Главная :: Усилители:: High-end регулятор громкости Никитина с селектором входов.2010-01-15

1. Истоки.

Неотъемлемой частью большинства аудиоустройств - будь то усилитель мощности, усилитель для наушников, предварительный усилитель - является регулятор громкости. И чем выше качество устройства в целом - тем более сильное влияние на звук оказывает РГ. На сегодняшний день существует множество вариаций на тему управления уровнем громкости - от простейшего переменного резистора, до цифроаналоговых микросхем. В данной статье предлагается вниманию один из наиболее качественных, с точки зрения звука, регуляторов громкости - на основе так называемого "лестничного" регулятора на реле. Прообразом данной конструкции стала схема А. Никитина, опубликованная в Радиохобби 2/2002, стр.63.

Данная конструкция проста в управлении, можно обойтись даже небольшим набором микросхем - при этом будет возможность индикации, например, на 7-ми сегментых индикаторах.

Представленный ниже вариант РГ совмещен с еще одним устройство, необходимым для усилителя мощности - селектором входного сигнала. Управление схемой предусматривается 6 кнопками и пультом ДУ. Функции кнопок: громче, тише, MUTE (приглушить сигнал), вход влево, вход вправо, выбор выхода. Аналогично и ДУ - дублирование функционала кнопок.

2. Схема устройства.

Принципиальная схема представлена на следующем рисунке:

Так же Вы можете скачать схему в формате pdf в хорошем качестве здесь.

Вкратце по схеме. На реле К9-К15 реализован 8-ми канальный селектор входов. Благодаря последовательному включению реле удалось использовать 7 реле для реализации 8ми входов. Управляются реле от микросхемы ULN2003 - набор транзисторных ключей в одном корпусе.

Снятый с селектора сигнал передается через перемычки J3 (представляет собой smd резистор 0805 с нулевым сопротивлением) на регулятор громкости, выполненный на реле К1-К7 и соответствующих резисторах. Реле К8 используется для переключения выхода устройства - можно подключить, например, усилитель мощности и усилитель для наушников. Для управления этой группой реле используется ULN2803 - 8 транзисторных ключей в корпусе.

Отдельно необходимо остановиться на перемычках J3 и разъеме Х6. В некоторых случаях может понадобиться после селектора и перед РГ включить дополнительное устройство - например какой-то фильтр, или сделать фиксированный (нерегулируемого уровня) выход с устройства. В данном случае перемычки J3 не устанавливаются на плату, а на разъеме Х6 получается "разрыв" сигнала - выход селектора и вход РГ.

Так же в устройстве предусмотрена функция разделения аналоговых земель левого и правого каналов. Это настраивается с помощью перемычек (smd 0805) J1 и J2. Для нормальной работы (земли каналов объединены) необходимо установить все перемычки J1, не устанавливая J2. Для подключения двойного моно наоборот - все J2 должны быть запаяны, J1 не установлены.

Аналоговые входы и выходы устройства выполнены совместимыми с устанавливаемыми на плату разъемами RCA или Jack 6.3мм. Так же выходной сигнал можно снять с разъема Х7. В случае установки на плату входных и выходных разъемов - плата должна быть установлена в непосредственной близости от задней стенки корпуса, для доступа к разъемам извне. Так же входные сигналы можно завести с имеющихся в корпусе разъемов запаяв провода в плату.

Индикация. По умолчанию устройство имеет для индикации 8 светодиодов. Они могут использоваться в любых вариациях - отображать активных вход селектора, активный выход, уровень громкости. Так же выходы на светодиоды могут быть использованы для подключения внешних модулей индикации - это может быть счетчик с дешифратором для 7-ми сегментного индикатора. Для управления светодиодами, в целях экономии портов процессора - используется сдвиговый регистр с защелкой 74HC595.

В качестве "ядра" системы используется микроконтроллер Atmega48, который принимает сигналы управления от кнопок и пульта ДУ, обрабатывает их - и выдает управляющие сигналы для реле селектора и РГ, а так же на индикацию.

Так же, на плате выведен на разъем X2 порт I2C от микроконтроллера.

3. Детали и конструкция.

Остановимся на некоторых применяемых деталях. В первую очередь, определяющим фактически качество всего устройства, является качество примененных реле. В идеале необходимо применять малосигнальные реле с золотыми контактами. Но такие реле дороги и малодоступны радиолюбителям. В данной конструкции применяются качественные реле Takamisawa RY12W-K. Однако допустимо применять и другие реле (Omron, Panasonic и т.д.).

Конструктивно устройство выполнено единой платой, размером 7х15см. Установлена цифровая часть (контроллер), аналоговые цепи - входные и выходные разъемы, реле. Фото устройства:

4. Назначение и распиновка разъемов.

