Una pequeña historia

Este diseño apareció después de que monté el famoso amplificador OM 2.5. Naturalmente, surgió la cuestión de elegir el control de volumen, la protección y otras funciones de servicio. Por supuesto, también quería tener una entrada digital y un control remoto, pero este ya me parecía un espacio completamente inaccesible. Nunca antes había hecho programación de controladores o diseño de circuitos electrónicos. Sin embargo, como dicen, el camino lo pueden dominar quienes caminan, y el controlador Atmega16 con un chip de control de volumen PGA2311 se instaló en la placa. Como resultado, quedé tan fascinado con el proceso que fue muy difícil terminar el proyecto. Si bien había memoria libre y patas de controlador, surgieron ideas para ampliar funciones y agregar nuevos módulos. Los tableros para todos los módulos se diseñaron inicialmente en DipTrace y se hicieron a mano usando fotorresistente. Luego intenté encargar algunas de las tablas a producción. Por lo tanto, en la foto hay una mezcolanza de placas de circuito azules caseras y verdes de fábrica. Entonces, en este artículo intenté describir con qué terminé.

Funciones del sistema.

• Arranque suave, retardo ajustable de 0 a 30 segundos.
• Retardo de encendido del altavoz, regulable de 0 a 30 segundos.
• Mando a distancia estándar NEC con configuración de control remoto desde el sistema de menús
• Conmutación de altavoces mediante placas de protección: zonas A/B (pulsador, mando a distancia), izquierda/derecha (mando a distancia) o simplemente encendido/apagado.
• Control selector de entrada para 4 entradas (botones, mando a distancia)
• Control de volumen y equilibrio mediante chip PGA23XX o relé Nikitin RG (codificador, control remoto)
• Control de bloque de tono Matyushkin con ajuste de relé de graves y agudos (codificador, control remoto)
• Control - transmisión de comandos de parada/arranque/rebobinado/pista (control remoto)
• Control térmico en sensor digital LM75, uno o dos canales, apagado por sobrecalentamiento, encendido de ventiladores
• Botones de encendido, cambio de altavoz, cuatro botones selectores de entrada y silencio
• Ajustar el brillo de la retroiluminación de la pantalla (control remoto)
• Salvapantallas: borrado de pantalla, indicador de nivel y analizador de espectro

Composición y configuración del sistema.

El sistema consta de un controlador con display de 4x20 caracteres montado en el panel frontal y varios módulos de ejecución. La pantalla se instala paralela a la placa del controlador en cuatro bastidores y se conecta a ella mediante conectores PLS-PBS, lo que da como resultado un "sándwich" bastante compacto de 12 mm de altura. Todas las conexiones se realizan alrededor del perímetro de la placa del controlador mediante conectores de esquina XH.

Los módulos realizan los ajustes/conmutaciones necesarios y se instalan en la carcasa del amplificador teniendo en cuenta minimizar la longitud de los circuitos de señal:

• Control de volumen basado en PGA23XX con selector de entrada para 4 entradas y conector para conectar un DAC USB PCM2705
• Control de volumen Nikitin
• Selector de entrada para 4 entradas (para usar con Nikitin RG)
• Control de tono Matyushkin con ajuste de relé de graves y agudos
• Protección AC contra tensión continua con conmutación de dos zonas A/B
• Sensores térmicos
• Fuente de alimentación de reserva con filtro de entrada y control de arranque suave

La configuración de los módulos utilizados está determinada por un interruptor DIP en la placa del controlador. Se lee cuando se suministra energía al controlador y determina el algoritmo para el funcionamiento posterior del sistema:

Los controles de volumen, control de tono y selector de entrada se conectan en serie al bus del controlador SPI, para ello las placas del módulo cuentan con conectores Control IN y Control Out. Cuando se utiliza Nikitin RG, se pueden conectar dos de estos módulos para ajustar el equilibrio. Esto le permite configurar de manera flexible el sistema de control para un dispositivo específico. El rango y el paso del control de volumen para PGA23xx y RG Nikitin pueden diferir significativamente, por lo que se configuran en el menú de configuración del sistema. Importante: el firmware no verifica la idoneidad de los valores ingresados, por lo que no debe establecer el volumen máximo de +32 dB para el Nikitin RG. Todas las opciones posibles para conectar módulos al bus SPI:

• controlador ->
• controlador -> TB Matyushkin -> RG en PGA23XX con selector de entrada y DAC
• controlador -> RG Nikitin -> selector de entrada
• controlador -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> selector de entrada
• controlador -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> selector de entrada
• controlador -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> selector de entrada

Los sensores térmicos se conectan al controlador a través del bus I2C. Su presencia y cantidad también se regulan mediante un interruptor DIP. Hay tres opciones: el control térmico está desactivado, se usa un sensor o se usan dos sensores para cada canal del amplificador. Si el control de temperatura está habilitado, puede establecer la temperatura máxima a la que se apagará el dispositivo. También se ajustan las temperaturas para encender y apagar el ventilador. Cuando se utilizan dos sensores térmicos, es posible organizar un flujo de aire independiente para cada canal.

Indicación.

