1 mao - unit 04 4.pdf4. เพ อให ม เจตคต ท ด ในการจ ดเตร...

79

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจร ปรแอมปลฟายเออร

รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

สาระสาคญประจาหนวย หนวยการเรยนร วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร มจดมงหมายเพอทา

ความเขาใจ สรางและทดสอบ วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร ซงเปนสวนหนงของอนทรเกรตแอมปลไฟเออร ขนาด 30 วตต รน 2016-L3 (หรอ 30W - Integrated Amp 2016-L3) ทาหนาทขยายสญญาณจากเอาทพทของแหลงสญญาณอนพทหรอสญญาณจากมอนเตอร พรอมปรไมโครโฟนขยายสญญาณจากไมโครโฟน (เปนมกเซอรในตว) ใหเอาทพทออกไปยงอนพทของ วงจรเพาเวอรแอมป ขนาด 30 วตต รน V2016-L3 โดยใชวงจรสวนปรบโทนเสยงแบบแอกทปแบคซลดลโทนคอนโทรล (Active Baxandall tone control)

การวดละทดสอบการทางานแบงออกเปนไฟดซ และการทดสอบดวยสญญาณเพอศกษาผลตอบสนองเชงความถทดสอบดวยสญญาณไชน และการศกษาผลตอบสนองเชงเวลาทดสอบดวยสญญาณสแควรเวฟ สวนภาคปรไมโครโฟนมอตราการขยายสงมากทดสอบเฉพาะไฟดซและทดลองการทางานโดยใชงานจรงกบไมโครโฟน จดประสงคการสอน จดประสงคทวไป

1. สามารถสราง PCB วงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟนไดถกตอง (ดานทกษะพสย)

2. สามารถประกอบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน (ดานทกษะพสย) 3. สามารถวดและทดสอบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน (ดานทกษะพสย) 4. เพอใหมเจตคตทดในการจดเตรยม ใชงาน รกษาความสะอาด และจดเกบ เครองขยาย

เสยงและอปกรณประกอบเครองขยายเสยง การใชงานหองปฏบตการ (ดานจตพสย) จดประสงคเชงพฤตกรรม

1. สามารถสราง PCB วงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน (ดานทกษะพสย) 2. สามารถประกอบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน (ดานทกษะพสย) 3. สามารถตรวจสอบเบองตนผลงานประกอบวงจรปรโทน (ดานทกษะพสย) 4. สามารถวดและทดสอบคณสมบตของวงจรโทนคอนโทรล (ดานทกษะพสย) 5. สามารถวดและทดสอบเสยงวงจรปรไมโครโฟน (ดานทกษะพสย) 6. มเจตคตทดในการจดเตรยม ใชงาน รกษาความสะอาด และจดเกบอปกรณประกอบ

เครองขยายเสยง อยางถกตอง เหมาะสม รอบครอบและปลอดภย (ดานจตพสย)

80

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจร ปรแอมปลฟายเออร

รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

สมรรถนะประจาหนวย 1. อธบายการสราง PCB วงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟนไดถกตอง 2. สราง PCB วงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน (จานวน 1 ชด) ไดถกตองตาม

แบบและใชงานได 3. อธบายการประกอบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟนไดถกตอง 4. ประกอบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟนไดถกตองตามแบบและใชงานได 5. อธบายวธตรวจสอบเบองตนผลงานการประกอบวงจรปรโทนไดถกตอง 6. ตรวจสอบเบองตนผลงานประกอบวงจรปรโทนไดถกตองตามแบบและใชงานได 7. อธบายการวดและทดสอบคณสมบตของวงจรโทนคอนโทรลไดถกตอง 8. วดและทดสอบคณสมบตของวงจรโทนคอนโทรลได 9. อธบายการวดและทดสอบเสยงวงจรปรไมโครโฟนไดถกตอง 10. วดและทดสอบเสยงวงจรปรไมโครโฟนได

หวขอเรองและงาน ทฤษฎ

หวขอเรอง หนวยท 4 สอนครงท 1. ผลตอบสนองเชงความถของหมนษย 10 2. อะคสตกของหองฟงเพลงและหองชม

ภาพยนตร 10

3. วงจรโทนคอนโทรลแบบตาง ๆ 11 4. วงจรลาวดเนส 11 5. วงจรปรแอมปลฟายเออรชนดตาง ๆ 12 6. การประกอบวงจรโทนคอนโทรลและปร

