一套音響器材在重播音樂時能擁有雄厚的低音,常是令人感覺滿意的基礎。然而當設計一套低音良好的音響設備時,常常使得唱盤轆聲隨之放大,這是無法避免的。這裡要介紹的擴大器能大為減少唱片的抖擺聲,卻不影響低音的重播及高頻分離度,同時又能作為附加副低音喇叭的分頻網路。本線路花費不多,容易裝置同時也沒有特殊的零件及困難的調整。
工作原理
抖擺聲係來自唱片的刻紋及唱盤設備,平常的高通濾波器能濾去大部分的低頻成分,却沒有辦法只留低頻樂音而衰減抖擺聲。
大多數抖擺聲會對唱頭做垂直的調變,因而將使輸出信號相位偏移。當兩個聲道的低頻輸出混合在一起時,這些相位偏移的低頻便會互相抵消。由於平常錄音當中所含的低音,相位偏移的非常少或根本沒有,因此把兩聲道的低頻混合在一起,並不會使它們抵消。雖然錄音當中低音仍有少許分離度,但人類的耳朵很難分辨出來。音響心理學的研究指出,人類對低音的定位感多是對發音的瞬間時差或對高諧波的感覺。
為了確定混合低音可以消除抖擺聲的效果,可作下面的實驗:首先將唱針置於無聲的唱片音溝裡,開大音量直到可清楚聽到抖擺聲時,再將擴大機切到單音位置(左聲道+右聲道),如果您的擴大器左右聲道平衡,且相位正確,這時會發現抖擺聲忽然消失掉了!
電路部份
請看圖一,信號由J1及J2輸入,IC1A及IC1D為無增益的反相器,把輸入信號倒相180°。IC1B及IC1C及所屬的零件組成無增益的低通濾波器而不改變相位,此時如將IC1A和IC1B或IC1C和IC1D的信號混合,則低音就會抵消掉,而只剩下倒相的中、高頻了。
──本機規格──
1.輸入阻抗:10KΩ
2.建議輸出負荷阻抗:10KΩ或更大
3.輸入信號:0.3至3.0伏特(RMS)
4.總諧波失真:少於0.05%
5.雜音信號比:高於70分貝(未加權)
6.頻率響應:50Hz至16KHz,±¼分貝(R17及R19均未取掉時,立體聲輸出所測結果)。開關S1亦打開,並且濾波器的電阻係根據上面所說的配對選擇所挑出來的。
如果將IC1B及IC1C的輸出混合,便產生一合成的低音信號,它包含了正常音樂中的低音信號而沒有了不應有的相位偏移的信號。此時將低音再和含有中、高音頻的立體信號重新混合,結果所產生的立體音響效果,除了抖擺聲消失以外,幾乎無法感覺出和處理前有任何區別。IC2B及IC2D將IC1A及IC1D倒相過的信號再倒相回來。
本機消除抖擺聲的工作情形,可參看圖二,陡峭的曲線顯示低頻相移的信號已被削除,低通濾波器會濾掉所有200Hz以上的信號。細線所包括的範圍對人類而言只是聲音而已沒有什麼方向性,兩條線包圍的斜線區域式中等以至於高級唱頭所能達到的立體分離度。由這些曲線看來,這裡所採用的方法並不會對分離度有什麼不好的影響。
IC2C輸出的信號可以用推動副低音後級,此一低音信號已經不含有抖擺聲了。要注意當這樣用的時候要把R19及R17拿掉,以免低音再重複出現於左右聲道中。這樣從J3、J5的立體聲輸出中就只有中低音、中音及高音的成分了。參看圖三可知由J4輸出低通特性,110Hz以上的頻率都會被濾去。J4和J3、J5的輸出正好是互補的。
動態立體顯示器
為了確知抖擺聲已被降至無法聲聞,此處有一個特殊的立體分離度顯示器,裝或不裝都可以。它利用本機合成低音的過程中取出資料來顯示,其分離度是因兩聲道中相異的正相信號而產生。
首先IC3A將左右聲道濾出的低音處理,以取出相位偏移的信號,再由IC3B、D1及C18整流。
IC2C輸出的合成低音(見圖一C點),經由IC3C增幅到相當的電壓,並由C21、C22來限制其頻率響應,以衰減掉不需要的中、高頻,然後由IC3D、D2及C19整流。
