Усилитель с переменным коэффициентом усиления
Усилитель с переменным коэффициентом усиления ( VGA ) или управляемый напряжением ( VCA ) — это электронный усилитель , который меняет коэффициент усиления в зависимости от управляющего напряжения (часто сокращенно CV).
VCA имеют множество применений, включая сжатие уровня звука , синтезаторы и амплитудную модуляцию .
Грубым примером является типичная конфигурация инвертирующего операционного усилителя со светозависимым резистором (LDR) в контуре обратной связи. Коэффициент усиления усилителя тогда зависит от света, падающего на LDR, который может быть обеспечен светодиодом ( оптопарой ) . Затем коэффициент усиления усилителя можно контролировать с помощью тока через светодиод. Это похоже на схемы, используемые в оптических аудиокомпрессорах .
Усилитель, управляемый напряжением, можно реализовать, сначала создав резистор, управляемый напряжением (VCR), который используется для установки коэффициента усиления усилителя. Видеомагнитофон — один из многочисленных интересных элементов схемы, которые можно создать с помощью JFET (переходного полевого транзистора) с простым смещением. Изготовленные таким образом видеомагнитофоны можно получить в виде дискретных устройств, например VCR2N.
В другом типе схем используются операционные усилители крутизны .
В аудиоприложениях логарифмическая регулировка усиления используется для имитации того, как ухо слышит громкость . 202 Дэвида Э. Блэкмера СВУ dbx , основанный на ячейке усиления Блэкмера , был одной из первых успешных реализаций логарифмического СВУ. [1]
Аналоговые умножители — это тип VCA, который имеет точные линейные характеристики. Два входа идентичны и часто работают во всех четырех квадрантах напряжения, в отличие от большинства других VCA.
В микшерных пультах
[ редактировать ]Некоторые микшерные консоли оснащены VCA на каждом канале для автоматизации консоли . Фейдер , который традиционно напрямую управляет аудиосигналом, становится управляющим напряжением постоянного тока для VCA. Максимальное напряжение, доступное для фейдера, может контролироваться одним или несколькими мастер-фейдерами, называемыми группами VCA . Затем главный фейдер VCA управляет общим уровнем всех назначенных ему каналов. [2] Обычно группы VCA используются для управления различными частями микса; вокал , гитара , барабаны или перкуссия . Мастер-фейдер VCA позволяет поднимать или понижать часть микса, не влияя на смесь инструментов в этой части микса.
Преимущество подгруппы VCA заключается в том, что, поскольку она напрямую влияет на уровень усиления каждого канала, изменения уровня подгруппы VCA влияют не только на уровень канала, но и на все уровни, отправляемые в любые пост-фейдерные миксы. В традиционных аудиоподгруппах главный фейдер подгруппы влияет только на уровень основного микса и не влияет на уровень постфейдерных миксов. Рассмотрим случай, когда инструмент подает подгруппу и микс после фейдера. Если вы полностью опустите главный фейдер подгруппы, вы больше не будете слышать сам инструмент, но все равно будете слышать его как часть пост-фейдерного микса, возможно, в виде эффекта реверберации или хоруса . [3]
Известно, что микшеры VCA служат дольше, чем микшеры без VCA. Поскольку VCA контролирует уровень звука вместо физического фейдера, разрушение механизма фейдера с течением времени не приводит к ухудшению качества звука.
VCA были изобретены Дэвидом Блэкмером , основателем dbx , который использовал их для создания компрессоров динамического диапазона . Первой консолью, использующей VCA, была компьютерная автоматизированная система записи Allison Research, разработанная Полом К. Баффом в 1973 году. [4] Еще одной ранней возможностью VCA в звуковом микшере была серия студийных записывающих пультов MCI JH500, представленная в 1975 году. [5] Первым микшером VCA для живого звука стал PM3000, представленный компанией Yamaha в 1985 году.
Цифровой усилитель с переменным коэффициентом усиления
[ редактировать ]Усилитель с цифровым управлением (DCA) — это усилитель с переменным коэффициентом усиления и цифровым управлением.
В усилителе с цифровым управлением используется ступенчатый подход, обеспечивающий градуированные приращения выбора коэффициента усиления. Это можно сделать несколькими способами, но определенные элементы остаются в любом дизайне.
В своей самой простой форме тумблер, прикрепленный к резистору обратной связи, может обеспечить две дискретные настройки усиления. Хотя это не функция, управляемая компьютером, она описывает основную функцию. Благодаря восьми переключателям и восьми резисторам в контуре обратной связи каждый переключатель может включать определенный резистор для управления обратной связью усилителя. Если бы каждый переключатель был преобразован в реле, микроконтроллер можно было бы использовать для активации реле и достижения желаемого усиления.
Реле можно заменить полевым транзистором соответствующего типа, чтобы уменьшить механическую природу конструкции. Другие устройства, такие как интегральная схема двунаправленного аналогового КМОП-мультиплексора CD4053 и цифровые потенциометры (комбинированная цепочка резисторов и мультиплексоры), могут хорошо выполнять функцию переключения.
Чтобы свести к минимуму количество переключателей и резисторов, можно использовать комбинации значений сопротивления путем активации нескольких переключателей.
См. также
[ редактировать ]Ссылки
[ редактировать ]- ^ «Краткая история развития СВУ» . Архивировано из оригинала 3 июля 2020 г.
- ^ «Блок-схема Allen & Heath ML3000» (PDF) . Архивировано из оригинала (PDF) 14 октября 2022 г.
- ^ «Руководство пользователя Allen & Heath ML3000» (PDF) .
- ^ Ричард Джеймс Берджесс (2014). История музыкального производства . Издательство Оксфордского университета. п. 134. ИСБН 9780199385010 .
- ^ Селф, Дуглас (2012). Объяснение аудиотехники . Тейлор и Фрэнсис. п. 249. ИСБН 9781136121258 .
Внешние ссылки
[ редактировать ]- Примеры неоптических СВУ
- Некоторые схемы для VCA
- «Ламповые СВУ» . Архивировано из оригинала 13 мая 2008 г.
- Лекция для студентов Университета Торонто, объясняющая, как реализовать усилитель, управляемый напряжением, с использованием операционного усилителя и фотоэлемента на archive.today (заархивировано 21 февраля 2013 г.)
- Руководство Аллена и Хита по микшированию VCA Sound Desk на Wayback Machine (архивировано 3 декабря 2008 г.)