X1- +12В питание реле,
X2- разъем подключения энкодера (так же возможен порт расширения I2C),
X3- +5В питание цифровой части,
X4- разъем подключения внешних органов управления и индикации,
X5- разъем программирования контроллера
X6- разъем подключения внешней схемы в разрыв сигнала (фильтры итд), при неиспользовании - установить перемычки J3,
X7- разъем выходного сигнала.

Энкодер подключается на разъем X2. Общий вывод энкодера на контакт Х2.4 (gnd), выходные сигналы (фазы) на контакты Х2.3 и Х2.2 (SCL, SDA). При ложных срабатываниях энкодера при вращении возможно потребуется установка дополнительных конденсаторов между каждой из фаз сигнала и общим проводом - это удобно сделать с помощью смд 0805-1206 конденсатора, непосредственно на выводы энкодера. Емкость конденсатора - 0.1мкф.

Светодиоды, кнопки управления и ИК датчик для ДУ подключается на разъем Х4 следующим образом:
пин 1 - общий, светодиод 1
пин 2 - +V светодиод 1
пин 3 - общий, светодиод 2
пин 4 - +V светодиод 2
пин 5 - общий, светодиод 3
пин 6 - +V светодиод 3
пин 7 - общий, светодиод 4
пин 8 - +V светодиод 4
пин 9 - общий, светодиод 5
пин 10 - +V светодиод 5
пин 11 - общий, светодиод 6
пин 12 - +V светодиод 6
пин 13 - общий, светодиод 7
пин 14 - +V светодиод 7
пин 15 - общий, светодиод 8
пин 16 - +V светодиод 8
пин 17 - общий (gnd)
пин 18 - +5В питание ИК датчика ДУ
пин 19 - общий (gnd) для ИК датчика ДУ
пин 20 - выход сигнала ИК датчика ДУ
пин 21, 22 - кнопка 1, увеличение громкости
пин 23, 24 - кнопка 2, уменьшение громкости
пин 25, 26 - кнопка 3, переключение активного входа влево
пин 27, 28 - кнопка 4, переключение активного входа вправо
пин 29, 30 - кнопка 5, MUTE
пин 31, 32 - кнопка 6, выбор активного выхода

5. Модуль индикации на семисегментных индикаторах.

В связи с тем, что данное устройство пользуется большой популярностью - в нем сделана небольшая доработка. А именно - индикация режимов работы РГ дополнена модулем на семисегментом индикаторе.

Схема модуля индикации на семисегментных индикаторах:

В качестве знакосинтезирующих индикаторов применены - BT-A532 для индикации значения громкости и BD-A402 для индикации единиц измерения, db. Каждый символ индикатора подключен к своему отдельному сдвиговому регистру, это дает ряд преимуществ. Индикация статична - нет помех переключений сигналов, информация один раз загружается в регистры - и хранится. Управление модулем осуществляется всего по 3м проводам - DS, SHCP, STCP - алгоритм работы записи в регистр можно посмотреть в соответствующем даташите на микросхему. Символы на индикатор загружаются последовательно, в обратном порядке - сначала индикация символов db, затем число - уровень громкости, и затем символ "-".

Подключается данный модуль к плате РГ на разъем, предназначенный для светодиодов - для этого придется "пожертвовать" тремя светодиодами, тем более что все 8 входов - для которых предназначены 8 светодиодов - используются редко, обычно 2-4 входа. Оставшиеся 5 светодиодов используются для индикации активного входа.

Пин [g]DS[/g] платы индикации подключается на пин [g]16 разъема Х4[/g], пин [g]SHCP[/g] подключается на пин [g]14 разъема Х4[/g] и пин [g]STCP[/g] подключается на пин [g]12 разъема Х4[/g] основной платы. Так же необходимо подать питание +5В на плату индикации, которое можно взять с разъема [g]Х2[/g], пины 1 и 4.

В режиме [g]MUTE[/g] устанавливается выбранное значение уровня громкости, при этом символы на индикаторе начинают мигать.

Фото модуля индикации на семисегментных индикаторах:

Партлист всех примененных компонентов находится здесь.

ВАЖНО! В таблице номиналы резисторов РГ указаны для входного/выходного сопротивления модуля - 10кОм. При использовании отличного от указанного Rвх/вых - необходим пересчет номиналов резисторов, задающих уровень громкости. Проще всего это сделать с помощью Excel калькулятора - здесь.

Фото заводских плат:

Все вопросы и предложения можете присылать на e-mail.

Комментарии

Здесь никто ничего не написал. Вы можете быть первым.