Lite historia

Denna design dök upp efter att jag satt ihop den berömda OM 2.5-förstärkaren. Naturligtvis uppstod frågan om att välja volymkontroll, skydd och andra servicefunktioner. Självklart ville jag också ha en digital ingång och fjärrkontroll, men detta verkade redan som ett helt otillgängligt utrymme. Jag hade aldrig gjort någon programmering av styrenheter eller design av elektroniska kretsar tidigare. Men, som de säger, vägen kan bemästras av de som går, och Atmega16-kontrollern med ett PGA2311-volymkontrollchip satte sig på brödbrädan. Som ett resultat blev jag så fascinerad av processen att det var väldigt svårt att avsluta projektet. Medan det fanns ledigt minne och styrben, dök idéer upp för att utöka funktioner och lägga till nya moduler. Skivorna för alla moduler lades initialt ut i DipTrace och tillverkades för hand med fotoresist. Sedan försökte jag beställa några av brädorna från produktionen. Därför finns det på bilden en samling av blå hemgjorda och gröna fabrikskretskort. Så i den här artikeln försökte jag beskriva vad jag slutade med.

Systemfunktioner.

• Mjukstart, fördröjning justerbar från 0 till 30 sekunder.
• Högtalarfördröjning, justerbar från 0 till 30 sekunder.
• NEC standard fjärrkontroll med fjärrkontroll konfiguration från menysystemet
• Högtalarväxling med skyddskort: zon A/B (knapp, fjärrkontroll), vänster/höger (fjärrkontroll) eller helt enkelt på/av.
• Ingångsväljarkontroll för 4 ingångar (knappar, fjärrkontroll)
• Volym- och balanskontroll med ett PGA23XX-chip eller Nikitin-relä RG (kodare, fjärrkontroll)
• Matyushkin tonblockkontroll med reläjustering av bas och diskant (kodare, fjärrkontroll)
• Kontroll - överföring av stopp/start/bakåt/spårkommandon (fjärrkontroll)
• Termisk kontroll på digital sensor LM75, en eller två kanaler, avstängning vid överhettning, slå på fläktar
• Strömknappar, högtalarväxling, fyra ingångsväljarknappar och Mute
• Justera ljusstyrkan på skärmens bakgrundsbelysning (fjärrkontroll)
• Skärmsläckare: skärmsläckning, nivåindikator och spektrumanalysator

Systemsammansättning och konfiguration.

Systemet består av en styrenhet med 4x20 teckens display monterad på frontpanelen och flera exekveringsmoduler. Displayen är installerad parallellt med styrkortet på fyra rack och ansluten till den med PLS-PBS-kontakter, vilket resulterar i en ganska kompakt "sandwich" 12 mm hög. Alla anslutningar görs runt omkretsen av styrkortet med XH-hörnkontakter.

Modulerna utför nödvändiga justeringar/omkopplingar och installeras i förstärkarhuset med hänsyn till att minimera längden på signalkretsarna:

• Volymkontroll baserad på PGA23XX med en ingångsväljare för 4 ingångar och en kontakt för att ansluta en PCM2705 USB DAC
• Nikitin volymkontroll
• Ingångsväljare för 4 ingångar (för användning med Nikitin RG)
• Matyushkin tonkontroll med reläjustering av bas och diskant
• AC-skydd från likspänning med omkoppling av två zoner A/B
• Termiska sensorer
• Standby strömförsörjning med ingångsfilter och mjukstartskontroll

Konfigurationen av modulerna som används bestäms av en dip-omkopplare på styrkortet. Den läses när ström tillförs styrenheten och bestämmer algoritmen för vidare drift av systemet:

Volymkontrollerna, tonkontrollen och ingångsväljaren är anslutna till SPI-regulatorbussen i serie, för detta ändamål har modulkorten Control IN och Control Out-kontakter. När du använder Nikitin RG kan två sådana moduler anslutas för att justera balansen. Detta tillåter dig att flexibelt konfigurera styrsystemet för en specifik enhet. Omfång och steg för volymkontroll för PGA23xx och RG Nikitin kan skilja sig avsevärt, så de ställs in i systeminställningsmenyn. Viktigt - firmware kontrollerar inte de angivna värdena för tillräcklighet, så du bör inte ställa in den maximala volymen på +32db för Nikitin RG. Alla möjliga alternativ för att ansluta moduler till SPI-bussen:

• styrenhet ->
• kontroller -> TB Matyushkin -> RG på PGA23XX med ingångsväljare och DAC
• kontroller -> RG Nikitin -> ingångsväljare
• kontroller -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> ingångsväljare
• kontroller -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> ingångsväljare
• kontroller -> TB Matyushkina -> RG Nikitin -> RG Nikitin -> ingångsväljare

Termiska sensorer är anslutna till regulatorn via I2C-bussen. Deras närvaro och kvantitet ställs också in av en dip switch. Det finns tre alternativ: termisk kontroll är inaktiverad, en sensor används eller två sensorer används för varje förstärkarkanal. Om temperaturkontroll är aktiverad kan du ställa in den maximala temperaturen vid vilken enheten stängs av. Temperaturerna för att slå på och av fläkten justeras också. När två termiska sensorer används är det möjligt att organisera oberoende luftflöde för varje kanal.

