Audio-Balance-Steuerung

Ich habe versucht, eine Balance-Steuerschaltung für zwei Audiokanäle zu erstellen. Ich finde es extrem schwierig. Ich bin sehr darauf bedacht, dass ein einziger Knopf sowohl die linke als auch die rechte Balance steuert, während die Mitte gleichmäßig ist.

Ich habe eine Reihe von Spannungsteilern mit Log-Pots, Linear-Pots, Dual-Dang-Pots usw. ausprobiert. Aber ich kann das Verhalten, nach dem ich suche, einfach nicht ganz erreichen. Es muss nicht perfekt sein, nur passabel als tatsächliche Balance-Steuerung. Ich finde, dass es sehr einfach ist, einen Kanal von der Mitte aus recht gut zum Schwenken zu bringen, während es fast unmöglich ist, vom anderen Kanal ein "nahezu" lineares Schwenken zu erhalten (dies war hauptsächlich bei Dual-Gang-Log-Pots der Fall). Ein weiteres großes Problem, das ich habe, ist die Einstellung der Mitte der Potenzrotation als volle Amplitude für jeden Kanal.

Ich habe kürzlich überlegt, zwei MOSFETs / BJTs (einen pro Kanal) als eine Art variablen Dämpfer zu verwenden, der jeweils von einer Spannung von einem Potentiometer (oder einem Widerstand von einem Dual-Gang-Potentiometer) gesteuert wird, aber ich stieß auf das Problem, wie dies verhindert werden kann dass ein Kanal verstärkt wird, während der andere Kanal gedämpft wird. Ich kann das Originalsignal nicht sehr stark verstärken (ich kann, aber nur ein wenig), da der Ausgang dieser Balance-Steuerschaltung der Eingang einer Klasse-A-Verstärkerschaltung ist, die mit 5 V mit einer Verstärkung von etwa 13 vorgespannt ist. I Ich mache mir Sorgen, dass ich meinen Spannungshub überschreiten und Verzerrungen verursachen könnte, wenn ich einen Kanal aufgrund des Ausgleichs verstärke und dann versuche, ihn zu verstärken.

Ich habe früher eine viel vagere Version dieser Frage gestellt, die zu einem Design führte, das gut mit dem B5- (vielleicht B4-) Kegel dieser Potentiometerserie funktionieren würde: http://www.bourns.com/docs/Product-Datasheets/ pdb18.pdf Dies funktioniert gut, indem Sie zwei Spannungsteiler erstellen, indem Sie den 3. Anschluss mit Masse verbinden, aber ich konnte keines dieser Modelle online irgendwo zum Verkauf finden. Leider bedeutet dies, dass ich diese Lösung für mein Problem nicht wirklich verwenden kann.

Schließlich würde ich es vorziehen, möglichst keinen Mikrocontroller zu verwenden. Ich möchte meine Verstärkerschaltung irgendwann auf eine Leiterplatte drucken und möchte sie nicht mit irgendetwas verbinden müssen.

Dies ist die Art von Balance-Steuerung, die ich suche:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Hier ist mein Stromschaltplan zusammen mit einem seltsamen Spannungsverhalten.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Die seltsame Verzerrung, als sie durch die Schaltung ging:Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Das einzige, was ich in dieser Simulation geändert habe, ist, dass ich Vsig_RIGHT getrennt habe.Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Mir ist klar, dass es selbst in der zweiten Grafik, die ich gepostet habe, eine ziemliche Verzerrung gibt, aber dies ist nur der Fall, wenn die Lautstärke maximal ist, indem Rp1/Rp2 auf 0 gesetzt wird. Ich stimme die Schaltung immer noch ab. Aber offensichtlich gibt es einen gravierenden Unterschied zwischen angeschlossener und getrennter zweiter Quelle. Irgendwelche Ideen warum?

Offensichtlich ist nichts perfekt, die Hauptsache, die ich BRAUCHE, ist bei 0,5 Umdrehungen des Potentiometers, ich brauche einen dB-Verlust von -3 oder weniger. Von da an möchte ich natürlich die "ideale" Balance-Steuerkurve, aber ich versuche wirklich nur, etwas zu finden, das gut genug funktioniert und nicht zu schwierig zu implementieren ist.

Es ist auch völlig unmöglich, ich habe keine Ahnung, wovon ich spreche, und dies ist eine schreckliche Kurve für eine Gleichgewichtskontrolle, also zögern Sie nicht, mich zu rufen, wenn das der Fall ist. Das ist mir lieber, als das Ding zu bauen und es sein zu lassen.. nicht so toll.

