Что такое сумматор
В общем смысле слова, сумматор – это какое-либо устройство, которое что-либо суммирует и выдает на выходе сумму этих воздействий. Сумматор можно представить в виде какого-либо неизвестного нам ящика, на который поступает входные воздействия и на выходе такого ящика выдается их сумма.
В электронике сумматоры делятся на две группы:
- сумматоры аналоговых сигналов
- сумматоры цифровых сигналов
В этой статье мы будем разбирать аналоговые сумматоры.
Tube-Tech SSA2A и SSA2B
Ламповые сумматоры SSA2A и SSA2B (цена каждого около 4800$) подразумевают полное управление миксом из DAW — регулировке доступен только уровень мастер-выхода (с помощью прецизионного переключателя, шагами по 0,5 дБ). Конструкция устройств типична для компании Tube-Tech: все входы-выходы — на разъемах XLR с дорогими трансформаторами, полная внутренняя симметрия, восемь ламп ECC 82/83/88 и стрелочные VU-индикаторы. Устройство SSA2A имеет фиксированную конфигурацию из восьми стереоканалов и четырех моноканалов, SSA2B — десять стереоканалов, первые два из которых могут превращаться в четыре моно тумблерами на передней панели. В остальном устройства одинаковы. Имеют полосу пропускания от 5 Гц до 100 кГц, коэффициент гармонических искажений менее 0,05%. За бортом нашего обзора остались ламповые «микшеры на заказ» Manley (ценой порядка 10000-15000$) и специализированные системы аналогового микширования таких именитых фирм, как API, Millenia Media и George Massenburg Labs (GML). Их продукцию язык не поворачивается назвать сумматорами, ибо это модульные аналоговые рабочие станции. Они имеют различные типы канальных линеек (модулей) и позволяют собирать нужную конфигурацию постепенно, ориентируясь на текущие потребности студии. Комплекты для более-менее серьезной работы обойдутся в 35000-40000$.
Аналоговый сумматор
Думаю, все из вас помнят осциллограмму постоянного напряжения
Если, допустим, цена нашего квадратика 1 В, то на данной картинке мы видим постоянное напряжение амплитудой в 1 В. Суммировать постоянное напряжение – одно удовольствие. Для этого достаточно сложить амплитуды этих сигналов в любой момент времени.
На рисунке ниже мы видим два сигнала A и B и сумму этих сигналов: A+B. Если сигнал A = 2 В, сигнал B = 1 В, то сумма этих сигналов составит 3 В.
Все то же самое касается и сигналов с отрицательной полярностью
Как вы видите, при сложении сигналов с равной амплитудой, но разной полярности, мы в сумме получаем 0. То есть эти два сигнала взаимно себя скомпенсировали: 1 +(-1)=0. Все становится намного веселее, если мы начинаем складывать сигналы, которые меняются во времени, то есть переменные сигналы. Они могут быть как периодические, так и непериодические.
Давайте для начала рассмотрим самый простой пример. Пусть у нас будут два синусоидальных сигнала с одинаковыми амплитудами, частотами и фазами. Подадим их на сумматор. Что получится в итоге?
Получим синусоиду с амплитудой в два раза больше. Как вообще она получилась? Вычисления производятся довольно просто. Каждая точка синусоиды A+B – это сложение точек в одинаковый момент времени синусоид А и B. Для наглядности мы взяли 3 точки: t1 , t2 и t3 .
Как вы видите, в момент времени t1 у нас амплитуда сигнала А была равна 1 В, амплитуда сигнала В тоже 1 В. В сумме их результат в момент времени t1 будет равен 2 В, что мы и видим на сигнале A+B. В момент времени t2 амплитуда сигнала A была 0 В, амплитуда сигнала В тоже 0 В. Как нетрудно догадаться, 0+0=0, что мы и видим на сигнале A+B в момент времени t2 . Ну а в момент времени t3 амплитуда сигнала А = -1 В, амплитуда сигнала В = -1 В, в результате их сумма -1+(-1) = – 2 В, что мы как раз и видим на синусоиде А+B в момент времени t3 . Отсюда напрашивается вывод: для сложения сигналов надо суммировать амплитуды сигналов в одинаковые моменты времени.
