Регулятор громкости с подсветкой своими руками

Добавил пользователь Владимир З.
Обновлено: 18.09.2024

При сборке DIY аудиоусилителя возникает вопрос: а как регулировать громкость? Самый простой вариант сдвоенный переменный резистор. Но сейчас же 21-й век. А как же не вставая с дивана или с использованием цифровых технологий.

Рассмотрим простые аналоговые и сложные цифровые решения. Все платы продаются на на Алиэкспресс. Там самый широкий ассортимент для тех, кто интересуется звуком. Все перечисленные варианты для применения в DIY аудио проектах.

Перечислим от простого к… интересному.

Переменный резистор ALPS RK27

Открывает подборку самый простой и надежный вариант — переменный резистор. Но не совсем простой, ALPS RK27 проверенный и качественный вариант для регулировки громкости.

Номиналы 10, 20, 50, 100, 250 и 500 кОм. Диаметр вала 6 мм, длина 25 мм. Разброс сопротивления по каналам минимальный.

Плата для монтажа идет в комплекте. К ней удобнее подпаивать провода и нет риска повредить регулятор.

Моторизованный регулятор громкости с селектором входов

Это, по сути, тоже аналоговое регулирование громкости переменным резистором, но функционал тут расширенный.

Экран (1602) показывает активный вход и уровень громкости.

Плата питается от 9 В 1 А переменного напряжения.

Моторизованный регулятор громкости с селектором без экрана

Другая версия моторизированного регулятора с пультом ДУ.

Отличие от предыдущей:

Удобный пульт
4 входа сигнала
Нет экрана, светодиодная индикация входа
Есть вариант выбора входа кнопкой или энкодером

Шлейфы между блоками в комплекте.

Сопротивление переменного резистора типовое: 50K. Питание устройства 5-12 В переменного тока.

Релейный регулятор громкости

Это разновидность дискретного регулятора громкости. Точные резисторы (1%) тут переключаются восьмью реле, а переменный резистор непосредственно не связан с входным сигналом.

Плюсы такого решения:

Нет треска при регулировке
Независимые каналы
Нет разбаланса каналов
Можно разместить около входных разъемов, а регулятор вынести на переднюю панель

Размеры платы 86х72 мм, питание постоянным напряжением 5 В.

Плата предварительного усилителя на LC75342

Интересный вариант как для предварительного усилителя, так и для встраивания в усилитель мощности. Построен на чипе LC75342 от SANYO, он имеет темброблок.

Пульт ДУ
Селектор на 4 входа на реле
Экран и энкодер
80 шагов регулировки громкости, шаг 1 Дб
Регулировка НЧ (±20 дБ), ВЧ (±10 дБ) и баланса
Приглушение звука
Память настроек

Питание: 12 В переменного напряжения.

Плата предварительного усилителя на PGA2311

Говоря о регулировки громкости, нельзя обойти стороной PGA2311. Регулятор на этой плате на заглавном фото в подборке.

Регулировка громкости от -95 дБ до +10 дБ с шагом 1 дБ. Усиление всего 31 дБ.

Тут так же: пульт, экран и селектор трех входов с управлением энкодером.

Микросхема хорошая, точная. Одно плохо — стало много подделок. Но поменять ее тут не проблема.

Питание платы: переменное напряжение 9-0-9 В 1 А.

Реализация PGA2311 от SURE

Качественная реализация предварительного усилителя на PGA2311 от Sure. Управление уровнем осуществляется энкодером на отдельной плате.

Регулировка: -95,5 до 10 дБ
Шаг: 1,5 дБ
THD+N: 0.0006%
С/Ш: 108 дБ

Питание платы: 12 В постоянно напряжения.

Продвинутый регулятор на MUSES72320

Завершает подборку навороченный вариант на MUSES72320. Аудиофильское качество.

В лоте есть несколько вариантов экрана, в том числе VFD и несколько вариантов питания.

Регулировка от 0 до -111.5 дБ с шагом 0.25 дБ. Разделение каналов: — 120 дБ.

Для бескомпромиссного DIY.

Надеюсь, подборка плат для регулировки громкости была полезна и Вы выберете себе в DIY усилитель решение на свой вкус и бюджет.

Об авторе

Пожаловаться на комментарий

10 комментариев

Добавить комментарий

В наше время цифрового звука всё это уже не нужно. Схему усилителя можно построить проще — Bluetooth или USB + ЦАП + усилитель мощности. А регулировки громкости и эквалайзер есть в смартфонах, планшетных компьютерах и ноутбуках.