Indikation.

All information visas på en 4x20 teckens display på den välkända HD44780-kontrollern. Den första raden visar AC-strömbrytarens status. Samma rad visar radiatorernas temperatur, erhållen från termiska sensorer, när den överstiger temperaturen när fläkten är påslagen. Den andra raden visar dämpningen av RG i decibel. Den tredje raden är balansens tillstånd. När du justerar bas eller diskant visas även deras status på denna rad istället för balansen. Den sista raden visar ingångsnamnen och den aktuella ingången.

Ett annat indikeringsorgan är lysdioden. Den lyser när systemet är anslutet till nätverket och är i standby-läge. När den är påslagen slocknar den och blinkar för att indikera att kommandon tas emot från fjärrkontrollen.

Om inga kontroller används under en viss tid kan skärmen växla till skärmsläckarläge. Det enklaste är att minska ljusstyrkan på skärmens bakgrundsbelysning. Om du ansluter en in- eller utgångsljudsignal till motsvarande ingångar på styrenheten, kan du använda skärmsläckaren "Level Indicator" eller "Spectrum Analyzer" baserad på Fourier-transformen.

Kontrollera.

För styrning används tryckknappar som stänger motsvarande styringångar till jord, en kodare med en knapp och en fjärrkontroll med NEC-protokollet. Encodern styr volymkontrollen. När du trycker på dess knapp växlar kodaren sekventiellt till att justera balans/baston/diskantton. Samtidigt blinkar symboler som motsvarar det aktuella läget på skärmen. Endast en minimal uppsättning kommandon är implementerad på knapparna och kodaren; den fulla funktionaliteten av 26 kommandon är endast tillgänglig från fjärrkontrollen. Vissa funktioner, som att ändra volymen, stöder mottagning av automatiska repeteringskommandon från fjärrkontrollen (när fjärrkontrollknappen hålls nedtryckt). För funktioner som På/Av är autorepetering avsiktligt inaktiverat - för att upprepa kommandot måste du trycka på fjärrkontrollens knapp igen.

Det minsta kit som krävs för att starta och konfigurera systemet är en strömknapp, en kodare och en fjärrkontroll. När strömförsörjningen till styrenheten är i standby-läge. Ett långt tryck på strömbrytaren (från 2 sekunder) försätter kontrollenheten i inställningsläge. I det här fallet slås bara på skärmen, mjukstartsreläerna förblir avstängda. Navigera genom inställningsmenyn och ändra parametervärden genom att vrida omkodaren. För att välja menyalternativ, gå in i redigering och bekräfta valet, måste du trycka på kodningsknappen.

Du kan helt enkelt ange fjärrkontrollens kommandokoder i motsvarande inställningsundermeny om du känner till dem. Men det är lättare att läsa dem från den befintliga fjärrkontrollen. För att göra detta måste du ange redigeringskoden för önskat kommando och trycka på motsvarande knapp på fjärrkontrollen. Om styrenheten kunde acceptera kommandot kommer den att blinka standby-lysdioden och ange koden i redigeringsfältet. För att bekräfta koden behöver du bara trycka på kodaren. Alla konfigurerbara parametrar och kommandon visas i tabellen nedan:

Styrkrets

Strömförsörjning sker genom skyddsdioden D1 och 5V stabilisatorn U1. Knapparna Q1 och Q2 styr mjukstartsreläet. R9 justerar kontrasten på skärmen; för en blå bakgrundsbelyst skärm på det tredje benet av X9-kontakten måste du ställa in spänningen till cirka 0,85-0,9V. Q3 är en PWM-nyckel för att justera ljusstyrkan på skärmens bakgrundsbelysning.

Alla knappar och S1-konfigurationsdip-switchen är anslutna till regulatorn via I2C-bussen med PCF8574-portexpanderar (U3, U4). Att trycka på valfri knapp orsakar ett avbrott på PB2-benet på Atmega och, som ett resultat, polling U3 efter koden för knappen som trycks in. Kodaren (x6) och IR-mottagaren (PH1) är också anslutna till styrenhetens ben, som stödjer externa avbrott - PD2 och PD3.

Operationsförstärkare U5 används för att mata den analoga signalen från höger och vänster kanal till ADC-ingångarna. Baserat på data som tas emot från ADC:n implementeras funktionerna för en nivåindikator och en spektrumanalysator. ADC-ingångarna arbetar med en signal i området 0-5V, så ljudsignalen måste förstärkas/dämpas till en amplitud på 2,5V och en DC-komponent på 2,5V läggas till. Förstärkningen bestäms av R15/R19 och R16/R20. R17 och R18 ger den erforderliga 2,5V bias. U5 måste vara Rail to Rail i ingång och utgång och drivas med 5V matning. Vid justering av motstånden R13, R14 är det nödvändigt att uppnå maximal möjlig amplitud för den analoga signalen på PA6, PA7 (U2) utan tecken på ett klipp.