А давайте сместим фазу одного из сигналов на 180 градусов, относительно другого, но при этом амплитуды и частоты сигналов оставим без изменения. Про такие сигналы говорят, что они находятся в противофазе. Как думаете, чему будет равняться их сумма? Долго не думая, смещаем второй сигнал на 180 градусов и суммируем их амплитуды в каждый момент времени. Нетрудно догадаться, что их сумма будет равняться нулю, что мы и видим на рисунке ниже.
AMS Neve 8816
Многофункциональный микшер-сумматор 8816 (3500$) имеет типичную конфигурацию 16 х 2 и размер в две рэковых единицы. Из рассмотренных моделей у него самые развитые коммутационные возможности. Прибор может применяться для записи, мониторинга и сведения, имеет дополнительные опции (плату аналого-цифрового преобразователя, внешний блок фейдеров), систему сохранения и вызова настроек через компьютер. Частотный диапазон устройства от 20 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ +/-0,5 дБ, коэффициент гармонических искажений менее 0,02%. В 8816 применена та же топология сумматора, что и в классических консолях Neve 80-й серии, а на мастер-выходе используется подобранная пара трансформаторов Carnhill. Передняя панель 8816 состоит из трех зон: микширования, управления мониторным миксом (cue section) и мастер-секции. На каждой из 16 канальных линеек (если их можно так назвать) есть кнопка заглушения/прослушивания (cut/solo), регулятор уровня, панорамы и назначения на мониторинг (для исполнителей в студии при записи методом последовательного наложения). Мастер-секция 8816 содержит органы управления, характерные больше для полноценного студийного пульта, чем для сумматора: выбор мониторов, прослушивание входа с двухканального устройства и прочее. Есть также регулятор управления шириной стереобазы. Коммутация прибора с DAW и устройствами обработки осуществляется с помощью пяти 25-контактных разъемов D-Sub. Возможно объединение нескольких экземпляров 8816 для увеличения числа каналов. Прибор данной ценовой категории не может претендовать на полноценную аналоговую автоматизацию, но компьютерная программа Recall, сопровождающая 8816 (есть версии для PC и Mac), пытается хотя бы отчасти помочь в этом вопросе. С ее помощью можно быстро сохранять «снимки» всех органов управления прибора в виде текстовых файлов размером 32 килобайта. Общение 8816 и компьютера происходит по USB. При вызове сохраненного снимка на экране компьютера появляется изображение передней панели прибора, и те ручки, которые требуют регулировки (то есть были смещены с момента сохранения снимка), подсвечиваются, а кнопки сбрасываются в нужное значение автоматически. Пусть это и не Total Recall, но все равно удобно.
Сложение двух сигналов в программном симуляторе
Но что, если нам надо сложить в теории два каких-нибудь два сложных сигнала с разными фазами, амплитудами, частотами? Здесь проще всего прибегнуть как различным симуляторам. Один из них – это Proteus. С помощью него я могу сложить два любых сигнала и посмотреть их сумму. Для этого выбираю синусоидальный генератор
потом виртуальный осциллограф
Собираю схему
Щелкаю два раза на генератор и задаю его параметры
Давайте сложим два наших синусоидальных сигнала с одинаковыми амплитудами, фазами и частотами, как во втором примере
Прописываем амплитуду и частоту каждого сигнала, остальное ничего не трогаем. Потом нажимаем “пуск”
Потом нажимаем правой кнопкой мыши на наш виртуальный осциллограф и нажимаем Digital Oscilloscope
Сигнал с канала B я немного сдвинул вниз, иначе он совпадает с сигналом А. Оно и неудивительно, так как это два идентичных сигнала.
Для того, чтобы найти их сумму, нам достаточно нажать на кнопку A+B
Получаем сумму двух сигналов
В таком виртуальном осциллографе можно складывать любые два сигнала.
Давайте сложим два таких сигнала
Нажимаем A+B и получаем вот такую сумму сигналов
А давайте сдвинем синусоидальный сигнал на 90 градусов по фазе. Имеем
В результате сумма сигналов будет
На моем реальном цифровом осциллографе тоже имеется такая функция
Здесь на примере ниже я суммирую два сигнала: синусоидальный и прямоугольный. Зеленая осциллограмма – это сумма двух этих сигналов.
