Circuito de decodificador de som surround simples

Este artigo foi escrito com a intenção de explicar em detalhes a criação de um circuito decodificador de som surround simples.

Por: Dhrubajyoti Biswas

Visão geral

O conceito do decodificador foi introduzido pela primeira vez por David Hafler nos anos 70. Sua pesquisa ilustra a maneira de usar dois alto-falantes como alto-falantes traseiros em um sistema surround.

A figura abaixo é um diagrama baseado na pesquisa de Hafler:

figura 1

Conforme a Figura 1, Hafler projetou o circuito para permitir que os alto-falantes traseiros gerassem a diferença de sinal entre a saída direita e esquerda.

Embora todo sistema codificado em estéreo mantenha a diferença de sinal entre os canais direito e esquerdo, é essa diferença de sinal quando recebido pelos alto-falantes traseiros é reproduzida.

No entanto, é vital ter em mente que os terminais negativos dos alto-falantes traseiros não devem ser aterrados, caso contrário, os alto-falantes traseiros se comportarão paralelamente aos alto-falantes frontais principais.

Versão Passiva de Nível de Linha

Usar um amplificador individual para alto-falantes traseiros não é realmente possível. No entanto, existe uma saída que descobrimos após algumas pesquisas. Referindo-se à Figura 2, é totalmente passivo, mas precisa de um transformador ideal - um transformador com impedância de 10K [relação 1: 1], que é bastante raro de encontrar, mas disponível.

Figura 2

Como alternativa, tentamos usar uma unidade de 600 ohm. Mas é para a impedância que a saída que recebemos não foi boa, pois faltam graves.

No entanto, ao carregar o transformador, ele aumentou a qualidade do baixo, mas o pré-amplificador não parece funcionar totalmente por causa da impedância. É por isso que usamos transformadores telefônicos com 600: 600ohms e funcionou bem.

O circuito na Figura 2 ilustra o caminho que seguimos. Seguindo este projeto, funcionou, mas tem impedância muito baixa em todos os gabinetes, exceto o pré-amplificador de estado sólido.

Usando a unidade de 600 ohm, a perda gerada é de cerca de 3 dB. A baixa frequência é -3dB em 100Hz. No entanto, varia de acordo com a qualidade do transformador.

O transformador de telefonia de 600 ohm está amplamente disponível no mercado, mas muitos deles não estão à altura de usá-lo neste experimento.

A maioria dos transformadores de alta potência é vendida a granel e, portanto, é difícil obter uma única cópia. Portanto, a alternativa seria usar o opamp duplo para projetar o sistema, e seu processo é mencionado abaixo em detalhes.

Explicando o novo circuito

O diagrama esquemático na Figura 3 oferece uma visão detalhada por trás desse desenvolvimento do circuito decodificador de som surround simples.

Figura 3

Embora o novo design [Figura 3] siga o princípio de Hafler, este novo circuito simplificou a fiação, embora precisássemos de amplificadores de potência extras. Agora existe um sinal do canal central e o sub-woofer para receber o sinal mono também está definido.

Você pode ter encontrado um tipo de circuito semelhante em outros papéis, mas existem algumas variações nele. Evitamos qualquer eletrônica ativa nos canais esquerdo / direito e introduzimos opamps para zerar o fator que pode causar degradação do som.

A impedância de 50K não representará nenhuma barreira para um pré-amplificador, pois o sinal principal é paralelo ao circuito adicional.

O controle de volume extra foi excluído do sistema por causa da presença de controle de volume no pré-amplificador. Além disso, o amplificador de potência do canal traseiro também possui controle de nível para equilibrar os níveis dianteiro e traseiro.

Observe, se você estiver seguindo o circuito como na Figura 3, certifique-se de colocar os alto-falantes traseiros na fase sem fio.

Deixe um alto-falante se conectar ao amplificador de maneira normal e o segundo deve ser conectado mantendo os terminais do alto-falante invertidos.

