Цифровой регулятор громкости с опторазвязкой цифровой и аналоговой части » Журнал практической электроники Датагор
С развитием стереотехники резко обострилась одна из проблем аналоговой аппаратуры — низкое качество и небольшой ресурс работы переменных резисторов, служащих регуляторами громкости. И если для моноаппаратуры еще можно подобрать переменный резистор на замену вышедшему из строя, то для стерео, особенно импортной, это практически нереально.
Найти “примерно такой же” резистор очень сложно даже в крупных городах. Причем чаще всего “ломаются” резисторы регуляторов громкости. Регуляторы тембра и баланса используются реже и служат гораздо дольше. К счастью, полный выход из строя сдвоенного (“стерео”) переменного резистора случается крайне редко. Обычно хотя бы один из резисторов полностью или частично исправен. И, “зацепившись” за эту часть регулятора. можно “вылечить” все устройство!
При этом даже не придется переводить систему в монофонический режим—достаточно просто добавить специальную микросхему электронного регулятора громкости.
Такие микросхемы сравнительно дешевы, почти не искажают звук и практически не требуют подключения внешних элементов. С их помощью автор в свое время вернул жизнь не одному десятку различных магнитол, и ни один владелец не остался разочарованным.
Как правило, подобные микросхемы управляются напряжением. Изменяя напряжение на специальном входе микросхемы с помощью переменного резистора {или того, что от него осталось), мы изменяем громкость фазу в обоих каналах, причем линейность и синхронность ее изменения гораздо выше, чем при использовании сдвоенного переменного резистора.
Знать, как именно устроены подобные микросхемы — совершенно не обязательно (фактически, это операционный усилитель с электрически изменяемым коэффициентом усиления), нужно только помнить, что при уменьшении напряжения на регулирующем входе громкость обычно также уменьшается. И даже если переменный резистор “восстановлению не подлежит” — тоже не все потеряно. В таком случае можно использовать цифровой регулятор громкости, который управляется кнопками.
Такие регуляторы бывают двух типов: автономные и требующие использования дополнительного процессора. Первые (например, КА2250, ТС9153) регулируют только громкость. “Качество регулировки” — довольно скверное, но их стоимость сравнительно невелика. “Процессорные” регуляторы раза в два дороже автономных, но гораздо “круче”: и регулировка более линейная, и, помимо регулировки громкости, можно регулировать тембр, баланс, звуковые эффекты (псевдостерео — стерео из моносигнала, как у TDA8425 или псевдоквадра-стерео в микросхемах серии ТЕАбЗхх).
Есть также селектор каналов на входе и некоторые другие “примочки”. Но распространение таких регуляторов, даже несмотря на весьма выгодное соотношение цена- качество, ограничивает необходимость использования внешнего, заранее запрограммированного процессора. Специализированные запрограммированные процессоры для работы с подобными микросхемами автор в продаже не встречал.
Большинство микросхем с электронной регулировкой громкости предназначены для работы в кассетном магнитофоне.
Они имеют пару чувствительных и малошумящих предварительных усилителей, пару усилителей мощности с электронной регулировкой громкости, и рассчитаны на низковольтное питание (1,8…6,0 В при потребляемом токе около 10 мА).
Содержание / Contents
- 1 Суть идеи
- 2 Подробнее об аттенюаторе
- 3 Об управлении
- 4 Впечатления
- 5 Осциллограммы работы регулятора
- 6 Об изготовлении и деталях
- 7 Файлы
Это моя первая статья подобного рода, поэтому прошу сильно не ругать. Все началось с того, что я собрал пару довольно приличных колонок. Слушал я их через ресивер Kenwood середины 90-х, который новые колонки тянул плоховато. Встал вопрос о сборке нового усилителя.
Первое, что встречает на своём пути звуковой сигнал в усилителе, это входной буфер и регулятор громкости. С них я и решил начать. Поскольку усилитель планируется довольно большой (моноблок на 4 канала по ~100 Ватт), то размещать переменный резистор на передней панели и тянуть к нему проводку через весь корпус не хотелось, да и 4-канальный переменник ещё найти надо.
