Einfache Surround-Sound-Decoder-Schaltung

Dieser Artikel wurde mit der Absicht verfasst, die Herstellung einer einfachen Surround-Sound-Decoderschaltung ausführlich zu erläutern.

Von: Dhrubajyoti Biswas

Überblick

Das Konzept des Decoders wurde erstmals in den 70er Jahren von David Hafler eingeführt. Seine Forschung zeigt, wie zwei Lautsprecher als hintere Lautsprecher in einem Surround-System verwendet werden können.

Die folgende Abbildung ist ein Diagramm, das auf Haflers Forschung basiert:

Abbildung 1

Gemäß Abbildung 1 hat Hafler die Schaltung so konzipiert, dass die hinteren Lautsprecher die Signaldifferenz zwischen dem rechten und dem linken Ausgang erzeugen.

Während jedes Stereo-codierte System die Signaldifferenz zwischen dem rechten und dem linken Kanal beibehält, wird diese Signaldifferenz beim Empfang über die hinteren Lautsprecher reproduziert.

Es ist jedoch wichtig zu beachten, dass die negativen Anschlüsse der hinteren Lautsprecher nicht geerdet werden, da sich die Rückseite sonst parallel zu den vorderen Hauptlautsprechern verhält.

Passive Version auf Zeilenebene

Die Verwendung eines Einzelverstärkers für die hinteren Lautsprecher ist eigentlich nicht möglich. Es gibt jedoch einen Ausweg, den wir nach einigen Recherchen herausgefunden haben. In Abbildung 2 ist es völlig passiv, benötigt jedoch einen idealen Transformator - einen Transformator mit einer Impedanz von 10 K [Verhältnis 1: 1], der nur selten zu finden ist, aber verfügbar ist.

Figur 2

Als Alternative haben wir versucht, ein 600-Ohm-Gerät zu verwenden. Aber wegen der Impedanz war der Ausgang, den wir erhalten haben, nicht gut, da ihm der Bass fehlt.

Beim Laden des Transformators wurde zwar die Bassqualität erhöht, aber der Vorverstärker scheint aufgrund der Impedanz nicht in vollem Umfang zu funktionieren. Aus diesem Grund haben wir Telefontransformatoren mit 600: 600 Ohm verwendet, und es hat gut funktioniert.

Die Schaltung in Abbildung 2 zeigt, wie wir vorgegangen sind. Nach diesem Entwurf hat es funktioniert, aber es hat in allen Fällen eine sehr niedrige Impedanz, außer bei Festkörper-Vorverstärkern.

Bei Verwendung einer 600-Ohm-Einheit beträgt der erzeugte Verlust etwa 3 dB. Die Niederfrequenz beträgt -3 dB bei 100 Hz. Sie hängt jedoch von der Qualität des Transformators ab.

600-Ohm-Telefonietransformatoren sind auf dem Markt weit verbreitet, aber viele von ihnen sind nicht in der Lage, sie in diesem Experiment zu verwenden.

Die meisten Hochleistungstransformatoren werden in großen Mengen verkauft und sind daher schwer zu beschaffen. Die Alternative wäre also, Dual Opamp zum Entwerfen des Systems zu verwenden, und sein Prozess wird unten im Detail erwähnt.

Die neue Schaltung erklären

Das schematische Diagramm in Abbildung 3 gibt einen detaillierten Überblick über diese Entwicklung der einfachen Surround-Sound-Decoderschaltung.

Figur 3

Während das neue Design [Abbildung 3] dem Hafler-Prinzip folgt, hat diese neue Schaltung die Verkabelung vereinfacht, obwohl wir zusätzliche Endstufen benötigten. Es gibt jetzt ein Center-Channel-Signal und der Subwoofer zum Empfangen des Monosignals ist ebenfalls eingestellt.

Möglicherweise sind Sie auf anderen Papieren auf ähnliche Schaltkreise gestoßen, aber es gibt einige Wendungen. Wir haben jegliche aktive Elektronik auf den linken / rechten Kanälen vermieden und Operationsverstärker eingeführt, um den Faktor auf Null zu setzen, der zu einer Verschlechterung des Klangs führen kann.

Die 50K-Impedanz stellt keine Barriere für einen Vorverstärker dar, da das Hauptsignal parallel zur zusätzlichen Schaltung ist.

Eine zusätzliche Lautstärkeregelung wurde aufgrund des vorhandenen Lautstärkereglers im Vorverstärker vom System ausgeschlossen. Darüber hinaus verfügt die Endstufe des hinteren Kanals über eine Lautstärkeregelung, um die vorderen und hinteren Pegel auszugleichen.

Bitte beachten Sie, wenn Sie der Schaltung wie in Abbildung 3 folgen, stellen Sie sicher, dass die hinteren Lautsprecher verdrahtet sind.

Lassen Sie einen Lautsprecher normal an den Verstärker anschließen, und der zweite sollte so angeschlossen werden, dass die Kabel des Lautsprechers vertauscht sind.

Der Unterschied mag zwar vernachlässigbar sein, aber um den besten Qualitätseffekt zu erzielen, ist es immer ratsam, sich für eine phasenverschobene Verbindung zu entscheiden. Dies hilft bei der Aufrechterhaltung von Links-Rechts- und Rechts-Links-Signalen.