Firmware, säkringar, modellering

Anslutning X2 används för firmware. När kontrollenheten blinkar, se till att koppla bort alla moduler från kontakt X3. Efter att ha flashat programmet måste Eeprom-datafilen laddas upp. När du installerar säkringar måste du inaktivera JTAG-debuggern (JTAGEN) och ställa in frekvensen till 8 MHz (CKSEL0, CKSEL1, CKSEL2, CKSEL3), allt annat är standard.

Till artikeln bifogas en modell av styrenheten i Proteus 8. Med dess hjälp kan du bekanta dig med styrenheten, testfunktioner, indikering, styrsignaler, utan att montera enheten. Jag kunde inte hitta modellen för den digitala termometern LM75, så en annan liknande sensor och firmware används med hänsyn till denna ersättning. För att emulera NEC-fjärrkontrollen gjordes en enkel modell och firmware; jag hittade encoder-emulatormodellen i ett öppet projekt. Den fasta programvaran för dessa modeller ingår i Proteus-filen.

Termisk sensor

Termiska sensorer pressas mot radiatorerna med sidan med mikrokretsen. På andra sidan av kortet ställer byglar in adresserna till sensorerna på bussen I 2 C. Adressen för den vänstra kanalen är 000, den högra är 001. Om en sensor används är adressen till den vänstra kanalen uppsättning. En viktig begränsning är att utgångarna för att slå på OS-fläkten är svagström och kan passera en ström på upp till 100 µA. Detta måste beaktas vid anslutning av nycklar som styr fläktar till regulatorn.

Nikitin volymkontroll

En krets används som är omvänd mot den ursprungliga - när reläerna är avstängda är försvagningen av regulatorn maximal. Skiftregistret U1 tar emot volymdata från styrenheten (X9). Dess utgångar förstärks av Darlington-switchar med skyddsdioder U2, eftersom 74HC595-registret kan inte leverera den erforderliga strömmen till alla reläer. Dessutom kan du tack vare ULN2003A använda ett relä som inte behöver vara 5V. Relälindningarna kan drivas från styrkortet, men det är bättre att driva dem från en separat källa; kontakt X11 tillhandahålls för detta. Om reläer med lindningar större än 5V används är extern ström det enda alternativet. Valet av strömkälla bestäms av byglarna J1 och J2.

Vid installation av alla reläer tillhandahålls en dämpning på upp till -128 db och ett kontrollsteg på 1 db. Om dämpningen på -64db är tillräcklig behöver inte K7-reläet installeras. I detta fall tas utsignalen bort från kontakterna X6, X8. Du kan öka kontrollsteget till 2db; för att göra detta räcker det att inte installera relä K1 och applicera insignalen till kontakterna X2, X4.

Motstånd R15 och R16 behövs för att matcha regulatorns utgångsimpedans med förstärkarens ingångsimpedans. R15 ställs in om -64db utgång används, R16 - för -128db utgång. Motståndsvärdet bestäms baserat på utgångsresistansen för RG på 10 kOhm och värdet på ingångsbelastningsresistansen. Om en ingångsväljare inte används är det nödvändigt att installera motstånden R20, R21, R22 för att ansluta de digitala och analoga jordarna. Om det finns en ingångsväljare är det bättre att ansluta jordarna på dess kort.

Styrkretsen för ingångsväljaren liknar Nikitin RG, men med vissa förenklingar. Eftersom endast ett relä är påslaget vid varje tillfälle räcker strömmen i register U1, och det beslutades att överge ULN2003. Därför kan endast 5V reläer användas i ingångsväljaren. Vid användning av konventionella reläer löds bygel J1. Jumper J2 är gjord för experiment med bistabila reläer för framtiden.

En Nikitin RG kan installeras på ingångsväljaren. I detta fall ansluts de analoga in-/utgångarna och styrbussen med PLS-PBS-kontakter. För detta ändamål har väljaren två utgångar per kanal, motsvarande ingångarna på Nikitin RG med ett kontrollsteg på 1db och 2db. R1, R2, R3 ansluter analog och digital jord. Bygeln på J3-kortet låter dig ansluta jordarna till enhetens kropp genom ett metalliserat monteringshål på kortet.

I den ursprungliga TB Matyushkin-kretsen regleras höga frekvenser av ett variabelt motstånd. Detta passade inte in i konceptet med min design, så motståndet byttes ut mot en reläavdelare. Men det var nödvändigt att minska antalet reläer för att justera bas, diskant och aktivera direkt i de 7 benen på ULN2003. Jag lånade kopplingsschemat för tre reläer, istället för fyra, från. För att minimera kortet användes 63V Epcos Mylar-kondensatorer med en stiftdelning på 5 mm.

Styrkretsen för reläkoppling är helt lik Nikitins RG. Det enda tillägget är X4 Direct-utgången för ett externt tonblockbypassrelä. Direktreläet slås på när alla klangfärger är inställda på 0. Styrenheten ger ännu inget extra kommando för att slå på Direct, men det är inte svårt att lägga till.

