Un po' di storia

Questo design è apparso dopo aver assemblato il famoso amplificatore OM 2.5. Naturalmente, è sorta la questione della scelta del controllo del volume, della protezione e di altre funzioni di servizio. Naturalmente avrei voluto avere anche un ingresso digitale e un telecomando, ma già questo mi sembrava uno spazio del tutto inaccessibile. Non avevo mai programmato controller o progettato circuiti elettronici prima. Tuttavia, come si suol dire, la strada può essere dominata da chi cammina e il controller Atmega16 con un chip di controllo del volume PGA2311 si è sistemato sulla breadboard. Di conseguenza, ero così affascinato dal processo che è stato molto difficile portare a termine il progetto. Mentre c'erano memoria libera e gambe del controller, apparvero idee per espandere le funzioni e aggiungere nuovi moduli. Le schede di tutti i moduli sono state inizialmente disposte in DipTrace e realizzate a mano utilizzando fotoresist. Poi ho provato a ordinare alcune tavole dalla produzione. Pertanto, nella foto c'è un miscuglio di circuiti stampati blu fatti in casa e verdi di fabbrica. Quindi, in questo articolo ho provato a descrivere cosa ho ottenuto.

Funzioni del sistema.

• Avvio graduale, ritardo regolabile da 0 a 30 secondi.
• Ritardo accensione altoparlante regolabile da 0 a 30 secondi.
• Telecomando standard NEC con configurazione del telecomando dal sistema di menu
• Commutazione degli altoparlanti tramite schede di protezione: zone A/B (pulsante, telecomando), sinistra/destra (telecomando) o semplicemente on/off.
• Controllo del selettore di ingresso per 4 ingressi (pulsanti, telecomando)
• Controllo del volume e del bilanciamento tramite chip PGA23XX o relè Nikitin RG (encoder, telecomando)
• Controllo del blocco toni Matyushkin con regolazione relè di bassi e acuti (codificatore, telecomando)
• Controllo - trasmissione dei comandi di arresto/avvio/riavvolgimento/traccia (telecomando)
• Controllo termico su sensore digitale LM75, uno o due canali, spegnimento in caso di surriscaldamento, accensione ventole
• Pulsanti di accensione, commutazione degli altoparlanti, quattro pulsanti di selezione degli ingressi e Mute
• Regolazione della luminosità della retroilluminazione dello schermo (telecomando)
• Salvaschermo: oscuramento dello schermo, indicatore di livello e analizzatore di spettro

Composizione e configurazione del sistema.

Il sistema è composto da un controllore con display 4x20 caratteri montato sul pannello frontale e da diversi moduli esecutivi. Il display è installato parallelamente alla scheda controller su quattro rack e collegato ad essa con connettori PLS-PBS, risultando in un "sandwich" abbastanza compatto alto 12 mm. Tutti i collegamenti vengono effettuati attorno al perimetro della scheda controller utilizzando connettori angolari XH.

I moduli eseguono le regolazioni/commutazioni necessarie e vengono installati nell'alloggiamento dell'amplificatore tenendo conto della minimizzazione della lunghezza dei circuiti di segnale:

• Controllo del volume basato su PGA23XX con un selettore di ingresso per 4 ingressi e un connettore per il collegamento di un DAC USB PCM2705
• Controllo del volume Nikitin
• Selettore di ingresso per 4 ingressi (da utilizzare con Nikitin RG)
• Controllo del tono Matyushkin con regolazione relè di bassi e acuti
• Protezione AC da tensione continua con commutazione di due zone A/B
• Sensori termici
• Alimentatore di standby con filtro di ingresso e controllo soft start

La configurazione dei moduli utilizzati è determinata da un dip switch sulla scheda controller. Viene letto quando viene fornita alimentazione al controller e determina l'algoritmo per l'ulteriore funzionamento del sistema:

I controlli del volume, il controllo del tono e il selettore degli ingressi sono collegati in serie al bus del controller SPI; a questo scopo le schede del modulo dispongono di connettori Control IN e Control Out. Quando si utilizza Nikitin RG, è possibile collegare due di questi moduli per regolare il bilanciamento. Ciò consente di configurare in modo flessibile il sistema di controllo per un dispositivo specifico. La gamma e il livello del controllo del volume per PGA23xx e RG Nikitin possono differire in modo significativo, quindi vengono impostati nel menu di configurazione del sistema. Importante: il firmware non verifica l'adeguatezza dei valori immessi, quindi non è necessario impostare il volume massimo di +32 dB per il Nikitin RG. Tutte le opzioni possibili per collegare i moduli al bus SPI:

• controllore ->
• controller -> TB Matyushkin -> RG su PGA23XX con selettore di ingresso e DAC
• controller -> RG Nikitin -> selettore di ingresso
• controller -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> selettore di ingresso
• controller -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> selettore di ingresso
• controller -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> selettore di ingresso

I sensori termici sono collegati al controller tramite il bus I2C. Anche la loro presenza e quantità vengono impostate tramite dip switch. Sono disponibili tre opzioni: il controllo termico è disabilitato, viene utilizzato un sensore oppure vengono utilizzati due sensori per ciascun canale dell'amplificatore. Se il controllo della temperatura è abilitato, è possibile impostare la temperatura massima alla quale il dispositivo si spegnerà. Vengono regolate anche le temperature per l'accensione e lo spegnimento della ventola. Quando si utilizzano due sensori termici, è possibile organizzare un flusso d'aria indipendente per ciascun canale.