Toda la información se muestra en una pantalla de 4x20 caracteres en el conocido controlador HD44780. La primera línea muestra el estado del interruptor de CA. En la misma línea se muestra la temperatura de los radiadores, obtenida de sensores térmicos, cuando supera la temperatura cuando se enciende el ventilador. La segunda línea muestra la atenuación del RG en decibelios. La tercera línea es el estado de equilibrio. Al ajustar los graves o los agudos, en esta línea también se muestra su estado en lugar del balance. La última línea muestra los nombres de las entradas y la entrada actual.

Otro órgano de indicación es el LED. Se enciende cuando el sistema está conectado a la red y está en modo de espera. Al encenderse se apaga y parpadea para indicar que se están recibiendo comandos del mando a distancia.

Si no se utilizan controles durante un cierto período de tiempo, la pantalla puede cambiar al modo de protector de pantalla. La más sencilla es reducir el brillo de la retroiluminación de la pantalla. Si conecta una señal de audio de entrada o salida a las entradas correspondientes del controlador, puede utilizar los salvapantallas “Indicador de nivel” o “Analizador de espectro” basados ​​en la transformada de Fourier.

Control.

Para el control se utilizan pulsadores que cierran a tierra las correspondientes entradas del controlador, un encoder con pulsador y un mando a distancia con protocolo NEC. El codificador controla el control de volumen. Cuando presiona su botón, el codificador cambia secuencialmente para ajustar el equilibrio/tono de graves/tono de agudos. Al mismo tiempo, los símbolos correspondientes al modo actual parpadean en la pantalla. Solo se implementa un conjunto mínimo de comandos en los botones y el codificador; la funcionalidad completa de 26 comandos está disponible solo desde el control remoto. Algunas funciones, como cambiar el volumen, admiten la recepción de comandos de repetición automática desde el control remoto (cuando se mantiene presionado el botón del control remoto). Para funciones como Encendido/Apagado, la repetición automática está desactivada intencionalmente; para repetir el comando, debe presionar el botón del control remoto nuevamente.

El kit mínimo requerido para iniciar y configurar el sistema es un botón de encendido, un codificador y un control remoto. Cuando se suministre energía al controlador, estará en modo de espera. Una pulsación larga del botón de encendido (a partir de 2 segundos) pone el controlador en modo de configuración. En este caso sólo se enciende la pantalla, los relés de arranque suave permanecen apagados. Navegue por el menú de configuración y cambie los valores de los parámetros girando el codificador. Para seleccionar elementos del menú, ingresar a la edición y confirmar la selección, debe presionar el botón del codificador.

Simplemente puede ingresar los códigos de comando del control remoto en el submenú de configuración correspondiente si los conoce. Pero es más fácil leerlos desde el control remoto existente. Para hacer esto, ingrese el código de edición del comando deseado y presione el botón correspondiente en el control remoto. Si el controlador pudo aceptar el comando, el LED de espera parpadeará e ingresará el código en el campo de edición. Para confirmar el código, todo lo que tienes que hacer es presionar el codificador. Todos los parámetros y comandos configurables se muestran en la siguiente tabla:

Circuito controlador

La energía se suministra a través del diodo protector D1 y el estabilizador de 5V U1. Las teclas Q1 y Q2 controlan el relé de arranque suave. R9 ajusta el contraste de la pantalla; para una pantalla con retroiluminación azul en la tercera pata del conector X9, debe configurar el voltaje en aproximadamente 0,85-0,9 V. Q3 es una tecla PWM para ajustar el brillo de la retroiluminación de la pantalla.

Todos los botones y el interruptor DIP de configuración S1 están conectados al controlador a través del bus I2C mediante expansores de puerto PCF8574 (U3, U4). Al presionar cualquier botón se produce una interrupción en el tramo PB2 de Atmega y, como resultado, se solicita a U3 el código del botón presionado. El codificador (x6) y el receptor de infrarrojos (PH1) también están conectados a las patas del controlador, que admiten interrupciones externas: PD2 y PD3.

El amplificador operacional U5 se utiliza para suministrar la señal analógica de los canales derecho e izquierdo a las entradas ADC. A partir de los datos recibidos del ADC, se implementan las funciones de un indicador de nivel y un analizador de espectro. Las entradas ADC funcionan con una señal en el rango de 0-5 V, por lo que la señal de audio debe amplificarse/atenuarse a una amplitud de 2,5 V y agregarse un componente de CC de 2,5 V. La ganancia está determinada por R15/R19 y R16/R20. R17 y R18 proporcionan la polarización de 2,5 V requerida. U5 debe ser Riel a Riel en entrada y salida y operar con un suministro de 5V. Al ajustar las resistencias R13, R14, es necesario lograr la máxima amplitud posible de la señal analógica en PA6, PA7 (U2) sin signos de clipaje.

Firmware, Fusibles, Modelado

El conector X2 se utiliza para el firmware. Al flashear el controlador, asegúrese de desconectar todos los módulos del conector X3. Después de actualizar el programa, se debe cargar el archivo de datos de Eeprom. Al instalar fusibles, debe desactivar el depurador JTAG (JTAGEN) y configurar la frecuencia en 8 MHz (CKSEL0, CKSEL1, CKSEL2, CKSEL3), todo lo demás está predeterminado.