Вторая идея – использовать цифровые резисторы. Однако чипы найти оказалось непросто, да и цена у них тоже не маленькая.
Идея третья – взять готовый цифровой аудиопроцессор типа TDA7313. Идея неплохая. Вытравил печатку, запаял, подключил и не понравилось. Что-то со звуком было не то: появился какой-то неприятный окрас. Да и функционал TDA7313 для меня излишен. Регулятор тембра мне не нужен и мультиплексор тоже.
Идея четвертая – регулятор на релюшках, известный как «регулятор Никитина». Не пошёл по причине отсутствия достаточного количества особых реле и точных резисторов.
И решил я придумать чего-нибудь сам.
↑ Улучшенный регулятор баланса Бернда Людвига (Bernd Ludwig)
Бернд Людвиг предложил полезный вариант «улучшенного регулятора баланса». Следует отметить, что данный вариант требует высокого сопротивления нагрузки, предложенный выше пассивный «улучшенный регулятор громкости» не может быть использован в этой схеме. Схема включения очень похожа на концепцию улучшенного регулятора громкости на рис.
1, за исключением того, что эта идея используется в «обратном направлении».
Имейте в виду, что многие (особенно ранние японские) регуляторы баланса используют специально разработанные потенциометры, они не подходят для схем, показанных ниже. Эти специально разработанные потенциометры имеют токопроводящую подкову половина которой металлизирована. В среднем положении благодаря металлизированным секторам дорожек сигнал проходит только по металлизированным частям и затухания сигналов не происходит.
При повороте регулятора, в одном канале ползунок движется по металлизированной части и уровень сигнала в этом канале не меняется, а в другом канале ползунок движется по графитовой поверхности с высоким сопротивлением, что приводит к затуханию сигнала в данном канале. По моему мнению такая регулировка является неудовлетворительной для Hi-Fi.
Стандартная схема регулировки баланса/громкости с использованием обычных потенциометров (в одном канале) показана на рис. 7 ниже.
Типичное отношение сопротивлений регуляторов BAL = 2,5*VOL Например: VOL = 10 кОм log, BAL = 25 кОм linear
Добавление резистора ‘R’ как показано на рис.
8
дает возможность двух интересных улучшенных вариантов стандартной схемы регулировки. Обратите внимание, что переключатель является необязательным и может быть заменен перемычкой.
↑ Пример А: R = VOL (например, 10 кОм)
В среднем положении регулятора баланса, он влияет только на нагрузку источника т. к. мост сбалансирован, и ток через скользящий контакт регулятора баланса не течет. Поэтому замыкание и размыкание переключателя «Sw1», ничего не меняет. Это, кажется, разумным: пока регулятор баланса находится в среднем положении, сигнал через него не проходит. Следовательно, качество (или состояние) потенциометра регулятора баланса вообще не имеет значения. На практике баланс может не совсем соблюдаться, если дорожки регулятора баланса имеют неодинаковое сопротивление от центрального до крайних положений. Благодаря дополнительному резистору ‘R’, регулятор баланса работает очень плавно вблизи центрального положения и влияние на общий уровень громкости гораздо меньше, чем без него.
↑ Пример Б: R = 4,7 кОм (R = ~ 0,47 * VOL)
Регулятор баланса работает, не влияя на общий уровень громкости. Это удобно в эксплуатации, так как звуковая сцена может плавно смещаться влево или вправо без существенного изменения общего уровня громкости. Суммарное входное напряжение обоих каналов постоянно с точностью примерно (±0,2 дБ) при изменении положения регулятора баланса в пределах 80% (при этом регулировка баланса остается особенно плавной вблизи центрального положения). Я пришел к множителю 0,47 после моделирования на компьютере и проверил его, реализовав в моем предусилителе. Он работает, как и ожидалось (есть только незначительное увеличение общей громкости в крайнем правом и левом положениях).
Я считаю, что регулятор баланса необходим, так как есть немало записей, которые страдают от тяжелого дисбаланса каналов. Перемещать же кресло или колонки неудобно. Перемещение звуковой сцены влево или вправо без изменения общей громкости, просто активируя ручку баланса, очень удобно и правильно.