IC4A、IC4B及IC4C作比較的工作,把上面兩個直流輸出作比較後點亮LED3、LED2及LED1,以顯示相互間的高低。D3 D4 R43 R44和C19供應一小偏壓以避免在信號小的時候,由雜音所引起比較器的誤動作,因為比較器純粹以兩信號相對的大小來比,而非絕對輸出的大小。
分頻點的選擇及更改
裝機之前,您應先決定需要什麼樣的功能以作為分頻點選擇的依據。如果只要消除抖擺聲,那就把分頻點定在220Hz(如抖擺聲嚴重可改為330Hz),表一有你所需的零件數值,如果你主要是想加個附低音喇叭,那麼110Hz的分頻點更為合適。
如果只用來消除抖擺聲,C6 J4及R26可省略。而如要用來推動副低音喇叭,則R17 R19要拿掉。不論是用來消除抖擺聲或推副低音喇叭或者都用,均可使用立體分離度指示器;假如你不想裝,則零件表有打星號(★)的都不必買。
裝機注意事項
本機沒高增益或其他易引起問題的部分,然而為了提高零件的水準,最好使用印刷電路板,圖五是線路板銅箔部分及鑽孔位置(蘇桑註:原文未附圖五);圖六是零件位置圖,如果能使用IC座及Molex座則更好。
材料的選擇
為了減少失真,低通濾波器內的C1~C4,最好用塑膠電容器或其他高品質的電容器,同樣的,在C5~C7上再並聯上0.1μF的塑膠電容器。
誤差5%的碳膜電阻就可以用了,但最好先用三用表測量過,三用表並不需要很精確,只要能分辨出100KΩ左右數值的些微差異,因為這裡零件的對稱遠較數值的正確為重要。
先測量100KΩ的電阻,選出4個數值是接近的作為R15~R18,另外選4個很接近的作為R19~R22。11~R14也一樣,最後再選出兩對作為R3 R4及R9 R10。
即使沒按上述方法挑選零件,本機仍能良好的工作,但是如果上述配對的工作做得越好,C1~C4的濾波效果將更為精確,全機的頻率響應就更為平直。
組合時要注意零件的極性,IC1的第5及第10腳是用電線跳接的。要注意:R1 R2要直接焊在輸入插座上(輸入插座不在基板上);同樣的,R25 R26 R27是焊在輸出插座上。本機外殼最好用金屬製的,輸出入線要用隔離線。
試 機
先重複檢查一下線路板。打開電源並調整電壓使其正、負電壓一致,且不高於±18V。以1V、30Hz的信號輸入J1(左輸入插座),此時J3 J5(左右輸出插座)應各有0.5V的輸出。如J1 J2都輸入1V、30Hz的信號,則J3 J4 J5都應有1V的輸出。
有裝置立體分離度指示器時,也可以用1V、30Hz的信號來測試。當輸入J1或J2(並非同時)則3個LED都會亮。同時輸入J1及J2時三個LED都熄滅。
然後改變頻率至3KHz、1V的電壓,把信號輸入J1,此時應只有J3輸出1V;如輸入J2則J5會輸出1V。不論左右同時或單獨輸入LED應均不發亮;如LED3亮了,試減少輸入信號看是否會熄滅(注意:以上測試都是在開關S1開路時顯示的)。
如果沒有上述的信號產生器,那麼便將本機接入你的音響系統內,要注意的是:它必須接在信號處理設備之後,如等化器、動態擴展器等。然後找一張唱片播放沒有音樂的音溝,注意聽抖擺聲,把開關S1打開或關上,此時應能感覺出抖擺聲的出現或消失,並且立體分離度指示器上的LED3可能會亮,其他兩個LED應只偶爾閃亮。
使用時應注意儘量使左右聲道調整平衡,再接上本機。另外除了用唱片的靜音音溝來試驗外,也可以用張單音的唱片來試。 (取材自Popular Elec. 1981/APR., 原作者為 JOHN DAVIS)
轉載音響技術第82期OCT. 1982 副低音喇叭必備 能消除唱盤RUMBLE的3D式電子分頻器/蘇錦昌(取材自Popular Elec. 1981/APR., 原作者為 JOHN DAVIS)
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