Мне например совсем не хватает 15 уровней громкости в телефоне. На старом телефоне с чистым андроидом ставил в gravy box 25 уровней громкости, сейчас телефон с MIUI и поэтому не стал ставить gravy box на него.
На винде например 100 уровней и по кнопкам или колесом мыши регулируется по 2 уровня, получается 50 уровней, как раз мне хватает.
----
Так что регулировка громкости должна быть на конечном устройстве, чтобы не прыгать в этих 15 уровнях телефона. Я например отключил абсолютную громкость Bluetooth как на телефоне так и в винде, чтобы нормально регулировать громкость.

Вообще не понял к чему ваш комментарий.
Треки переключаю и паузу ставлю на источнике, с громкостью это никаким боком не связано.

Логично, но я почти никогда не слушаю плейлист, открываю по одному треку, поэтому с пульта мне нечего переключать, все манипуляции на телефоне/ПК, только вот громкость приходится подстраивать, когда с телефона слушаю.

Усилители на микросхемах

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.

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).

Схема регулятора громкости на микросхеме TA8119P

Таковы микросхемы ТА8119Р ф.TOSHIBA (рис.1) и ВАЗ520 ф.POHM(рис.2). Как видно из рисунков, отличаются они только количеством выводов, а электрические характеристики у них практически совпадают. Кстати, ИМС ТА8119 выпускается только в DIP-корпусе для монтажа в отверстия. а ВА3520 — в DIP- и SOIC-корпусах (соответственно, ВА3520 и BA3520F, последняя—для поверхностного монтажа). Расстояние между рядами выводов у ТА8119 и SOIC-версии BA3520F — 7,5 мм. у ВА3520 в DIP-корпусе —10 мм.

Цифровой регулятор громкости на BA3520

Операционные усилители (ОУ) внутри — обычные, с той лишь разницей, что некоторые резисторы обратной связи уже установлены в микросхеме. Выходной ток предварительных усилителей — несколько миллиампер, выходных — около сотни миллиампер. На рисунках указаны рекомендуемые схемы включения, но, в принципе, ОУ можно включать по любой стандартной схеме, за исключением, разве что, дифференциальной.

Если слишком большое усиление не требуется, предваритепьные уси- лители можно не использовать, подав входной сигнал непосредственно на выходные усилители (их коэффициент усиления при максимальной громкости — около 7). При этом входы предварительных усилителей желательно соединить с выходом REF микросхемы. Если использовать эти микросхемы для замены переменного резистора, сигнал на входы лучше подавать через резисторы сопротивлением около 100 кОм (для компенсации усиления выходных усилителей), как показано на рис.За.

И вообще, во всех схемах с использованием ВА3520 сигнал на входы оконечных усилителей лучше подавать через резисторы сопротивлением не менее 10 кОм. Это значительно уменьшает шумы на выходе (микросхема “не любит” слишком низкоомные источники сигнала), но выход предварительного усилителя микросхемы можно соединять со входом оконечного непосредственно. К ТА8119 это тоже относится, хотя выражено гораздо слабее.

Для более плавной регулировки громкости в микросхеме ТА8119Р и ВА3520, а также для устранения “шороха” при вращении движка переменного резистора, между движком и общим проводом рекомендуется включить конденсатор емкостью 1…10 мкФ (“+” к движку). При “частичной неисправности” переменного резистора (перегорела или истерлась дорожка возле одного из крайних выводов) можно “выкрутиться”, несколько усложнив схему.

Переменный регулятор громкости на резисторе, транзисторе, микросхеме

Если перегорел контакт, к которому подводится движок резистора для установки минимальной громкости, используется схема на рис.36 или рис.Зв. Здесь резисторы R1 и R2 образуют делитель напряжения. Но следует отметить, что напряжение в средней точке такого делителя никогда не уменьшится до нуля: при указанных номиналах резисторов оно превышает 0,3 В. т.е. “нулевая” громкость недостижима.

Для устранения этого недостатка в схему добавлен повторитель на транзисторе VT1. При таком напряжении он все еще закрыт (порог открывания — около 0.6 В). В схеме на рис.3б достичь максимальной громкости также невозможно из-за упомянутого выше падения напряжения на транзисторе (около 0,6 В). Поэтому лучше использовать схему, изображенную на рис.3в.