Компромисс между критериями «золотого уха» и «максимальным удобством» можно найти, выбрав подходящее отношение «R/Vol» между 1,0 и 0,47. Вы можете добавить регуляторы баланса (например, R = VOL и BAL ~ 2*VOL)в усилители «пуристов» где он отсутствует. Критического изменения параметров не произойдет (конечно, будет некоторое уменьшение чувствительности примерно на 4…6 дБ, которое придется компенсировать регулятором громкости). Даже когда регулятор баланса установлен в крайних положениях общее изменение громкости составляет примерно 30%. Если обычный регулятор баланса в усилителе уже есть, его легко доработать… Надо просто припаять дополнительные резисторы к соответствующим контактам регуляторов громкости и баланса.
↑ Суть идеи
Придумал следующее (в интернете аналогов не нашёл, а если и есть то это совпадение): аналоговый сигнал поступает на разделительный конденсатор C1 и операционный усилитель U1 (Рисунок 2), включённый по инвертирующей схеме с коэффициентом усиления 0.
3, задаётся резисторами как R3/R2. Необходимость ослаблять сигнал выяснялась после сборки первого экспериментальной образца. Причина будет описана ниже. Далее сигнал подаётся на ключи управляемого микроконтроллером аттенюатора типа «R2R». Затем (Рисунок 3) на не инвертирующий усилитель (вторая половина U1) с коэффициентом усиления примерно 4 (1+ R29/R28) и далее по назначению, например, оконечный усилитель или, как в моем случае, кроссовер для биампинга.
Рисунок 2. Входной буфер
Рисунок 3. Выходной буфер
Схема регулятора тембра
Регуляторы тембра и громкости контроллер имеют операционный. Подходит он для усилителей разной мощности. Диоды в данном случае устанавливаются довольно редко. Выпрямители есть только в моделях, где транзисторов менее трех штук. Резисторы в приборах включаются с маркировкой «ВС». Пропускная способность у них довольно хорошая, но они чувствительны к высоким температурам. Конденсаторы во многих моделях стоят биполярные. Предельное сопротивление регуляторы тембра и громкости способны выдерживать на уровне 3 Ом.
В стандартной модели гнездо имеется «РРА» для обычного кольца. Дроссель с резистором соединяются только через преобразователь.
↑ Подробнее об аттенюаторе
Делал я своё время генератор сигналов на ATmega8, где в качестве ЦАПа использовалась «R2R» матрица. Решил регуляторе применить нечто похожее. Опишу подробно старший разряд регулятора, остальные отличаются только порядковыми номерами элементов. Входной сигнал через резистор R4 подаётся на элемент R2R матрицы (так как регулятор 6-битный – резисторы 6R2 и 6R1 соответственно). Управляется данный бит транзистором Q1, который при открытии шунтирует сигнал на землю. Резистор R5 запирает базу в отсутствии управляющего сигнала. Чтобы избежать проникновения помех из цифровой части, решил открывать транзистор через оптопару U3. Питание на транзистор оптопары подаётся через токоограничивающий резистор R6, ток диода ограничен резистором R7. Номиналы особо не подбирал, просто смотрел, чтобы по току укладываться в данные с даташитов. Оптопара отпирает транзистор при появлении логической единицы на соответствующем выходе сдвигового регистра U7.
Небольшое замечание: для младшего бита резисторы 1R1 и 1R2 должны иметь одинаковый номинал равный 2R.
Рисунок 4. Схема аттенюатора и список деталей
Как настроить регулятор в «Виндовс»?
Осуществить настройку регулятора довольно просто. Находится значок данного элемента на панели «Пуск». Нажав на него один раз левой клавишей, можно изменять предельную частоту. В некоторых случаях пользователь не видит указанный значок. Происходит это из-за того, что регулятор громкости Windows не добавлен в область уведомлений. Обычно он переносится в автоматическом режиме операционной системой. Однако данное действие можно выполнить и вручную через панель управления. Также причина может заключаться в отсутствии файла Sndvol.exe. В таком случае его копию нужно сохранить на компьютере.
