Лимитер для усилителя своими руками

Три схемы компрессоров аудиосигнала на полевых транзисторах

Звуковые FET компрессоры — лимитеры для трансиверов, музыкальных
инструментов, певцов-вокалистов и прочих, нуждающихся в компрессии.

— Что мешает плохому танцору?
— Да ладно вам, девчонки! . Тут же всё и ёжику понятно.
— Причём тут ёжик, и что ему должно быть понятно?
— Нет смысла вдаваться в подробности. Ясно с ним, короче, всё — с танцором этим. А вот, что мешает плохому певцу тире вокалисту?
— .
— А плохому певцу-вокалисту ничего не мешает. Поёт себе и поёт. Он сам всем окружающим мешает!
Хотя можно попытаться и подкорректировать ситуацию с подобным малосимпатичным, вялым и неубедительным вокалом.
Спрашиваете, как? Отвечу — различными электронными прибамбасами, в частности, компрессором.

Компрессор (Compressor) — это электронное устройство, выполняющее сжатие динамического диапазона звукового сигнала, а по сути — уменьшающее разницу между тихими и громкими звуками, приводя их приблизительно к одному уровню в оптимальном для каждого конкретного случая коридоре.

Понятно, что при таком раскладе от дурных привычек, таких как: чавкать в микрофон, причмокивать, громко дышать между словами и т.д., придётся решительно отказаться. Всё это без разбора будет усилено компрессором и зазвучит в едином лирическом миноре с основной линией акапеллы.

Гитарный компрессор ничем не отличается от вокального и занимает достаточно почётное место в недрах многочисленного разнообразия гитарных примочек.

Нелишним окажется компрессор и в радиосвязи. Сжатие динамического диапазона речи для SSB, AM и FM передатчиков позволяет достичь большей разборчивости голосового сигнала среди шумов и помех в месте приёма, а также более полно использовать энергетические возможности усилителя мощности передающего устройства.

Приведём основные параметры, характеризующие свойства компрессора.

• Пороговый уровень срабатывания (Threshold) — определяет уровень входного сигнала, выше которого компрессор начинает ослаблять сигнал.
• Степень сжатия (Ratio, Slope) — определяет интенсивность ослабления (степень сжатия) сигнала. Показывает, насколько сильно будет скомпрессирован сигнал, который перешёл границу порога срабатывания компрессора.
• Время атаки (Attack) — это время, которое проходит между превышением входным сигналом порогового значения и моментом достижения заданного уровня компрессии. Символизирует скорость реакции компрессора на поступающий сигнал.
• Время спада, восстановления (Release) — это время, которое проходит между тем, как уровень входного сигнала упал ниже порогового уровня срабатывания, и моментом, когда компрессор перестаёт ослаблять сигнал.

Итак, каким должен быть хороший универсальный компрессор?

1. Обладать малым КНИ (THD), чтобы не вносить собственных нелинейных гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.
2. Обеспечивать минимальное время срабатывания (Attack), чтобы гарантированно отрабатывать быстрые ноты и избегать при этом щелчков (особенно при высоких уровнях степени компрессии).
3. Позволять производить регулировку всех основных параметров с целью достижения оптимальной для конкретной задачи динамических характеристик устройства.

А ещё, как водится в нашем радиолюбительском деле, немаловажным критерием отбора окажется и радующая глаз простота реализации компрессора, и непринуждённость его настройки.

Об «оптике» в роли универсального компрессора забываем сразу! Несмотря на его популярность в музыкантской среде и устойчивое мнение о том, что оптический компрессор придаёт «теплоту» электрогитаре и мягкий, натуральный оттенок вокальной партии — устройства эти являются довольно медлительными и непроворными. Связано это с инерционностью светочувствительного резистора, которая составляет десятки, а то и сотни миллисекунд. Результат — неспособность поймать и отработать переходные пиковые значения.

VCA-компрессоры значительно быстрее оптических. Они представляют собой управляемый напряжением усилитель и строятся, как правило, на биполярных транзисторах, с тщательно подобранными сходными характеристиками. Эта требовательность к подбору комплектующих, а также сложность настройки является минусом данных типов устройств. Именно поэтому в дешёвых и не сильно качественных VCA-компрессорах наблюдается эффект подглушки высоких частот при повышении уровня компрессии.