Источник питания (+5 В) должен быть стабилизированным — иначе громкость будет “плавать”. При настройке этой схемы, возможно, понадобится подобрать сопротивления R3 и R4 для получения максимальной громкости. Если же перегорел “верхний” вывод переменного резистора, схема для его “лечения” становится еще проще (рис.Зг). Источник питания тоже должен быть стабилизированным.

Но если переменный резистор “восстановлению не подлежит”, единственный выход — использование цифровых регуляторов. В принципе, такие регуляторы можно построить и на обычной цифровой логике, пропуская звуковой сигнал через микросхему цифро-аналогового преобразователя (ЦАП). Подобные схемы неоднократно публиковались в отечественной литературе начала 90-х годов, но дешевле и удобней воспользоваться специализированной микросхемой, например, КА2250 (Samsung) или ТС9153 (Toshiba).

Регуляторы громкости на ЦАПе КА2250, ТС9153

Эти микросхемы — полные аналоги по электрическим характеристикам и цоколевке (рис.4), отличия только в названии. Они являются 5-битным стереоЦАПом (шаг регулировки — 2 дБ) с довольно скзерными характеристиками регулирования и не очень сложной схемой управления. Что радует — крайне низкие искажения. По этому параметру микросхемы практически не отличаются от переменного резистора, естественно, если амплитуда входного сигнала не превышает 1,5…2,0 В и правильно разведены “земли”.

Также предусмотрено “запоминание” уровня громкости при отключении питания, но в ячейке ОЗУ, т.е. для подпитки самой микросхемы нужна батарейка или конденсатор с малой утечкой.
Для нормальной работы этих микросхем требуется внешний источник образцового напряжения (UREF)- Если у источника сигнала (предварительного усилителя) есть свое UREF. тогда просто подводим его к выводам 4,13 микросхемы (рис.4а). Если же его нет, “сооружаем” внешний делитель напряжения (R1-R2- С1 на рис.4).

В обоих случаях напряжение на выводах 4 и 13 должно быть на 1…2 В меньше напряжения питания, но выше 1…2 В относительно общего провода. Напряжение UREF d каждом канале может быть разным. Собственно регулятор громкости состоит из пары резисторных матриц, коммутируемых через высококачественные полевые транзисторы.

На рисунке эти матрицы обозначены как постоянные резисторы. Для нормального функционирования микросхемы обе матрицы должны быть соединены последовательно и, желательно, через разделительный конденсатор (С4). Так как матрицы содержат только резисторы, то, в принципе, “вход” и “выход” можно поменять местами (что иногда можно обнаружить даже в “фирменных” изделиях), но лучше этого не делать.

Цифровая часть микросхем состоит из генератора с внешними частотозадающими элементами КЗ-С7, двух кнопок SB1, SB2 и коммутатора на диодах VD1, VD2. Громкость изменяется при нажатии и удерживании соответствующей кнопки. У микросхем имеется цифровой выход. Ток через этот выход изменяется от 0 до 1,3 мА (с шагом 0,1 мА) при уменьшении/увеличении громкости. Вывод 7 микросхем служит для “выключения” — при “нуле” на этом входе генератор отключается, а потребляемый микросхемами ток уменьшается до минимума.

“Регулирующая” часть микросхем при этом работает как обычно, но изменять громкость невозможно. Для того, чтобы при отключении питания микросхема “запоминала” уровень громкости, ее желательно подключать так, как показано на рис.46. При отключении питания напряжение на входах “Uпит” уменьшается до нуля, одновременно снижается напряжение на выводе 7, и цифровая часть микросхемы “отключается”.

Сама микросхема при этом питается через батарейку, ее заряда хватает на десятки лет. В принципе, использовать батарейку не обязательно — достаточно одного конденсатора емкостью более 1000 мкф, но даже самый лучший конденсатор не “продержится” более недели. Конденсатор С2 служит для начального сброса микросхемы при включении питания, поэтому он обязателен и должен располагаться в непосредственной близости от выводов питания микросхемы.

Мне приходилось слышать усилитель с таким регулятором - при переключении громкости в дополнение к механическому треску переключающихся реле ещё и в колонках отчётливо слышны "щелчки" . да.. ослабление сигнала качественное, но уж очень некомфортное в работе! И это мне такой не нужен! Я пойду другим путём!