↑ Об управлении
Для управления работой регулятора применён микроконтроллер ATMega8, но можно использовать и любой другой МК, отвечающий следующим требованиям: три свободных линии порта ввода/вывода (clock для тактирования регистра, data для передачи данных и storage для фиксации данных).
Ниже приведена функция, посылающая данные на сдвиговый регистр. На авторство не претендую, т.к. данный код можно встретить на сайте AVR devices. Ничего сложного в ней нет – цикл по числу передаваемых бит, в котором накладывается маска, для выделения одного бита и соответствующий вывод в порт, а в конце дёргаем строб для фиксации данных в регистре. Функция отправки данных в регистр под спойлером.
Показать / Скрыть текст
#define SH_CP PORTC.0 // строб данных #define DS PORTC.1 // данные #define ST_CP PORTC.2 // строб сохранения данных // вывод в сдвиговый регистр void putout (unsigned char temp) { unsigned char copy_temp; unsigned char counter; copy_temp = temp; for (counter = 0; counter < 8; counter++) { // цикл для 8 битов // Проверяем крайний левый бит если он равен 1 то записываем в линию данных 1 if (copy_temp & 0Ч80) {DS = 1;} else {DS = 0;} // иначе записываем 0 //Дёргаем ногой, чтоб пропихнуть бит в регистр SH_CP = 1; SH_CP = 0; copy_temp = copy_temp < < 1 ; // Сдвигаем все биты переменной темp влево на один бит } //Дёргаем ногой для сохранения данных в регистре.
ST_CP = 1; ST_CP = 0; DS = 0; };
Стоит сказать, что данный аттенюатор работает в инверсном режиме относительно битов данных: при выводе в регистр значения «0» громкость будет максимальна, «63» – минимальна. Аттенюатор, при необходимости, легко масштабируется на некоторое число бит с увеличением количества ступеней регулирования.
На печатной плате младший разряд подведён к выводу Q1 регистра (а не Q0, как было бы логичнее), связано это с небольшими трудностями в разводке дорожек, так как Q0 находится на другой стороне микросхемы нежели выводы Q1-Q7. Имея это ввиду, следует сдвинуть выходной код в лево на один разряд («<< 1» в С или «shl 1» в Asm). В моей программе можно заметить сдвиг не в лево, а вправо связано это вот с чем: для управления у меня стоит механический энкодер и алгоритм его обсчёта изменяет переменную-счётчик на 4 за один щелчок, то есть изначально переменная громкости считается со сдвигом влево на 2 разряда.
Применение электронной модели
Электронный регулятор громкости устанавливается практически на всех звуковых девайсах.
Изменять колебания при этом можно различными способами. Чаще всего можно встретить плавные контроллеры, которые позволяют очень тонко настаивать звук, однако есть и скачковые системы. В таком случае изменение параметров осуществляется пошагово и резко. В студиях звукозаписей имеются многоканальные устройства для микшеров. Они позволяют регулировать множество эффектов. Если рассматривать комбинированный электронный регулятор громкости, то многое в данном случае зависит от акустической системы.
↑ Впечатления
Сваять самому цифровой регулятор громкости мне было для начала просто интересно. Я не очень-то надеялся на успех и был приятно удивлён результатом. Спаял первую версию, подключил генератор и осциллограф и увидел, как с поворотом энкодера стала плавно падать амплитуда сигнала. Ура! Решил подключить к усилителю. И тут выяснилось, что при амплитуде, большей чем 1300 мВ нижняя полуволна начинает обрезаться. Связано это с пробоем транзистора обратным напряжением, о чем я сначала не подумал.
Во второй версии появился входной буфер с коэффициентом усиления 0,3. Я посчитал, что для сигнала линейного уровня этого хватит, ведь напряжение пробоя для применённых транзисторов bc547 составляет 650 мВ и -650/0.3 = ок.2 Вольт, что вполне достаточно для работы с линейным выходом (итоговая допустимая входная амплитуда ограничена напряжением питания операционного усилителя +15 Вольт и -2 Вольта пробоем транзистора).
