Звуковой «коктейль»

Вряд ли кто станет оспаривать утверждение, что многие достижения в науке, технике, искусстве обязаны своим происхождением электронике. Одно из них — изобретение звукозаписи. Конечно, сейчас оно представляется не столь впечатляющим, как, скажем, изобретение компьютеров, промышленных роботов или космической видеосвязи. Но это лишь на первый взгляд. Ведь нельзя забывать, что звукозапись—неизменный спутник современного кино, телевидения, радиовещания. А уж такое популярное среди молодежи развлечение, как дискотека, и вовсе было бы невозможно без этого детища электроники.

Как прежде записывали, к примеру, инструментальную музыку? Собирали исполнителей в специальном помещении с хорошей акустикой, устанавливали микрофон и подключали его к записывающему устройству. Оркестр играл мелодию, микрофон улавливал звуковые колебания и преобразовывал их в электрические. Далее сигнал заносился на магнитную ленту или непосредственно на матрицу — с нее потом тиражировали грампластинки. Но вот незадача — качество такой записи было не очень-то высоким. А все от того, что микрофон улавливает не только звучание музыкальных инструментов, но и случайные посторонние шумы, вносящие искажения в фонограмму. Еще одна проблема связана с подбором оптимального соотношения между громкостями звучания различных инструментов. Ведь микрофон не отрегулируешь так, чтобы он был более чувствителен, скажем, к «голосу» скрипки и менее — к ритмам ударной установки. Вот и выходило нередко, что в записи одни музыкальные инструменты заглушали другие.

Необходимость повысить качество звукозаписи привела к созданию микшеров — устройств, способных объединять сигналы от различных источников в один общий. Кроме того, данный прибор позволяет регулировать амплитуду каждого из приходящих сигналов и таким образом получать на выходе суммарный сигнал с необходимой «концентрацией» составляющих.

Название «микшер» происходит от английского слова «mix», что в переводе на русский означает «смешивать». Типовая функциональная схема такого прибора показана на рисунке 1. Входные устройства (их количество определяется назначением микшера) могут быть как пассивными, так и активными. Им отведена двоякая роль: во-первых, регуляторов чувствительности каждого из входов и, во-вторых, своеобразных преобразователей для приведения всех сигналов, образно говоря, к некоему общему «знаменателю».

Назначение следующего узла понятно из его названия: смеситель — значит, смешивает сигналы между собой. Из-за потерь мощности в процессе их согласования и обработки (особенно если входные устройства — пассивные) может случиться, что уровень результирующего сигнала на выходе микшера окажется недостаточным для дальнейшей работы с ним. Поэтому такие приборы часто снабжают выходными усилителями.

Подобно тому, как, смешав в стакане несколько разных напитков, получают коктейль, включающий в себя вкус и аромат каждого из них, микшер делает «коктейль» из электрических сигналов, в котором все они сохраняют свою индивидуальность.

Достоинства прибора нетрудно оценить, познакомившись с его ролью в современном процессе звукозаписи. Каждый музыкант располагается в студии в отдельной кабине. В ней установлен микрофон (если инструмент акустический) или разъем для подключения ЭМИ. Таким способом до минимума снижается влияние посторонних шумов. А чтобы музыканты играли слаженно, каждый надевает наушники, через которые прослушивает звучание всего оркестра. Голоса инструментов записывают раздельно на магнитную ленту — каждого на свою дорожку. И только потом информацию со всех дорожек при помощи микшера сводят в одну общую фонограмму. Причем прибор настраивают таким образом, чтобы громкость звучания отдельных инструментов была строго оптимальной для данного музыкального произведения.

А вот еще один пример. Помните, чем завершалась телевизионная программа «Время»? Прогнозом погоды. В эти минуты дикторский текст звучал на фоне музыки. Такое наложение тоже достигается при помощи микшера — к одному из его входов подключают магнитофон, а ко второму — микрофон диктора.

Можно привести и немало других случаев полезного применения микшеров. Но особенно они нужны любителям звукозаписи. Для них мы предлагаем две практические конструкции микшеров, о которых рассказывается ниже. С их помощью можно сделать музыкально-речевой «коктейль» для дискотеки, подключить несколько электромузыкальных инструментов к одному усилителю или озвучить музыкой и разнообразными шумовыми эффектами любительский фильм.

Принципиальная схема пассивного микшера показана на рисунке 2. В нем использовано всего пять резисторов. И тем не менее, несмотря на свою простоту, устройство позволяет смешивать сигналы от двух источников напряжения звуковой частоты. К верхнему по схеме входу (розетка XS1) подключают высокоомный микрофон, например, МД-47 или МД-64, а к нижнему (розетка XS2) — звукосниматель проигрывателя, линейный выход магнитофона или электрогитару. Выход XS3 микшера подсоединяют к мощному усилителю звуковой частоты или входу записи магнитофона.