Делаем корпус
Для создания корпуса я использовал корпус от DVD ROM. Его нужно полностью разобрать, но сохранить болтики, фиксирующие крышку, они нам ещё понадобятся. Вынимаем все потроха, отдираем пластмассовую переднюю панель и счищаем этикетку сверху. Далее измеряем переднюю панель и по её размерам нужно вырезать прямоугольники из оргстекла (желательно вырезать немного побольше, чтобы потом можно было немного отшлифоваться неровности в случае каких-либо перекосов). Сверлим отверстия под разъемы входов и выходов, а также под переменные резисторы и разъем подключения микрофона. Затем нужно высверлить фрезой прямоугольную дырку под выключатель (его берём от компьютерного блока питания). На задней панели я решил продублировать входные и выходные разъемы 3.5 мм разъёмами ‘тюльпан’. Мало ли понадобятся. Переднюю и заднюю панели прикручиваем на болты М3. Вкручиваем их столько, сколько необходимо, чтобы панель держалась и не шаталась. Поскольку панели прозрачные, просто жизненно необходимо поставить внутрь корпуса синий светодиод! Питаем его от 9 вольт – оттуда же, откуда и микрофонный предусилитель.
Чуть не забыл! Очень важно на выходы сумматоров поставить два подстроечных резистора, сопротивлением 20 – 50 кОм для согласования амплитуд на каждом канале. Далее ищем два одинаковых (прям одинаковых) постоянных резистора на 22 – 47 кОм, подключаем их на выходы, подаём сигнал на вход и вращением движков подстроечных резисторов добиваемся одинаковой амплитуды на обоих каналах.
Ручки на переменные резисторы поставил чёрные пластмассовые. Не идеал конечно, но всё равно неплохо, мне нравится. Корпус ОБЯЗАТЕЛЬНО закоротить подключить к общему проводу! Если этого не сделать, он будет работать, как антенна и помех будет тьма.
А вот, как всё это выглядит внутри:
…и снаружи:
А вот, как я сделал сам микрофон. Взял картонную трубку без дырок на боковой поверхности, нашел подходящую по диаметру пробку от бутылки, впихнул одно в другое, просверлил отверстие для провода в пробке и засунул в трубку плату микрофонного предусилителя, зафиксировав всё термоклеем (его не видно, а держится отлично). Также необходимо сделать из куска пластика заглушку на микрофон с несколькими отверстиями. Она выполняет защитную функцию, предотвращая попадания пальцев и других инородных предметов на капсюль. Ну и, разумеется, перемотать всё это дело изолентой, куда ж без неё!
Сумматор на ОУ
Инвертирующий сумматор
Как мы уже говорили еще в начале статьи: сумматор – это схема, которая суммирует два и более сигналов. Базовая схема сумматора на выглядит вот так:
Как и у инвертирующего усилителя, в схеме есть одна особенность. В точке E, где соединяются резисторы, находится потенциал виртуальной земли, о котором мы говорили еще в прошлой статье. Еще эту точку называют точкой суммирования сигналов.
Поэтому, сколько бы мы входных сигналов не подавали на такой сумматор, они не будут влиять друг на друга.
Не будем здесь делать сложные математические выкладки, а просто предоставим вам готовую формулу расчета выходного напряжения Uвых .
Как не трудно догадаться, для сложения двух сигналов
Формула примет вот такой вид:
Откуда в формуле знак “минус”? Так как эта схема сумматора построена на схеме инвертирующего усилителя, то на выходе будет сигнал со знаком “минус”.
Как можно просто сложить два сигнала без всякого усиления?
Как вы заметили, выходное напряжение будет со знаком “минус”. Добавив после такого сумматора инвертирующий усилитель на ОУ с R3 = R4 , можно добиться того, что у нас на выходе сигнал будет без знака “минус”. То есть мы получим неинвертирующий сумматор.
Неинвертирующий сумматор
Базовая схема будет выглядеть вот так:
Формулы для расчета
Поэтому, сумматор для двух сигналов будет выглядеть вот так:
Если взять R5 = R2 = R3, то у нас будет простой сумматор с единичным коэффициентом усиления, который на выходе даст просто сумму двух входных сигналов.
где
Причем должно выполняться условие:
то есть в нашем случае отношение этих резисторов должно равняться 2.