Se adjunta al artículo un modelo del controlador en Proteus 8. Con su ayuda, puede familiarizarse con el controlador, las funciones de prueba, la indicación y las señales de control, sin ensamblar el dispositivo. No pude encontrar el modelo del termómetro digital LM75, por lo que se utiliza otro sensor y firmware similar teniendo en cuenta este reemplazo. Para emular el control remoto NEC se realizó un modelo y firmware simple, el modelo del emulador de codificador lo encontré en un proyecto abierto. El firmware para estos modelos se incluye con el archivo Proteus.

Sensor termal

Los sensores térmicos se presionan contra los radiadores con el lado del microcircuito. En el otro lado de la placa, los puentes configuran las direcciones de los sensores en el bus I 2 C. La dirección del canal izquierdo es 000, la derecha es 001. Si se usa un sensor, la dirección del canal izquierdo es colocar. Una limitación importante es que las salidas para encender el ventilador OS son de baja corriente y pueden pasar una corriente de hasta 100 µA. Esto debe tenerse en cuenta al conectar las llaves que controlan los ventiladores al controlador.

Control de volumen Nikitin

Se utiliza un circuito inverso al original: cuando los relés están apagados, el debilitamiento del regulador es máximo. El registro de desplazamiento U1 recibe datos de volumen del controlador (X9). Sus salidas son amplificadas por interruptores Darlington con diodos protectores U2, porque El registro 74HC595 no puede suministrar la corriente requerida a todos los relés. Además, gracias al ULN2003A, podrás utilizar un relé que no tiene por qué ser de 5V. Los devanados del relé se pueden alimentar desde la placa del controlador, pero es mejor alimentarlos desde una fuente separada, para esto se proporciona el conector X11. Si se utilizan relés con devanados superiores a 5 V, la alimentación externa es la única opción. La elección de la fuente de alimentación está determinada por los puentes J1 y J2.

Al instalar todos los relés, se proporciona una atenuación de hasta -128 db y un paso de control de 1 db. Si la atenuación de -64 dB es suficiente, no es necesario instalar el relé K7. En este caso, la señal de salida se elimina de los conectores X6, X8. Puede aumentar el paso de control a 2 dB, para ello basta con no instalar el relé K1 y aplicar la señal de entrada a los conectores X2, X4.

Se necesitan resistencias R15 y R16 para hacer coincidir la impedancia de salida del regulador con la impedancia de entrada del amplificador. R15 se configura si se utiliza una salida de -64 dB, R16 - para una salida de -128 dB. El valor de la resistencia se determina en función de la resistencia de salida del RG de 10 kOhm y el valor de la resistencia de carga de entrada. Si no se utiliza un selector de entrada, es necesario instalar resistencias R20, R21, R22 para conectar las tierras digitales y analógicas. Si hay un selector de entrada, es mejor conectar la masa en su placa.

El circuito de control del selector de entrada es similar al del Nikitin RG, pero con algunas simplificaciones. Dado que sólo se enciende un relé a la vez, la corriente en el registro U1 es suficiente y se decidió abandonar el ULN2003. Por lo tanto, sólo se pueden utilizar relés de 5 V en el selector de entrada. Cuando se utilizan relés convencionales, el puente J1 está soldado. El puente J2 está hecho para experimentos con relés biestables para el futuro.

Se puede instalar un Nikitin RG en el selector de entrada. En este caso, las entradas/salidas analógicas y el bus de control se conectan mediante conectores PLS-PBS. Para ello el selector dispone de dos salidas por canal, correspondientes a las entradas del Nikitin RG con un paso de control de 1db y 2db. R1, R2, R3 conectan tierra analógica y digital. El puente en la placa J3 le permite conectar la tierra al cuerpo del dispositivo a través de un orificio de montaje metalizado en la placa.

En el circuito original de TB Matyushkin, las altas frecuencias están reguladas por una resistencia variable. Esto no encajaba en el concepto de mi diseño, por lo que la resistencia fue reemplazada por un divisor de relé. Pero fue necesario reducir el número de relés para poder ajustar los graves, los agudos y habilitar el directo a las 7 patas del ULN2003. Tomé prestado el diagrama de conmutación para tres relés, en lugar de cuatro, de. Para minimizar la placa, se utilizaron condensadores Epcos Mylar de 63 V con un paso de clavija de 5 mm.

El circuito de control de conmutación de relés es completamente similar al RG de Nikitin. La única adición es la salida directa X4 para un relé de derivación de bloque de tono externo. El relé Direct se enciende cuando todos los timbres están configurados en 0. El controlador aún no proporciona un comando adicional para activar Direct, pero no es difícil agregarlo.

