Усилитель с переменным усилением ( VGA ) или усилитель, управляемый напряжением ( VCA ), представляет собой электронный усилитель , который изменяет свое усиление в зависимости от управляющего напряжения (часто сокращенно CV).
VCA имеют множество применений, включая компрессию уровня звука , синтезаторы и амплитудную модуляцию .
Грубым примером является типичная инвертирующая конфигурация операционного усилителя с резистором, зависящим от света (LDR), в контуре обратной связи. Коэффициент усиления усилителя тогда зависит от света, падающего на LDR, который может быть обеспечен светодиодом ( оптроном ) . Коэффициент усиления усилителя тогда контролируется током через светодиод. Это похоже на схемы, используемые в оптических аудиокомпрессорах .
Усилитель, управляемый напряжением, может быть реализован путем создания резистора, управляемого напряжением (VCR), который используется для установки усиления усилителя. VCR является одним из многочисленных интересных элементов схемы, которые могут быть получены с использованием JFET (полевой транзистор с переходом) с простым смещением. VCR, изготовленные таким образом, могут быть получены как дискретные устройства, например VCR2N.
Другой тип схемы использует операционные усилители крутизны .
В аудиоприложениях логарифмическая регулировка усиления используется для имитации того, как ухо слышит громкость . DBX 202 VCA Дэвида Э. Блэкмера , основанный на ячейке усиления Блэкмера , был одним из первых успешных реализаций логарифмической VCA. [1]
Аналоговые умножители — это тип усилителей, управляемых напряжением (VCA), разработанный для обеспечения точных линейных характеристик; два входа идентичны и часто работают во всех четырех квадрантах напряжения, в отличие от большинства других усилителей, управляемых напряжением (VCA).
Некоторые микшерные пульты оснащены VCA в каждом канале для автоматизации пульта . Фейдер , который традиционно управляет аудиосигналом напрямую, становится управляющим напряжением постоянного тока для VCA. Максимальное напряжение, доступное фейдеру, может контролироваться одним или несколькими мастер-фейдерами, называемыми группами VCA . Мастер-фейдер VCA затем управляет общим уровнем всех назначенных ему каналов. [2] Обычно группы VCA используются для управления различными частями микса: вокалом , гитарами , барабанами или перкуссией . Мастер-фейдер VCA позволяет повышать или понижать часть микса, не влияя на смесь инструментов в этой части микса.
Преимущество подгруппы VCA заключается в том, что, поскольку она напрямую влияет на уровень усиления каждого канала, изменения уровня подгруппы VCA влияют не только на уровень канала, но и на все уровни, отправляемые на любые постфейдерные миксы. В традиционных аудиоподгруппах главный фейдер подгруппы влияет только на уровень, поступающий в основной микс, и не влияет на уровень, поступающий в постфейдерные миксы. Рассмотрим случай инструмента, питающего подгруппу и постфейдерный микс. Если вы полностью опустите главный фейдер подгруппы, вы больше не услышите сам инструмент, но вы все равно услышите его как часть постфейдерного микса, возможно, эффект реверберации или хоруса . [3]
Известно, что микшеры VCA служат дольше, чем микшеры без VCA. Поскольку VCA управляет уровнем звука вместо физического фейдера, спад механизма фейдера с течением времени не приводит к ухудшению качества звука.
VCA были изобретены Дэвидом Э. Блэкмером , основателем dbx , который использовал их для создания компрессоров динамического диапазона . Первой консолью, использующей VCA, была автоматизированная система записи Allison Research, разработанная Полом К. Баффом в 1973 году. [4] Еще одной ранней возможностью VCA на звуковом микшере была серия студийных пультов звукозаписи MCI JH500, представленных в 1975 году. [5] Первым микшером VCA для живого звука был PM3000, представленный Yamaha в 1985 году.
Усилитель с цифровым управлением (DCA) — это усилитель с переменным коэффициентом усиления, который управляется цифровым способом.
Усилитель с цифровым управлением использует ступенчатый подход, давая схеме градуированные приращения выбора усиления. Это можно сделать несколькими способами, но определенные элементы остаются в любой конструкции.
В своей самой базовой форме тумблер, подключенный к резистору обратной связи, может обеспечить две дискретные настройки усиления. Хотя это не управляемая компьютером функция, она описывает основную функцию. С восемью переключателями и восемью резисторами в контуре обратной связи каждый переключатель может включить определенный резистор для управления обратной связью усилителя. Если каждый переключатель преобразовать в реле, микроконтроллер можно использовать для активации реле, чтобы достичь желаемого уровня усиления.
Реле можно заменить полевыми транзисторами соответствующего типа, чтобы уменьшить механическую природу конструкции. Другие устройства, такие как двунаправленная интегральная схема аналогового мультиплексора CMOS CD4053 и цифровые потенциометры (комбинированная резисторная цепочка и MUX) могут хорошо выполнять функцию переключения.
Чтобы минимизировать количество переключателей и резисторов, можно использовать комбинации значений сопротивления путем активации нескольких переключателей.