Микрофон
И вот мы подошли к последнему этапу – созданию микрофона. Использовать я буду самый обычный микрофонный капсюль, который можно найти в телефонных трубках, старых домофонах или в радиомагазинах. Сигнал с такого микрофона очень маленький и его необходимо предварительно усилить. Усиливать я его решил, естественно, с помощью ОУ, и, естественно, TL071. Питание я решил делать однополярное 9 вольт. Как показала практика, больше для микрофона не нужно. При питании микрофона от общего стабилизатора 12 вольт, появлялись жуткие помехи, и слушать такое невозможно. Поэтому и было принято решение о питании микрофона от еще одного линейного стабилизатора 7809 на 9 вольт. Кстати питание на стабилизатор идёт через дополнительный п-образный фильтр помех, такие фильтры применяются в ИИП компов.
Теперь немного особенностей конструкции. Микрофонный предусилитель (тот, который предварительно усиливает низкий сигнал с микрофона) должен находиться как можно ближе к микрофону! Если между микрофоном и предусилителем будут какие-либо провода, это приведёт не только к потере итак малого полезного сигнала, но и к появлению огромного количества наводок и помех, искажающих этот полезный сигнал. В связи с чем, было принято решение воспользоваться 3-ёх контактным промышленным разъемом с гайкой. Один контакт – общий, второй – плюс 9 вольт, третий – сигнальный. А вот схема:
Принцип работы этой схемы практически один в один повторяет принцип работы сумматоров, за исключением того, что тут питание однополярное и на неинвертирующем входе ОУ формируется половина напряжения питания (типа средняя точка при двухполярном) с помощью делителя R1 R2. При говорении в микрофон, его слабый сигнал вызывает смещение на неинвертирующем входе, и ОУ его усиливает. В цепи ОС применён конденсатор. Он там стоит, чтоб постоянки на выходе не было, а сама ОС работала только на переменный ток. R5 Нужен, чтобы подать напряжение смещения на микрофон (это уже его внутренние особенности), без него хуже. C1 и C2 – просто разделительные конденсаторы, отсекающие любую постоянку. Могут быть от 1 до 22 мкФ электролитами или от 0.22 до 2.2 мкФ плёнкой. Номиналы резисторов отклонять можно в пределах 20% все, кроме R3 R4, так как они отвечают за глубину ОС. Плату я делать не стал, сделал всё на макетной, но для вас я всё равно нарисовал её в Sprint Layout, кому интересно – она в архиве. Фото самой платы микрофона я сделать забыл, а когда вспомнил, она уже была установлена в корпус и залита термоклеем.
Как работает сумматор на ОУ на примере
Симуляция работы инвертирующего сумматора
Давайте рассмотрим работу нашего сумматора на ОУ в симуляторе Proteus.
На вход такого сумматора будет подавать синусоидальные сигналы с амплитудой в 1 В, но с разной частотой. На in1 у нас будет сигнал с частотой в 50 Гц, на in2 сигнал с частотой в 100 Гц и на in3 сигнал с частотой в 150 Гц. Как вы видите, все 3 резистора после сигналов имеют одинаковый номинал в 1 кОм для удобства расчета коэффициента усиления. То есть все сигналы будут усиливаться одинаково. Резистор R2 имеем номинал в 2 кОм. Это значит, что коэффициент усиления на выходе будет равен 2. То есть сумма сигналов будет помножена на коэффициент 2 и инвертирована.
Итак, для того, чтобы посмотреть сигналы как на экране осциллографа, можно также воспользоваться инструментом аналоговым анализатором
на рабочем поле появится окно Analogue Analysis
Для того, чтобы анализировать входы, просто переносим в наше окошко входы in1, in2, in3 и выход out, удерживая левую кнопку мыши
В результате увидим это
Разворачиваем окно
Потом нажимаем пробел и в большом окне уже видим все наши сигналы: и входные, и выходной. (нажмите на картинку, откроется в новом окне)
черная осциллограмма – это и есть сумма всех трех синусоид усиленная в 2 раза, но со знаком “минус”.
В чистом виде на выходе ОУ у нас будет только черная осциллограмма. Она является суммой всех входных сигналов, помноженная на 2, но со знаком “минус”.
Работа неинвертирующего сумматора
Итак, давайте соберем простой нормальный сумматор для, который бы просто складывал сигналы и на выходе выдавал нормальный неинвертированный сигнал. Для того, чтобы создать такой сумматор, наш коэффициент усиления должен быть равен единице, а на выходе мы должны инвертировать такой сигнал. Настало время использовать схему для неинвертирующего сумматора
Итак, все что мы хотим – это просто сложить три сигнала и посмотреть их сумму. И все! Не надо ничего усиливать и инвертировать. Поэтому, наша схема будет выглядеть вот так:
В этой схеме первый каскад на ОУ суммирует входные сигналы, а второй каскад просто инвертирует получившийся сигнал. В каждом усилителе коэффициент передачи равен 1, поэтому, никакого усиления сигнала в данной схеме не происходит.