Este es el primer módulo a partir del cual comenzó el desarrollo del controlador. El control PGA2311 (U2) consta de dos registros de desplazamiento de ocho bits conectados en serie. Cada registro controla el volumen de su canal. El chip tiene una salida de datos a la que se conectó otro registro normal U3. Controla cuatro relés de entrada. Las cuatro patas restantes del registro transmiten comandos al DAC USB a través de un divisor de 3 V: reproducir/pausar, detener, rebobinar derecha/izquierda, anterior/siguiente. pista. Esto permite controlar la reproducción de listas de reproducción en una computadora desde el control remoto del amplificador, lo cual es bastante conveniente. Las fuentes de alimentación analógica y digital están separadas y se suministran desde tres estabilizadores: U4, U5, U6. La placa tiene puentes de diodos y filtros, solo necesitas conectar un transformador. En lugar del PGA2311 se puede utilizar el microcircuito PGA2310, para ello basta con sustituir los estabilizadores U4 y U5 por otros similares con una tensión de salida de 12V. Una característica importante es que la alimentación digital y analógica debe suministrarse de forma sincrónica. El diseño del módulo implica la instalación en la pared trasera del amplificador.

En lugar de la primera entrada analógica, puede instalar un DAC USB PCM2706. Publiqué todos los materiales sobre él en . En este caso, en lugar del conector X1 RS-813, se instala un conector para 3 entradas RS-613. Se fabrica un filtro adicional para el DAC en el amplificador operacional U1. Además, amplifica la salida DAC a 1,2 V estándar.

Mediciones

La calidad de los módulos después del montaje se comprobó mediante mediciones realizadas por el programa. Se utilizó EMU-0404 como tarjeta de sonido. Gracias a esto pude detectar y corregir algunos errores en el diseño del tablero. No abarrotaré el artículo con imágenes de los resultados de las mediciones, están adjuntas a los archivos del proyecto. En general, podemos decir que el ruido y armónicos de los módulos están al límite de las capacidades de medición del EMU-0404.

Lista de radioelementos

Muy a menudo, en cascadas de controles de volumen de equipos de reproducción de sonido de alta calidad, se utilizan resistencias variables directamente como reguladores, lo que permite cambiar la ganancia de la señal de forma gradual o suave. Sin embargo, a menudo en los amplificadores de válvulas de baja frecuencia se utilizan controles de volumen por pasos, fabricados con interruptores y resistencias fijas.

La solución de circuito más simple y común para un control de volumen ULF de válvulas al elegir un control suave es introducir un potenciómetro con un coeficiente de división de voltaje variable en el circuito de entrada, en el circuito entre etapas o en el circuito de retroalimentación negativa del amplificador. Moviendo el control deslizante de este potenciómetro se ajusta directamente el volumen. En este caso, se recomienda utilizar resistencias variables con la denominada característica logarítmica (característica tipo B) como potenciómetro de ajuste para garantizar un cambio uniforme en el volumen de la señal reproducida en diferentes niveles de la señal de entrada.

Si lo desea, el control de volumen con ajuste suave se puede reemplazar por un regulador con ajuste escalonado. Para ello, basta con realizar una sustitución adecuada del elemento regulador, es decir, en lugar de un potenciómetro, instalar una cadena de resistencias constantes conectadas en serie, cuyo número y la relación de sus valores determinan el rango. y ley de regulación.

Al elegir un circuito de control de volumen, no se debe olvidar que el oído humano tiene diferente sensibilidad a señales de diferentes frecuencias y volúmenes. En la práctica, este fenómeno se manifiesta en el hecho de que cuando disminuye el volumen de la señal sonora reproducida, el oyente tiene la impresión de un cambio en el timbre del sonido, que se expresa en una disminución aparentemente significativamente mayor en el volumen relativo de los componentes de frecuencias más bajas y más altas en comparación con las señales de frecuencia media. Por lo tanto, en los equipos de reproducción de sonido de alta calidad, se utilizan controles de volumen con compensación fina, en los que, cuando se reduce el volumen, se lleva a cabo el aumento necesario en los componentes de frecuencias más bajas y más altas para garantizar el mismo volumen de percepción. A medida que aumenta el volumen, disminuye el aumento requerido en los componentes de frecuencia de borde. La base del control de volumen afinado suele ser potenciómetros con uno o dos grifos, a los que se conectan los circuitos RC correspondientes.

Normalmente, el control de volumen se utiliza para cambiar el nivel de la señal de salida ULF con una mínima distorsión introducida. En este caso, la mayoría de las veces se utiliza una resistencia variable como regulador, conectada a la entrada del amplificador o entre las etapas preliminar y final. En lugar de una resistencia variable, como ya se señaló, se puede utilizar un regulador escalonado, fabricado a partir de un interruptor y un casete de resistencias con diferentes resistencias. En la figura 1 se muestran diagramas de circuitos simplificados de los controles de volumen más simples. 1.

Figura 1. Diagramas de circuitos simplificados de controles de volumen.

Para evitar la posibilidad de sobrecargar el primer tubo amplificador con una gran amplitud de la señal de entrada, el diagrama de conexión del control de volumen que se muestra en la Fig. 1, a. En este caso, la resistencia variable se utiliza directamente como carga del dispositivo anterior. Si la amplitud máxima de la señal de entrada es pequeña, se puede instalar una resistencia de control de volumen variable en el circuito de la rejilla de control de una de las etapas de amplificación posteriores, como se muestra en la Fig. 1, b. La ventaja de esta conexión es que reduce el impacto de las interferencias externas, ya que se suministra al regulador una señal útil, ya amplificada al nivel requerido.

