Consejos para mi amplificador controlado por voltaje

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En clase, estamos diseñando un VCA juntos como parte de un circuito más grande. El objetivo es que tengamos una entrada de voz y una entrada de música y cuando hablamos, la música reduce su volumen.

La entrada de voz al siguiente esquema proviene de otro circuito que es solo un detector de envolvente básico. En el caso de las simulaciones, acabo de usar un voltaje de CC para representar la salida del detector de envolvente. La salida de ese circuito es un voltaje negativo, por lo que es la fuente de CC negativa a continuación.

La teoría básica es que, en la primera etapa, el convertidor de voltaje a corriente convierte la salida del detector de envolvente en una corriente que se establece con R1. La corriente se alimenta al espejo de corriente que los internos actúan como un sumidero de corriente para el par de cola larga. El Q4 de la LTP actúa como la entrada desde la cual entra la música, el Q5 está conectado a tierra. Entonces, cuando la voz aumenta, la corriente aumenta, lo que hace que el interno aumente el voltaje después de R3 y R3. Sin embargo, el voltaje también tiene el voltaje de voz presente, cuando el habla aumenta, también lo hacen los voltajes R3 y R4, por lo que están desfasados 180 grados que se introducen en el restador, lo cual, debido a que están fuera de fase, elimina el El voltaje del habla, como está presente en ambas ramas, pero la música se deja intacta (pero se duplica) como fuera de fase. Sin embargo, lo último es que actualmente está haciendo lo contrario a lo que se necesita, por lo que la salida del restador se alimenta en el bloque opamp medio (que es el no etiquetado), e invierte la "ganancia". La salida después de esta operación será la salida final, la señal de la música cuya amplitud es controlada por la señal de entrada de voz.

Aunque en teoría parece que debería funcionar, y lo hace, hay algunos comportamientos de los que no estoy seguro.

He construido este circuito en LTSpice y funciona bajo ciertas condiciones.

Como prueba, si la voz es -0.1V y la música es 0.2V, entonces la salida que obtengo es 100mv. Si voy por debajo de -0.1v o por encima de 0.2v, incluso por un bit, la salida se satura. Sin embargo, si pronuncio el discurso -0.2v, la salida es 40mv, -0.3v luego 28mv. Lo que muestra la ganancia de música está siendo controlado por el discurso de entrada.

Sin embargo, si la música es 2V y la voz es -1V, entonces funciona, pero nuevamente la salida es de 100mv solamente.

Esto es lo que tengo problemas para resolver. Puedes usar cualquier combinación, pero parece que la salida máxima que puedes obtener está alrededor de la marca de 180 mv.

Usando 5V de música y -5.089 de voz, la salida es de aproximadamente 170mV. Cualquier valor inferior a -5.089, entonces se satura a 12V o, a veces, a -12V. La mayoría de las veces, si me acerco mucho, digamos que -5.088V hay algunos efectos extraños, como una pequeña onda de pecado alrededor de 6V durante unos pocos milisegundos, luego cae a -12V.

Por lo tanto, la entrada de voz / control debe escalarse para adaptarse a la señal de música. En realidad, nos ocuparemos de los milivoltios y, según las simulaciones, todo va a funcionar bien incluso con una señal de voz de 0V.

Por lo tanto, me gustaría ver si alguien puede compartir alguna información adicional sobre el circuito y por qué funciona de esta manera o si hay algún consejo para mejorar. Tenía la impresión de que el discurso de entrada controlaría la música de la misma manera para todas las señales de música. Como 1V = ganancia de -2 para todos los rangos de entradas de música, pero obviamente ese no es el caso.

simular este circuito : esquema creado usando CircuitLab

    
pregunta binarysmacker

3 respuestas

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Su voltaje al convertidor de corriente es inapropiado. Sin señal de voz, una corriente fluye a Q3 de aproximadamente 12 mA (\ $ \ frac {12 voltios} {1k \ Omega} \ $). Intentaría hacer R3 y R4 mucho más grandes (intente 10k para comenzar) porque el "par de cola larga" que necesita para operar correctamente en la región de saturación (resistencia lineal) funciona: -

La operación en la región de saturación significa que sus transistores pueden operar de manera similar a una resistencia controlada por corriente, PERO su voltaje CE debe ser bajo y usted debe mirar las hojas de datos del transistor para ver qué tan bajo. \ $ I_B \ $, en efecto selecciona el valor de la resistencia (que es la pendiente en las curvas de arriba). La variación de I \ $ _ C \ $ en la región lineal varía V \ $ _ CE \ $ porque es como una resistencia y porque \ $ I_B \ $ varía la resistencia que obtiene la modulación de amplitud o la multiplicación básica de 2 cuadrantes BUT voltaje de colector-emisor debe ser bajo o se ingresa en el lado derecho del gráfico, que es la parte de los amplificadores BJT normales.