Итак, осциллограмма со всеми сигналами
Если оставить на экране только осциллограмму выходного сигнала
Тот же самый эффект мы можем получить и с помощью схемы на одном ОУ, о которой я упоминал выше:
Давайте на его входы подадим два одинаковых синусоидальных сигнала, но в противофазе. То есть мы должны получить что-то типа этого
Проверяем симуляцию и видим, что сумма двух одинаковых сигналов в противофазе действительно равняется нулю
Питание
Как видно из схемы, питание нужно двухполярное. Для питание можно сделать простенький обратноход на UC3842 или даже автогенераторный на транзисторах, но мне было лень ибо я нашел в ящике с хламом электронный трансформатор на 25 Вт. Он выдает переменное высокочастотное напряжение 12 В, так что придётся его перемотать. Трансформатор выглядит так:
Для перемотки я даже не стал его разбирать, так как было достаточно места для намотки необходимого количества витков. А как рассчитать количество витков на уже намотанном китайцами трансформаторе, ведь мы не знаем ни точной частоты (она может плавать при изменении нагрузки), ни материала сердечника и мы не можем это измерить? Я делал так: брал двухполупериодный мост на быстрых диодах, припаивал к нему конденсатор и подключал к исходной обмотке трансформатора. Замерял напряжение и считал количество витков. Далее, зная сколько вольт на выходе необходимо получить, составлял пропорцию и посредством таких несложных математических вычислений получал примерное количество витков для намотки. Затем надо округлить до ближайшего чётного числа в большую сторону (так как нам нужно двухполярное напряжение и при нагрузке оно может немного проседать) и наматывал. Так как ток тут маленький, провод можно брать 0.3 – 0.5 мм. Мотаем двумя жилами сразу, потом фазируем обмотки: начало оной с концом другой. Схема конкретно моего преобразователя такая:
Как видно из схемы, это простой автогенератор с двумя базовыми обмотками, по очереди открывающими транзисторы, без каких либо стабилизаций и защит. А оно тут и не нужно, ведь применены линейные стабилизаторы 7812 и 7912. Это позволяет убить сразу двух зайцев: появляется стабилизация и пропадают помехи от импульсника. Дело в том, что при малых токах нагрузки, блок питания может работать на низкой частоте, и эта частота в виде помех сказывается на чистоте сигнала и на общем КНИ. Линейный стабилизатор помогает свести пульсации напряжения практически к нулю, а так как ток не большой, радиатор им нужен совсем маленький. В отличии от транзисторов блока питания. Изначально стояли какие-то маленькие в корпусе to-92.
Но даже при незначительной нагрузке они грелись так, что прикоснуться к ним было невозможно, в связи с чем я решил поставить транзисторы mje13003. Но и они грелись. Тогда я психанул и прикрутил их напрямую к корпусу – так-то точно греться не будут! Так и сделал, результат – после часа эксплуатации на низкоомную нагрузку (а это не есть нормальный режим работы предусилителя, так как входное сопротивление усилителей от 22 до 100 кОм) в том месте, где прикручены транзисторы корпус нагрелся примерно до 24*С, что вполне отлично. Вот как это выглядит:
Трансформатор в штатном черном корпусе, стабилизаторы на отдельной монтажной плате (травить нормальную на такое совесть не позволила), выпрямитель навесным монтажом, так как при пайке стабилизаторов тупо забыл про него. На этом фото транзисторы ещё не выведены на корпус, так как проблему лютого нагрева я обнаружил после того, как сделал фото. Кстати, покопавшись в файлах плат, которые я рисовал, я нашел копию платы электронного трансформатора, используемого в данном проекте. Нарисовал её ещё летом, когда нечего было делать. Если кому-то нужна будет, она в архиве проекта.
АЧХ и ФЧХ сумматора
Все вы помните, что реальный ОУ – это не идеальный радиоэлемент. С ростом частоты его усилительные свойства начинают падать. Для того, чтобы рассмотреть, как ведет себя сумматор на ОУ, давайте построим виртуальную АЧХ для математической модели ОУ LM358, который мы задействуем в схеме сумматора. На два входа мы будем подавать сигнал с одного и то же генератора. То есть в данном случае у нас на входы подаются два абсолютно идентичных сигнала.