Danke für jede Hilfe im Voraus!

Hinweis: Wenn Sie den Schleifer des Topfes mit Masse verbinden, erhalten Sie zwei variable Widerstände, die sich ergänzen.
Ich habe das schon einmal versucht. Ich habe ein einzelnes Potentiometer als zwei variable Widerstände verwendet, um einen Spannungsteiler zu erstellen, der jeden Kanal beeinflusst, und etwas Ähnliches mit einem Dual-Gang-Potentiometer gemacht, bei dem jeder Teiler jeden Kanal separat steuert. Ich finde, dass dies entweder insofern extrem unlinear ist, als dass es keinen Sinn macht, eine solche Lösung zu implementieren. Oder dass das Netzwerk es so macht, dass meine "mittlere" keine Panning-Einstellung am Poti das Signal zu sehr dämpft. Natürlich gibt es eine Million Konfigurationen, die ich nicht ausprobiert habe, aber das ist meine allgemeine Meinung.
Das zeigt nur eine Kurve, aber Sie haben zwei Kanäle. Könntest du vielleicht aufklären?
Seltsames Verhalten. Sie werden feststellen, dass das Signal bis zum QS11-Eingang unverzerrt ist, was bedeutet, dass alles, was vor sich geht, nicht auf Ihren Balance-Regler zurückzuführen ist.
Warum würde das Trennen einer der beiden Spannungsquellen und das Anschließen beider Kanäle an dieselbe Quelle das Problem lösen? Ich verstehe nicht, wie das möglich sein könnte.
„Gibt es seltsamerweise eine Möglichkeit, einen dB-Verlust mit einem Spannungsverlust gleichzusetzen?“ Ja. Spannungsverhältnis in dB = 20 log (V2/V1) Umstellen, wenn Sie mit dem dB-Wert beginnen: V2/V1 = 10^(dB/20) Der Wert des Spannungsverhältnisses entspricht 10 potenziert mit dem dB-Wert geteilt durch 20. Damit kannst du nach V1 auflösen, wenn du V2 kennst.

Antworten (3)

Hier wird die klassische Balance-Steuerung gezeigt. Dies muss von einem Ausgang mit relativ niedriger Impedanz angesteuert und in einen Eingang mit hoher Impedanz eingespeist werden.

schematisch

Simulieren Sie diese Schaltung – Mit CircuitLab erstellter Schaltplan

R2 und R3 sind gleich. Sie wählen ihr Verhältnis zum Widerstand des linearen Regelpotis R1, um die Steigung des Gain-Reglers im mittleren Drehbereich zu wählen.

Hier ist ein Diagramm der dB-Verstärkung jedes Kanals für die Auswahl von R2 und R3 von 3k, 10k und 30k. Wenn sie im Vergleich zum Balance-Poti größer werden, gibt es natürlich einen größeren Kontrollbereich um den Balance-Punkt herum und auch mehr Verlust am Balance-Punkt, auch bekannt als Gain-Boost bei extremer Rotation.

Geben Sie hier die Bildbeschreibung ein

Wie Sie sehen können, gibt es bei einem 100k-Balance-Poti weniger als 1dB Verlust am Gleichgewicht, wenn 3k verwendet wird. Es gibt etwa 2 dB Verlust bei 10k und etwa 4dB Verlust bei 30k.

Mit diesen drei gezeichneten Kurven ist es einfach genug, auf Zwischenwerte zu interpolieren und sogar auf das zu extrapolieren, was bei extremeren Auswahlen passieren würde. Wenn jedoch eine einstellbare Balance benötigt wird, scheinen die meisten Audiobenutzer mit einer Steuerung irgendwo zwischen den 2-dB- und 4-dB-Kurven zufrieden zu sein.

Wenn Sie mit einer dieser Kurvenfamilien nicht zufrieden sind, dann schlage ich vor, dass Sie eine Gain-Control-Kurve skizzieren, mit der Sie zufrieden wären , Gain versus Rotation, im oben gezeigten Format, fügen Sie die Skizze zu Ihrem Beitrag hinzu, und wir werden es tun sehen, was wir tun können.

