Control de equilibrio de audio

He estado tratando de crear un circuito de control de balance para dos canales de audio. Lo estoy encontrando extremadamente difícil. Estoy muy convencido de que una sola perilla controla tanto el balance izquierdo como el derecho mientras que el centro está parejo.

Probé un montón de divisores de voltaje usando potenciómetros de registro, potenciómetros lineales, potenciómetros duales, etc. Pero simplemente no puedo obtener el comportamiento que estoy buscando. No tiene que ser perfecto, solo pasable como un control de equilibrio real. Encuentro que es muy fácil hacer que 1 canal se panoramice bastante bien desde el centro, mientras que es casi imposible obtener cualquier tipo de panoramización lineal "casi" desde el otro canal (este fue principalmente el caso con los potenciómetros de registro de doble banda). Otro gran problema que tengo es establecer la mitad de la rotación de los potenciadores como amplitud total para cada canal.

Recientemente consideré usar dos MOSFETS / BJT (uno para cada canal) como una especie de atenuador variable, cada uno controlado por un voltaje de un potenciómetro (o una resistencia de un potenciómetro de doble banda), pero comencé a encontrarme con el problema de cómo prevenir un canal se amplifique mientras que el otro canal se atenúa. No puedo amplificar mucho la señal original (puedo, pero solo un poco) debido al hecho de que la salida de este circuito de control de equilibrio es la entrada a un circuito amplificador de clase A que está polarizado con 5 V con una ganancia de aproximadamente 13. I Me preocupa que si amplifico un canal debido al equilibrio y luego trato de amplificar, podría exceder mi oscilación de voltaje y causar distorsión.

Anteriormente hice una versión mucho más vaga de esta pregunta que terminó generando un diseño que funcionaría bien con el cono B5 (quizás B4) de esta serie de potenciómetros: http://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/ pdb18.pdf Esto funciona bien al crear dos divisores de voltaje al conectar el tercer terminal a tierra, pero no pude encontrar ninguno de esos modelos a la venta en línea en ninguna parte. Desafortunadamente, esto significa que en realidad no puedo usar esta solución para mi problema.

Por último, preferiría no usar un microcontrolador si es posible. Quiero imprimir mi circuito amplificador en una PCB en algún momento y no me gustaría tener que conectarlo con nada.

Este es el tipo de control de equilibrio que estoy buscando:ingrese la descripción de la imagen aquí

Aquí está mi diagrama de circuito actual junto con un comportamiento extraño de voltaje.ingrese la descripción de la imagen aquí

La extraña distorsión mientras caminaba por el circuito:ingrese la descripción de la imagen aquí

Lo único que he cambiado en esta simulación es que desconecté Vsig_RIGHT.ingrese la descripción de la imagen aquí

Me doy cuenta de que hay una buena cantidad de distorsión incluso en el segundo gráfico que publiqué, pero esto es solo cuando el volumen se maximiza al configurar Rp1/Rp2 en 0. Todavía estoy ajustando el circuito. Pero obviamente hay una gran diferencia entre la segunda fuente conectada y desconectada. ¿Alguna idea de por qué?

Obviamente nada es perfecto, lo principal que NECESITO es a 0,5 rotaciones del potenciómetro, necesito que la pérdida de dB sea de -3 o menos. De ahí en adelante, por supuesto, me gustaría la curva de control de equilibrio "ideal", pero realmente solo estoy tratando de encontrar algo que funcione lo suficientemente bien que no sea demasiado difícil de implementar.

También es completamente imposible. No tengo idea de lo que estoy hablando y esta es una curva horrible para un control de equilibrio, así que siéntete libre de llamarme si ese es el caso. Prefiero eso que construir la cosa y hacer que sea ... no tan bueno.

¡Gracias por cualquier ayuda de antemano!

Sugerencia: si conecta el limpiaparabrisas de la olla a tierra, obtiene dos resistencias variables que son complementarias entre sí.
He intentado hacer esto antes. He usado un potenciómetro único como dos resistencias variables para crear un divisor de voltaje que afecta a cada canal, además de hacer algo similar con un potenciómetro de doble banda donde cada divisor controla cada canal por separado. Encuentro que esto es extremadamente poco lineal en la medida en que no tiene sentido implementar una solución como esa. O que la red hace que mi ajuste "medio" sin panorama en el potenciómetro atenúe demasiado la señal. Por supuesto, hay un millón de configuraciones que no he probado, pero esa es mi opinión general.
Eso muestra solo una curva, pero tienes dos canales. ¿Quizás podrías aclarar?
Comportamiento extraño. Notará que la señal no está distorsionada hasta la entrada QS11, lo que significa que lo que sea que esté sucediendo no se debe a su control de balance.
¿Por qué desconectar una de las dos fuentes de voltaje y conectar ambos canales a la misma fuente resolvería el problema? No entiendo cómo eso podría ser posible.
"Curiosamente, ¿hay alguna manera de equiparar una pérdida de dB con una pérdida de voltaje?" Sí. relación de voltaje en dB = 20 log (V2/V1) Reordenando esto si está comenzando con el valor en dB: V2/V1 = 10^(dB/20) El valor de la relación de voltaje es igual a 10 elevado a la potencia del valor en dB dividido por 20. Con esto puedes resolver para V1 si conoces V2.