На слух разницы я не заметил по сравнению с обычным переменным резистором. Хорошо бы измерить коэффициент нелинейных искажений, но, к сожалению нечем. Думаю, данную конструкцию можно применять не только как регулятор уровня звукового сигнала, но и любого сигнала с соответствующей заменой ключевых транзисторов. Питание цифровой части +5 Вольт. Питание аналоговой части двуполярное ±15 Вольт желательно организовать от стабилизированного, отфильтрованного источника питания.
↑ Улучшенный регулятор громкости
Регулятор громкости в Hi-Fi усилителе (или любом другом аудио устройстве, если на то пошло), очень прост, не так ли? Нет, не так! Для того чтобы получить плавный рост уровня громкости при повороте ручки регулятора, потенциометр должен быть логарифмическим (изменять своё сопротивление по логарифмическому закону), чтобы изменение громкости соответствовало нелинейным характеристикам нашего слуха. Линейный потенциометр не удовлетворяет этим требованиям.
Замечание о терминологии.
На самом деле зависимость изменения сопротивления от угла поворота должна быть антилогарифмическая (показательная). Но в иностранных (да и отечественных) материалах почти всегда используют термин log (логарифмическая). Эту путаницу надо иметь в виду. У отечественных резисторов для правильной регулировки громкости маркировка «В», у импортных «А» (audio). Если нет маркировки, этот тип легко определить с помощью тестера. При повороте оси из крайнего левого положения, сопротивление между левым и центральным выводом сначала изменяется медленно, затем более резко. В среднем положении сопротивление двух половинок сильно отличается.
В магазинах радиодеталей, вместо потенциометра с действительно логарифмической зависимостью изменения сопротивления в зависимости от угла поворота движка, вы рискуете купить потенциометр, проводящая дорожка которого состоит из двух линейных участков, каждый со своим градиентом сопротивления. Теоретически, они аппроксимируют логарифмическую кривую, достаточно близко. Но исследователи обнаружили, что это бывает редко, и на стыке между двумя участками происходит «разрыв», «скачок», который особенно заметен при прохождении этого участка. Как и в линейных потенциометрах, используемых в качестве регуляторов громкости, первые 10% вращения вызывают слишком большой прирост уровня, особенно из положения «OFF», чтобы можно было комфортно регулировать небольшие уровни громкости. «Правильный» логарифмический регулятор теоретически имеет диапазон до 100 дБ, на самом деле это излишне, потому что обычно громкость регулируется в гораздо более узком диапазоне – примерно 25 дБ, что соответствует отношению мощности 316:1.
Есть возможность, с некоторой доработкой, обеспечить работу обычного потенциометра с линейной зависимостью в данном диапазоне с достаточной на практике линейностью. На рис. 1 показана схема «переделки» линейного резистора в логарифмический.
Возьмите линейный потенциометр (VOL) 100 кОм, и подключите, как указано на рис.
1 (резистор R = 10…15 кОм, например, 12 кОм. На рис. 2 показана полученная зависимость изменения уровня сигнала в зависимости от угла поворота ручки регулятора.У «настоящего логарифмического» регулятора эта зависимость будет выражена прямой линией. На практике полученная линия значительно ближе к идеальной, чем стандартный недорогой логарифмический потенциометр. Для стерео, используйте сдвоенный блок потенциометров с минимальной разницей сопротивления потенциометров между собой. Использование точных 1% резисторов для R рекомендуется. Номинал потенциометра VOL можно изменить, но важно сохранить соотношение от 6:1 до 10:1 между сопротивлениями VOL и R соответственно. Выбор конкретного отношения является компромиссом. На рис. 2 отношение резисторов 8,33:1, оно ближе всего к аппроксимации логарифмической зависимости, но при данном отношении может быть слишком резкая регулировка на минимальных уровнях громкости. Более высокие коэффициенты, чем 10:1 могут чрезмерно нагружать выход предварительного усилителя или требовать использования потенциометра, сопротивление которого слишком велико.