Сопротивления ограничительных резисторов R4 и R5 подобраны таким образом, чтобы исключить взаимное влияние выходных сигналов друг на друга. Так как микрофон выдает напряжение, величина которого значительно меньше, чем у магнитофона или проигрывателя, со вторым входом соединен дополнительный ограничительный резистор R1. Он понижает амплитуду сигнала на этом входе до уровня, соответствующего амплитуде сигнала на первом входе. Дополнительно чувствительности входов (а следовательно, и соотношения составляющих выходного сигнала) регулируются переменными резисторами R2 и R3. Далее происходит смешение электрических колебаний.

Поскольку данный микшер является простейшим, при помощи его трудно получить смешанный сигнал высокого качества. Причина в том, что пассивный микшер понижает амплитуду входных электрических колебаний, и после их смешения суммарный сигнал на выходе прибора может оказаться слишком слабым.

Этого недостатка лишен активный микшер, о котором мы хотим рассказать подробно. Его принципиальная схема — на рисунке 3. Устройство имеет пять входов (ХS1 — ХS5) и один выход (ХS6). Первые два входа рассчитаны для подключения микрофонов, а остальные три — проигрывателя, магнитофона, телевизора, радиоприемника, электрогитары или электрооргана. Каждый канал имеет регулировку амплитуды входного сигнала. Чувствительность микрофонных входов — не менее 5 мВ, остальных — не менее 50 мВ. Питается устройство от источника тока напряжением 9 В.

Первые два входа, рассчитанные на подключение микрофонов, снабжены идентичными однокаскадными низкочастотными усилителями — каждый из них собран на одном транзисторе по схеме с общим эмиттером. О принципе действия таких устройств журнал рассказывал неоднократно (см., например, «М-К», 1988, № 1, «8 схем на чувствительности каждого из них осуществляется переменными резисторами R3—R5, R11, R12. Вращая движки, подбирают соотношения входных звуковых составляющих в суммарном выходном сигнале. Электрические колебания проходят через ограничительные резисторы R8—R10, R13, R14, смешиваются друг с другом и поступают на выход.

Питать микшер можно либо от батареи напряжением 9 В, либо от сетевого стабилизированного источника (рис. 4).

Элементы микшера разместите на монтажной плате размером 53Х23 мм, выполненной из фольгированного гетинакса или стеклотекстолита толщиной 1—2 мм (рис. 5). Плата источника питания размером 55Х30 мм также выполнена из фольгированного материала (рис. 6).

В устройстве можно применить следующие детали. Транзисторы: VT1, VT2— низкочастотные маломощные с возможно более низким уровнем собственных шумов, например, МП39Б, П28; VT3 — МП25, МП26, МП40— МП42 с любым буквенным индексом. Выпрямительный блок КЦ405 с любым буквенным индексом или четыре диода Д7, Д226, Д237, соединенные по мостовой схеме. Стабилитрон — Д809, Д814Б, Д814В, Д818А — Д818Г. Переменные резисторы — СП, СПО; постоянные — любой марки. Оксидные конденсаторы — типа К50-6 или К50-16. Емкости конденсаторов С5 и С6 должны быть не менее 1000 мкФ тогда влияние шумового фона от источника питания на качество работы микшера будет минимальным.

Розетки входов и выхода — типа ШР или ОНЦ с тремя гнездами. Трансформатор питания — сетевой маломощный (2—5 Вт) с напряжением вторичной обмотки 9—15 В. Сигнальная неоновоая лампа — марки МН-2 или МН-3. Сетевой тумблер — малогабаритный, например, МТ1, МТД1, ПДМ. Предохранитель — на ток 0,25 или 0,5 А. ХР1 — стандартная сетевая вилка.

Корпус микшера обязательно должен быть металлическим. Его можно изготовить из дюраля или алюминия толщиной 1—2 мм. Корпус одновременно выполняет функции экрана — для этого он электрически соединен с общим проводом питания. Платы с элементами и сетевой трансформатор закрепите на основании. На одной из боковых стенок установите розетки входов, на другой — держатель предохранителя. На лицевой панели расположите сетевой тумблер, индикаторную лампу, розетку выхода и регуляторы, снабженные декоративными ручками. На задней стенке корпуса просверлите отверстие для сетевого шнура. Все монтажные соединения выполните отрезками тонкого многожильного провода в хлорвиниловой изоляции. Резистор R15 припаяйте непосредственно к цоколю сигнальной лампы. Один из вариантов внешнего оформления микшера показан на рисунке 7.

Если сборка микшера выполнена без ошибок, он начинает работать сразу после включения питания. Налаживание его сводится к подбору сопротивлений резисторов R1 и R2 (рис. 3). Для этого вместо них временно впаивают подстроечные резисторы сопротивлением по 470 кОм. Затем к первому входу микшера подключают микрофон, а выход соединяют с мощным усилителем звуковой частоты. Включают питание и, говоря в микрофон, одновременно вращают движок соответствующего подстроечного резистора, добиваясь, чтобы звук в динамиках УЗЧ был чистым. Далее выпаивают подстроечный резистор, замеряют его сопротивление омметром и заменяют постоянным с таким же сопротивлением. Аналогично настраивают и второй микрофонный усилитель.

Все соединительные шнуры, которые подключаются ко входам и выходу микшера, обязательно должны быть экранированными. Это позволит защитить устройство от внешних наводок.

В. ЯНЦЕВ