El nivel de volumen en los ULF de tubo también se puede ajustar mediante cascadas especiales, que proporcionan un cambio en la pendiente de la característica de la lámpara. El principio de funcionamiento de dichos controles de volumen se basa en el hecho de que cuando se utiliza una lámpara con una alta resistencia interna en la etapa del amplificador, la ganancia de dicha etapa será proporcional a la pendiente de su característica (S). Por tanto, cuando se utiliza una lámpara con característica de pendiente variable, para cambiar la ganancia de la cascada, basta con mover el punto de funcionamiento a una zona con un valor de pendiente diferente. Cambiar la posición del punto de operación y, en consecuencia, la ganancia se puede hacer de diferentes maneras, por ejemplo, cambiando el valor del voltaje de polarización o el voltaje en la rejilla de la pantalla de la lámpara. En la figura 2 se muestran diagramas de circuitos simplificados de dichos controles de volumen. 2.

Figura 2. Diagramas de circuitos simplificados de controles de volumen con cambio de la pendiente de la característica de la lámpara.

Cabe señalar que los controles de volumen considerados, que utilizan el principio de cambiar la pendiente de la característica de la lámpara, solo se pueden usar en las primeras etapas del ULF con amplitudes de señal de entrada relativamente pequeñas (no más de 200 mV). A niveles de señal de entrada más altos, puede producirse una distorsión no lineal significativa debido a la curvilinealidad de la respuesta dinámica.

Para ajustar el volumen en amplificadores de válvulas de baja frecuencia, a menudo se utilizan reguladores que compensan las bajas frecuencias con niveles bajos de señal de entrada. En la figura 2 se muestra un diagrama esquemático de uno de estos reguladores. 3.

Fig. 3. Diagrama esquemático de un control de volumen con compensación de baja frecuencia a bajos niveles de señal de entrada.

A la entrada de la cascada se suministra una señal de entrada con un aumento fijo en el nivel de las frecuencias más bajas del rango reproducido. Este nivel está determinado por los valores de resistencia de las resistencias R1, R2 y R3, que forman el divisor de entrada, así como por el valor de la capacitancia del condensador C2. Desde la salida del regulador, se suministra una señal de retroalimentación al circuito de la rejilla de la lámpara a través de un divisor formado por los elementos R7 y C2. Cuanto mayor sea el nivel de volumen, mayor será la retroalimentación. El valor de resistencia de la resistencia R7 determina la relación entre la atenuación de las bajas frecuencias en el circuito de retroalimentación y el aumento de estas frecuencias en el circuito de entrada. Idealmente, al seleccionar la resistencia de la resistencia R7, se debe garantizar que la atenuación de las bajas frecuencias en el circuito de retroalimentación sea igual a su aumento en el circuito de entrada. En este caso, la forma de la respuesta de frecuencia de la señal en la salida del escenario será casi lineal. Mostrado en la Fig. Las clasificaciones de 3 elementos están diseñadas para utilizar uno de los triodos de la lámpara 6N2P.

Cuando se reduce el volumen de la señal usando el potenciómetro R6, el valor de retroalimentación también disminuye, pero el aumento fijo en las frecuencias bajas sigue siendo el mismo. Como resultado, aumenta el nivel de bajas frecuencias en la señal de salida. A valores de volumen muy bajos, prácticamente no hay retroalimentación y la característica de cascada está determinada únicamente por los parámetros del circuito R1, R3 y C2. Al mismo tiempo, el aumento de las frecuencias más bajas es máximo.

Una de las desventajas de este circuito es que el triodo se conecta antes que el control de volumen, por lo que con una señal de entrada muy fuerte se puede sobrecargar. Sin embargo, la señal de entrada se alimenta a la rejilla de control de la lámpara a través de un divisor que, incluso a una frecuencia de 50 Hz, proporciona una atenuación de más de 4 veces. Como resultado, este circuito puede funcionar sin distorsión a un nivel de señal de entrada de hasta 4-5 V. También cabe señalar que el circuito en cuestión es sensible al nivel de filtrado del voltaje del ánodo, por lo que se recomienda el uso del filtro R8C5. en el circuito de alimentación del ánodo de la lámpara es obligatorio.

Al diseñar un tubo ULF, los radioaficionados suelen proponerse la tarea de incluir una cascada con la que puedan ajustar el volumen de forma remota. El uso de consolas remotas con potenciómetros colocados en reguladores convencionales difícilmente puede considerarse una buena solución, ya que la mayoría de las veces estas consolas se conectan al amplificador mediante cables largos, lo que provoca distorsiones muy importantes. Sin embargo, existe una variedad de soluciones de circuitos que brindan control de volumen a distancia, por ejemplo, cambiando el voltaje de control de CC, prácticamente sin distorsión. En la Fig. 4.

Fig.4. Diagrama esquemático de un control de volumen con mando a distancia.

Una característica distintiva del regulador en cuestión es la inclusión, en lugar de la resistencia catódica del triodo de la etapa amplificadora, de otro triodo, que actúa como elemento regulador. Cuando cambia el valor del voltaje negativo constante suministrado a la red del segundo triodo, el valor de su resistencia cambia. Como resultado, la profundidad de la retroalimentación negativa para el primer triodo cambia. Así, por ejemplo, a medida que aumenta la resistencia interna del segundo triodo, aumenta el acoplamiento negativo y disminuye la ganancia del primer triodo. En este circuito, un triodo doble importado del tipo ECC82 se puede reemplazar, por ejemplo, con una lámpara doméstica 6N1P.

