Circuito decodificador de sonido envolvente simple

Este artículo está escrito con la intención de explicar en detalle la creación de un circuito decodificador de sonido envolvente simple.

Por: Dhrubajyoti Biswas

Visión general

El concepto de decodificador fue introducido por primera vez por David Hafler en los años 70. Su investigación ilustra la forma de utilizar dos altavoces como altavoces traseros en un sistema de sonido envolvente.

La siguiente figura es un diagrama basado en la investigación de Hafler:

Figura 1

Según la Figura 1, Hafler diseñó el circuito para permitir que los altavoces traseros generen la diferencia de señal entre la salida derecha e izquierda.

Si bien cada sistema codificado en estéreo mantiene una diferencia de señal entre el canal derecho y el izquierdo, es esa diferencia de señal que se reproduce cuando se recibe por los altavoces traseros.

Sin embargo, es vital tener en cuenta no conectar a tierra los terminales negativos de los altavoces traseros, de lo contrario, los traseros se comportarán paralelos a los altavoces frontales principales.

Versión pasiva de nivel de línea

En realidad, no es posible utilizar un amplificador individual para los altavoces traseros. Sin embargo, hay una salida que descubrimos después de algunas investigaciones. En referencia a la Figura 2, es totalmente pasivo, pero necesita un transformador ideal: un transformador con impedancia de 10K [relación 1: 1], que es bastante raro de encontrar, pero disponible.

Figura 2

Como alternativa, hemos intentado utilizar una unidad de 600 ohmios. Pero es por la impedancia que la salida que recibimos no fue buena ya que carece de graves.

Sin embargo, al cargar el transformador, aumentó la calidad de los graves, pero el preamplificador no parece funcionar al máximo debido a la impedancia. Es por esta razón que hemos usado transformadores telefónicos con 600: 600ohms, y funcionó bien.

El circuito de la Figura 2 ilustra el camino que seguimos. Siguiendo este diseño, funcionó, pero tiene una impedancia muy baja en todos los casos excepto el preamplificador de estado sólido.

Usando una unidad de 600 ohmios, la pérdida generada es de alrededor de 3dB. La baja frecuencia es de -3dB a 100Hz. Sin embargo, varía según la calidad del transformador.

El transformador de telefonía de 600 ohmios está ampliamente disponible en el mercado, pero muchos de ellos no están a la altura de usarlo en este experimento.

La mayoría de los transformadores de alta potencia se venden a granel y, por lo tanto, es difícil conseguir una sola copia. Entonces, la alternativa sería usar dual opamp para diseñar el sistema, y ​​su proceso se menciona a continuación en detalle.

Explicando el nuevo circuito

El diagrama esquemático de la Figura 3 ofrece una vista detallada de este desarrollo del circuito decodificador de sonido envolvente simple.

figura 3

Si bien el nuevo diseño [Figura 3] seguirá el principio de Hafler, este nuevo circuito ha simplificado el cableado, aunque necesitábamos amplificadores de potencia adicionales. Ahora hay una señal de canal central y el altavoz de subgraves para recibir la señal mono también está configurado.

Es posible que haya encontrado un tipo de circuito similar en otros papeles, pero hay algunos giros en él. Evitamos cualquier electrónica activa en los canales izquierdo / derecho e introdujimos amplificadores operacionales para reducir a cero el factor que puede causar degradación del sonido.

La impedancia de 50K no supondrá ninguna barrera para un preamplificador, ya que la señal principal es paralela al circuito adicional.

El control de volumen adicional se ha excluido del sistema debido a la presencia de control de volumen en el preamplificador. Además, el amplificador de potencia del canal trasero también tiene control de nivel para equilibrar los niveles delantero y trasero.

Tenga en cuenta que si está siguiendo el circuito como en la Figura 3, asegúrese de que los altavoces traseros estén en fase de cableado.

Deje que un altavoz se conecte al amplificador de manera normal y el segundo debe estar conectado manteniendo los cables del altavoz invertidos.

