Följ oss på Facebook
Volymkontroller av olika konstruktion
Av Josef Svalander
|
Principen för en volymkontroll |
|
En volymkontroll ska - det hörs ju på namnet - justera volymen till lämplig lyssningsvolym. I praktiken sker detta genom att man dämpar en för stark signal till lämplig nivå genom att låta signalen passera genom en spänningsdelare.
I praktiken sätter man in ett varierbart motstånd - en potentiometer - i signalvägen. En sådan har en fast resistans mellan ytterändarna på tex 100 kOhm och signalen tas ut genom en arm som kan föras över motståndet. En potentiometer har oftast cirkulär motståndsbana och man justerar genom att vrida en sveparm med hjälp av en axel. Man kan dock lika gärna använda fasta motstånd och en omkopplare. Denna konstruktion är dyrare än en enkel potentiometer. Det finns några olika varianter av konstruktion av en volymkontroll och här går vi igenom följande:
|
Potentiometer |
|
I audiosammanhang ser man endast trådlindade potentiometrar i samband med högtalare. I förstärkare används andra material som motstånd i den cirkulära motståndsbanan. Oftast är det fråga om kol eller metallfilm men även olika plastfilmer förekommer numera. Den cirkulära motståndsbanan är kopplad mellan signal och jord och man tar ut den dämpade signalen mellan kontaktarmens uttag - som oftast är mittstiftet av de tre - och jord. Materialet i potentiometern påverkar givetvis ljudkvaliten. Man anser ofta att den trådlindade potentiometern är ljudmässigt överlägsen filmtyperna men den har å andra sidan nackdelen att det är svår att få en låg impedans i och med att tråden bildar en spole runt kärnan. Behöver man en hög effekttålighet så är det dock trådlindade typer som gäller. Det behövs en potentiometer per kanal för stereo. Ett stort problem är att de två potentiometrarna har olika exakthet. Det innebär att man lätt får olika ljudvolym i de olika kanalerna, speciellt i början av motståndsbanan dvs vid låg volym. Det är inte ovanligt att en stereopotentiometer av standardkvalitet då ger mycket svagt ljud endast på en kanal - den andra är helt tyst. Man brukar säga att en potentiometer alltid har samma inimpedans dvs steget innan upplever i princip samma last hela tiden. Givetvis är inte detta helt korrekt eftersom inimpedansen även påverkas av efterföljande stegs inimpedans eftersom potentiometern och nästa steg är parallellkopplade vid full volym. Utimpedansen från en potentiometer varierar med volymen. Vid låga volymer är motståndet nära noll - vid höga är det nära potentiometerns totala resistans. Man brukar dock inte bry sig om detta fenomen. Det finns dock potentiometrar som består av två sammankopplade potentiometrar som i princip ger konstant impedans både in och ut. Dessa är dock ovanliga numera i audiosammanhang.
|
För- och nackdelar med omkopplare kontra potentiometer |
|
Den största fördelen med en omkopplare försedd med motstånd jämfört med en potentiometer är ljudkvaliten. Det finns enligt min mening ingen potentiometer som ljudmässigt kan mäta sig med dämpsats uppbyggd av en omkopplare med fasta motstånd. En annan fördel är att man kan välja kvalitet på de ingående motstånden. Om man använder sig av väl utvalda motstånd med snäva toleranser kan man enkelt få mycket små volymskillnader mellan kanalerna i stereo. Det är oftast en betydligt större exakthet mellan kanalerna på en stereovolymkontroll byggd på fasta motstånd än på en stereopotentiometer. Det krävs dock att man väljer en omkopplare av god kvalitet med tjockt guldlager i kontaktytorna. Den i detta sammanhang vanliga ELMA 04-omkopplaren tillverkas med olika kontaktmaterial. Som standard används ett tunt guldlager på silver. Guldet på denna omkopplare är endast avsett som oxidskydd vid transport och gnids av efter några vridningar av omkopplaren och då kvarstår silver som kontaktmaterial vilket också anges i specifikationerna. Silver som kontaktmaterial ger ofelbart rassel och knaster efter ett tag. Det finns företag som säljer audiofilvolymkontroller uppbyggda på den billigare omkopplaren med silver på kontaktytorna. Se upp så du köper en omkopplare med minst 3µm guld på kontaktytorna. En sådan omkopplare är givetvis dyrare men den enklare typen är inte heller gratis och du måste ofelbart byta den inom ett par år. En fördel med en potentiometer i audiosammanhang är att den kan ställas in på vilken volym som helst. En omkopplare kan ju inte ställas i ett mellanläge. Det gäller att använda sig av tillräckligt många steg på omkopplaren och att välja dämpning noggrant mellan stegen så att man verkligen kan justera volymen på rätt sätt. Om du får klick eller andra fenomen när du vrider på en omkopplare beror det oftast på att det ligger likspänning ut från något av tidigare eller senare steg. Botemedlet är att koppla in en kondensator i signalvägen. Även en potentiometer får lättare problem med knaster och rassel i denna situation.