Die Funktionsweise der Surround-Sound-Decoder-Schaltung

Der A1-Operationsverstärker sollte in Form eines Subtrahierverstärkers angeschlossen werden. Wenn dasselbe Signal an beide Lautsprecher weitergeleitet wird, ist das Ergebnis Null.

Dies führt dazu, dass alle gemeinsamen Informationen aus dem Stereosignal entfernt werden und das Differenzsignal ähnlich dem von Hafler erzeugt wird. A2 ist dagegen ein Summierverstärker. Sein Ausgang enthält alle notwendigen Informationen vom linken und rechten Kanal.

Center Channel Control

Der VR1-Poti ist so eingestellt, dass er den Mittelkanal nivelliert. Es kann entweder ein herkömmlicher Topf oder ein Trimpot sein, bei dem die Rückseite montiert ist.

Addiert man die beiden Kanäle [linker / rechter Kanal], bei denen das Signal nicht mono ist, ergibt sich -3 dB als Pegel des mittleren Kanals.

Wenn beispielsweise die Sprache des Mittelkanals mono ist, wird der Pegel auf beiden Lautsprechern gleich. Die Möglichkeit einer Überlastung des Verstärkers oder des Lautsprechers ist hier ein seltener Fall, da die Lautsprecher und der Kanalverstärker im Vergleich zu den linken / rechten Kanälen nicht so stark sind.

Der Ton des Center-Kanals muss nicht hoch sein. Es muss stabil sein und die verfügbare Pegelregelung reicht völlig aus, um die erforderliche Ausgabe zu erzeugen.

Die Verwendung des C1-Kondensators ist nicht obligatorisch, da er eine Abrollfrequenz von 8 kHz bietet. Dies hilft tatsächlich dabei, Probleme mit dem Signal der Hauptstereoanlage zu reduzieren.

Ausgabe - Subwoofer

Der Ausgang des Subwoofers wird vom zentralen Kanalmischer übernommen und mit einem No-Pass-Filter versehen, da es schwierig ist, ein Subwoofer zu bestimmen, in dem bereits ein Filter vorhanden ist.
Andere Faktoren

100-Ohm-Widerstände werden verwendet, um die Schwingung von Operationsverstärkern zu blockieren, indem die Kapazität der Signalleitung verhindert wird. Wenn Sie dies befolgen, führt dies nicht zu einem Frequenzverlust. Wenn Sie jedoch 100 m lange Signalleitungen verwenden, kann dies zu Problemen führen.

In Abbildung 3 haben die hinteren Lautsprecher zwei parallele Ausgänge.

Der Grund dafür ist die einfache Verkabelung, um den Anschluss des Stereoverstärkers an die hinteren Lautsprecher zu erleichtern.

Normalerweise reicht ein Monoverstärker aus, solange er parallel zu den beiden hinteren Lautsprechern betrieben wird. Dies ist jedoch möglicherweise nicht möglich, wenn Sie 4-Ohm-Lautsprecher verwenden. Wenn Sie diese verwenden, stellen Sie sicher, dass Sie sie in Form von Serien anschließen. Um eine phasenverschobene Verbindung zu ermöglichen, müssen die roten Anschlüsse verbunden und der Anschluss der Lautsprecher weiter mit dem Ausgang des Verstärkers verbunden werden.

Aufbau des Systems

Sie können das gesamte System auf ein Metallgehäuse stellen. Die Verwendung eines Metallgehäuses blockiert das Brummen oder andere Geräusche vom Netz usw.

Während es keinen Faktor für die Wärmeerzeugung gibt, können Sie ein kleines Gehäuse verwenden. Stellen Sie jedoch sicher, dass genügend Platz für die Cinch-Anschlüsse und die übrigen Komponenten vorhanden ist.

Achten Sie auch darauf, die Komponenten nicht zu lösen, da dies zu einem Kurzschluss führen kann.

Sie können die Komponenten und den Dual-Opamp auf einem Veroboard verkabeln. Stellen Sie außerdem sicher, dass Sie 1% Metallfilm darauf auftragen, um das Rauschen zu verringern.

Sie können die Cinch-Anschlüsse fest verdrahtet lassen. Überprüfen Sie unbedingt die Erdung.

Die Überlappung des Stromversorgungszentrums und die Cinch-Anschlüsse sollten eine sichere Verbindung aufrechterhalten, um eine Geräuschaufnahme zu vermeiden. Sie können auch 100uF-Polyesterkappen verwenden, um parallel mit 100uF-Versorgungsbypasskondensatoren zu verbinden. Dies ist jedoch nicht obligatorisch.

Verzögerungsleitung

Wenn Sie vorhaben, den Ton anzureichern, können Sie auch eine Verzögerungsleitung verwenden, um den Ton in den hinteren Lautsprechern zu verzögern. Das ist aber wieder nicht zwingend erforderlich.

Insgesamt hängt die Leistung Ihres Systems vollständig von der Art und Weise ab, wie Sie die Schaltung angeordnet haben. Wenn die vorgeschlagene einfache Surround-Sound-Decoderschaltung nicht gut aufgebaut ist, können im Vergleich zu einer gut gebauten ständig Probleme auftreten.