट ऑफ आवृत्ति है और सी कैपेसिटर मूल्य है, आर नेटवर्क का कुल प्रतिरोध है। इसलिए, अलग-अलग पॉट वैल्यू में बदलने या सी 7 कैपेसिटर को बदलने से बास फिल्टर (लो पास फिल्टर) की आवृत्ति प्रतिक्रिया बदल जाएगी।

बास और ट्रेबल सर्किट के लिए कटऑफ फ्रीक्वेंसी की गणना:

उदाहरण के लिए, उपरोक्त सर्किट में, पोटेंशियोमीटर का मान 100k है। इसलिए, कुल प्रतिरोध, 100k (बास पॉट) + 10k (R8) + 10k (R9) = 120k। इस प्रकार, सूत्र के अनुसार, बास नियंत्रण 28 हर्ट्ज तक आवृत्ति को संसाधित कर सकता है।

एमआईडी फिल्टर के लिए भी यही बात होती है। लेकिन कम पास या उच्च पास फिल्टर के बजाय, यह एक बैंडपास फ़िल्टर निर्माण का उपयोग करता है।

कटऑफ आवृत्ति एक ही सूत्र fc = 1 / 2piCR का उपयोग करके प्राप्त की जा सकती है । उच्चतम बैंड को प्रतिरोधक R6 और कैपेसिटर C8 का उपयोग करके गणना की जा सकती है (योजनाबद्ध मान के अनुसार, यह 10.2 kHz है) और सबसे कम बैंड की गणना कुल प्रतिरोध और कैपेसिटर C9 के अनुसार - MID पोटेंशियोमीटर मान + R10 का उपयोग करके की जा सकती है। योजनाबद्ध मूल्य, यह 70 हर्ट्ज है)।

अंतिम फिल्टर बैंड में, यह एक उच्च पास फिल्टर के साथ एक तिहरा टोन नियंत्रण है। सूत्र नहीं बदलता है, यह एक ही fc = 1 / 2piCR है। कुल रोकनेवाला ट्रेबल रोकनेवाला है, और आर 11 और कैपेसिटर सी 10 हैं। जब ट्रेबल पूरी तरह से कम हो जाता है, तो इसका मतलब है कि योजनाबद्ध मूल्य का उपयोग करके पोटेंशियोमीटर पूरी तरह से 470k है, फिल्टर का कटऑफ आवृत्ति है - 71 हर्ट्ज। लेकिन पूर्ण ट्रेबल मोड के दौरान, जब पोटेंशियोमीटर पूरी तरह से चालू होता है, तो पोटेंशियोमीटर का प्रतिरोध महत्वहीन हो जाता है और केवल प्रतिरोधक R11 प्रभाव में आ जाता है। इस स्थिति में, कटऑफ आवृत्ति बन गई -18 kHz। आउटपुट C12 से प्राप्त किया जाता है।

बायसिंग / ऑफसेट सर्किट:

चूंकि यह एक एकल रेल आपूर्ति वोल्टेज है जहां नकारात्मक रेल का उपयोग नहीं किया जाता है, इनपुट सिग्नल को ऑफसेट करने की आवश्यकता होती है। यह एकल रेल विद्युत आपूर्ति मोड में इनपुट सिग्नल की नकारात्मक चोटियों को बढ़ाने के लिए ऑप-एम्प की अक्षमता के कारण है।

ऑफसेट बनाने के लिए, एक वोल्टेज विभक्त को op-amp की सकारात्मक प्रतिक्रिया के पार रखा जाता है। वोल्टेज डिवाइडर आपूर्ति वोल्टेज के संकेत आधे को ऑफसेट करेगा। चूंकि यह 12V आपूर्ति का उपयोग कर रहा है, इनपुट संकेत 6V डीसी द्वारा ऑफसेट है। C1 और C2 फ़िल्टर कैपेसिटर हैं और R1 और R2 का उपयोग अतिरिक्त फ़िल्टर कैपेसिटर C3 के साथ वोल्टेज विभक्त बनाने के लिए किया जाता है।

सक्रिय ऑडियो फ़िल्टर पीसीबी डिजाइन

हमारे सक्रिय ऑडियो फ़िल्टर सर्किट के लिए PCB एक डबल साइडबोर्ड के लिए डिज़ाइन किया गया है। मैंने अपने PCB को डिजाइन करने के लिए ईगल का उपयोग किया है लेकिन आप अपनी पसंद के किसी भी डिजाइन सॉफ्टवेयर का उपयोग कर सकते हैं। मेरे बोर्ड डिज़ाइन की 2D छवि नीचे दिखाई गई है।