|
Omkopplare med serieresistanser |
|
En stor fördel med denna koppling är att den direkt kan ersätta vilken potentiometer som helst. Den har också samma för- och nackdelar vad gäller konstant inimpedans och varierande utimpedans vilket gör att man inte behöver fundera över resten av konstruktionen vid ett byte av potentiometern mot denna dämpsats. Inte heller riskerar man med denna typ att få några knäppar eller småklick mellan de olika "snäppen". Vissa av de andra konstruktionerna kan just i växlingsögonblicket ge en svag klick som dock normalt inte är besvärande. Jämfört med de andra beskrivna typerna uppbyggda på omkopplare och motstånd så har denna nackdelen att alla motstånd är inkopplade hela tiden. Likaså är alla lödpunkter inkopplade i signalvägen - antingen i serie med signalen eller mot jord. Därför är de nedanstående typerna ljudmässigt att föredra.
|
Enkel shuntattenuator |
|
I serie med signalen sätter du ett motstånd med den resistans som du vill ha på volymkontrollen. Dvs vill du ha en 100 kOhms kontroll så använder du ett motstånd på 100 kOhm i denna position. Därefter kopplar du in olika motstånd mot jord. Ju mindre resistans på detta motstånd ju lägre ljudvolym. I det yttersta läget - full volym - kan du om du så vill helt koppla ur serieresistansen. Detta kräver dock att konstruktionen tolererar detta. Vill du se ett exempel på kopplingsschema på hela konstruktionen (100 kOhm) kan du klicka här. Du måste alltså veta vad du gör. Men i de allra flesta fall så fungerar denna konstruktion alldeles utmärkt. Fördelen med denna koppling är att du endast har två motstånd med tillhörande lödpunkter inkopplade samtidigt. Å andra sidan så innebär kopplingen att du har olika impedans i alla lägen. Inimpedansen blir dock aldrig lägre än nominellt värde (om du inte kopplar förbi serieresistansen helt i sista läget). Du kan också någon gång uppleva små klickar när du vrider på omkopplaren. Detta är oftast helt ofarligt och i de flesta fall hörs dessa klick inte alls. Jag har aldrig upplevt någras som helst problem i mina egna konstruktioner och jag har som sagt använt konstruktionen i över 30 år nu (2010). Detta är den konstruktion jag rekommenderar som mest prisvärd. Kostnaden i princip densamma som för serieresistanstypen.
|
Shuntattenuator |
|
Här byter man båda motstånden samtidigt och dessa ger en total resistans på nominellt värde på volymkontrollen. Dvs vill du ha en volymkontroll på 100 kOhm så skall de två motstånden tillsammans ge 100 kOhm. Endast förhållandet mellan motstånden ändras. Detta innebär att du har samma för- och nackdelar som med serieresistansvarianten vad gäller elektriska egenskaper. Du kan också koppla ur alla motstånd i sista steget om du så vill som på den enkla shunt-typen. Men det kräver dubbla omkopplardäck = betydligt högre kostnad. Om du i alla fall skall kosta på dubbla däck så är det lika bra att direkt satsa på en konstantimpedanskonstruktion som låter bättre för en endast något högre kostnad. Vill du se ett exempel på kopplingsschema på hela konstruktionen kan du klicka här
|
Konstantimpedansattenuator eller Pi-attenuator |
|
Här ser man till att impedansen alltid är densamma både in och ut. Detta görs med hjälp av tre motstånd som tillsammans dämpar signalen. Detta ger en lätt och jämn belastning både för steget innan och för steget efter. Har du råd så är valet givet - satsa på en konstantimpedansattenuator. Vill du se ett exempel på kopplingsschema på hela konstruktionen (100 kOhm) kan du klicka här |
I princip består en sådan av två motstånd mellan signal och jord. Den dämpade signalen tas ut mellan motstånden. Om R1 och R2 i vidstående bild är lika stora så dämpas signalen till hälften.
Här till höger ser du en trådlindad potentiometer. Här ser du tydligt hur en potentiometer är konstruerad. Normalt sitter det en kåpa över mekanismen.
Detta är den bästa av alla konstruktionerna både ljudmässigt och elektriskt. Den är också den dyraste då det krävs dubbla omkopplardäck samt tre motstånd per läge. Alla motstånd byts i varje nytt läge.