При правильно спроектированной диаграмме уровней усилительного тракта обычно будет достаточно диапазона регулировки громкости близкого к логарифмическому в диапазоне 25 дБ. Диаграмма уровней усилительного тракта выставлена правильно, если в подавляющее большинство времени работы потенциометр регулятора громкости находится в положении между 10 и 2 «часами».
Если ручка регулятора громкости часто установлена в положение ниже или выше этого диапазона, следует рассмотреть вопрос об изменении коэффициента усиления предварительного усилителя. Усиление тракта, как правило, определяется усилением предварительного и оконечного усилителя, поэтому может быть оптимизировано без ухудшения качества. Другим преимуществом «поддельного» логарифмического потенциометра является то, что линейные потенциометры, как правило, имеют более стабильные характеристики, чем имеющиеся в продаже логарифмические потенциометры, у линейных потенциометров обычно меньше разница между левым и правым каналами.
Дополнительный резистор позволяет добиться от дешевого углеродного потенциометра того же результата, что и от гораздо более дорогого потенциометра с токопроводящим пластиком (по крайней мере в точности, не вступая здесь в дискуссию по качеству звука). Необходимо только убедиться, что выходное сопротивление источника, сигнал с которого поступает на потенциометр, низкое, и что выходной каскад источника сигнала имеет достаточную нагрузочную способность (при потенциометре в 100 кОм, общее сопротивление регулятора может составить всего 9 кОм). При высоком выходном сопротивлении источника сигнала, использование данного решения не имеет смысла.
↑ Осциллограммы работы регулятора
Извиняюсь за качество фото, да и осциллографа получше тоже нет.
Рисунок 5. Сигнал на входе
Рисунок 6. Выходной сигнал при максимальном уровне
Рисунок 7. Сигнал на половине громкости
Рисунок 8. И сигнал при «нуле» (предел измерения был уменьшен в 10 раз)
↑ Моно-версия
Следующий трюк использован в некоторых гитарных усилителях. Используются сдвоенные потенциометры, что не слишком подходит для стерео, так счетверенные линейные потенциометры достаточно дефицитны. Схема показана на рис. 5.
Приближение к логарифмической зависимости очень хорошее, по крайней мере, в диапазоне 30 дБ, это несколько лучше, чем у версии, показанной на рис.
1. Зависимость регулировки от угла поворота показана на рис. 6.При уменьшении уровня от максимального в диапазоне 25 дБ, зависимость почти линейна (т.е. действительно логарифмическая). Это хороший способ получить хороший результат, но, как уже отмечалось, для стереоусилителя требуется счетверенный потенциометр. Это ограничивает полезность данного решения.
↑ Об изготовлении и деталях
Плата получилась односторонняя 70х45 мм (рисунок 9). Стоит отметить, что на плате реализован один канал регулятора, соответственно, если нужно стерео необходимо изготовить две платы. Все микросхемы в DIP корпусах. Резисторы коллекторов оптопар 0.25 Ватт (можно и меньше), остальные 0805 SMD. Операционный усилитель хорошо бы использовать получше, в моем варианте AD822 (пробовал TL072 и разницы заметной не услышал).
Рисунок 9. Печатная плата
Рисунок 10. Пара собранных каналов
2Схема подключения микросхемы M62429 к Arduino
Подключим микросхему к Arduino и к микрофону вот по такой схеме:
Схема подключения M62429 к Arduino
Производитель рекомендует стабилизировать вход питания VCC с помощью развязывающего конденсатора (соединить вход питания с землёй через ёмкость 0,1…0,33 мкФ).
Также производитель рекомендует поставить на вход электролитический конденсатор ёмкостью 2,2 мкФ (схему см. на последней странице технического описания).
Микрофон и динамик на схеме изображены условно просто чтобы показать, что на вход VIN1 микросхемы M62429 подаётся выход с микрофона или иного источника аудиосигнала, а выход – далее в электрическую цепь и на устройство воспроизведения звука.