पर्याप्त ग्राउंड फिलिंग वीआईएस का उपयोग सर्किट बोर्ड के सभी ग्राउंड पथ को ठीक से बनाने के लिए किया जाता है। इनपुट सिग्नल और इनपुट वोल्टेज सेक्शन बाईं ओर बने होते हैं और बेहतर प्रयोज्य के लिए आउटपुट को राइट-हैंड साइड पर बनाया जाता है। गार्बर के साथ ईगल के लिए पूरी डिजाइन फ़ाइल नीचे दिए गए लिंक से डाउनलोड की जा सकती है।

• पीसीबी डिजाइन और बास और ट्रेबल नियंत्रण के साथ टोन नियंत्रण सर्किट के लिए GERBER

अब, हमारा डिज़ाइन तैयार हो गया है, यह उन्हें गेरबर फ़ाइल का उपयोग करके तैयार करने का समय है। पीसीबी प्राप्त करने के लिए काफी आसान है, बस नीचे दिए गए चरणों का पालन करें-

PCBWay से पीसीबी को ऑर्डर करना

चरण 1: https://www.pcbway.com/ पर जाएं, साइन अप करें यदि यह आपकी पहली बार है। फिर, पीसीबी प्रोटोटाइप टैब में, अपने पीसीबी के आयाम, परतों की संख्या और आपके द्वारा आवश्यक पीसीबी की संख्या दर्ज करें।

चरण 2: 'भाव अब' बटन पर क्लिक करके आगे बढ़ें। आपको एक ऐसे पृष्ठ पर ले जाया जाएगा जहाँ आवश्यकता पड़ने पर कुछ अतिरिक्त पैरामीटर सेट किए जा सकते हैं, जैसे प्रयुक्त सामग्री, ट्रैक रिक्ति, आदि। लेकिन ज्यादातर, डिफ़ॉल्ट मान ठीक काम करेंगे।

चरण 3: अंतिम चरण Gerber फ़ाइल अपलोड करने और भुगतान के साथ आगे बढ़ना है। यह सुनिश्चित करने के लिए कि प्रक्रिया सुचारू है, यदि आपके Gerber फ़ाइल को भुगतान के साथ आगे बढ़ने से पहले वैध है तो PCBWAY सत्यापित करता है। इस तरह, आप यह सुनिश्चित कर सकते हैं कि आपका पीसीबी फेब्रिकेशन फ्रेंडली है और आपके लिए प्रतिबद्ध होगा।

कोडांतरण और सक्रिय ऑडियो फ़िल्टर सर्किट का परीक्षण

कुछ दिनों के बाद, हमने एक साफ पैकेज में अपना पीसीबी प्राप्त किया। पीसीबी की गुणवत्ता और पैकेजिंग हमेशा की तरह अच्छी थी। आप अपने लिए पैकेजिंग देख सकते हैं।

नीचे की छवि में शीर्ष परत और बोर्ड की निचली परत को दिखाया गया है। हमने सोल्डर मास्क के रूप में लाल चुना है, सिर्फ इसलिए कि यह आकर्षक है और पीसीबीवे सभी मुखौटा रंगों को एक ही कीमत प्रदान करता है, इसलिए पीसीबी रंग के साथ मज़ेदार क्यों नहीं है।

जैसा कि आप उपरोक्त छवि से देख सकते हैं, पीसीबी की गुणवत्ता बहुत अच्छी है। ट्रैक, पैड, वीआईएएस, और अन्य क्लीयरेंस पूरी तरह से गढ़े गए थे। जैसे ही मैंने इसे प्राप्त किया, मैंने अपना बोर्ड बनाना शुरू किया। आप नीचे इकट्ठे बोर्ड देख सकते हैं।

हालांकि, कुछ कैपेसिटर के लिए, वोल्टेज रेटिंग्स आवश्यकतानुसार सटीक नहीं हैं, लेकिन यह सर्किट आउटपुट में कोई अंतर नहीं करता है। इसके अलावा, आईसी की अनुपलब्धता के कारण परिचालन एम्पलीफायर TL072 को JRC4558 से बदल दिया गया है। अन्य Op-Amp IC भी काम कर सकती है लेकिन पिन मैपिंग को मानक op-amp पिन मैपिंग के साथ मेल खाना चाहिए।

सर्किट का परीक्षण एक लैपटॉप से ​​एक ऑडियो इनपुट, एक 12V बिजली की आपूर्ति और 15W 2.1 स्पीकर आउटपुट सिस्टम का उपयोग करके किया जाता है। विस्तृत कार्य और परीक्षण की जानकारी नीचे दिए गए वीडियो में देखी जा सकती है।

आशा है कि आपने ट्यूटोरियल का आनंद लिया और कुछ उपयोगी सीखा। यदि आपके कोई प्रश्न या संदेह हैं, तो उन्हें नीचे टिप्पणी अनुभाग में छोड़ दें। आप अन्य तकनीकी प्रश्नों के लिए भी हमारे मंचों का उपयोग कर सकते हैं।