En los equipos de reproducción de sonido de válvulas de alta calidad, se utilizan ampliamente controles de volumen con compensación de volumen. La necesidad de utilizar este tipo de controles de volumen se explica por el hecho de que la sensibilidad del oído humano cambia según la frecuencia y el volumen de la señal sonora percibida. Por ejemplo, una mejor sensibilidad corresponde a la percepción de componentes de frecuencia media en comparación con componentes de frecuencia más alta y especialmente más baja. Por lo tanto, cuando se reduce el volumen, el oyente tiene la sensación subjetiva de que el nivel de los componentes de las frecuencias más altas y más bajas del rango reproducido está disminuyendo simultáneamente. Como resultado de las investigaciones realizadas en esta área, se trazaron ciertas dependencias, que se denominaron curvas de igual sonoridad.

Para que a diferentes niveles de volumen todos los componentes de frecuencia de la señal reproducida se perciban por igual, los equipos de reproducción de sonido de alta calidad utilizan controles de volumen en los que, a medida que disminuye el volumen, se lleva a cabo el aumento necesario en los componentes de frecuencias más bajas y más altas. , y con un aumento de volumen, el aumento de los componentes de las frecuencias límite disminuye. Estos reguladores se denominan con compensación de ruido o dependientes de la frecuencia. Naturalmente, los desarrolladores se esfuerzan por garantizar que las características de los controles de volumen con compensación fina sean lo más cercanas posible a las curvas de volumen iguales.

La opción más sencilla para construir un control de volumen dependiente de la frecuencia es combinar el control de volumen en sí y el control de tono mediante resistencias variables emparejadas. Los diagramas esquemáticos de dichos controles de volumen se muestran en la Fig. 5, a y 5, b. A menudo, los controles de volumen de alto volumen utilizan potenciómetros con uno o dos grifos, a los que se conectan los circuitos RC correspondientes. En la figura 1 se muestra un diagrama esquemático de una de las variantes de dicho control de volumen. 5, c.

Fig.5. Diagramas esquemáticos de controles de volumen de altavoces simples.

El control de volumen con compensación actual también puede tener ajuste de pasos. Las ventajas de tales reguladores, además de la ausencia de un potenciómetro del diseño adecuado, incluyen la capacidad de seleccionar un rango de ajuste significativamente más amplio. En la figura 1 se muestra un diagrama esquemático de una de las opciones para la etapa de entrada de un tubo ULF con dicho regulador. 6.

Fig.6. Diagrama esquemático de un control de volumen con compensación delgada y ajuste de pasos

La compensación del volumen en los controles de volumen también se puede implementar mediante filtros especiales. El diagrama esquemático del regulador con filtro de sonoridad se muestra en la Fig. 7.

Fig.7. Diagrama esquemático de un control de volumen con filtro de sonoridad.

En el circuito considerado, el filtro de sonoridad es un puente en T doble, cuyo coeficiente de transmisión para los componentes de las frecuencias medias del rango reproducido es menor que el coeficiente de transmisión para los componentes de frecuencias más bajas y más altas. En el modo de volumen máximo, el control deslizante del potenciómetro R4 debe estar en la posición superior del circuito, mientras que el filtro está en cortocircuito y no afecta la forma de la respuesta de frecuencia. Para disminuir el volumen, se debe mover hacia abajo el control deslizante del potenciómetro R4, lo que reduce el efecto de derivación de la parte superior de este potenciómetro sobre el filtro. Como resultado, los componentes de determinadas frecuencias comienzan a pasar a través del filtro de acuerdo con su respuesta de frecuencia. Dado que este filtro atenúa los componentes de las frecuencias medias en mayor medida que los componentes de las frecuencias extremas, el cambio en la respuesta de frecuencia del amplificador se produce según una dependencia cercana a las curvas de volumen iguales. El potenciómetro R4 debe tener una característica logarítmica (tipo B).

En este artículo veremos el circuito de un control de volumen electrónico con control remoto e indicación de nivel digital.

Figura 1. Frente del dispositivo

Figura 2. Parte trasera del dispositivo

El volumen se aumenta mediante botón o de forma remota desde el mando a distancia (control de infrarrojos). Casi cualquier panel de control doméstico es adecuado.

El diagrama del dispositivo se muestra en la Figura 3.