Ich habe in der obigen Grafik dB verwendet, da die meisten Audioingenieure diese verwenden. 3 dB Unterschied klingen gleich, egal ob es sich um ein lautes oder leises Signal handelt. Lineareinheiten verhalten sich nicht so. Wenn Sie in einem Mediaplayer eine Software-Lautstärkeregelung finden, die von zu leise bis OK geht, wenn Sie von 5 auf 10 gehen, und dann nicht viel lauter zu werden scheint, wenn Sie von 20 auf 50 gehen, haben Sie eine lineare Steuerung gefunden, die von implementiert wurde ein Programmierer ohne vorherige Audioerfahrung. Es gibt einige Produkte von überraschend hochkarätigen Marken, die dies immer noch tun.

Es ist einfach genug, zwischen dB und linearen Einheiten umzuschalten. Eine dB-Verstärkung ist 20*log10(linear_gain). Die lineare Verstärkung beträgt 10^(dB_gain/20). In sehr runden Zahlen entspricht -2 dB einer Verstärkung von etwa 0,8 und -4 dB einer Verstärkung von etwa 0,63.

Danke! Ich werde damit in der Simulationssoftware ein wenig herumspielen. Gibt es merkwürdigerweise eine Möglichkeit, einen dB-Verlust mit einem Spannungsverlust gleichzusetzen? Wenn ich ein 200-mV-pp-Signal habe, das 4 dB verliert, gibt es eine Möglichkeit, dies als Spannungsverlust gleichzusetzen?
aktualisierte Antwort mit dBs und ein wenig Schimpfen über lineare Steuerelemente.
Ich habe dem Hauptbeitrag eine meiner eigenen Kurven hinzugefügt. Es unterscheidet sich nicht allzu sehr von den Beispielen, die Sie bereitgestellt haben. Außerdem haben Sie die Verwendung eines Eingangs mit einem niederohmigen Eingang und eines Ausgangs mit einem hochohmigen Ausgang erwähnt. Das erste, was mir in den Sinn kommt, ist eine Art Transistorpuffer. Gibt es andere Vorschläge, die Sie haben könnten?
Im Allgemeinen haben die Ausgänge des Vorverstärkers eine niedrige Impedanz und die Eingänge eine hohe Impedanz. Wenn Sie ihn also an vorhandene Geräte anschließen, gibt es kein Problem. Wenn Sie jedoch die gesamte Schaltung aufbauen, würde ich Operationsverstärker empfehlen, Transistorpuffer haben eine höhere Verzerrung und Sie müssen wissen, was Sie tun.
Kennen Sie irgendwelche Probleme bei der Simulation dieser Schaltung? Ich bekomme meine L/R-Kanäle über ein Aux-Kabel. In LTSpice habe ich dies mit 2 Spannungsquellen simuliert und sie als "Left in" und "Right in" verbunden und es verzerrt die Wellenform fürchterlich. Wenn ich eine der Quellen entferne, verschwindet die Verzerrung. Wenn das nicht genug Informationen sind, könnte ich leicht ein Bild meiner Schaltung und der Verzerrung hochladen, von der ich spreche.
Ich denke, Sie müssen den Schaltplan hochladen, den Sie simulieren. Wenn Sie den Wischer des Topfes geerdet haben, sollte es kein Übersprechen zwischen den beiden Seiten geben.
Ich habe Bilder von meinem Schaltplan hochgeladen.

Die klassische Verstärker-Balance-Steuerung ist ein „Dual-Log-Antilog“-Potentiometer. Dies erzeugt eine Reaktion, die wie erforderlich auf beiden Kanälen in Mittelstellung bei -3 dB liegt und bei außermittigen Einstellungen auf beiden Kanälen einen sanften Fade ergibt.

Diese Geräte sind nicht schwer zu finden - versuchen Sie es mit Fachhändlern für HiFi-Komponenten.

Der benötigte Bereich ist eigentlich ziemlich klein - ein Kanal geht auf +6 dB, während der andere Kanal auf -6 dB geht. Dies kann mit einem 1-K-Stereopoti erreicht werden, dessen Schleifer an den invertierenden Eingang eines Operationsverstärkers (z. B. einen halben NE5532) geht, während die nicht invertierenden Eingänge auf Masse gehen. Ein 1K verbindet sich mit dem Eingang und dem Pot. Das andere Ende des Topfes ist mit einem 1-kΩ-Widerstand verbunden, der zum Operationsverstärkerausgang führt. Der "Trick" besteht darin, umzukehren, welches Ende des Topfes zum Ein- und Ausgang eines der Kanäle geht. In der Mitte betragen die Verstärkungen für jeden Kanal 0 dB. Zeichnen Sie es auf Papier - es wird offensichtlich sein, wie es funktioniert.

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