Mixer audio Compatto: Un Progetto Versatile e Scalabile

I mixer audio commerciali sono ampiamente disponibili. Questo mixer audio compatto offre un'alternativa scalabile separando il sistema in fasi distinte. Ogni modulo può essere riutilizzato in altri progetti.

Due versioni

La prima versione di questo progetto è stata realizzata con potenziometri Alps della serie RK09 e consisteva in due soli circuiti stampati. La prima scheda ospitava i controlli di livello e pan. La seconda gestiva il volume del mix e del master. Questa prima versione del progetto, con un ingresso microfonico e due ingressi di linea, è stata utilizzata per monitorare il mio mixer da campo per un progetto di Smartphone DI Box.

La seconda versione del mixer audio è stata realizzata utilizzando potenziometri Bourns della serie PTV111 e adattata in seguito al feedback di un lettore di Labs riguardo all'influenza negativa del potenziometro pan sul controllo di livello. Inserendo un amplificatore operazionale buffer tra questi due potenziometri, il problema è stato risolto. Quindi, invece di utilizzare un singolo operazionale NE5534, ho aggiunto uno stadio di preamplificazione d'ingresso, passando all'amplificatore operazionale doppio a basso rumore NE5532 di Texas Instruments.

Questa nuova versione dello Small Audio Mixer è composta da tre schede, come mostrato nella Figura◦1:

• Ingresso
• Livello e Pan
• Mix e Master

Schema Elettrico

Lo schema del circuito è illustrato nella Figura 2. Sebbene abbia iniziato il preamplificatore con un jack NJ5FD-V, sono passato rapidamente al modello NRJ6HF per motivi di dimensioni, disponibilità e prezzo. Ho utilizzato il pin TN in modo che, in assenza di segnale, l'ingresso sia collegato a terra.

Ho inserito un piccolo filtro di ingresso LC costituito da una ferrite (o VK200) e da un condensatore X7R da 100 pF. _Il C_IN (22 µF) taglia qualsiasi componente DC. La serigrafia del PCB d'ingresso/preamplificatore è mostrata nella Figura 3.

R_IN (22 kΩ) imposta l'impedenza di ingresso. È possibile adattare il suo valore in base alle proprie sorgenti. Il guadagno dell'OP1A è calcolato come 20 log (1 +R_CR/R_FT) o 10 dB. Ad esempio, si può avere un guadagno di 30 dB con R_FT = 1 kΩ e R_CR = 47 kΩ per costruire un preamplificatore per strumenti. In questo caso, R_IN può arrivare a 100 kΩ o più (vedere le caratteristiche dello strumento) e C_IN può scendere a 1 µF.

L'uscita del preamplificatore OP1A va al potenziometro LEVEL P1 (A) situato sulla scheda Level & Pan, illustrata nella Figura 4. Dal cursore di P1 (B), il segnale viene inviato a OP1B, che funziona come buffer a guadagno unitario, per evitare qualsiasi influenza sul livello derivante dalla regolazione del potenziometro PAN. Questo buffer rimane comunque un'opzione, che può essere sostituita da un ponticello (B-C) sotto il PCB del potenziometro.

Da R1 a R4 e P2 costituiscono il circuito del potenziometro pan. Quando il cursore è a destra, R1 è collegato a massa, ponendo così il canale sinistro a potenziale 0 V tramite R3. Quando il cursore è a sinistra, R2 è collegato a massa, ponendo così il canale destro a potenziale 0 V tramite R4. Nella posizione intermedia si ha un equilibrio tra i segnali destro e sinistro. In questa posizione centrale del potenziometro PAN, il segnale è attenuato di 10 dB poiché R1 (10 kΩ) e metà del potenziometro (5 kΩ) costituiscono un attenuatore la cui formula è: 20 log (10 k + 5 k) / 5 k = 20 log 3. Lo stesso vale per il calcolo con R3. Nessun problema perché il preamplificatore fornisce un guadagno di 10 dB e il pan pot una perdita di 10 dB: ci colleghiamo quindi al bus L&R a 0 dB.