Detta är den första modulen från vilken utvecklingen av styrenheten började. PGA2311 (U2) styrning består av två åtta-bitars skiftregister kopplade i serie. Varje register styr volymen på sin kanal. Chipet har en datautgång, till vilken ett annat vanligt register U3 var anslutet. Den styr fyra ingångsreläer. De återstående fyra benen i registret sänder kommandon till USB DAC via en 3V-delare - spela upp/pausa, stoppa, spola tillbaka höger/vänster, föregående/nästa. Spår. Detta gör det möjligt att styra uppspelningen av spellistor på en dator från förstärkarens fjärrkontroll, vilket är ganska bekvämt. Analog och digital strömförsörjning är separata och levereras från tre stabilisatorer - U4, U5, U6. Kortet har diodbryggor och filter, du behöver bara ansluta en transformator. Istället för PGA2311 kan mikrokretsen PGA2310 användas; för att göra detta räcker det att ersätta stabilisatorerna U4 och U5 med liknande med en utspänning på 12V. En viktig egenskap är att digital och analog ström måste tillföras synkront. Designen av modulen innebär installation på förstärkarens bakvägg.

Istället för den första analoga ingången kan du installera en PCM2706 USB DAC. Jag lade upp allt material på den. I det här fallet, istället för X1 RS-813-kontakten, installeras en kontakt för 3 RS-613-ingångar. Ett extra filter för DAC är gjort på operationsförstärkaren U1. Dessutom förstärker den DAC-utgången till standard 1,2V.

Mått

Kvaliteten på modulerna efter montering kontrollerades med hjälp av mätningar av programmet. EMU-0404 användes som ljudkort. Tack vare detta kunde jag upptäcka och rätta till några fel i tavlans layout. Jag kommer inte att belamra artikeln med bilder med mätresultat, de är bifogade till projektfilerna. Generellt kan vi säga att bruset och övertonerna i modulerna är på gränsen för mätförmågan hos EMU-0404.

Lista över radioelement

Oftast, i kaskader av volymkontroller av högkvalitativ ljudåtergivningsutrustning, används variabla motstånd direkt som regulatorer, vilket gör att signalförstärkningen kan ändras gradvis eller smidigt. Ofta används dock stegvolymkontroller i rör-LF-förstärkare, gjorda med hjälp av fasta motstånd och omkopplare.

Den enklaste och vanligaste kretslösningen för en rör-ULF-volymkontroll vid val av mjuk reglering är att införa en potentiometer med variabel spänningsdelningskoefficient i ingångskretsen, i mellanstegskretsen eller i förstärkarens negativa återkopplingskrets. Genom att flytta reglaget på denna potentiometer justeras volymen direkt. I detta fall rekommenderas att använda variabla motstånd med en så kallad logaritmisk karaktäristik (typ B-karakteristik) som en justeringspotentiometer för att säkerställa en enhetlig förändring av volymen för den återgivna signalen vid olika insignalnivåer.

Om så önskas kan volymkontrollen med mjuk justering ersättas med en regulator med stegjustering. För att göra detta räcker det att göra ett lämpligt byte av reglerelementet, det vill säga istället för en potentiometer, installera en kedja av seriekopplade konstanta motstånd, vars antal och förhållandet mellan deras värden bestämmer intervallet och regleringslagen.

När man väljer en volymkontrollkrets bör man inte glömma att det mänskliga örat har olika känslighet för signaler med olika frekvenser och volymer. I praktiken yttrar sig detta fenomen i det faktum att när volymen på den återgivna ljudsignalen minskar får lyssnaren intrycket av en förändring i klangfärgen, vilket uttrycks i en till synes betydligt större minskning av den relativa volymen av komponenterna i lägre och högre frekvenser jämfört med mellanfrekvenssignaler. I högkvalitativ ljudåtergivningsutrustning används därför finkompenserade volymkontroller, där, när volymen minskas, den nödvändiga ökningen av komponenterna för lägre och högre frekvenser utförs för att säkerställa lika hög ljudstyrka för uppfattningen. När volymen ökar, minskar den erforderliga ökningen av kantfrekvenskomponenterna. Grunden för finjusterade volymkontroller är vanligtvis potentiometrar med en eller två tappningar, till vilka motsvarande RC-kretsar är anslutna.

Vanligtvis används volymkontrollen för att ändra nivån på ULF-utgångssignalen med minimal införd distorsion. I det här fallet används oftast ett variabelt motstånd som en sådan regulator, ansluten antingen vid förstärkarens ingång eller mellan de preliminära och slutliga stegen. Istället för ett variabelt motstånd, som redan noterats, kan en stegregulator användas, gjord på basis av en omkopplare och en kassett av motstånd med olika motstånd. Förenklade kretsscheman för de enklaste volymkontrollerna visas i fig. 1.

