مضخم ذو كسب متغير

المضخم ذو الكسب المتغير ( VGA ) أو المضخم المتحكم فيه بالجهد ( VCA ) هو مضخم إلكتروني يغير كسبه تبعًا لجهد التحكم (يُختصر غالبًا إلى CV ). للمضخمات المتحكم فيها بالجهد تطبيقات عديدة، منها ضغط مستوى الصوت ، وأجهزة المزج ، وتعديل السعة .

يمكن تصميم مضخم مُتحكم فيه بالجهد عن طريق إنشاء مقاومة مُتحكم فيها بالجهد (VCR)، والتي تُستخدم لضبط كسب المضخم. مثال بسيط على ذلك هو تكوين مضخم عمليات عاكس نموذجي مع مقاومة ضوئية (LDR) في حلقة التغذية الراجعة. يعتمد كسب المضخم حينها على الضوء الساقط على المقاومة الضوئية، والذي يمكن توفيره بواسطة صمام ثنائي باعث للضوء ( LED) ( مقرن ضوئي ). يمكن التحكم في كسب المضخم من خلال التيار المار عبر الصمام الثنائي الباعث للضوء. يشبه هذا الدوائر المستخدمة في ضواغط الصوت البصرية . هناك نوع آخر من الدوائر يستخدم مضخمات ناقلية تشغيلية .

في تطبيقات الصوت، يُستخدم التحكم اللوغاريتمي في الكسب لمحاكاة كيفية سماع الأذن لشدة الصوت . وكان جهاز dbx 202 VCA الخاص بديفيد إي. بلاكمر ، والمبني على خلية كسب بلاكمر ، من بين أوائل التطبيقات الناجحة لجهاز VCA اللوغاريتمي. ^{[ 1 ]}

تُعد المضاعفات التناظرية نوعًا من مكبرات التحكم في الجهد المصممة لتكون ذات خصائص خطية دقيقة؛ المدخلان متطابقان وغالبًا ما يعملان مع كل من مدخلات الجهد الموجبة والسالبة.

تأتي بعض لوحات المزج مزودة بمضخمات تحكم بالجهد (VCAs) في كل قناة لأتمتة اللوحة . يتحول مُخفِّض الصوت ، الذي يتحكم عادةً في إشارة الصوت مباشرةً، إلى جهد تحكم مستمر لمضخم التحكم بالجهد. يمكن التحكم في أقصى جهد متاح لمُخفِّض الصوت بواسطة مُخفِّض صوت رئيسي واحد أو أكثر، يُسمى مجموعات مضخمات التحكم بالجهد . يتحكم مُخفِّض الصوت الرئيسي لمضخم التحكم بالجهد بعد ذلك في المستوى الإجمالي لجميع القنوات المُخصصة للمجموعة. ^{[ 2 ]} تُستخدم مجموعات مضخمات التحكم بالجهد عادةً للتحكم في أقسام مختلفة من المزيج؛ مثل الغناء ، أو الجيتارات ، أو الطبول ، أو الإيقاع . يسمح مُخفِّض الصوت الرئيسي لمضخم التحكم بالجهد برفع أو خفض مستوى ذلك الجزء من المزيج دون التأثير على مزج الآلات في ذلك الجزء.

من مزايا مجموعة VCA الفرعية أنها تؤثر بشكل مباشر على مستوى تضخيم كل قناة، لذا فإن أي تغيير في مستوى مجموعة VCA الفرعية لا يؤثر فقط على مستوى القناة، بل يؤثر أيضًا على جميع المستويات المُرسلة إلى أي مزيج لاحق للتلاشي. في مجموعات الصوت الفرعية التقليدية، يؤثر مُتحكم التلاشي الرئيسي للمجموعة الفرعية فقط على المستوى المُدخل إلى المزيج الرئيسي. لنفترض وجود آلة موسيقية تُغذي مجموعة فرعية ومزيجًا لاحقًا للتلاشي. إذا خفضت مُتحكم التلاشي الرئيسي للمجموعة الفرعية تمامًا، فلن تسمع صوت الآلة نفسها، ولكنك ستظل تسمعها كجزء من المزيج اللاحق للتلاشي، ربما مع تأثير صدى أو كورَس . ^{[ 3 ]}

من المعروف أن خلاطات VCA تدوم لفترة أطول من الخلاطات التناظرية الأخرى. ولأن VCA يتحكم في مستوى الصوت بدلاً من مُخفِّض الصوت الفعلي، فإن تآكل آلية مُخفِّض الصوت مع مرور الوقت لا يُؤدي إلى تدهور جودة الصوت.

اخترع ديفيد إي. بلاكمر ، مؤسس شركة dbx ، وحدات التحكم في مستوى الصوت (VCAs)، واستخدمها في صناعة ضواغط النطاق الديناميكي . وكانت أول وحدة تحكم صوتية تستخدم وحدات التحكم في مستوى الصوت هي نظام التسجيل الآلي المحوسب من شركة أليسون ريسيرش، الذي صممه بول سي. باف عام 1973. ^{[ 4 ]} ومن بين القدرات المبكرة الأخرى لوحدات التحكم في مستوى الصوت في خلاطات الصوت، سلسلة وحدات تسجيل الاستوديو MCI JH500 التي طُرحت عام 1975. ^{[ 5 ]} أما أول خلاط صوت بتقنية التحكم في مستوى الصوت مخصص للصوت المباشر فكان PM3000 الذي طرحته شركة ياماها عام 1985.

المضخم الرقمي المُتحكم به (DCA) هو مضخم ذو كسب متغير يتم التحكم به رقميًا. يستخدم هذا النوع من المضخمات أسلوبًا متدرجًا، مما يوفر للدائرة زيادات متدرجة في اختيار الكسب. يمكن تحقيق ذلك بعدة طرق، ولكن تظل بعض العناصر ثابتة في أي تصميم.

في أبسط صورها، يمكن لمفتاح تبديل موصول بمقاومة التغذية الراجعة توفير إعدادين منفصلين للكسب. مع وجود ثمانية مفاتيح وثمانية مقاومات في حلقة التغذية الراجعة، يُمكن لكل مفتاح تمكين مقاومة معينة للتحكم في تغذية المضخم الراجعة. ولتقليل عدد المفاتيح والمقاومات، يُمكن استخدام توليفات من قيم المقاومة بتفعيل عدة مفاتيح. إذا تم تحويل كل مفتاح إلى مرحل، يُمكن استخدام متحكم دقيق لتفعيل المرحلات لتحقيق مقدار الكسب المطلوب.

يمكن استبدال المرحلات بترانزستورات تأثير المجال من النوع المناسب لتقليل الطابع الميكانيكي للتصميم. كما يمكن لأجهزة أخرى، مثل الدائرة المتكاملة CD4053 ثنائية الاتجاه لمضاعف الإرسال التناظري بتقنية CMOS، ومقاييس الجهد الرقمية (التي تجمع بين سلسلة المقاومات ومضاعفات الإرسال )، أن تؤدي وظيفة التبديل بكفاءة.

• خلاط أوتوماتيكي
• أتمتة الخلط

• أمثلة على مضخمات الجهد غير البصرية
• بعض المخططات الخاصة بمضخمات التحكم في الجهد (VCAs).
• "مضخمات التحكم في الجهد باستخدام الصمامات المفرغة" . مؤرشف من الأصل بتاريخ 13-05-2008.
• رابط قديم على موقع archive.today (تمت أرشفته في 21-02-2013)
• دليل ألين وهيث لمزج الصوت باستخدام جهاز VCA على موقع Wayback Machine (تمت أرشفته في 2008-12-03)