Как можно увидеть на виртуальном графике АЧХ, полоса пропускания такого сумматора на уровне в -3дБ от максимального уровня сигнала составляет 347 кГц.
Частота единичного усиления уже будет равняться 600 кГц
Если рассмотреть ФЧХ, то можно также заметить, что после 10 кГц начинает меняться фаза сигнала
Поэтому, при разработке всегда учитывайте неидеальность характеристик ОУ, которые также можно посмотреть в даташите.
Whirlwind MIX8S и MIX16
Линейные микшеры MIX8S (465$) и MIX16 (510$) отличаются минимализмом в коммутационном плане. Оба имеют 16 симметричных входов и два выхода плюс выход для наушников. Входы MIX8S образуют стереопары (таким образом, получается восемь стереопар), входы MIX16 — независимые. Соответственно, MIX8S имеет по одному регулятору уровня на стереопару, MIX16 — свой регулятор на каждом канале. В мастер-секции есть регулятор уровня основных выходов и выхода для наушников. Устройства имеют одинаковые технические характеристики: рабочий диапазон частот от 30 Гц до 20 кГц с неравномерностью АЧХ 0,5 дБ, коэффициент гармонических искажений 0,05%.
Сравнение неинвертирующих сумматоров
Давайте сравним схему неинвертирующего сумматора на двух ОУ
и неинвертирующего сумматора на одном ОУ
Для более удобной симуляции мы на них будем подавать и суммировать один и тот же сигнал синусоидальный сигнал
Давайте рассмотрим, что же случится с выходным сигналами на ФЧХ. Как можно увидеть, сигнал неинвертирующего сумматора с двумя ОУ будет запаздывать по фазе больше, чем с одним ОУ. Это объясняется тем, что каждый ОУ вносит небольшую задержку.
История
Подробнее по этой теме см. История компьютера.
См. также: История АВМ
- 1623 год и 1624 год — Вильгельм Шиккард в двух письмах Кеплеру описывает считающие часы
, в которых одной из трёх главных частей был механический десятичный 6-ти разрядный сумматор[2]. - 1645 год — Паскаль создал механическую суммирующую машину «Паскалину» с механическим десятичным сумматором.
- 1673 год — Лейбниц создал механический калькулятор, в котором был механический цифровой десятичный сумматор на механическом счётчике.
- 1938 год — в телефонной компании Bell Laboratories создали первый электронный двоичный сумматор, автором идеи был Джордж Штибиц.[3]
Плюсы и минусы инвертирующего и неинвертирующего сумматора
Не забывайте, что инвертирующий сумматор на выходе будет давать сумму сигналов со знаком “минус”, умноженных на коэффициент усиления. Неинвертирующий сумматор выдаст на выходе просто сумму сигналов умноженных на коэффициент усиления. Также инвертирующий сумматор проще построить и рассчитать. Если вы создаете какой-либо микшер на основе сумматора, то для человеческого уха нет никакой разницы, инвертируемый сигнал на выходе или нет. Поэтому, в этом случае будет проще применить инвертирующий сумматор.
Long MicroMix 8S
Линейный микшер-сумматор MicroMix 8S (550$) имеет восемь симметричных стереофонических входов (возможно подключение моно-источника через вход левого канала). На каждом канале есть прямой выход, регулятор уровня, стереобаланса (панорамы для моно-источника), регулятор посыла на внешнюю обработку, светодиодный индикатор уровня сигнала и перегрузки, кнопка заглушения. В мастер-секции есть измеритель уровня выходного сигнала, регулятор уровня выхода и его стереобаланса, а также встроенный контрольный усилитель для наушников с регулятором громкости, кнопка Mono и регулятор уровня возврата. Прибор имеет два независимых главных выхода, отдельно для симметричного и несимметричного подключений. Есть возможность объединения нескольких устройств через входы Link. Полоса пропускания — от 1 Гц до 800 кГц, при этом в звуковом диапазоне неравномерность АЧХ не превышает 0,03 дБ, а неравномерность ФЧХ — не более +/-5 градусов. Шумы на несимметричном выходе устройства при закрытом мастере -98 дБ, отношение сигнал/шум при номинальных положениях регуляторов 115 дБ. Коэффициент гармонических искажений менее 0,003% во всем звуковом диапазоне. По заказу возможно удаление из устройства любых регуляторов. В этом случае уровни и панорамы становятся фиксированными, а управление миксом происходит полностью из DAW.