Embora a diferença possa ser insignificante, para obter o melhor efeito de qualidade, é sempre aconselhável optar pela conexão fora de fase. Isso ajuda a manter os sinais esquerda-direita e direita-esquerda.

A forma como o circuito decodificador de som surround funciona

A1 opamp deve ser conectado na forma de amplificador de subtração, e se o mesmo sinal for passado para ambos os alto-falantes, o resultado será zero.

Isso resultará na remoção de todas as informações que são comuns do sinal estéreo e produziria o sinal de diferença, semelhante ao de Hafler. A2, por outro lado, é um amplificador somador. Sua saída contém todas as informações necessárias dos canais esquerdo e direito.

Controle de canal central

O potenciômetro VR1 é definido para nivelar o canal central. Pode ser um potenciômetro convencional ou trimpot com a parte traseira montada.

Adicionando os dois canais [canal esquerdo / direito] onde o sinal não é mono, -3dB será o nível do canal central.

Por exemplo, se a voz do canal central for mono, o nível se torna igual em ambos os alto-falantes. A possibilidade de sobrecarga do amplificador ou do alto-falante é um caso raro aqui, já que os alto-falantes e o amplificador de canal não são tão poderosos em comparação com os canais esquerdo / direito.

O som do canal central não precisa ser alto. Deve ser estável e o controle de nível disponível é suficiente para gerar a saída necessária.

O uso de capacitor C1 não é obrigatório, pois fornece frequência de roll-off de 8kHz. Na verdade, isso ajuda a reduzir quaisquer problemas no sinal do estéreo principal.

Saída - Sub-Woofer

A saída do subwoofer é obtida do mixer do canal central e adicionado filtro no-pass porque é difícil determinar um sub onde já existe um filtro.
Outros fatores

Resistores de 100 ohms são usados ​​para bloquear a oscilação de opamps, evitando a capacitância do condutor de sinal. Seguir isso não resultaria em perda de frequência, mas se você usar cabos de sinal de 100 m de comprimento, pode ser um problema.

Referindo-se à Figura 3, os alto-falantes traseiros têm duas saídas em paralelo.

A razão para fazer isso é permitir uma fiação fácil para facilitar a conexão do amplificador estéreo com os alto-falantes traseiros.

Normalmente, o amplificador mono funcionaria bem, contanto que funcionasse em paralelo aos dois alto-falantes traseiros. Mas isso pode não ser viável se você estiver usando alto-falantes de 4 ohm e, se você usar, certifique-se de conectá-los na forma de série. Para habilitar a conexão fora de fase, os terminais vermelhos precisam ser unidos e, posteriormente, conectar o terminal dos alto-falantes à saída do amplificador.

Construindo o Sistema

Você pode colocar todo o sistema em uma caixa de metal. O uso de caixa de metal bloqueia o zumbido ou outro ruído vindo da rede elétrica, etc.

Embora não haja nenhum fator de geração de calor, você pode usar uma caixa pequena. No entanto, certifique-se de manter espaço para encaixar os conectores RCA e o restante dos componentes.

Além disso, certifique-se de não deixar os componentes frouxos, pois isso pode causar curto-circuito.

Você pode conectar os componentes e o opamp duplo em um Veroboard. Certifique-se também de aplicar 1% de filme de metal sobre ele para reduzir o ruído.

Você pode manter os conectores RCA com fio. Certifique-se de verificar o aterramento.

A volta central da fonte de alimentação e os conectores RCA devem manter uma conexão segura para evitar a captação de ruído. Você também pode usar capas de poliéster de 100uF para conectar capacitores de bypass de alimentação de 100uF em paralelo, mas isso não é obrigatório.

Linha de Atraso

Se você está planejando enriquecer o som, também pode aplicar linha de atraso para atrasar o som que vai para os alto-falantes traseiros. Mas isso não é obrigatório.

No geral, o desempenho do seu sistema depende totalmente da maneira como você organizou o circuito. Se o circuito decodificador de som surround simples proposto não for bem construído, você poderá enfrentar problemas constantes em comparação com um bem construído.