Практически не имеют недостатков звуковые компрессоры с регулировкой уровня звукового сигнала при помощи широтно-импульсной модуляции (Pulse Width Modulator Сompressor). В данных типах устройств наряду с быстротой атаки удаётся избежать перегрузок при высоких мощностях звукового сигнала, независимо от уровня компрессии. Несмотря на то, что подобные устройства недёшевы и используются в основном в профессиональной деятельности, с появлением недорогих и массовых микросхем шим-контроллеров представляется возможным произвести на свет данный продукт без особых сложностей и затрат.
В рамках данной статьи ШИМ-компрессоры мы рассматривать не будем, но сделаем это обязательно в одной из последующих передовиц.

Про разные ламповые, цифровые, ВЧ и фазовые компрессоры забываем также легко, как и про оптические и оставляем в сухом остатке FET-компрессоры, в которых в качестве управляющего элемента используется полевой транзистор.
Атака у данных типов устройств куда более быстрая, чем у оптических компрессоров и даже быстрее многих VCA приборов, что даёт возможность использовать их не только в качестве компрессоров со значительным временем спада, но в качестве лимитеров, в которых практически отсутствует понятие атаки (как правило: Attack=0.1-2мсек), а время спада (восстановления) составляет 20-60мсек.
Грубо говоря, работа лимитера подобна действию диодного ограничителя, с той лишь разницей, что он не должен вносить гармонических искажений в обрабатываемый сигнал.

Интересно, что при помощи подобных электронных устройств, становится возможным не отправлять шепелявого горе-вокалиста к дантисту или логопеду, а почистить вокал от шипящих и свистящих подручными средствами.
Для этого достаточно произвести предварительную частотную коррекцию входного сигнала — поднять высокие частоты (свыше 4-5кГц), прибрать низы и середину, а далее направить это всё это хозяйство на лимитер.
Как только появится шипяще-свистящий выхлоп, детектор воспримет его громче, чем он есть на самом деле, и компрессор стремительно снизит усиление сигнала. При минимальном времени атаки и времени восстановления 50-60 мсек, компрессор должен мгновенно погасить шипящие звуки, при этом оставив незатронутым основной голос. Несомненно, что порог срабатывания в этом случае должен быть установлен чуть выше среднего уровня громкости вокальной партии.

Итак, тезисы, как отдельная форма научного письменного труда, выдвинуты, а чтобы у посетителя, открывшего эту страницу, не возникало ощущение лироэпического жанра, сдобрю-ка я её схемой электрической принципиальной звукового FET-компрессора.

Приведённая схема компрессора с управляющим элементом на полевом транзисторе — самая универсальная, а соответственно и самая сложная из трёх схем, с которыми я хочу Вас познакомить. Как она работает, какими характеристиками обладает и как её можно упростить — подробно рассмотрим на следующей странице.

Источник

Простой лимитер на одном транзисторе

Это очень простой и маленький проект, который защитит динамики от перегрузки. Любая попытка перегрузки будет просто убираться усилителем — чем больше перегруза, тем больше входного сигнала уменьшается.
Данный лимитер может быть использован с обычными усилителями на биполярных транзисторах, МОП-транзисторах, мостовых усилителях, автомобильных усилителях, и других аудиосистемах. Она будет работать с любым усилителем примерно от 10 Вт.

Схема лимитера:

Основой схемы являются оптопары LDR1, LDR2, которые состоят из фото-резистора и светодиода. При достижения предела выходной мощности усилителя, сетодиод загоряется, его свет попадает на фото-резистор который в свою очередь под воздействием света уменьшает свое сопротивление, которое приводит к ограничению входного сигнал усилителя.
Ниже в таблице приведены напряжения питания лимитера и сопротивление резистора R3, для определенной мощности усилителя в котором будет использоваться лимитер.

Мощность усилителя (8 Ом)	Напряжение питания	R3
20 Вт	17 V	820 R / 0.5 Вт
50 Вт	28 V	1.5 k / 1 Вт
100 Вт	40 V	1.8 k / 1 Вт
200 Вт	56 V	2.7 k / 2 Вт
500 Вт	90V	4.7 k / 2 Вт

Переменным резистором VR1, устанавливается точное срабатывание лимитера. Светодиод LED1 инициирует визуальное срабатывание лимитера. Оптопары можно сделать из светодиода и фоторезистора скрепив их вместе с помощью не прозрачного скотча или изоленты как показано на рисунке.