Figur 1. Förenklade kretsscheman för volymkontroller

För att förhindra möjligheten att överbelasta det första förstärkarröret med en stor amplitud av insignalen, visar anslutningsdiagrammet för volymkontroll som visas i fig. 1, a. I detta fall används det variabla motståndet direkt som en belastning av den tidigare enheten. Om den maximala amplituden för ingångssignalen är liten, kan ett variabelt volymkontrollmotstånd installeras i styrnätkretsen för ett av de efterföljande förstärkningsstegen, som visas i fig. 1, b. Fördelen med denna anslutning är att den minskar påverkan av externa störningar, eftersom en användbar signal levereras till regulatorn, redan förstärkt till önskad nivå.

Volymnivån i rör-ULF kan också justeras med hjälp av speciella kaskader, som ger en förändring av lampans lutning. Funktionsprincipen för sådana volymkontroller är baserad på det faktum att när en lampa med hög intern resistans används i förstärkarsteget, kommer förstärkningen av ett sådant steg att vara proportionell mot brantheten hos dess karakteristika (S). Därför, när du använder en lampa med en variabel lutningskarakteristik, för att ändra kaskadens förstärkning, räcker det att flytta arbetspunkten till ett område med ett annat lutningsvärde. Att ändra läget för arbetspunkten och följaktligen förstärkningen kan göras på olika sätt, till exempel genom att ändra värdet på förspänningen eller spänningen på lampskärmens galler. Förenklade kretsscheman för sådana volymkontroller visas i fig. 2.

Fig.2. Förenklade kretsscheman för volymkontroller med ändring av lampans lutning

Det bör noteras att de övervägda volymkontrollerna, som använder principen att ändra lampans lutning, endast kan användas i de första stegen av ULF vid relativt små amplituder av insignalen (högst 200 mV). Vid högre insignalnivåer kan betydande olinjär distorsion uppstå på grund av kurvlinjäriteten hos det dynamiska svaret.

För att justera volymen i lågfrekventa rörförstärkare används ofta regulatorer som ger kompensation för låga frekvenser vid låga insignalnivåer. Ett schematiskt diagram över en av dessa regulatorer visas i fig. 3.

Fig.3. Schematisk bild av en volymkontroll med lågfrekvenskompensation vid låga insignalnivåer

En insignal med en fast ökning av nivån på de lägre frekvenserna i det återgivna området matas till ingången på kaskaden. Denna nivå bestäms av motståndsvärdena för motstånden R1, R2 och R3, som bildar ingångsdelaren, såväl som värdet på kapacitansen för kondensatorn C2. Från regulatorns utgång tillförs en återkopplingssignal till lampnätkretsen genom en delare bildad av elementen R7 och C2. Ju högre volymnivå, desto högre återkoppling. Resistansvärdet för motståndet R7 bestämmer förhållandet mellan dämpningen av låga frekvenser i återkopplingskretsen och ökningen av dessa frekvenser i ingångskretsen. Idealiskt, genom att välja resistansen för motståndet R7, bör det säkerställas att dämpningen av låga frekvenser i återkopplingskretsen är lika med deras ökning i ingångskretsen. I detta fall kommer formen på signalens frekvenssvar vid utgången av steget att vara nära linjär. Visat i fig. 3 elementklassificeringar är designade för att använda en av trioderna i 6N2P-lampan.

När signalvolymen minskas med potentiometer R6 minskar även återkopplingsvärdet, men den fasta ökningen av låga frekvenser förblir densamma. Som ett resultat ökar nivån av låga frekvenser i utsignalen. Vid mycket låga volymvärden finns det praktiskt taget ingen återkoppling, och kaskadkarakteristiken bestäms endast av parametrarna för kedjan R1, R3 och C2. Samtidigt är ökningen av lägre frekvenser maximal.

En av nackdelarna med denna krets är att trioden är ansluten före volymkontrollen, så med en mycket stark insignal kan den överbelastas. Signalen från ingången matas dock till lampans kontrollnät genom en avdelare, som även vid en frekvens på 50 Hz ger en dämpning på mer än 4 gånger. Som ett resultat kan denna krets fungera utan distorsion vid en insignalnivå på upp till 4-5 V. Det bör också noteras att kretsen i fråga är känslig för nivån av anodspänningsfiltrering, så användningen av R8C5-filtret i lampanodens strömkrets är obligatorisk.

När man designar ett ULF-rör, ställer radioamatörer ofta på sig själva uppgiften att inkludera en kaskad, med vilken de kan justera volymen på distans. Användningen av fjärrkonsoler med potentiometrar placerade i dem i konventionella regulatorer kan knappast anses vara en bra lösning, eftersom sådana konsoler oftast är anslutna till förstärkaren med långa kablar, vilket leder till mycket betydande förvrängningar. Det finns dock en mängd olika kretslösningar som ger volymkontroll på avstånd, till exempel genom att ändra DC-styrspänningen, praktiskt taget utan distorsion. Ett schematiskt diagram över ett av alternativen för en volymkontroll med fjärrkontroll visas i Fig. 4.