Indicazione.

Tutte le informazioni vengono visualizzate su un display da 4x20 caratteri sul noto controller HD44780. La prima riga visualizza lo stato dell'interruttore CA. La stessa riga visualizza la temperatura dei radiatori, ottenuta dai sensori termici, quando supera la temperatura quando la ventola è accesa. La seconda riga mostra l'attenuazione del RG in decibel. La terza linea è lo stato di equilibrio. Quando si regolano i bassi o gli acuti, in questa riga viene visualizzato anche il loro stato invece del bilanciamento. L'ultima riga visualizza i nomi degli input e l'input corrente.

Un altro organo di indicazione è il LED. Si accende quando il sistema è connesso alla rete ed è in modalità standby. All'accensione si spegne e lampeggia per indicare che si stanno ricevendo comandi dal telecomando.

Se non vengono utilizzati controlli per un certo periodo di tempo, lo schermo potrebbe passare alla modalità salvaschermo. Il più semplice è ridurre la luminosità della retroilluminazione dello schermo. Se colleghi un segnale audio in ingresso o in uscita agli ingressi corrispondenti del controller, puoi utilizzare gli screensaver “Indicatore di livello” o “Analizzatore di spettro” basati sulla trasformata di Fourier.

Controllo.

Per il controllo vengono utilizzati pulsanti che chiudono a massa i corrispondenti ingressi del controller, un encoder con pulsante e un telecomando con protocollo NEC. L'encoder controlla il controllo del volume. Quando si preme il relativo pulsante, l'encoder passa in sequenza alla regolazione del bilanciamento/toni bassi/toni acuti. Contemporaneamente sullo schermo lampeggiano i simboli corrispondenti alla modalità corrente. Sui pulsanti e sull'encoder è implementato solo un set minimo di comandi; la funzionalità completa di 26 comandi è disponibile solo dal telecomando. Alcune funzioni, come la modifica del volume, supportano la ricezione dei comandi di ripetizione automatica dal telecomando (quando si tiene premuto il pulsante del telecomando). Per funzioni come On/Off, la ripetizione automatica è intenzionalmente disabilitata: per ripetere il comando, è necessario premere nuovamente il pulsante del telecomando.

Il kit minimo richiesto per avviare e configurare il sistema è un pulsante di accensione, un encoder e un telecomando. Quando viene fornita alimentazione al controller, sarà in modalità standby. Una pressione prolungata sul pulsante di accensione (da 2 secondi) mette il controller in modalità di configurazione. In questo caso si accende solo lo schermo, i relè del soft start rimangono spenti. Navigare nel menu di configurazione e modificare i valori dei parametri ruotando l'encoder. Per selezionare le voci del menu, entrare in modifica e confermare la selezione, è necessario premere il pulsante encoder.

Se li conosci, puoi semplicemente inserire i codici dei comandi del telecomando nel sottomenu di configurazione corrispondente. Ma è più semplice leggerli dal telecomando esistente. Per fare ciò è necessario inserire il codice di modifica del comando desiderato e premere il pulsante corrispondente sul telecomando. Se il controller è stato in grado di accettare il comando, farà lampeggiare il LED di standby e inserirà il codice nel campo di modifica. Per confermare il codice non devi fare altro che premere l'encoder. Tutti i parametri e i comandi configurabili sono mostrati nella tabella seguente:

Circuito di controllo

L'alimentazione viene fornita tramite il diodo protettivo D1 e lo stabilizzatore da 5 V U1. I tasti Q1 e Q2 controllano il relè di avvio graduale. R9 regola il contrasto del display; per uno schermo retroilluminato in blu sulla terza gamba del connettore X9, è necessario impostare la tensione su circa 0,85-0,9 V. Q3 è un tasto PWM per regolare la luminosità della retroilluminazione del display.

Tutti i pulsanti e il dip switch di configurazione S1 sono collegati al controller tramite il bus I2C utilizzando gli espansori di porta PCF8574 (U3, U4). La pressione di un pulsante qualsiasi provoca un'interruzione sulla gamba PB2 dell'Atmega e, di conseguenza, l'interrogazione su U3 del codice del pulsante premuto. Anche l'encoder (x6) e il ricevitore IR (PH1) sono collegati ai piedini del controller, che supportano gli interrupt esterni: PD2 e PD3.

L'amplificatore operazionale U5 viene utilizzato per fornire il segnale analogico dei canali destro e sinistro agli ingressi ADC. Sulla base dei dati ricevuti dall'ADC, vengono implementate le funzioni di un indicatore di livello e di un analizzatore di spettro. Gli ingressi ADC funzionano con un segnale nell'intervallo 0-5 V, quindi il segnale audio deve essere amplificato/attenuato a un'ampiezza di 2,5 V e aggiunto un componente CC di 2,5 V. Il guadagno è determinato da R15/R19 e R16/R20. R17 e R18 forniscono il bias richiesto di 2,5 V. U5 deve essere Rail to Rail in ingresso e uscita e funzionare con un'alimentazione a 5 V. Quando si regolano i resistori R13, R14, è necessario ottenere la massima ampiezza possibile del segnale analogico su PA6, PA7 (U2) senza segni di clip.