ไมโครโฟน 13

7. การวดและทดสอบคณสมบตของวงจรโทนคอนโทรล

13

8. การวดและทดสอบคณสมบตของวงจรปรไมโครโฟน

13

81

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจร ปรแอมปลฟายเออร

รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

ปฏบต ใบงาน หนวยท 4 สอนครงท

1. สราง PCB วงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน

10

2. ประกอบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน

11

3. วดและทดสอบวงจรโทนคอนโทรล 12 4. วดและทดสอบเสยงวงจรปรไมโครโฟน 13

จตพสย คณธรรม จรยธรรม คานยม คณลกษณะอนพงประสงค และหลกปรชญาเศรษฐกจพอเพยง

82

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

บทนา วงจรโทนคอนโทรล เปนสวนหนงของวงจรเครองขยายเสยงแบบอนทรเกรตแอมปลไฟ

เออร (Integrated Amplifier) มหนาทปรบความถเพอชดเชยสวนประกอบ สภาพหองฟง และรสนยมการฟง โดยมรายละเอยดการทางานดงน เลอกแหลงสญญาณอนพท ควบคมมอนเตอร สมดลซาย – ขวา ควบคมระดบความดงเสยง ปรบวงจรลาวดเนส ปรบโทนเสยง

จากบลอกไดอะแกรมเครองขยายเสยงมโทนคอนโทรลเปนสวนประกอบ รปท 4.1 ภาคแรกเลอกอนพท (Selector switch) ทาหนาทเลอกแหลงสญญาณเสยงทตองใชงาน สงผานมายงภาคเลอกมอนเตอร (Monitor switch) ทาหนาทเลอกรบสญญาณจากสญญาณทถกเลอกจากซเลกเตอรสวทช เมอ “Monitor SW = OFF” และเลอกรบสญญาณจากสญญาณจากขวสญญาณอนพทมอนเตอร (PLAY: IN ของ Monitor) เมอ “Monitor SW = ON” โดยมสญญาณออกจากขวสญญาณเอาทพทมอนเตอร (REC: OUT) เปนสญญาณทถกเลอกจากซเลกเตอรสวทชออกมาตลอดเวลา สญญาณจากมอนเตอรสวทชจะถกสงไปปรบบาลานซซาย-ขวา ปรบความดง และถกสงไปปรบโทนเสยงทภาคปรบโทนเสยง ไดเปนสญญาณไลนสาหรบปอนเปนอนพทของเพาเวอรแอมปขยายกาลงใหเพยงสาหรบขบลาโพง

+−

รปท 4.1 บลอกไดอะแกรมเครองขยายเสยงมโทนคอนโทรลเปนสวนประกอบ

4.1 ผลตอบสนองเชงความถของหมนษย ความดนเสยงและระดบความดนเสยง (Sound pressure and sound pressure level)

ความดนเสยงตาสดทหคนหนมสาวปกตสามารถไดยน คอ 0.00002 N/m2 หรอ 0.00002 Pascal (Pa) ทความถ 1,000 Hz ใชเปนคาอางอง 0dB สาหรบการวดระดบความดนเสยงในหนวยเดซเบล

ความเขมเสยง (Sound intensity) คอ พลงงานเสยงเฉลยตอหนงหนวยเวลาทผานพนทหนงหนวยตามทศทางการกระจายตวของเสยง มหนวยเปนวตต/ตารางเมตร (W/m2) ความเขมเสยง

83

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

ตาสดทหคนหนมสาวปกตสามารถไดยน คอ 10-12 W/m2 ทความถ 1,000 Hz ใชเปนคาอางอง 0dB สาหรบการวดระดบความเขมเสยงในหนวยเดซเบล

ผลตอบสนองของหในแตละดบความดงแตละความถมความไวไมเทากน โดยทระดบความดนเสยงนอย หคนจะมความไวตอเสยงความถตา/เสยงเบส ไดไมดตองเพมระดบความดนเสยงใหมากกวาทความถกลางอยางมาก สวนทความถสงเพมอกเลกนอย กจะใหความรสกวาเสยงแตละความถมความดงใกลเคยงกน สวนทระดบความระดบความดนเสยงมากขน ผลของความไวทจะรบความรสกความดงของเสยงแตละความถจะใกลเคยงกนมากขน นนคอหของคนจะรบรความดงแตละความ แตละระดบความดงของเสยงไมเปนเชงเสน ดงท Fletcher–Munson ไดทดสอบและไดมการพฒนาผลตอบสนองของ เปนดงรปท 4.2

รปท 4.2 Fletcher–Munson curves

ทมา: https://en.wikipedia.org/wiki/Fletcher-Munson_curves

84

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

4.2 อะคสตกของหองฟงเพลงและหองชมภาพยนตร อะคสตกของหองฟงเพลงและหองชมภาพยนตร ควรใหมการสะทอนเสยงดวยอตราการ

ลดทอนใหระดบเสยงลดลงไป 60dB ภายในระยะเวลา 0.3 – 0.6 วนาท ซงจะเรยกวาคา RT60 ประมาณ 0.3 – 0.6 วนาท โดยทตามมาตรฐาน ISO 3332 แนะนาคา RT60 ดงตารางท 4.1