Fig. 3. diagrama de circuito electrico

La conmutación del nivel de audio se basa en el contador decimal CD4017 (DD1). Este microcircuito tiene 10 salidas Q0-Q9. Después de aplicar energía al circuito, inmediatamente hay uno lógico en la salida Q0, el LED HL1 se enciende, lo que indica un nivel de sonido cero. Las resistencias R4-R12, que tienen resistencias diferentes, están conectadas a las salidas restantes Q1-Q9.
Permítanme recordarles que el microcircuito al mismo tiempo produce una señal de alto nivel en solo una de sus salidas, y se produce una conmutación secuencial entre ellas cuando se aplica un pulso corto a la entrada (pin 14).
En base a esto, las resistencias en el grupo de resistencias R4-R12 se seleccionan en orden descendente (de arriba a abajo en el circuito), de modo que cada vez que se cambia el microcircuito, fluya cada vez más corriente a la base del transistor VT2. abriendo gradualmente el transistor.
Se suministra una señal de un ULF externo o una fuente de sonido al colector de este transistor.
Entonces, al cambiar el chip contador, esencialmente cambiamos la resistencia colector-emisor y, por lo tanto, cambiamos el volumen del sonido que ingresa al altavoz.
La resistencia de las resistencias depende de la ganancia del transistor (h21e). Por ejemplo, cuando se utiliza 2N3904, la resistencia de la resistencia R4 puede ser de aproximadamente 3 kOhm para "abrir" un poco el transistor, mientras que el sonido estará en el nivel más bajo. Y la resistencia R12 debe ser la más pequeña de todo el grupo (aproximadamente 50 ohmios) para garantizar el modo de saturación y el rendimiento máximo del colector-emisor, respectivamente, el volumen máximo de este regulador.
Me resulta difícil indicar las clasificaciones específicas de R4-R12, ya que esto todavía depende en gran medida de la potencia de la señal de audio suministrada al transistor, así como de la fuente de alimentación. Es mejor utilizar resistencias de recorte de múltiples vueltas y ajustar las etapas "de oído".

En la parte inferior del diagrama hay una unidad de indicación basada en el decodificador K176ID2 (DD2). Está diseñado para controlar un indicador de siete segmentos.
Se suministra un código binario a las entradas del decodificador, por lo que se construye un codificador sobre diodos VD1-VD15, que convierte la señal decimal del CD4017 en un código binario comprensible para K176ID2. Este circuito de diodos puede parecer extraño y arcaico, pero es bastante funcional. Los diodos deben seleccionarse con una caída de voltaje baja, como los diodos Schottky. Pero en mi caso se utilizó silicio ordinario 1N4001, como se puede ver en la Figura 2.
Entonces, la señal de la salida del contador va no solo a la base del transistor, sino también al convertidor de diodo, convirtiéndose en código binario. A continuación, DD2 aceptará un código binario y el indicador de siete segmentos mostrará el número requerido que indica el nivel de sonido.
El microcircuito K176ID2 es conveniente porque permite el uso de indicadores tanto con un cátodo común como con un ánodo común. El segundo tipo se utiliza en el esquema. La resistencia R17 limita la corriente de los segmentos.
Las resistencias R13-R16 llevan las entradas del decodificador a menos para un funcionamiento estable.

Ahora miremos la parte superior izquierda del diagrama. El interruptor de dos posiciones SA1 establece el modo de control de volumen. En la posición superior (según el diagrama) de la tecla SA1, el volumen se cambia manualmente presionando el botón del reloj SB1. El condensador C3 elimina el rebote de los contactos. La resistencia R2 lleva la entrada CLK a negativo, evitando falsas alarmas.
Después de aplicar energía, el LED HL1 se enciende y el indicador muestra cero; este es el modo silencioso (Figura 4, arriba).

Fig.4. Visualización de niveles en el indicador.

Al presionar el botón del reloj, el volumen del altavoz aumenta en pequeños saltos desde el nivel 1 al nivel 9, la siguiente pulsación activa el modo silencio.

Si coloca el interruptor en la posición hacia abajo (según el diagrama), la entrada DD1 se conecta a un circuito de control remoto por infrarrojos basado en un receptor TSOP. Cuando una señal IR externa llega al receptor TSOP, aparece un voltaje negativo en su salida, que desbloquea el transistor VT1. Este transistor es cualquier estructura PNP de baja potencia, por ejemplo KT361 o 2N3906.
Recomiendo elegir un receptor de infrarrojos (IF1) con una frecuencia de funcionamiento de 36 kHz, ya que es a esta frecuencia que funcionan la mayoría de los mandos a distancia (para TV, DVD, etc.). Cuando presione cualquier botón del control remoto, se controlará el volumen.

El circuito contiene un botón de bloqueo SB2. Mientras se presiona, el pin de reinicio RST se conecta a la fuente de alimentación negativa y el contador cambiará. Usando este botón, puede restablecer el contador y el nivel de volumen a cero, y si lo deja en la posición de apagado, el pin de reinicio no se colocará en menos y el contador No recibirá señales del control remoto y No responderá al presionar el botón SB1.

Fig.5. Los interruptores, un botón táctil y un receptor TSOP con cableado están ubicados en una placa separada

Suministro la señal de audio al transistor regulador desde un amplificador en un chip PAM8403. El colector VT2 está conectado a la salida positiva de uno de los canales del amplificador (R) y su emisor está conectado al terminal positivo del altavoz (cable rojo en la foto). El terminal negativo de la columna (negro y rojo) se conecta al negativo del canal que se está utilizando. La fuente de sonido en mi caso es un mini reproductor de mp3.