Firmware, Fusibili, Modellazione

Il connettore X2 viene utilizzato per il firmware. Quando si esegue il flashing del controller, assicurarsi di scollegare tutti i moduli dal connettore X3. Dopo aver flashato il programma è necessario caricare il file dati della Eeprom. Quando si installano i fusibili, è necessario disabilitare il debugger JTAG (JTAGEN) e impostare la frequenza su 8 MHz (CKSEL0, CKSEL1, CKSEL2, CKSEL3), tutto il resto è predefinito.

All'articolo è allegato un modello del controller in Proteus 8. Con il suo aiuto, puoi familiarizzare con il controller, le funzioni di test, l'indicazione, i segnali di controllo, senza assemblare il dispositivo. Non sono riuscito a trovare il modello del termometro digitale LM75, quindi vengono utilizzati un altro sensore e firmware simili tenendo conto di questa sostituzione. Per emulare il telecomando NEC è stato realizzato un semplice modello e firmware; ho trovato il modello dell'emulatore encoder in un progetto aperto. Il firmware per questi modelli è incluso nel file Proteus.

Sensore termico

I sensori termici vengono premuti contro i radiatori con il lato con il microcircuito. Dall'altro lato della scheda, i ponticelli impostano gli indirizzi dei sensori sul bus I 2 C. L'indirizzo del canale sinistro è 000, quello destro è 001. Se viene utilizzato un sensore, l'indirizzo del canale sinistro è impostato. Una limitazione importante è che le uscite per l'accensione del ventilatore OS sono a bassa corrente e possono far passare una corrente fino a 100 µA. Questo deve essere tenuto in considerazione quando si collegano i tasti che controllano le ventole al controller.

Controllo del volume Nikitin

Viene utilizzato un circuito inverso rispetto a quello originale: quando i relè sono spenti, l'indebolimento del regolatore è massimo. Il registro a scorrimento U1 riceve i dati del volume dal controller (X9). Le sue uscite sono amplificate dagli interruttori Darlington con diodi protettivi U2, perché Il registro 74HC595 non può fornire la corrente richiesta a tutti i relè. Inoltre, grazie a ULN2003A, puoi utilizzare un relè che non deve essere necessariamente 5V. Gli avvolgimenti dei relè possono essere alimentati dalla scheda controller, ma è preferibile alimentarli da una fonte separata; a questo scopo è previsto il connettore X11. Se vengono utilizzati relè con avvolgimenti superiori a 5 V, l'unica opzione è l'alimentazione esterna. La scelta della fonte di alimentazione è determinata dai ponticelli J1 e J2.

Quando si installano tutti i relè, viene fornita un'attenuazione fino a -128 db e un passo di controllo di 1 db. Se l'attenuazione di -64db è sufficiente non è necessario installare il relè K7. In questo caso il segnale di uscita viene rimosso dai connettori X6, X8. È possibile aumentare lo step di controllo fino a 2dB; per fare ciò è sufficiente non installare il relè K1 e applicare il segnale di ingresso ai connettori X2, X4.

I resistori R15 e R16 sono necessari per abbinare l'impedenza di uscita del regolatore con l'impedenza di ingresso dell'amplificatore. R15 è impostato se viene utilizzata l'uscita -64 dB, R16 - per l'uscita -128 dB. Il valore del resistore è determinato in base alla resistenza di uscita dell'RG di 10 kOhm e al valore della resistenza di carico in ingresso. Se non viene utilizzato un selettore di ingresso, è necessario installare i resistori R20, R21, R22 per collegare le masse digitali e analogiche. Se è presente un selettore d'ingresso è meglio collegare la massa sulla sua scheda.

Il circuito di controllo per il selettore di ingresso è simile al Nikitin RG, ma con alcune semplificazioni. Poiché viene attivato solo un relè alla volta, la corrente nel registro U1 è sufficiente e si è deciso di abbandonare l'ULN2003. Pertanto, nel selettore di ingresso è possibile utilizzare solo relè da 5 V. Quando si utilizzano relè convenzionali, il ponticello J1 è saldato. Il Jumper J2 è realizzato per esperimenti futuri con relè bistabili.

Sul selettore di ingresso è possibile installare un Nikitin RG. In questo caso, gli ingressi/uscite analogici e il bus di controllo sono collegati tramite connettori PLS-PBS. A questo scopo il selettore dispone di due uscite per canale, corrispondenti agli ingressi del Nikitin RG con un passo di controllo di 1db e 2db. R1, R2, R3 collegano la terra analogica e digitale. Il ponticello sulla scheda J3 consente di collegare le masse al corpo del dispositivo attraverso un foro di montaggio metallizzato sulla scheda.

Nel circuito originale TB Matyushkin, le alte frequenze sono regolate da un resistore variabile. Questo non rientrava nel concetto del mio progetto, quindi il resistore è stato sostituito con un divisore a relè. Ma è stato necessario ridurre il numero di relè per regolare i bassi, gli acuti e abilitarli direttamente nei 7 piedini dell'ULN2003. Ho preso in prestito lo schema di commutazione per tre relè invece di quattro da. Per ridurre al minimo la scheda, sono stati utilizzati condensatori Epcos Mylar da 63 V con un passo dei pin di 5 mm.

Il circuito di controllo della commutazione del relè è completamente simile all'RG di Nikitin. L'unica aggiunta è l'uscita X4 Direct per un relè di bypass del blocco toni esterno. Il relè Direct si attiva quando tutti i timbri sono impostati su 0. Il controller non fornisce ancora un comando aggiuntivo per attivare Direct, ma non è difficile da aggiungere.