ตารางท 4.1 แนะนาคา RT60 ตามมาตรฐาน ISO 3332

Location Volume Critical Distance Dc Recommended RT60 Recording Studio < 50 m3 1.5 m 0.3 s Classroom < 200 m3 2 m 0.4 - 0.6 s Office < 1'000 m3 3.5 m 0.5 - 1.1 s Lecture Hall < 5'000 m3 6 m 1.0 - 1.5 s Concert Hall, Opera < 20'000 m3 11 m 1.4 - 2.0 s Church (โบสถ) 2 - 10 s

ทมา: Reverberation Time RT60 - NTi Audio https://www.nti-audio.com/en/applications/room-building-acoustics/reverberation-time-rt60

เพอใหไดการรบฟงเสยงในแบบสเตอรโอทถกตอง หองฟงเสยงตองมลกษระสมมาตร

ซาย-ขวาดวย และควรมสดสวน กวาง ยาว สง ของหอง ทไมกอใหเกดสแตนดงเวฟขนพรอมกน 2 ดานและ/หรอ 3 ดาน ตลอดชวงความถดวย ซงหาไดจากความยาวคลนเสยง 4.3 วงจรโทนคอนโทรลแบบตาง ๆ

วงจรโทนคอนโทรลแบงออกเปน 2 แบบ คอ แบบพาสซฟโทนคอนโทรล (Passive tone control) และแบบแอคทฟโทนคอนโทรล (Active tone control) แบบพาสซฟโทนคอนโทรลสามารถทางานไดโดยไมตองใชแหลงจายไฟ เนองจากไมไดใชอปกรณแอกทปในการทางานปรบผลตอบสนองความถ แตในความเปนจรงกยงตองใชอปกรณแอกทปในการขยายสญญาณและบฟเฟอรสญญาณททางดานเอาทพทเพอลดผลของโหลดดงเอฟเฟค (Loading effect) สวนแบบแอคทฟโทนคอนโทรลตองใชอปกรณแอกทปเปนสวนสาคญในการทางานรวมกบเนทเวรคเพอปรบผลตอบสนองตามทตองการ โดยทเนทเวรคจะทาหนาทเปนวงจรปอนกลบแบบลบ (Negative feedback) พรอมใหไบอสไปในตว วงจรโทนคอนโทรลแบบแอคทฟ “แบคซนดอล (Baxandall)” ใช

85

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

โพเทนทโอมเตอร Taper แบบ B (POT) มาตรฐานอเมรกา หรอแบบ LIN สาหรบปรบ BASS และ TREEBLE สวนวงจรแบบพาสซฟโทนคอนโทรล ใชโพเทนทโอมเตอร Taper แบบ A (POT) มาตรฐานอเมรกา หรอแบบ LOG สาหรบปรบ BASS และ TREEBLE

รปท 4.3 วงจรพาสซฟโทนคอนโทรล (Passive tone control)

ทมา: 1980 NSC Audio Handbook - Part 1 (หนาท 2-49)

รปท 4.4 วงจรแอคทฟโทนคอนโทรล (Active tone control)

ทมา: 1980 NSC Audio Handbook - Part 1 (หนาท 2-51)

86

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

4.4 วงจรลาวดเนส วงจรลาวดเนสทาหนาท ปรบชดเชยผลตอบสนองเชงความถทเนนเพมเสยงความถตา/

เสยงเบส อยางมากและเพมเสยงความถสงเลกนอย/เสยงแหลม เมอเปดฟงเสยงเบา ๆ หมน Volume นอย และจะชดเชยนอยลงเมอเปดเสยงแรงขน หมน Volume มากขน ซงลาวดเนสนถกออกแบบมาเพอแกปญหาการไดยนเสยงของหของคนทจะรบรความดงแตละความ แตละระดบความดงของเสยงไมเปนเชงเสน ดงท Fletcher–Munson ไดทดสอบไว และวงจรลาวดเนสจะทางานเมอ “ON” และจะไมทางานเมอ “OFF” และ Volume ใหใชโพเทนทโอมเตอร Taper แบบ A (POT) มาตรฐานอเมรกา หรอแบบ LOG

To Tone Control

200mV Signal

200mV Signal

RL

RH

CH

CL

VOLUME

CW

CCW

TAB

ON

OFF

LOUDNESSR1123.3 kΩ

C110220 nF 50V

120 kΩ

680 pF 50V

100 k (A) 2 Tab (CT) Pot

R111

C109MIN

MAX

1/2 SW1 DPDT SW

อนพทเขา VOLUME

เอาทพทออก VOLUME

รปท 4.5 วงจรลาวดเนส (Loudness)