Aunque la diferencia puede ser insignificante, para obtener el mejor efecto de calidad, siempre es aconsejable optar por una conexión fuera de fase. Esto ayuda a mantener las señales de izquierda a derecha y de derecha a izquierda.

Cómo funciona el circuito decodificador de sonido envolvente

El amplificador A1 debe conectarse en forma de amplificador sustractor, y si se pasa la misma señal a ambos altavoces, el resultado será cero.

Esto resultará en la eliminación de toda la información que es común de la señal estéreo y produciría la señal de diferencia, similar a la de Hafler. A2, por otro lado, es un amplificador sumador. Su salida tiene toda la información necesaria de los canales izquierdo y derecho.

Control de canal central

El potenciómetro VR1 está configurado para nivelar el canal central. Puede ser una olla convencional o una maceta con la parte trasera montada.

Sumando los dos canales [canal izquierdo / derecho] donde la señal no es mono, -3dB será el nivel del canal central.

Por ejemplo, si la voz del canal central es mono, el nivel se vuelve igual en ambos altavoces. La posibilidad de sobrecarga del amplificador o del altavoz es un caso raro aquí, ya que los altavoces y el amplificador de canal no son tan potentes en comparación con los canales izquierdo / derecho.

No es necesario que el sonido del canal central sea alto. Tiene que ser estable y el control de nivel disponible es suficiente para generar la salida requerida.

El uso del condensador C1 no es obligatorio ya que proporciona una frecuencia de atenuación de 8 kHz. Esto realmente ayuda a reducir cualquier problema en la señal del estéreo principal.

Salida: subwoofer

La salida del subwoofer se toma del mezclador de canal central y se le agrega un filtro sin paso porque es difícil determinar un subwoofer donde ya hay un filtro.
Otros factores

Las resistencias de 100 ohmios se utilizan para bloquear la oscilación de los amplificadores operacionales evitando la capacitancia del cable de señal. Seguir esto no daría lugar a una pérdida de frecuencia, pero si utiliza cables de señal de 100 m de longitud, puede suponer un problema.

Con referencia a la Figura 3, los altavoces traseros tienen dos salidas en paralelo.

La razón para hacerlo es permitir un cableado sencillo para facilitar la conexión del amplificador estéreo con los altavoces traseros.

Normalmente, el amplificador mono funcionará bien siempre que funcione en paralelo a los dos altavoces traseros. Pero esto puede no ser factible si está usando altavoces de 4 ohmios y, si los usa, asegúrese de conectarlos en forma de serie. Para habilitar la conexión fuera de fase, los terminales rojos deben unirse y luego conectar el terminal de los altavoces a la salida del amplificador.

Construyendo el sistema

Puede colocar todo el sistema en una caja de metal. El uso de una carcasa metálica bloquea el zumbido u otro ruido procedente de la red eléctrica, etc.

Si bien no existe un factor de generación de calor, puede usar una carcasa pequeña. Sin embargo, asegúrese de dejar espacio para colocar los conectores RCA y el resto de los componentes.

Además, asegúrese de no soltar los componentes, ya que esto puede provocar un cortocircuito.

Puede conectar los componentes y el opamp dual en un Veroboard. También asegúrese de aplicar una película de metal al 1% por todas partes para reducir el ruido.

Puede mantener los conectores RCA conectados. Asegúrese de comprobar la conexión a tierra.

El regazo central de la fuente de alimentación y los conectores RCA deben mantener una conexión segura para evitar la captación de ruido. También puede usar tapas de poliéster de 100 uF para conectar con capacitores de derivación de suministro de 100 uF en paralelo, pero esto no es obligatorio.

Línea de retardo

Si planea enriquecer el sonido, también puede aplicar una línea de retardo para retardar el sonido que llega a los altavoces traseros. Pero eso nuevamente no es obligatorio.

En general, el rendimiento de su sistema depende completamente de la forma en que haya organizado el circuito. Si el circuito decodificador de sonido envolvente simple propuesto no está bien construido, puede enfrentar problemas constantes en comparación con uno bien construido.