Questo è il primo modulo da cui è iniziato lo sviluppo del controller. Il controllo PGA2311 (U2) è costituito da due registri a scorrimento da otto bit collegati in serie. Ciascun registro controlla il volume del proprio canale. Il chip ha un'uscita dati alla quale era collegato un altro registro regolare U3. Controlla quattro relè di ingresso. Le restanti quattro gambe del registro trasmettono i comandi al DAC USB attraverso un divisore da 3 V: riproduzione/pausa, stop, riavvolgimento destra/sinistra, precedente/successivo. traccia. Ciò consente di controllare la riproduzione delle playlist su un computer dal telecomando dell'amplificatore, il che è abbastanza comodo. L'alimentazione analogica e digitale sono separate e vengono fornite da tre stabilizzatori: U4, U5, U6. La scheda è dotata di ponti a diodi e filtri, è sufficiente collegare un trasformatore. Al posto del PGA2311 si può utilizzare il microcircuito PGA2310, per fare ciò è sufficiente sostituire gli stabilizzatori U4 e U5 con altri simili con una tensione di uscita di 12V. Una caratteristica importante è che l'alimentazione digitale e analogica devono essere fornite in modo sincrono. Il design del modulo prevede l'installazione sulla parete posteriore dell'amplificatore.

Al posto del primo ingresso analogico è possibile installare un DAC USB PCM2706. Ho pubblicato tutto il materiale su di esso su . In questo caso, al posto del connettore X1 RS-813, è installato un connettore per 3 ingressi RS-613. Un filtro aggiuntivo per il DAC è realizzato sull'amplificatore operazionale U1. Inoltre, amplifica l'uscita del DAC a 1,2 V standard.

Misure

La qualità dei moduli dopo l'assemblaggio è stata verificata utilizzando le misurazioni del programma. EMU-0404 è stata utilizzata come scheda audio. Grazie a ciò, ho potuto rilevare e correggere alcuni errori nel layout della scheda. Non ingombrarò l'articolo con immagini con risultati di misurazione; sono allegate ai file del progetto. In generale, possiamo dire che il rumore e le armoniche dei moduli sono al limite delle capacità di misurazione dell'EMU-0404.

Elenco dei radioelementi

Molto spesso, in cascate di controlli del volume di apparecchiature di riproduzione del suono di alta qualità, i resistori variabili vengono utilizzati direttamente come regolatori, consentendo di modificare gradualmente o gradualmente il guadagno del segnale. Tuttavia, spesso negli amplificatori LF a valvole vengono utilizzati controlli di volume graduali, realizzati utilizzando resistori e interruttori fissi.

La soluzione circuitale più semplice e più comune per un controllo del volume ULF valvolare quando si sceglie un controllo regolare è introdurre un potenziometro con un coefficiente di divisione della tensione variabile nel circuito di ingresso, nel circuito interstadio o nel circuito di feedback negativo dell'amplificatore. Muovendo lo slider di questo potenziometro si regola direttamente il volume. In questo caso, si consiglia di utilizzare resistori variabili con una cosiddetta caratteristica logaritmica (caratteristica di tipo B) come potenziometro di regolazione per garantire una variazione uniforme del volume del segnale riprodotto a diversi livelli del segnale di ingresso.

Se lo si desidera, il controllo del volume con regolazione graduale può essere sostituito con un regolatore con regolazione graduale. Per fare ciò, è sufficiente effettuare un'adeguata sostituzione dell'elemento di regolazione, ovvero, al posto di un potenziometro, installare una catena di resistori costanti collegati in serie, il cui numero e il rapporto tra i loro valori determinano l'intervallo e legge di regolamentazione.

Quando si sceglie un circuito di controllo del volume, non bisogna dimenticare che l'orecchio umano ha una sensibilità diversa ai segnali di frequenze e volumi diversi. In pratica, questo fenomeno si manifesta nel fatto che quando il volume del segnale sonoro riprodotto diminuisce, l'ascoltatore ha l'impressione di un cambiamento del timbro sonoro, che si esprime in una diminuzione apparentemente significativamente maggiore del volume relativo delle componenti di frequenze più basse e più alte rispetto ai segnali a media frequenza. Pertanto, nelle apparecchiature di riproduzione del suono di alta qualità, vengono utilizzati controlli del volume con compensazione fine, in cui, quando il volume viene ridotto, viene effettuato l'aumento necessario dei componenti delle frequenze più basse e più alte per garantire la stessa intensità di percezione. All'aumentare del volume, l'aumento richiesto nelle componenti della frequenza del bordo diminuisce. La base per la regolazione precisa del volume sono solitamente i potenziometri con una o due prese, ai quali sono collegati i corrispondenti circuiti RC.

In genere, il controllo del volume viene utilizzato per modificare il livello del segnale di uscita ULF con una distorsione introdotta minima. In questo caso, molto spesso come tale regolatore viene utilizzato un resistore variabile, collegato all'ingresso dell'amplificatore o tra gli stadi preliminare e finale. Invece di un resistore variabile, come già notato, è possibile utilizzare un regolatore a gradini, realizzato sulla base di un interruttore e di una cassetta di resistori con resistenze diverse. Gli schemi circuitali semplificati dei controlli di volume più semplici sono mostrati in Fig. 1.