Ogni modulo di ingresso è disaccoppiato da condensatori da 100 nF. Le resistenze da 22 Ω R possono essere utilizzate come shunt per misurare la corrente in ogni ramo dell'amplificatore operazionale e interrompere la corrente in caso di cortocircuito.

Il modulo di ingresso può essere riprodotto N-volte il numero di ingressi desiderato. Nel mio caso, gli spazi sono di 20,32 mm tra i canali ma anche tra i potenziometri LEVEL e PAN. Strano? No, siamo a passi di pollice (8 × 2,54 mm). Faccio sempre il piano di foratura con il mio software per PCB per essere perfettamente correlato.

Stadio finale

Procedendo in avanti: OP2A e OP2B sono montati in una configurazione invertente-sommante, il cui guadagno è calcolato: 20 log R5/R3 e 20 log R6/R4. Il segnale viene poi gestito dalla scheda Mix & Master (Figura 5) con il potenziometro stereo MASTER seguito dallo stadio finale, che fornisce un guadagno di 10 dB (20 log R9/R7 e 20 log R10/R8). Questo permette di avere un livello di uscita di 0 dB con il controllo Master al 70% della sua corsa e di spingere il livello di uscita, se necessario, in caso di segnali di ingresso attenuati.

All'uscita è possibile collegare un amplificatore per cuffie o altri moduli. Ho previsto anche un piccolo jack da 3,5 mm (L & R OUT) che può essere indirizzato alla nuova generazione di Porta-Recorder. Noterete R13 e R14, due resistenze da 600 Ω in serie a questo connettore. Il loro scopo è quello di evitare di sovraccaricare l'NE5532 in caso di collegamento errato di una cuffia (spesso 32 Ω o inferiore, al giorno d'oggi). Queste resistenze avranno un effetto minimo o nullo sul segnale di un ingresso da 10 a 22 kΩ di un dispositivo a valle. Per questa uscita si possono considerare anche i connettori RCA cinch. R11 e R12 sono resistenze di uscita pull-down, il cui scopo è quello di evitare qualsiasi accumulo di tensione sui condensatori di separazione DC C3 e C4.

I tre terminali A, B, C del modulo preamplificatore saranno cablati con i corrispondenti terminali della scheda Level & Pan. Tre schede che possono essere collocate con criterio in un alloggiamento metallico, preferibilmente. Nel mio caso, ho utilizzato l'Hammond 1590DFL (188 × 120 × 56 mm).

La suddivisione delle funzioni Preamp, Level & Pan, Mix & Master mi permette di evolvere le mie creazioni. Aumentare il numero di ingressi non è quindi un problema. Offro anche un ingresso ausiliario stereo opzionale su jack da 3,5 mm. Due resistenze di somma (22 kΩ) collegano il bus L&R. È facile collegarsi direttamente a questo connettore. Molto pratico per aggiungere sorgenti come una radio portatile, un PC, un tablet, ecc. Il volume può essere regolato da questi stessi dispositivi.

Altre considerazioni

Lo stadio del segnale di uscita è identica a quella degli ingressi perché nello stadio di preamplificazione abbiamo amplificatori operazionali non invertenti e nel circuito di somma abbiamo due circuiti invertenti che si susseguono. L'NE5532 è un must dell'audio, ma ci sono molti amplificatori operazionali compatibili che possono essere utilizzati per questo progetto. Spesso provo i miei circuiti con i TL072 e, se tutto va bene, passo all'NE5532. Utilizzando questi schemi, è possibile implementare i potenziometri preferiti. Per saperne di più, potete consultare libri come National Semiconductors Audio Handbook o Small Signal Audio Design di Douglas Self.

Date libero sfogo alla vostra immaginazione per il vostro piacere d'ascolto!

Domande sul mixer?

Avete domande o commenti tecnici su questo articolo o sul progetto del mixer audio? Contattate la redazione di Elektor all'indirizzo editor@elektor.com.

Nota dell'editore: Questo articolo (240262-01) verrà pubblicato nello Speciale Elektor Circuit 2025.