Источник

Тема: Ограничение усиления в УНЧ по величине клиппинга

Опции темы

Ограничение усиления в УНЧ по величине клиппинга

Цель — создать для УНЧ простой саморегулируемый ограничитель (лимитер) на основе данных о перегрузе вых. каскада. УНЧ выполнен на микросхеме по типу дифференциального усилителя с ОООС, поэтому данные об искажениях (разность сигналов) легко снимаются с инвертирующего и неинвертирующего входов (между + и -). Соответственно, чем больше вых. искажения, тем выше получается разностный сигнал. Идея состоит в том, чтобы использовать этот сигнал (выпрямленное напряжение или сырое) для пропорционального снижения усиления исходного сигнала. Есть варианты снижать как по входу, так и в разрыве цепи ООС, изменяя сопротивление — но вот как это сделать, не вмешиваясь активными элементами в схему усилителя? На ум приходит только вариант с оптроном или связкой лампочка-фоторезистор, но, очевидно, о точности и пропорциональности работы не может быть и речи.

На скринах примерная схема в IdealCirquit (очень обобщённая, так что не придираться) и графики напряжений при подаче синусоидального сигнала. Напряжение питания выбрано специально для провокации клиппинга при заданном Ку. Зелёный график — выхлоп, голубой — вход, жёлтый — выпрямленный разностный сигнал (+/-), розовый и красный — по сути, границы входного сигнала, в которые его надо вписать, чтобы клиппинг исчез.

Последний раз редактировалось Alex D.; 11.09.2019 в 15:56 .

Источник

Тема: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Опции темы

Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Требуется схема простого компрессора-лимитера для мини саба.

Саб играет до 100гц. Как обычно на малой громкости его мало, а на большой идет перегруз. Что то сложное городить не хочу. А что то простое ни как найти не могу. Кто может подсказать решение?

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Требуется схема простого компрессора-лимитера для мини саба.

Саб играет до 100гц. Как обычно на малой громкости его мало, а на большой идет перегруз. Что то сложное городить не хочу. А что то простое ни как найти не могу. Кто может подсказать решение?

На этом же чипе есть известный проект Pico Compressor. Его прикрыли по коммерческим соображениям, но практически вся инфа есть на диайфэктори, ищите:
http://diyfactory.ru/forum/index.php?act=idx

Может, Вы имели ввиду сабж на чём-то вообще дешёвом и легкодоступном?

Последний раз редактировалось Tuvalu; 03.01.2011 в 03:26 .

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Да не хочется городить большой огород. У меня два канала — все умножается на два. А у меня еще 4 канала (СЧ и ВЧ).

Хочется чего то совсем простого. Качественные характеристики до 100гц понятны — они без особых претензий.

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Проще не бывает :

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Схемка интересная. А номиналы диодов каковы?

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Любой сигнальный кремний подойдет. КД522 Например.

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

почему то мне не кажется это простым..

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Да куда-уж проще! Я примерно такую схему много раз делал для гитар (собствено, она и есть схема от фендеревского гитарного комбика).
Но если хочеться «проще» — посомтри как у Наиля (Нота Бене) сделано в его ЭЖМОС-системах. Там есть лимитер.

P.S. Желательно сначала бы определиться — нужен лимитер или компрессор, ибо вещи это разные.

Re: Простой компрессор-лимитер для маленького саба.

Тяжёлый случай. Нет, конечно можно и ещё проще схему найти, но характеристики там, как правило, уже совсем никакие.

jkl, я почему именно эту схему предлагаю — она уже опробованна! Причём, именно на маломощном сабе. Достоинства:
1) По нелинейным искажениям — всё вполне пристойно во всём диапазоне компрессирования, особенно для сабового применения.
2) Диапазон компрессирования — 20 дБ (при указанных напряжениях питания и номиналах).
3) И главное — удачно подобранные номиналы RC цепочек в сглаживающем фильтре после выпрямителя, задающие такие важные временные параметры, как — время срабатывания и время восстановления. По сути, получается саб с адаптивной чувствительностью и если правильно подобрать порог срабатывания, то реальным сигналом перегрузить его практически невозможно. Во всяком случае, с усилком с синусоидальной мощностью всего 40 Вт, при реальной домашней эксплуатации, мне этого сделать не удалось даже на киношных спецэффектах.
Эх, давно это было.

Источник