Fig.6. Conectando el dispositivo

¿Por qué se utilizan resistencias recortadoras?
Me gustaría llamar su atención sobre la foto de la parte posterior del dispositivo (Fig. 2). Allí puede ver que hay tres resistencias de recorte de 100 kOhm R4, R5, R6. Solo implementé tres niveles de volumen porque las resistencias restantes (R7-R12) no encajaban en la placa. Las resistencias recortadoras le permiten ajustar los niveles de volumen para diferentes fuentes de sonido, porque Se diferencian en la intensidad de la señal de audio.

Desventajas del dispositivo.
1) El control de volumen se produce sólo hacia arriba en el nivel, es decir. sólo más fuerte. No podrás disminuirlo de inmediato, tendrás que llegar al nivel 9 y luego volver al nivel inicial nuevamente.
2) La calidad del sonido se deteriora ligeramente. La mayor distorsión está presente en niveles silenciosos.
3) No controla la señal estéreo. La introducción de un segundo transistor para un canal más no resuelve el problema, porque Los emisores de ambos transistores se combinan en la fuente de alimentación negativa, lo que da como resultado un sonido "mono".

Mejora del esquema.
Puede utilizar un optoacoplador de resistencia en lugar de un transistor. Un fragmento del circuito se muestra en la Figura 7.

Fig.7. Un fragmento del mismo circuito con un optoacoplador.

Un optoacoplador de resistencia consta de un emisor de luz y un receptor de luz conectados mediante comunicación óptica. Están aislados galvánicamente, lo que significa que el circuito de control no debe interferir con la señal de audio que pasa a través del fotorresistor. El fotorresistor, bajo la influencia de la luz del emisor (LED o similar), cambiará su resistencia y el volumen cambiará. Los elementos del optoacoplador están aislados galvánicamente, lo que significa que se pueden controlar dos o más canales de señal de audio (Fig. 8).

Fig.8. Control de dos canales mediante optoacopladores de resistencia.

Las resistencias R4-R12 se seleccionan individualmente.

El dispositivo se puede alimentar desde USB de 5 voltios. A medida que aumenta el voltaje, se debe aumentar la resistencia de la resistencia limitadora de corriente R17 para que el indicador de siete segmentos HG1 no falle, y también se debe aumentar la resistencia de R1 para proteger el receptor TSOP. Pero no recomiendo exceder el voltaje de suministro por encima de los 7 voltios.

Este artículo incluye un video que describe el principio de funcionamiento, muestra el diseño ensamblado en la placa y prueba este dispositivo.

Lista de radioelementos

¡Una excelente solución para modificar un amplificador de bajo!

Están disponibles

Más barato como conjunto

El dispositivo está diseñado para ajustar el volumen u otros parámetros del sistema de audio. Es una resistencia variable digital de 2 canales de 10 kOhm (AD8403, 255 pasos de ajuste), sintonizable mediante un codificador rotatorio o un control remoto por infrarrojos. El control remoto por infrarrojos no está incluido.

Especificaciones

información adicional

La selección de un parámetro ajustable se realiza presionando o girando el botón valcoder, control remoto IR, el estado se muestra en los LED LED1...LED20

El volumen general se ajusta usando los botones del control remoto VOL >,

El equilibrio izquierda - derecha se ajusta mediante los botones del mando a distancia. |, | o el codificador y los LED LED17, LED18 y LED19, LED20 se encienden alternativamente.

El equilibrio hacia delante y hacia atrás se ajusta mediante las teclas del mando a distancia TU-, TU+ o el codificador, mientras que los LED LED17, LED20 y LED18, LED19 se encienden alternativamente.

Después de 30, el dispositivo entra en modo de control de volumen.

Al presionar el botón MUTE en el control remoto, el volumen de los canales disminuye gradualmente, mientras los LED LED17...LED20 comienzan a parpadear. Al presionar MUTE o cualquier otro botón nuevamente, el volumen regresa a su estado original.

Se realizan ajustes adicionales cortocircuitando los pines correspondientes del conector JD1 (el primer pin es cuadrado):

1-3 – restablecer todas las configuraciones (valores predeterminados)

3-6 – modo de anulación del botón del control remoto (espere a que se presione secuencialmente subir y bajar el volumen, equilibrar hacia la izquierda y hacia la derecha, equilibrar hacia adelante y hacia atrás, MUTE)

1-4 / 1-5 – disminuye la sensibilidad del codificador y del control remoto, respectivamente

4-6 / 5-6 – aumentar la sensibilidad del codificador y del control remoto, respectivamente

Todos los parámetros establecidos se guardan en la memoria no volátil del dispositivo.

Artículos

Esquema

Bosquejo de conexión

Contenido de la entrega

• Conjunto de resistencia electrónica - 1 ud. ORDENADOR PERSONAL.
• Instrucciones - 1 ud. ORDENADOR PERSONAL.

Preguntas y respuestas

• ¡Hola! ¿Es posible pedir el regulador de audio MP1231 de 2 canales por correo?
  • ¡Buenas tardes, Andrei Petrovich! Probablemente comenzaremos a trabajar con Correos de Rusia en marzo. Mientras tanto, utilizamos el servicio de entrega SPSR.
• ¿Dónde puedo conseguir el firmware?
  • Lamentablemente el firmware no se distribuye.
• ¿Está incluido el control remoto?