Fig. 1. Schemi circuitali semplificati dei controlli del volume

Per evitare la possibilità di sovraccaricare il primo tubo dell'amplificatore con una grande ampiezza del segnale di ingresso, lo schema di collegamento del controllo del volume mostrato in Fig. 1, a. In questo caso, il resistore variabile viene utilizzato direttamente come carico del dispositivo precedente. Se l'ampiezza massima del segnale di ingresso è piccola, è possibile installare un resistore di controllo del volume variabile nel circuito della griglia di controllo di uno dei successivi stadi di amplificazione, come mostrato in Fig. 1, b. Il vantaggio di questo collegamento è che riduce l'impatto dei disturbi esterni, poiché al regolatore viene fornito un segnale utile, già amplificato al livello richiesto.

Il livello del volume nei tubi ULF può anche essere regolato utilizzando cascate speciali, che forniscono una modifica nella pendenza della caratteristica della lampada. Il principio di funzionamento di tali controlli del volume si basa sul fatto che quando nello stadio dell'amplificatore viene utilizzata una lampada con un'elevata resistenza interna, il guadagno di tale stadio sarà proporzionale alla pendenza della sua caratteristica (S). Pertanto, quando si utilizza una lampada con caratteristica di pendenza variabile, per modificare il guadagno della cascata è sufficiente spostare il punto di funzionamento in una zona con valore di pendenza diverso. La modifica della posizione del punto operativo e, di conseguenza, del guadagno può essere effettuata in diversi modi, ad esempio modificando il valore della tensione di polarizzazione o la tensione sulla griglia dello schermo della lampada. Schemi circuitali semplificati di tali controlli del volume sono mostrati in Fig. 2.

Fig.2. Schemi elettrici semplificati dei controlli del volume con modifica della pendenza della caratteristica della lampada

Va notato che i controlli del volume considerati, che utilizzano il principio di modifica della pendenza della caratteristica della lampada, possono essere utilizzati solo nei primi stadi dell'ULF con ampiezze relativamente piccole del segnale di ingresso (non più di 200 mV). A livelli di segnale di ingresso più elevati, può verificarsi una significativa distorsione non lineare a causa della curvilinearità della risposta dinamica.

Per regolare il volume negli amplificatori valvolari a bassa frequenza, vengono spesso utilizzati regolatori che forniscono compensazione per le basse frequenze a bassi livelli di segnale di ingresso. Uno schema di uno di questi regolatori è mostrato in Fig. 3.

Fig.3. Diagramma schematico di un controllo del volume con compensazione delle basse frequenze a bassi livelli di segnale di ingresso

All'ingresso della cascata viene fornito un segnale di ingresso con un aumento fisso del livello delle frequenze più basse della gamma riprodotta. Questo livello è determinato dai valori di resistenza dei resistori R1, R2 e R3, che formano il divisore di ingresso, nonché dal valore della capacità del condensatore C2. Dall'uscita del regolatore, un segnale di feedback viene fornito al circuito della griglia della lampada attraverso un divisore formato dagli elementi R7 e C2. Più alto è il livello del volume, maggiore è il feedback. Il valore di resistenza del resistore R7 determina il rapporto tra l'attenuazione delle basse frequenze nel circuito di retroazione e l'aumento di queste frequenze nel circuito di ingresso. Idealmente, selezionando la resistenza del resistore R7, si dovrebbe garantire che l'attenuazione delle basse frequenze nel circuito di retroazione sia uguale al loro aumento nel circuito di ingresso. In questo caso, la forma della risposta in frequenza del segnale all'uscita dello stadio sarà quasi lineare. Mostrato nella fig. I rating di 3 elementi sono progettati per utilizzare uno dei triodi della lampada 6N2P.

Quando si riduce il volume del segnale utilizzando il potenziometro R6, diminuisce anche il valore del feedback, ma l'aumento fisso delle basse frequenze rimane lo stesso. Di conseguenza, il livello delle basse frequenze nel segnale di uscita aumenta. A valori di volume molto bassi non c'è praticamente alcun feedback e la caratteristica della cascata è determinata solo dai parametri della catena R1, R3 e C2. Allo stesso tempo, l'aumento delle frequenze più basse è massimo.

Uno degli svantaggi di questo circuito è che il triodo è collegato prima del controllo del volume, quindi con un segnale di ingresso molto forte può essere sovraccaricato. Tuttavia, il segnale dall'ingresso viene alimentato alla griglia di controllo della lampada attraverso un divisore che, anche a una frequenza di 50 Hz, fornisce un'attenuazione superiore a 4 volte. Di conseguenza, questo circuito può funzionare senza distorsioni con un livello del segnale di ingresso fino a 4-5 V. Va inoltre notato che il circuito in questione è sensibile al livello di filtraggio della tensione anodica, quindi l'uso del filtro R8C5 nel circuito di alimentazione dell'anodo della lampada è obbligatorio.

Quando si progetta un tubo ULF, i radioamatori spesso si prefiggono il compito di includere una cascata, con la quale possono regolare il volume da remoto. L'uso di console remote con potenziometri inseriti nei regolatori convenzionali difficilmente può essere considerata una buona soluzione, poiché molto spesso tali console sono collegate all'amplificatore tramite cavi lunghi, il che porta a distorsioni molto significative. Tuttavia, esistono numerose soluzioni circuitali che forniscono il controllo del volume a distanza, ad esempio modificando la tensione di controllo CC, praticamente senza distorsioni. Un diagramma schematico di una delle opzioni per un controllo del volume con telecomando è mostrato in Fig. 4.