Respuestas (3)

Aquí se muestra el control de equilibrio clásico. Esto debe ser impulsado por una salida de impedancia relativamente baja y alimentado a una entrada de alta impedancia.

esquemático

simular este circuito : esquema creado con CircuitLab

R2 y R3 son iguales. Usted elige su relación con la resistencia del potenciómetro de control lineal R1 para elegir la pendiente del control de ganancia en la región media de rotación.

Aquí hay un gráfico de la ganancia en dB de cada canal, para selecciones de R2 y R3 de 3k, 10k y 30k. Obviamente, a medida que se hacen más grandes en comparación con el potenciómetro de equilibrio, habrá un mayor rango de control alrededor del punto de equilibrio, y también más pérdida en el punto de equilibrio, también conocido como aumento de ganancia en la rotación extrema.

ingrese la descripción de la imagen aquí

Como puede ver, con un potenciómetro de balance de 100k, hay menos de 1dB de pérdida en el balance cuando se usan 3k. Hay alrededor de 2dB de pérdida usando 10k y alrededor de 4dB de pérdida usando 30k.

Con esas 3 curvas trazadas, es bastante fácil interpolar valores intermedios e incluso extrapolar lo que sucedería con selecciones más extremas. Sin embargo, cuando se necesita un balance ajustable, la mayoría de los usuarios de audio parecen contentos con un control en algún lugar entre las curvas de 2dB y 4dB.

Si no está satisfecho con una de esa familia de curvas, le sugiero que dibuje una curva de control de ganancia con la que estaría satisfecho , ganancia versus rotación, en el formato que se muestra arriba, agregue el boceto a su publicación y lo haremos. Mira lo que podemos hacer.

He usado dB en el gráfico anterior, ya que la mayoría de los ingenieros de audio los usan. La diferencia de 3dB suena igual, ya sea en una señal alta o baja. Las unidades lineales no se comportan así. Cuando encuentra un control de volumen de software en un reproductor multimedia que va de demasiado bajo a OK cuando va de 5 a 10, y luego no parece aumentar mucho más de 20 a 50, ha encontrado un control lineal implementado por un programador sin experiencia previa en audio. Hay algunos productos de marcas de un perfil sorprendentemente alto que todavía hacen esto.

Es bastante fácil cambiar entre dB y unidades lineales. Una ganancia de dB es 20*log10 (ganancia_lineal). La ganancia lineal es 10^(dB_gain/20). En números muy redondos, -2dB es una ganancia de alrededor de 0,8 y -4dB es de alrededor de 0,63.

¡Gracias! Jugaré un poco con esto en el software de simulación. Curiosamente, ¿hay alguna forma de equiparar una pérdida de dB con una pérdida de voltaje? Si tengo una señal de 200mV pp que pierde 4dB, ¿hay alguna forma de equiparar eso como una pérdida de voltaje?
respuesta actualizada con dBs, y una pequeña diatriba sobre controles lineales.
He añadido una de mis propias curvas a la publicación principal. No es muy diferente a los ejemplos que proporcionó. Además, mencionó el uso de una entrada con una entrada de baja impedancia y una salida con una salida de alta impedancia. Lo primero que me viene a la mente es algún tipo de búfer de transistor, ¿hay alguna otra sugerencia que pueda tener?
En general, las salidas del preamplificador son de baja impedancia y las entradas son de alta impedancia, por lo que si lo está conectando entre equipos existentes, no hay problema. Sin embargo, si está construyendo todo el circuito, recomendaría amplificadores operacionales, los búferes de transistores tienen una distorsión más alta y necesita saber lo que está haciendo.
¿Conocería algún problema al simular este circuito? Obtengo mis canales L/R de un cable auxiliar. En LTSpice simulé esto con 2 fuentes de voltaje y las conecté como "Left in" y "Right in" y distorsiona horriblemente la forma de onda. Si elimino una de las fuentes, la distorsión desaparece. Si esa no es suficiente información, podría cargar fácilmente una imagen de mi circuito y la distorsión de la que estoy hablando.
Creo que debe cargar el esquema que está simulando, si ha conectado a tierra el limpiador de la olla, no debería haber interferencias entre los dos lados.
He subido fotos de mi esquema.

El control de equilibrio del amplificador clásico es un potenciómetro "dual log-antilog". Esto produce una respuesta que es de -3dB en ambos canales en la posición central, según sea necesario, y proporciona un desvanecimiento suave en cualquiera de los canales con ajustes descentrados.

Estos dispositivos no son difíciles de encontrar: pruebe con distribuidores de componentes de alta fidelidad.

El rango necesario es bastante pequeño: un canal va a +6dB mientras que el otro canal va a -6dB. Esto se puede lograr con un potenciómetro estéreo de 1 K cuyo limpiaparabrisas va a la entrada inversora de un amplificador operacional (como la mitad de un NE5532) mientras que las entradas no inversoras van a tierra. Un 1K se conecta a la entrada y al bote. El otro extremo del potenciómetro se conecta a una resistencia de 1 k que va a la salida del opamp. El "truco" es invertir qué extremo del potenciómetro va a la entrada y salida en uno de los canales. En el centro, las ganancias de cada canal son 0dB. Dibújelo en papel; será obvio cómo funciona.

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