↑ Файлы
Полная схема и печатка:
Электронный регулятор громкости на Microchip PIC18F2550 и DS1868 —
Раньше использовались, да и сейчас во многой аппаратуре используются обычные аналоговые механические регуляторы громкости, представляющие собой переменные резисторы, включенные потенциометрами, и регулирующие уровень сигнала, проходящего от источника сигнала на вход УНЧ. Относительно простым путем, мало вторгаясь в схему УНЧ, можно ввести в нем электронную регулировку громкости используя микросхему типа DS1868.
Данная микросхема выпускается фирмой Dallas-semiconductor и представляет собой аналог двух переменных резисторов, управляемых программно при помощи внешнего микроконтроллера. Регулировка возможна 256-ю ступенями изменения сопротивления (вернее, положение «ползунка» переменного резистора). Один вывод переменного резистор -НО или Н1, второй, который желательно (но не обязательно) соединять с общим минусом питания — L0 или L1. Вывод «ползунка» — W0 или W1, соответственно.
Микросхемы выпускаются в трех исполнениях по сопротивлению переменных резисторов, — DS1868-10, — 2×10 кОм, DS1868-50, — 2×50 кОм, DS1868-100, -2×100 кОм, в трех видах корпусов: 20-выводном TSSOP, 16-выводном SOIC и 14-выводном DIP (рис.1).
Структурная схема микросхемы показана на рисунке 2. Потенциометры одной микросхемы могут быть использованы как раздельно, например, для регулировки громкости в разных каналах УНЧ, так и могут быть и включены последовательно для повышения общего сопротивления (рис.З). В этом случае общим выводом, то есть, «ползунком» такого переменного резистора становится выход Sout. В этом случае число ступеней регулировки программным способом может быть увеличено вдвое (до 512). Этот вариант может быть полезным для построения схемы электронной настройки, например, УКВ-ЧМ приемника с системой АПЧ на ИМС типа К174ХА34. Микросхема DS1868 совместно с внешним микроконтроллером и ЖК-дисплеем будет выполнять функции шкалы и верньерного устройства.
Микросхемы можно каскадировать до любого количества чтобы посредством одной и той же цифровой шины управлять несколькими регуляторами. В этом случае выводы CLK соединяются вместе, выводы RST так же соединяются вместе, а вот порт контроллера, который должен быть DQ подключается только к первому каскаду. Далее, для переноса используется вывод Cout (рис.4).
Принципиальная схема регулятора громкости для стереоусилителя показана на рисунке 5. Стереусилитель здесь условно обозначен как усилители УНЧ1 и УНЧ2, соответственно для левого и правого стереоканалов. Резисторы Rx1 и Rx2 это штатные переменные резисторы для регулировки громкости, вместо кототорых и устанавливается данная схема. Эти переменные резисторы отключаются и удаляются.
Например, если в УНЧ используется электронная регулировка, в которой переменными резисторами регулируется управляющее напряжение на соответствующих входах микросхемы-предусилителя, то один из «переменных резисторов» микросхемы DS1868 можно будет использовать, например, для регулировки громкости, а второй для стереобаланса. Программное обеспечение, используемое в данной конструкции допускает раздельную регулировку для каждого «переменного резистора» микросхемы. Органом управления является микроконтроллер D2, а так же три кнопки S2-S4 и жидкокристаллический дисплей.
Кнопка S4 (Up) служит для увеличения параметра, кнопка S3 (Down) — для уменьшения параметра. Кнопкой S2 (Select) можно выбрать режим работы, регулировка левого, правого или обоих каналов одновременно.
На рисунке 5 показана схема с микросхемой DS1868 в 14-выводном DIP-корпусе. Так же можно использовать микросхему и в другом корпусе, согласно рисунку 1. Схема регулировки коэффициента усиления ОУ (рис.6.1 — переменным резистором, рис.6.2 — микросхемой DS1868). Исходный код программы на языке программирования СИ и прошивка микроконтроллера PIC18F2550 доступны по ссылке ниже.