Fig.4. Rappresentazione schematica di un controllo del volume con telecomando

Una caratteristica distintiva del regolatore in questione è l'inserimento, al posto del resistore catodico del triodo dello stadio amplificatore, di un altro triodo, che funge da elemento regolatore. Quando cambia il valore della tensione negativa costante fornita alla rete del secondo triodo, cambia il valore della sua resistenza. Di conseguenza, la profondità del feedback negativo per il primo triodo cambia. Quindi, ad esempio, all'aumentare della resistenza interna del secondo triodo, aumenta l'accoppiamento negativo e diminuisce il guadagno del primo triodo. In questo circuito, un doppio triodo importato del tipo ECC82 può essere sostituito, ad esempio, con una lampada domestica 6N1P.

Nelle apparecchiature di riproduzione del suono valvolare di alta qualità, i controlli del volume con compensazione del volume sono ampiamente utilizzati. La necessità di utilizzare tali controlli del volume è spiegata dal fatto che la sensibilità dell'orecchio umano cambia a seconda della frequenza e del volume del segnale sonoro percepito. Ad esempio, una migliore sensibilità corrisponde alla percezione delle componenti a media frequenza rispetto alle componenti a frequenza più alta e soprattutto più bassa. Pertanto, abbassando il volume, l'ascoltatore ha la sensazione soggettiva che il livello delle componenti delle frequenze più alte e più basse della gamma riprodotta diminuisca contemporaneamente. Come risultato delle ricerche condotte in questo settore, sono state tracciate alcune dipendenze, chiamate curve di uguale volume.

Affinché a diversi livelli di volume tutte le componenti di frequenza del segnale riprodotto siano percepite allo stesso modo, le apparecchiature di riproduzione del suono di alta qualità utilizzano controlli del volume, in cui, al diminuire del volume, viene effettuato il necessario aumento dei componenti delle frequenze più basse e più alte , e con l'aumento del volume diminuisce l'aumento delle componenti delle frequenze limite. Tali regolatori sono chiamati con compensazione del rumore o dipendenti dalla frequenza. Naturalmente, gli sviluppatori si sforzano di garantire che le caratteristiche dei controlli del volume con compensazione sottile siano il più vicino possibile alle curve di volume uguali.

L'opzione più semplice per costruire un controllo del volume dipendente dalla frequenza è combinare il controllo del volume stesso e il controllo del tono utilizzando resistori variabili accoppiati. I diagrammi schematici di tali controlli del volume sono mostrati in Fig. 5, ae 5, b. Spesso, i controlli del volume ad alto volume utilizzano potenziometri con una o due prese, a cui sono collegati i corrispondenti circuiti RC. Un diagramma schematico di una delle varianti di tale controllo del volume è mostrato in Fig. 5, c.

Fig.5. Diagrammi schematici di semplici controlli del volume degli altoparlanti

Il controllo del volume con compensazione della corrente può anche avere una regolazione del passo. I vantaggi di tali regolatori, oltre all'assenza di un potenziometro dal design appropriato, includono la possibilità di selezionare un intervallo di regolazione significativamente più ampio. Un diagramma schematico di una delle opzioni per lo stadio di ingresso di un tubo ULF con tale regolatore è mostrato in Fig. 6.

Fig.6. Diagramma schematico di un controllo del volume con compensazione sottile con regolazione a gradini

La compensazione del volume nei controlli del volume può essere implementata anche utilizzando filtri speciali. Il diagramma schematico del regolatore con un filtro sonoro è mostrato in Fig. 7.

Fig.7. Diagramma schematico di un controllo del volume con un filtro di sonorità

Nel circuito in esame, il filtro del volume è un doppio ponte a T, il cui coefficiente di trasmissione per i componenti delle frequenze medie della gamma riprodotta è inferiore al coefficiente di trasmissione per i componenti delle frequenze più basse e più alte. Nella modalità di volume massimo, il cursore del potenziometro R4 dovrebbe essere nella posizione superiore nel circuito, mentre il filtro è cortocircuitato e non influisce sulla forma della risposta in frequenza. Per diminuire il volume, il cursore del potenziometro R4 dovrebbe essere spostato verso il basso, il che riduce l'effetto di deviazione della parte superiore di questo potenziometro sul filtro. Di conseguenza, i componenti di determinate frequenze iniziano a passare attraverso il filtro in conformità con la sua risposta in frequenza. Poiché le componenti delle frequenze medie vengono attenuate da questo filtro in misura maggiore rispetto alle componenti delle frequenze estreme, la variazione della risposta in frequenza dell'amplificatore avviene secondo una dipendenza prossima alle curve di volume uguali. Il potenziometro R4 deve avere una caratteristica logaritmica (tipo B).

In questo articolo vedremo il circuito di un controllo elettronico del volume con telecomando e indicazione del livello digitale.

Fig. 1. Parte anteriore del dispositivo

Fig.2. Parte posteriore del dispositivo

Il volume viene aumentato tramite pulsante o a distanza dal telecomando (controllo a infrarossi). Quasi tutti i pannelli di controllo domestici sono adatti.

Lo schema del dispositivo è mostrato nella Figura 3.