Fig.4. Schematisk bild av en volymkontroll med fjärrkontroll

En utmärkande egenskap hos regulatorn i fråga är inkluderingen, istället för katodmotståndet hos förstärkarstegstrioden, av en annan triod, som fungerar som ett regleringselement. När värdet på den konstanta negativa spänningen som tillförs den andra triodens rutnät ändras, ändras värdet på dess motstånd. Som ett resultat ändras djupet av negativ feedback för den första trioden. Så, till exempel, när det interna motståndet för den andra trioden ökar, ökar den negativa kopplingen och förstärkningen för den första trioden minskar. I denna krets kan en importerad dubbeltriod av typen ECC82 ersättas till exempel med en inhemsk 6N1P-lampa.

I högkvalitativ utrustning för ljudåtergivning av rör används volymkontroller med ljudstyrkekompensation i stor utsträckning. Behovet av att använda sådana volymkontroller förklaras av det faktum att känsligheten hos det mänskliga örat ändras beroende på frekvensen och volymen hos den uppfattade ljudsignalen. Till exempel motsvarar bättre känslighet uppfattningen av mellanfrekvenskomponenter jämfört med högre och speciellt lägre frekvenskomponenter. Därför, när volymen sänks, har lyssnaren en subjektiv känsla av att nivån på komponenterna i de högre och lägre frekvenserna i det återgivna området samtidigt minskar. Som ett resultat av forskning utförd inom detta område ritades vissa beroenden upp, som kallades kurvor med lika ljudstyrka.

För att vid olika volymnivåer alla frekvenskomponenter i den återgivna signalen uppfattas lika, använder högkvalitativ ljudåtergivningsutrustning volymkontroller, där den nödvändiga ökningen av komponenterna med lägre och högre frekvenser utförs när volymen minskar. , och med en ökning i volym minskar ökningen av komponenterna i gränsfrekvenserna. Sådana regulatorer kallas högljuddskompenserade eller frekvensberoende. Naturligtvis strävar utvecklare efter att se till att egenskaperna hos tunnkompenserade volymkontroller är så nära lika volymkurvor som möjligt.

Det enklaste alternativet för att konstruera en frekvensberoende volymkontroll är att kombinera själva volymkontrollen och tonkontrollen med hjälp av parade variabla motstånd. Schematiska diagram av sådana volymkontroller visas i fig. 5, a och 5, b. Ofta använder volymkontroller för hög volym potentiometrar med en eller två kranar, till vilka motsvarande RC-kretsar är anslutna. Ett schematiskt diagram över en av varianterna av en sådan volymkontroll visas i fig. 5, c.

Fig. 5. Schematiska diagram över enkla högtalarvolymkontroller

Den strömkompenserade volymkontrollen kan också ha stegjustering. Fördelarna med sådana regulatorer, förutom frånvaron av en potentiometer av lämplig design, inkluderar möjligheten att välja ett betydligt bredare justeringsintervall. Ett schematiskt diagram över ett av alternativen för ingångssteget för ett rör ULF med en sådan regulator visas i fig. 6.

Fig. 6. Schematisk bild av en tunnkompenserad volymkontroll med stegjustering

Loudness-kompensation i volymkontroller kan också implementeras med hjälp av speciella filter. Det schematiska diagrammet för regulatorn med ett loudness-filter visas i fig. 7.

Fig. 7. Schematisk bild av en volymkontroll med ett loudness-filter

I den aktuella kretsen är ljudstyrkefiltret en dubbel T-brygga, vars överföringskoefficient för komponenterna i mellanfrekvenserna i det reproducerade området är mindre än överföringskoefficienten för komponenterna med lägre och högre frekvenser. I läget för maximal volym bör reglaget för potentiometer R4 vara i det övre läget i kretsen, medan filtret är kortslutet och inte påverkar formen på frekvensgången. För att minska volymen ska reglaget på potentiometer R4 flyttas nedåt, vilket minskar shunteffekten av den övre delen av denna potentiometer på filtret. Som ett resultat börjar komponenter av vissa frekvenser passera genom filtret i enlighet med dess frekvenssvar. Eftersom komponenterna i mellanfrekvenserna dämpas av detta filter i större utsträckning än komponenterna i de extrema frekvenserna, sker förändringen i förstärkarens frekvenssvar enligt ett beroende nära lika volymkurvor. Potentiometer R4 måste ha en logaritmisk karaktäristik (typ B).

I den här artikeln kommer vi att titta på kretsen för en elektronisk volymkontroll med fjärrkontroll och digital nivåindikering.

Figur 1. Framsidan av enheten

Fig.2. Baksidan av enheten

Volymen höjs med knapp eller fjärrkontroll från fjärrkontrollen (infraröd kontroll). Nästan alla hemkontrollpaneler är lämpliga.

Enhetsdiagrammet visas i figur 3.