Микросхемы можно купить здесь:
- DS1868
- PIC18F2550
- LCD Дисплей 16 символов 2 строки
Скачать прошивку микроконтроллера для электронного регулятора громкости
Регуляторы громкости — Усилители звука
Регуляторы громкости — Усилители звука — Основы электроникиАудиоусилители
Коэффициенты усиления по току, напряжению и мощности транзисторных каскадов обычно
варьируется за счет использования переменных резисторов в цепях связи. переменный резистор обычно называют регулятором усиления . В
звуковых частот, регулировка усиления называется громкостью контроль.
Регулятор громкости и связанная с ним схема должны допускать изменение усиления от нуля до максимума. Причем регулятор громкости должен быть таким расположены в заданной цепи, что все частоты затухают одинаково для всех положений переменное плечо управления.
Можно разработать большое количество удовлетворительных схем регулировки громкости. Типичная схема регулировки громкости обсуждается ниже.
В двухкаскадном усилителе (см. рисунок ниже) используется переменный резистор R 2 в качестве регулятора громкости. Сопротивление нагрузки коллектора R 1 вырабатывает транзистор Q 1 выходной сигнал. Блокировочный конденсатор постоянного тока C 1 соединяет сигнал с переменным резистором R 2 и транзистор Q 2 входной цепи.
Неудовлетворительная цепь регулировки громкости.
(1) Базовое напряжение смещения — это напряжение, развиваемое на резисторе R 3 . Это напряжение будет изменяться от максимума до нуля в зависимости от положения переменное плечо на переменном резисторе
Это условие не будет выполнено
с переменным резистором R 2 Шунтирующий резистор R 3 .(2) Постоянный ток, протекающий через переменный резистор R 2 , будет вызывать чрезмерный шум.
(3) Усиление низких частот зависит от положения регулируемое плечо на переменном резисторе
Схема, показанная на рисунке ниже, позволяет избежать неудовлетворительных условий, обнаруженных в схеме, показанной на рисунке выше. Функции частей двух схемы, имеющие одинаковые ссылочные обозначения, одинаковы. Блокировочный конденсатор постоянного тока С 3 добавлен в схему на рисунке ниже.
Цепь регулировки громкости.
Конденсатор C 3 предотвращает изменение базового напряжения смещения постоянным током изолирующий резистор R
Подключив нижний конец переменного резистора R 2 к
верхний конец резистора R 5 и конденсатора C 2 ,
переменный резистор R 2 нет шунтирующий резистор переменного тока R 5 и конденсатор C 2 . Эта договоренность позволяет избежать
ухудшение низкочастотной характеристики усилителя по мере сопротивления
переменного резистора R 2 уменьшен.
Простая схема управления громкостью звука
Киран Салим
4230 просмотровВ этом уроке мы собираемся создать «схему управления громкостью звука».
Схема управления громкостью аудиоустройства используется или компенсирует характеристики громкости человеческого уха. Так как иногда слушателю становится труднее слышать низкие и высокие тона, когда громкость звука становится меньше, хотя звуковое давление (сила звука) тона остается прежним.
Для того, чтобы получить хороший звук, нам необходимо воспроизведение на разных уровнях прослушивания, необходима другая настройка тембра, чтобы соответствовать общеизвестному поведению человеческого уха. Фактически чувствительность человеческого уха изменяется нелинейно во всем слышимом диапазоне частот.
Если звук вашего основного усилителя не чистый, с низкими высокими частотами и слабыми басами, тогда эта схема проста и очень проста в использовании и требует меньшего количества оборудования. Эта схема используется для добавления басов, больше при обычном уровне прослушивания. Это пассивная схема, не использующая источник питания.
Hardware Components
Audio Loudness Control Circuit
| Sr. NO | Components | Value | Qty |
|---|---|---|---|
| 1 | Ceramic Capacitor | 0.01uF, 0.001uF | 1, 1 |
| 2 | Potentiometer | 100K | 1 |
| 3 | Resistor | 2K | 1 |
| 4 | Переключатель | 1 |
Цепь управления громкостью звука
Рабочие пояснения
Когда вы хотите управлять громкостью, откройте (ВКЛ.