Fig.3. Schema del circuito elettrico

La commutazione del livello audio si basa sul contatore decimale CD4017 (DD1). Questo microcircuito ha 10 uscite Q0-Q9. Dopo aver applicato l'alimentazione al circuito, ne è immediatamente presente uno logico sull'uscita Q0, il LED HL1 si accende, indicando il livello sonoro zero. I resistori R4-R12, che hanno resistenze diverse, sono collegati alle restanti uscite Q1-Q9.
Lascia che ti ricordi che il microcircuito produce allo stesso tempo un segnale di alto livello solo su una delle sue uscite e la commutazione sequenziale tra di loro avviene quando viene applicato un breve impulso all'ingresso (pin 14).
Sulla base di ciò, le resistenze nel gruppo di resistori R4-R12 sono selezionate in ordine decrescente (dall'alto verso il basso nel circuito), in modo che ogni volta che il microcircuito viene commutato, sempre più corrente scorre alla base del transistor VT2, aprendo gradualmente il transistor.
Un segnale da un VLF esterno o da una sorgente sonora viene fornito al collettore di questo transistor.
Quindi, cambiando il contatore, modifichiamo essenzialmente la resistenza del collettore-emettitore e quindi modifichiamo il volume del suono che entra nell'altoparlante.
La resistenza dei resistori dipende dal guadagno del transistor (h21e). Ad esempio, quando si utilizza 2N3904, la resistenza del resistore R4 può essere di circa 3 kOhm per “aprire” leggermente il transistor, mentre il suono sarà al livello più basso. E la resistenza R12 dovrebbe essere la più piccola dell'intero gruppo (circa 50 Ohm) per garantire rispettivamente la modalità di saturazione e la massima produttività del collettore-emettitore, il volume massimo di questo regolatore.
È difficile per me indicare le valutazioni specifiche di R4-R12, poiché dipende ancora in gran parte dalla potenza del segnale audio fornito al transistor, nonché dall'alimentazione. È meglio utilizzare resistori di regolazione multigiro e regolare gli stadi "a orecchio".

Nella parte inferiore dello schema è presente un'unità di indicazione basata sul decoder K176ID2 (DD2). È progettato per controllare un indicatore a sette segmenti.
Un codice binario viene fornito agli ingressi del decodificatore, quindi un codificatore è costruito sui diodi VD1-VD15, che converte il segnale decimale da CD4017 in un codice binario comprensibile per K176ID2. Questo circuito a diodi può sembrare strano e arcaico, ma è abbastanza funzionale. I diodi dovrebbero essere selezionati con una bassa caduta di tensione, come i diodi Schottky. Ma nel mio caso è stato utilizzato il normale silicio 1N4001, come si può vedere nella Figura 2.
Quindi, il segnale dall'uscita del contatore va non solo alla base del transistor, ma anche al convertitore a diodi, trasformandosi in codice binario. Successivamente, DD2 accetterà un codice binario e l'indicatore a sette segmenti visualizzerà il numero richiesto che indica il livello sonoro.
Il microcircuito K176ID2 è conveniente in quanto consente l'uso di indicatori sia con catodo comune che con anodo comune. Il secondo tipo è utilizzato nello schema. Il resistore R17 limita la corrente dei segmenti.
I resistori R13-R16 mettono gli ingressi del decodificatore su meno per un funzionamento stabile.

Ora diamo un'occhiata alla parte in alto a sinistra del diagramma. L'interruttore a due posizioni SA1 imposta la modalità di controllo del volume. Nella posizione superiore (secondo lo schema) del tasto SA1, il volume viene modificato manualmente premendo il pulsante dell'orologio SB1. Il condensatore C3 elimina il rimbalzo dei contatti. Il resistore R2 porta l'ingresso CLK al negativo, prevenendo falsi allarmi.
Dopo aver collegato l'alimentazione, il LED HL1 si accende e l'indicatore mostra zero: questa è la modalità silenziosa (Figura 4, in alto).

Fig.4. Visualizzazione dei livelli sull'indicatore

Premendo il pulsante dell'orologio, il volume dell'altoparlante aumenta a piccoli salti dal livello 1 al livello 9, la pressione successiva attiva nuovamente la modalità silenziosa.

Se si imposta l'interruttore in posizione abbassata (secondo lo schema), l'ingresso DD1 è collegato a un circuito di controllo remoto a infrarossi basato su un ricevitore TSOP. Quando un segnale IR esterno arriva al ricevitore TSOP, sulla sua uscita appare una tensione negativa, sbloccando il transistor VT1. Questo transistor è una qualsiasi struttura PNP a bassa potenza, ad esempio KT361 o 2N3906.
Consiglio di scegliere un ricevitore IR (IF1) con una frequenza operativa di 36 kHz, poiché è a questa frequenza che funziona la maggior parte dei telecomandi (per TV, DVD, ecc.). Quando si preme un pulsante qualsiasi sul telecomando, il volume verrà controllato.

Il circuito contiene un pulsante di blocco SB2. Mentre è premuto, il pin di reset RST è collegato al negativo dell'alimentatore e il contatore commuterà. Utilizzando questo pulsante è possibile reimpostare il contatore e il livello del volume su zero e, se lo si lascia in posizione spenta, il perno di ripristino non verrà portato sul meno e il contatore Non riceverà segnali dal telecomando e Non risponderà alla pressione del pulsante SB1.

Fig.5. Gli interruttori, un pulsante tattile e un ricevitore TSOP con cablaggio si trovano su una scheda separata

Fornisco il segnale audio al transistor del regolatore da un amplificatore su un chip PAM8403. Il collettore VT2 è collegato all'uscita positiva di uno dei canali dell'amplificatore (R) e il suo emettitore è collegato al terminale positivo dell'altoparlante (filo rosso nella foto). Il terminale negativo della colonna (nero e rosso) è collegato al negativo del canale utilizzato. La sorgente sonora nel mio caso è un mini lettore mp3.