El segundo problema es que su entrada de voz realmente modulará su entrada de música porque la corriente en Q3 aumentará y disminuirá (centrada en 12 mA) con la forma de la señal de la voz. Debe rastrear la amplitud o la envolvente de la señal de voz y no puedo hacer ninguna recomendación al respecto, aparte de usar un circuito rectificador de precisión construido alrededor de su primer op-amp OA1.

También señalaría que OA2 no tiene comentarios locales, confiando en OA3 para proporcionar comentarios negativos. Esta es una receta para las oscilaciones y la inestabilidad. Además, observo que tiene comentarios positivos locales sobre OA3 y, en conclusión, preguntaría: ¿de dónde obtuvo este circuito? A primera vista, tiene algunas ideas sobre el enfoque correcto, pero cada sección tiene fallas con errores y un diseño inadecuado.

    
respondido por el Andy aka
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La aplicación de la que estás hablando se conoce como "ducking", que reduce la ganancia de una señal de música cuando hay una señal de voz. Parece que estás construyendo una implementación completamente analógica de esto.

Para otra opción de diseño, considere una ATTiny85 (u otra MPU pequeña con un ADC), un potenciómetro digital (para configurar la retroalimentación negativa para la amplificación) y un solo opamp. Esto le permitirá sintonizar el envoltorio ducking en el código MCU para obtener una respuesta mucho mejor que la que le dará el seguidor de envolvente típico. El recuento de partes será menor, y el costo será igual o menor, sería mi conjetura. La parte más cara probablemente sería el potenciómetro digital.

O simplemente puede usar un circuito VCA comercial ...

    
respondido por el Jon Watte
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Bien, el problema que veo en su circuito parece carecer de un circuito de detección de rms. No me malinterpretes, pero no lo veo a simple vista. Se parece más a un bucle de servo dc.

Cuando construyamos este circuito, debemos tomar nuestra señal que vamos a detectar (nuestra cadena lateral), y solo la señal, sin polarización de CC, y utilizar el voltaje de CC que ha sido rectificado por esa señal de cadena lateral entrante.  Déjame mostrarte el método clásico utilizado. En esta ilustración a continuación, vemos un circuito de compresor de nivel de componente. Sí, lo llevé al principio, ya que esto ilustra mejor un circuito de detección de compresor:

Amedidaqueobservamos,elrectificadordeondacompletade6h6(losprimeroscircuitosdeestadosólidoenelpuentedediodoserectificaronaquí)obtienensuseñaldelaetapadelalíneadesalida,suCAacopladaaquícomocualquierdcqueingresealdetectorseagregaráalasalidaasimétricamente,asíqueesaeslaformaenquenormalmenteseacoplaac.Enelesquemahayunpocodesesgoeneldetector,peroesosedebealdispositivoutilizado(6H6).Ensuaplicación,escomúnutilizarunaetapadebúferantesdeldetector(paraelajustedeúltimominutodelagananciadecadenalateralmáselaislamientodelcircuitodelosdispositivosexternos),ylaconexióndelaetapadesalidaaldetectorseabre/retira/apagacuandoelladoLaseñaldecadenaseusaparaladetecciónenlugardelaseñalprincipalqueentra.Notaráqueenelcircuitodeldetector,haycircuitosrcquesecambianparacambiarlapendientedelaseñaldeCCpulsantequeseaplicaalavca(enesteenelcasodel6SK7)paradiferentesrelacionesdecompresiónolimitación.

Ahora,estassonvariasformasenquesepuedeconstruiruncompresordependiendodelaaplicaciónfinal,peroquieromostrarlededóndeprovieneelcircuito,paraquepuedaentenderlosinimportarquétecnologíaelectrónicaseaplique(tubo,estadosólidodescrito,ICcircuitos)

LacompañíaDBXfueronlosinnovadoresdeloscompresoresbasadosenic.Yesosicsespecializadoshansidolabaseparavariosdeloscompresoresquevandesde$50a$5000.SudivisióndecircuitosintegradosfuecompradaporelequipodediseñoyahorasellamanESAsemiconductor.

Enesteenlace,tellevaráalasnotasdediseñodeuncompresorbasadoenESAcorpic. enlace

Visite su sitio para leer más, ya que fueron las personas que refinaron la tecnología VCA.

    
respondido por el drtechno

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