Fig.3. Elektriskt kretsschema

Ljudnivåväxling baseras på CD4017 decimalräknaren (DD1). Denna mikrokrets har 10 utgångar Q0-Q9. Efter att strömmen har lagts på kretsen finns en logisk etta omedelbart vid Q0-utgången, HL1-lysdioden tänds, vilket indikerar noll ljudnivå. Motstånd R4-R12, som har olika resistanser, ansluts till de återstående utgångarna Q1-Q9.
Låt mig påminna dig om att mikrokretsen samtidigt producerar en högnivåsignal vid endast en av dess utgångar, och sekventiell omkoppling mellan dem sker när en kort puls appliceras på ingången (stift 14).
Baserat på detta väljs resistanserna i gruppen av motstånd R4-R12 i fallande ordning (från topp till botten i kretsen), så att varje gång mikrokretsen växlas flyter mer och mer ström till basen av transistor VT2, gradvis öppna transistorn.
En signal från en extern ULF eller ljudkälla tillförs kollektorn på denna transistor.
Så genom att byta mot chipet ändrar vi i huvudsak kollektor-emittermotståndet och ändrar därmed volymen på ljudet som kommer in i högtalaren.
Motståndens resistans beror på transistorns förstärkning (h21e). Till exempel, när du använder 2N3904, kan motståndet i motståndet R4 vara cirka 3 kOhm för att "öppna" transistorn lite, medan ljudet kommer att vara på den tystaste nivån. Och motståndet R12 bör vara det minsta av hela gruppen (cirka 50 ohm) för att säkerställa mättnadsläge respektive maximal kollektor-emittergenomströmning, den maximala volymen för denna regulator.
Det är svårt för mig att ange de specifika betygen för R4-R12, eftersom detta fortfarande mycket beror på kraften hos ljudsignalen som levereras till transistorn, såväl som på strömförsörjningen. Det är bäst att använda trimmotstånd med flera varv och justera stegen "efter gehör".

Längst ner i diagrammet finns en indikeringsenhet baserad på K176ID2 (DD2) dekodern. Den är utformad för att styra en indikator med sju segment.
En binär kod tillförs avkodaringångarna, så en kodare är byggd på dioderna VD1-VD15, som omvandlar decimalsignalen från CD4017 till en binär kod som är förståelig för K176ID2. Denna diodkrets kan verka konstigt och ålderdomlig, men den är ganska funktionell. Dioder bör väljas med lågt spänningsfall, såsom Schottky-dioder. Men i mitt fall användes vanlig kisel 1N4001, de kan ses i figur 2.
Så signalen från räknarutgången går inte bara till transistorns bas, utan också till diodomvandlaren, och förvandlas till binär kod. Därefter kommer DD2 att acceptera en binär kod och sjusegmentsindikatorn kommer att visa det erforderliga numret som indikerar ljudnivån.
Mikrokretsen K176ID2 är bekväm genom att den tillåter användning av indikatorer med både en gemensam katod och en gemensam anod. Den andra typen används i schemat. Motstånd R17 begränsar strömmen för segmenten.
Motstånd R13-R16 drar avkodaringångarna till minus för stabil drift.

Låt oss nu titta på den övre vänstra delen av diagrammet. Tvålägesomkopplaren SA1 ställer in volymkontrollläget. I det övre (enligt diagrammet) läget på SA1-tangenten ändras volymen manuellt genom att trycka på SB1-klockknappen. Kondensator C3 eliminerar kontaktstuds. Motstånd R2 drar CLK-ingången till negativ, vilket förhindrar falsklarm.
Efter att strömmen har lagts på tänds HL1-LED:n och indikatorn visar noll - detta är tyst läge (Figur 4, överst).

Fig.4. Visar nivåer på indikatorn

Genom att trycka på klockknappen ökar högtalarvolymen i små hopp från nivå 1 till nivå 9, nästa tryck igen aktiverar det tysta läget.

Om du ställer omkopplaren i nedläget (enligt diagrammet) är DD1-ingången ansluten till en infraröd fjärrkontrollkrets baserad på en TSOP-mottagare. När en extern IR-signal anländer till TSOP-mottagaren uppträder en negativ spänning vid dess utgång, vilket låser upp transistorn VT1. Denna transistor är vilken PNP-struktur som helst med låg effekt, till exempel KT361 eller 2N3906.
Jag rekommenderar att du väljer en IR-mottagare (IF1) med en driftsfrekvens på 36 kHz, eftersom det är på denna frekvens som de flesta fjärrkontroller (för TV, DVD, etc.) fungerar. När du trycker på valfri knapp på fjärrkontrollen kommer volymen att styras.

Kretsen innehåller en låsknapp SB2. Medan den är intryckt ansluts återställningsstiftet RST till strömförsörjningen minus och räknaren växlar. Med den här knappen kan du nollställa räknaren och volymnivån, och om du lämnar den i avstängt läge dras inte återställningsstiftet till minus och räknaren Inte kommer att ta emot signaler från fjärrkontrollen, och Inte kommer att svara på att trycka på SB1-knappen.

Fig. 5. Omkopplare, en taktknapp och en TSOP-mottagare med kablage finns på ett separat kort

Jag levererar ljudsignalen till regulatortransistorn från en förstärkare på ett PAM8403-chip. VT2-kollektorn är ansluten till den positiva utgången på en av förstärkarkanalerna (R), och dess emitter är ansluten till den positiva terminalen på högtalaren (röd tråd på bilden). Kolumnens minuspol (svart och röd) är ansluten till minuspolen på kanalen som används. Ljudkällan i mitt fall är en mini mp3-spelare.

