Este artigo foi escrito com a intenção de explicar em detalhes por trás da criação de um circuito simples decodificador de som surround.
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
De acordo com a Figura 1, Hafler projetou o circuito para permitir que os alto-falantes traseiros gerem a diferença de sinal entre a saída direita e esquerda.
Embora todo sistema codificado estéreo mantenha a diferença de sinal entre o canal direito e esquerdo, é essa diferença de sinal quando recebida pelos alto-falantes traseiros que é reproduzida.
No entanto, é vital ter em mente não aterrar os terminais negativos dos alto-falantes traseiros, caso contrário, a parte traseira se comportará paralelamente aos alto-falantes frontais principais.
Versão Passiva de Nível de Linha
O uso de amplificador individual para alto-falantes traseiros não é realmente possível. No entanto, há 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 [1:1 ratio]que é bastante raro de encontrar, mas disponível.
Figura 2
Como alternativa, tentamos usar uma unidade de 600ohm. Mas é pela impedância que a saída que recebemos não foi boa, pois falta graves.
No entanto, ao carregar o transformador, ele aumentou a qualidade dos graves, mas o pré-amplificador parece não funcionar ao máximo por causa da impedância. É por isso que usamos transformadores telefônicos com 600:600ohms e funcionou bem.
O circuito da Figura 2 ilustra o caminho que seguimos. Seguindo este design, funcionou, mas tem impedância muito baixa em todos os casos, exceto pré-amplificador de estado sólido.
Usando unidade de 600ohm, a perda gerada é em torno de 3dB. A baixa frequência é -3dB em 100Hz. No entanto, varia de acordo com a qualidade do transformador.
O transformador de telefonia de 600ohm 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. Assim, a alternativa seria usar o duplo opamp para projetar o sistema, e seu processo é mencionado abaixo em detalhes.
Explicando o novo circuito
O diagrama esquemático na Figura 3 dá uma visão detalhada por trás deste desenvolvimento do circuito decodificador de som surround simples.
Figura 3
Enquanto o novo design [Figure 3] seguirá o princípio de Hafler, este novo circuito simplificou a fiação, embora precisássemos de amplificadores de potência extras. Existe agora um sinal do canal central e o subwoofer para receber o sinal mono também está definido.
Você pode ter encontrado um tipo de circuito semelhante em outros artigos, mas há algumas reviravoltas 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, devido à 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 que, se você estiver seguindo o circuito como na Figura 3, certifique-se de que os alto-falantes traseiros estejam desconectados.
Deixe um alto-falante se conectar ao amplificador de maneira normal e o segundo deve ser conectado mantendo os fios do alto-falante invertidos.
Embora a diferença possa ser insignificante, mas 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 maneira como o circuito decodificador de som surround funciona
A1 opamp deve ser conectado na forma de subtração de amplificador, 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 possui todas as informações necessárias dos canais esquerdo e direito.
Controle do Canal Central
O potenciômetro VR1 está ajustado para nivelar o canal central. Pode ser um potenciômetro convencional ou trimpot com a parte traseira montada.
Somando os dois canais [left / right channel] onde o sinal não é mono, -3dB será o nível do canal central.
Por exemplo, se a fala do canal central for mono, o nível se tornará 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. Ele deve ser estável e o controle de nível disponível é suficiente para gerar a saída necessária.
O uso do Capacitor C1 não é obrigatório, pois fornece frequência de roll-off de 8kHz. Isso realmente ajuda a reduzir quaisquer problemas no sinal do estéreo principal.
Saída – Subwoofer
A saída do subwoofer é retirada do mixer de canal central e adicionado um 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 dos opamps impedindo a capacitância do cabo de sinal. Seguir isso não resultaria em perda de frequência, mas se você usar cabos de sinal de 100 m de comprimento, isso pode representar um problema.
Referindo-se à Figura 3, os alto-falantes traseiros possuem duas saídas em paralelo.
A razão para fazer isso é permitir a fiação fácil para facilitar a conexão do amplificador estéreo com os alto-falantes traseiros.
Normalmente, o amplificador mono funcionaria bem, desde que fosse paralelo aos dois alto-falantes traseiros. Mas isso pode não ser viável se você estiver usando alto-falantes de 4 ohm e, se o usar, certifique-se de conectá-los na forma de série. Para permitir a conexão fora de fase, os terminais vermelhos precisam ser unidos e conectar ainda 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 proveniente da rede elétrica, etc.
Embora não haja 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 soltar os componentes, pois isso pode levar a um curto-circuito.
Você pode conectar os componentes e o amplificador operacional duplo em um Veroboard. Certifique-se também de aplicar 1% de filme de metal em todo ele para diminuir o ruído.
Você pode manter os conectores RCA conectados. 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 tampas de poliéster de 100uF para conectar com capacitores de bypass de alimentação de 100uF em paralelo, mas isso não é obrigatório.
Linha de atraso
Se você planeja enriquecer o som, também pode aplicar a linha de atraso para atrasar o som que chega aos alto-falantes traseiros. Mas isso novamente 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.
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FONTE
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