รปท 4.6 ผลตอบสนองเชงความถของวงจรลาวดเนส (Loudness frequency response)

87

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

4.5 วงจรปรแอมปลฟายเออรชนดตาง ๆ วงจรปรแอมปลฟายเออรโดยปกตมหนาท ขยายสญญาณเสยงจากจากอปกรณกาเนด

เสยงจากทมระดบตาใหสงขน และตองมตองมผลตอบสนองเชงความถเปนไปตามมาตรฐาน ฉะนนจะใหผลตอบสนองเชงความถจากการเลนกลบไมถกตอง โดยทวงจรปรเครองเลนแผนเสยงตามมาตรฐาน RIAA และวงจรปรเทปตามมาตรฐาน N.A.B

รปท 4.7 วงจรปรเครองเลนแผนเสยง ตองมผลตอบสนองเชงความถตามมาตรฐาน RIAA

ทมา: 1980 NSC Audio Handbook - Part 1 (หนาท 2-25 และ 2-26)

รปท 4.8 วงจรปรเทป ตองมผลตอบสนองเชงความถตามมาตรฐาน N.A.B ทมา: 1980 NSC Audio Handbook - Part 1 (หนาท 2-31 และ 2-33)

88

เอกสารประกอบการเรยนการสอน หนวยท 4 เรอง วงจรโทนคอนโทรล และวงจรปรแอมปลฟายเออร รหสวชา 2105-2008

หลกสตรประกาศนยบตรวชาชพ พทธศกราช 2556 ชอวชา เครองเสยง

เอกสารประกอบการเรยนการสอน โดยนายเมาล กลนหอม สานกงานคณะกรรมการการอาชวศกษา กระทรวงศกษาธการ

นอกจากนวงจรปรแอมปลฟายเออรยงมวงจรเพมเตมอนอก เชน วงจรปรเลนแผนเสยง (Phono preamp) มหนาทขยายสญญาณจากคอยลของหวเขมเครองเลนแผนเสยง (Cartridges) ใหไดผลตอบสนองตามมาตรฐาน RIAA เปนหนาทหลก และยงมหนาทรอง คอมวงจรกรองความถสงผาน (กรอง Rumble) หรอวงจรตดความถตาเพอใชปองกนเสยงอมครางไมใหออกทางลาโพง 4.6 การประกอบวงจรโทนคอนโทรลและปรไมโครโฟน

ประกอบอปกรณลง PCB ตามแบบวงจรโทนคอนโทรลและวงจรปรไมโครโฟน (ปรโทน) ใหบดกรเฉพาะซอกเกตไอซ หามใสไอซลง PCB เดดขาด จายไฟเขาแผง PCB วดซพพลายทขาไอซทกตวของ วงจรปรโทนซอกเกตไอซขณะยงไมใสไอซเทยบกบ GND ตองวดแรงดนไดเทากบซพพลาย หากยงไมถกตองใหแกไขใหเรยบรอยกอน หากปกตด ปดไฟ ใสไอซทกตว ลงในซอกเกตไอซ วดซพพลายทขาไอซทกตวของ วงจรปรโทนซอกเกตไอซหรอขาไอซเทยบกบ GND อกครง ตองวดแรงดนไดเทากบซพพลาย หากยงไมถกตองใหแกไขใหเรยบรอยกอน หากปกตดใหวดแรงดนทขาเอาทพทของไอซทกตวเทยบกบ GND ตองไดประมาณ 0 โวลท จงเปนปกต 4.7 การวดและทดสอบคณสมบตของวงจรโทนคอนโทรล

กรณเครองตนแบบตองวดไฟตรงกอนเสมอ การทดสอบผลตอบสนองเชงความถของวงจรโทนคอนโทรล เพอศกษาการทางานของ LOUDNESS, BASS และ TREBLE ทเงอนไขตาง ๆ ใหทดสอบดวยอนพทสญญาณไซน 100mVpk ความถ 50Hz, 1kHz และ 20kHz และศกษาผลตอบสนองเชงเวลาใหทดสอบดวยอนพทสญญาณสแควรเวฟ 100mVpk ความถ 400Hz 4.8 การวดและทดสอบคณสมบตของวงจรปรไมโครโฟน

กรณเครองตนแบบตองวดไฟตรงกอนเสมอ การทดสอบผลตอบสนองเชงความถของวงจรปรไมโครโฟนนนตองทาดวยความละเอยด ทงเนองจากวงจรมอตราการขยายแรงดนสงมาก ประมาณ 100 – 400 V/V ทาใหรบสญญาณรบกวนเขามาไดงาย และทาใหผลการทดสอบผดพลาดได ในทางปฏบตเบองตนใหทดสอบโดยการใชงานจรงกเพยงพอแลว