Fig. 6. Ansluta enheten

Varför används trimmotstånd?
Jag skulle vilja fästa din uppmärksamhet på fotot på baksidan av enheten (fig. 2). Där kan du se att det finns tre 100 kOhm trimmotstånd R4, R5, R6. Jag implementerade bara tre volymnivåer eftersom de återstående motstånden (R7-R12) inte fick plats på kortet. Trimmermotstånd låter dig justera volymnivåer för olika ljudkällor, eftersom de skiljer sig i ljudsignalstyrka.

Nackdelar med enheten.
1) Volymkontroll sker endast upp i nivå, d.v.s. bara högre. Du kommer inte att kunna minska den direkt, du måste nå nivå 9 och sedan återgå till den ursprungliga nivån igen.
2) Ljudkvaliteten försämras något. Den största distorsionen finns vid tysta nivåer.
3) Styr inte stereosignalen. Införandet av en andra transistor för ytterligare en kanal löser inte problemet, eftersom Båda transistorernas emitters kombineras vid minusströmförsörjningen, vilket resulterar i ett "mono"-ljud.

Förbättring av systemet.
Du kan använda en optokopplare för motstånd istället för en transistor. Ett fragment av kretsen visas i figur 7.

Fig. 7. Ett fragment av samma krets med en optokopplare

En motståndsoptokopplare består av en ljussändare och en ljusmottagare anslutna genom optisk kommunikation. De är galvaniskt isolerade, vilket innebär att styrkretsen inte bör störa ljudsignalen som passerar genom fotomotståndet. Fotomotståndet kommer, under påverkan av ljuset från sändaren (LED eller liknande), att ändra sitt motstånd och volymen ändras. Optokopplarelementen är galvaniskt isolerade, vilket innebär att två eller flera ljudsignalkanaler kan styras (fig. 8).

Fig. 8. Styrning av två kanaler med resistoroptokopplare

Motstånd R4-R12 väljs individuellt.

Enheten kan drivas från USB 5 Volt. När spänningen ökar, bör resistansen hos det strömbegränsande motståndet R17 ökas så att sjusegmentsindikatorn HG1 inte faller, och motståndet hos R1 bör också ökas för att skydda TSOP-mottagaren. Men jag rekommenderar inte att överskrida matningsspänningen över 7 volt.

Den här artikeln innehåller en video som beskriver funktionsprincipen, visar designen monterad på kortet och testar den här enheten.

Lista över radioelement

En utmärkt lösning för att modifiera en basförstärkare!

Finns tillgängliga

Billigare som ett set

Enheten är utformad för att justera volymen eller andra parametrar för ljudsystemet. Det är ett 2-kanaligt digitalt variabelt motstånd 10 kOhm (AD8403, 255 justeringssteg), ställbart med en roterande kodare eller IR-fjärrkontroll. IR-fjärrkontroll ingår ej.

Specifikationer

ytterligare information

Valet av en justerbar parameter görs genom att trycka eller vrida valcoderknappen, IR-fjärrkontrollen, statusen visas på lysdioderna LED1...LED20

Den totala volymen justeras med fjärrkontrollens knappar VOL >,

Balans vänster - höger justeras med knapparna på fjärrkontrollen |, | eller pulsgivaren, och lysdioderna LED17, LED18 och LED19, LED20 lyser växelvis.

Balansen framåt och bakåt justeras med fjärrkontrollknapparna TU-, TU+ eller kodaren, medan lysdioderna LED17, LED20 och LED18, LED19 lyser växelvis.

Efter 30 går enheten in i volymkontrollläge.

När du trycker på MUTE-knappen på fjärrkontrollen sjunker volymen på kanalerna gradvis, medan lysdioderna LED17...LED20 börjar blinka. Genom att trycka på MUTE eller någon annan knapp igen återställs volymen till sitt ursprungliga tillstånd.

Ytterligare inställningar görs genom att kortsluta motsvarande stift på JD1-kontakten (det första stiftet är fyrkantigt):

1-3 – återställ alla inställningar (standardvärden)

3-6 – Åsidosättande av fjärrkontrollknappar (vänta på sekventiell tryckning av volymen ner och upp, balansera vänster och höger, balansera fram och tillbaka, MUTE)

1-4 / 1-5 – minska känsligheten för kodaren respektive fjärrkontrollen

4-6 / 5-6 – ökar känsligheten för kodaren respektive fjärrkontrollen

Alla inställda parametrar sparas i enhetens icke-flyktiga minne.

Artiklar

Schema

Anslutningsskiss

Leveransens innehåll

• Elektronisk motståndsenhet - 1 st. PC.
• Instruktioner - 1 st. PC.

Frågor och svar

• Hallå! Är det möjligt att beställa MP1231 Audio regulator 2 kanaler via post?
  • God eftermiddag, Andrey Petrovich! Vi kommer att börja arbeta med Russian Post förmodligen i mars. Under tiden använder vi leverans av SPSR-tjänst.
• var kan jag få tag i firmware?
  • Tyvärr distribueras inte firmwaren.
• Ingår fjärrkontrollen?