Применение аналогового сумматора
В настоящее время аналоговый сумматор используется в схемах, где надо суммировать два и более аналоговых сигналов. Это могут быть микшеры звукового диапазона, где надо объединить выходные сигналы от микрофонов, а также от устройств, которые создают различные спецэффекты и которые потом можно добавить к основной звуковой дорожке. Вся прелесть микшеров на ОУ заключается в том, что входные сигналы никак не влияют друг на друга. А также это могут быть схемы операционной обработки сигналов для выполнения арифметической обработки сигналов (сложение/вычитание).
при участии JEER
Принципы использования
Начнем с того, что существуют два подхода к использованию сумматоров и, соответственно, два определения самого понятия «сумматор». Первый подход — «никакой регулировки в аналоге». То есть, управление уровнем канала и панорамой производится в DAW. Каждый канал приходит на цифро-аналоговый преобразователь, а затем и на сумматор, в стерео, уже разведенный по панораме. Сторонники этого подхода называют сумматором только такое устройство, которое не имеет регулировок уровня и панорамы на входных каналах, а еще лучше, и в мастер-секции. Во-первых, потому что включение дополнительных аналоговых блоков, содержащих активные компоненты, негативно влияет на «чистоту» звука. Во-вторых, регуляторы со временем могут начать «шуршать» или вообще сломаться. Ну и, в-третьих, для повторяемости параметров микса нужны прецизионные шаговые регуляторы с точной локализацией нулевой точки, а это дорого и все равно не поддается автоматизации из DAW. Сторонники второго подхода считают аналоговым сумматором любое устройство, смешивающее входные каналы, в том числе и имеющее органы управления: поканальные, в мастер-секции и везде, где надо. Таким образом, сумматором может быть и обычный линейный микшер. Насчет аналоговых регулировок и качества цепей они возражают тем, что при желании можно сделать сумматор на заказ или установить самостоятельно лучшие компоненты. Презиционные потенциометры Vishay, резисторы Roederstein, пленочные конденсаторы Wima, золотые контакты Robinson/Nugent и так далее. Какой подход более оправдан — вопрос неоднозначный и сильно зависит от контекста. Одни считают, что лучше использовать сумматоры с полным фанатизмом (первый подход), либо не использовать совсем. Другие успешно сочетают оба подхода или используют только второй.
ВВЕДЕНИЕ
При параллельном соединение полосовых фильтров в полосе пропускания каждого из них возникает рассогласование с нагрузкой, вызванное влиянием входного сопротивления фильтра соседнего канала. В фильтрах, предназначенных для разделения фиксированных разнесенных каналов, это влияние сравнительно легко устраняется либо преобразованием схемы фильтров со стороны параллельного включения, либо применением компенсирующих контуров.
В полосовых перестраиваемых фильтрах (ППФ) с постоянными элементами связи эта задача значительно усложняется. ППФ имеет низкое входное сопротивление в полосах непропускания, которое изменяется по величине (а при определенных условиях и по закону) в зависимости от взаиморасположения рабочих частот собственного и соседнего каналов. Действие вносимого сопротивления не может быть полностью скомпенсировано в широком диапазоне частот элементами схемы фильтра без ухудшения его основных параметров и несоблюдения таких требований, кок постоянство относительной полосы пропускания, сопряженная настройка всех контуров, независимая перестройка каналов и другое. Поэтому для обеспечения совместной работы ППФ в широком диапазоне частот требуются дополнительные перестраиваемые устройства развязки.
В данном курсовом проекте будет разработано одно из таких устройств.
Конвертер-сумматор аудио сигнала Cabasse
Ebony A4 — новейшее пополнение в модельном ряду черных дискретных процессоров серии Ebony фирмы TL Audio. Устройство представляет собой микшер с 16 симметричными входами на разъемах TRS и D-Sub с индивидуальными регуляторами панорамы. Занимаемое А4 пространство в рэке — 2 единицы. Элементная база аппарата выполнена на дискретных элементах класса А, что обеспечивает чистый звук с сохранением всех деталей. Сумматор Ebony также может похвастаться встроенной ламповой обработкой общего микса, которая придаст звучанию дополнительную теплоту, глубину и законченность — на такое способны только лампы.