Fig.6. Collegamento del dispositivo

Perché vengono utilizzate le resistenze di trim?
Vorrei attirare la vostra attenzione sulla foto del retro del dispositivo (Fig. 2). Lì puoi vedere che ci sono tre resistori di trimming da 100 kOhm R4, R5, R6. Ho implementato solo tre livelli di volume perché i restanti resistori (R7-R12) non si adattavano alla scheda. Le resistenze trimmer consentono di regolare i livelli di volume per diverse sorgenti sonore, perché differiscono nella potenza del segnale audio.

Svantaggi del dispositivo.
1) Il controllo del volume avviene solo al livello superiore, cioè solo più forte. Non potrai diminuirlo subito; dovrai raggiungere il livello 9 e poi tornare nuovamente al livello iniziale.
2) La qualità del suono si deteriora leggermente. La distorsione maggiore è presente a livelli bassi.
3) Non controlla il segnale stereo. L'introduzione di un secondo transistor per un canale in più non risolve il problema, perché Gli emettitori di entrambi i transistor sono combinati al negativo dell'alimentazione, il che si traduce in un suono “mono”.

Miglioramento dello schema.
È possibile utilizzare un fotoaccoppiatore a resistenza invece di un transistor. Un frammento del circuito è mostrato in Figura 7.

Fig.7. Un frammento dello stesso circuito con un fotoaccoppiatore

Un fotoaccoppiatore resistore è costituito da un emettitore di luce e un ricevitore di luce collegati tramite comunicazione ottica. Sono isolati galvanicamente, il che significa che il circuito di controllo non dovrebbe interferire con il segnale audio che passa attraverso la fotoresistenza. La fotoresistenza, sotto l'influenza della luce dell'emettitore (LED o simili), cambierà la sua resistenza e il volume cambierà. Gli elementi optoaccoppiatori sono isolati galvanicamente, il che significa che è possibile controllare due o più canali di segnale audio (Fig. 8).

Fig.8. Controllo di due canali tramite optoaccoppiatori resistori

I resistori R4-R12 sono selezionati individualmente.

Il dispositivo può essere alimentato da USB 5 Volt. All'aumentare della tensione, la resistenza del resistore di limitazione della corrente R17 dovrebbe essere aumentata in modo che l'indicatore a sette segmenti HG1 non si guasti e anche la resistenza di R1 dovrebbe essere aumentata per proteggere il ricevitore TSOP. Ma non consiglio di superare la tensione di alimentazione oltre i 7 Volt.

Questo articolo include un video che descrive il principio di funzionamento, mostra il design assemblato sulla scheda e testa questo dispositivo.

Elenco dei radioelementi

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Sono disponibili

Più economico come set

Il dispositivo è progettato per regolare il volume o altri parametri del sistema audio. Si tratta di un resistore variabile digitale a 2 canali da 10 kOhm (AD8403, 255 passi di regolazione), sintonizzabile tramite encoder rotativo o telecomando IR. Il telecomando IR non è incluso.

Specifiche

Informazioni aggiuntive

La selezione di un parametro regolabile avviene premendo o ruotando il pulsante valcoder, telecomando IR, lo stato viene visualizzato sui LED LED1...LED20

Il volume generale viene regolato utilizzando i tasti del telecomando VOL >,

Il bilanciamento sinistra-destra viene regolato utilizzando i pulsanti del telecomando |, | oppure l'encoder e si accendono alternativamente i led LED17, LED18 e LED19, LED20.

Il bilanciamento avanti-indietro viene regolato utilizzando i pulsanti del telecomando TU-, TU+ o l'encoder, mentre i LED LED17, LED20 e LED18, LED19 si accendono alternativamente.

Dopo 30, il dispositivo entra in modalità di controllo del volume.

Premendo il tasto MUTE del telecomando il volume dei canali diminuisce gradualmente, mentre i led LED17...LED20 iniziano a lampeggiare. Premendo nuovamente il tasto MUTE o qualsiasi altro pulsante si ripristina il volume allo stato originale.

Ulteriori impostazioni vengono effettuate cortocircuitando i pin corrispondenti del connettore JD1 (il primo pin è quadrato):

1-3 – ripristina tutte le impostazioni (valori predefiniti)

3-6 – modalità di override dei pulsanti del telecomando (attendere la pressione sequenziale del volume su e giù, bilanciamento sinistra e destra, bilanciamento avanti e indietro, MUTE)

1-4 / 1-5 – diminuiscono rispettivamente la sensibilità dell'encoder e del telecomando

4-6 / 5-6 – aumentano rispettivamente la sensibilità dell'encoder e del telecomando

Tutti i parametri impostati vengono salvati nella memoria non volatile del dispositivo.

Articoli

schema

Schizzo di connessione

Contenuto della consegna

• Gruppo resistenza elettronica - 1 pz. computer.
• Istruzioni - 1 pz. computer.

Domande e risposte

• Ciao! È possibile ordinare via mail il regolatore audio MP1231 a 2 canali?
  • Buon pomeriggio, Andrej Petrovich! Inizieremo a lavorare con Russian Post presumibilmente a marzo. Nel frattempo utilizziamo la consegna tramite il servizio SPSR.
• dove posso trovare il firmware?
  • Sfortunatamente, il firmware non è distribuito.
• Il telecomando è incluso?