Происходит это потому, что при замыкании/размыкании контакта происходит "дребезг".. У плохих реле его много, у очень дорогих его мало, но он всё равно есть, ибо его не может не быть - Законы физики отменить нельзя.

Процесс дребезга при соударении контактов может быть представлен следующим образом. В момент t = 0 произошло соприкосновение контактов (точка А), в цепи появился ток, напряжение на контактах упало до нуля и началось смятие материала и торможение контакта. В точке В подвижный контакт остановился. Началось упругое восстановление материала контактов и обратное движение подвижного контакта.

Если бы материал был абсолютно упругим, то контакт восстановился бы до первоначального, практически же будет наблюдаться некоторая остаточная деформация. В точке С упругое восстановление материала контактов прекратилось, но подвижный контакт по инерции продолжает отходить. Происходит разрыв контактов. Ток в цепи становится равным нулю, напряжение на контактах восстанавливается. Контакт отходит на расстояние xк и под действием контактной пружины снова замыкается (точка D). Происходит повторное смятие материала и его восстановление, и так - несколько раз с затухающей амплитудой. В цифровой технике это "лечится" подключением конденсаторов, но в звуковом тракте они будут работать как фильтр нижних частот, подавляя высокие частоты, а значит этот способ не допустим!

Вот так дребезг выглядит визуально на экране осциллографа

Инженеры уже давно решили эту проблему, и создали интегральный РГ Никитина, работающий абсолютно по такомуже принципу - цифровые потенциометры

Т.к. чувствительность человеческого уха к уровню звукового давления, или силе звука, изменяется в соответствии не с линейным, а с логарифмическим законом, то и регулятор громкости должен изменять уровень входного сигнала по логарифмическому закону! Для цифрового потенциометра это можно реализовать программно! Для этого всего лишь надо "прыгать" по шкале кодов через 1дБ! А чтобы рассчитать эти коды я воспользуюсь расчетами для РГ Никитина att_calc.xls

В случае переменного резистора делитель будет выглядеть следующим образом, а ослабление А (дБ) при условии Rinput=Rload будет рассчитыватсья по следующей формуле:

Т.к. сумма R1+R2 всегда должно давать Rload, в формулу забиваем R2=Rload-R1 и задачу будем решать с помощью функции EXEL "подбор параметра". Задаем установить в требуемое ослабление в ячейку "дБ" изменяя ячейку R1, а зная номиналы резисторов, можно высчитать коэффициент положения потенциометра и, соответственно, цифровой код ЦАП

Остаётся главный вопрос. а сколько бит достаточно для реализации цифрового логарифмического РГ? Какой выбрать?

В итоге для ЦАП 8. 16 бит получаются следующие ряды значений ослабления входного сигнала от 0 до -100дБ
Жёлтым цветом я выделил ячейки в которых происходит изменение кода без повторения
(по клику откроется полная таблица):

Для удобного визуального восприятия посмотрим на их в виде графика (по клику откроется подробный график):

разницы не заметно. Кривые лежат друг на друге. Рассмотрим крупнее диапазон ослабления (100%-70%)

разницы практически не заметно. Кривые снова лежат друг на друге! Рассмотрим крупнее диапазон ослабления (100%-90%)

до 94% разницы никакой вообще - рассмотрим крупнее диапазон ослабления (100%-94%)

до 99% разница практически не существенная! Углубляемся и рассмотрим крупнее диапазон ослабления (100%-99%)

до 99,60% (-48дБ) ослабления входного сигнала разница практически не существенная и 8битный ЦАП с лёгкостью справится с этой задачей!

так что получается? все эти биты нужны для того чтобы плавно с дискретностью 52 шага регулировать ослабление в пределах 0,4% от 100 до 99,6%?

ПОКАЖИТЕ МНЕ ЭТУ ТВАРЬ, СПОСОБНУЮ ЭТО УСЛЫШАТЬ.

Что касается ЦАП с разрядностью 12-16бит то они до 99,90% идут практически "ноздря в ноздрю"!

с дискретностью ЦАП разобрались. а что с самым главным инструментом? Что способно услышать наше ухо?
А вот что: Как доказал Александр Щербин между порогом слышимости и болевым порогом человек различает всего ~300 элементарных скачков ощущения громкости. Причём на разных частотах это количество разное. т.е. глубина дискретизации нашего уха всего 8бит.

Вот теперь, аудиофилы, Вам с этим жить! :)

В диапазоне от 0дБ (N=000) до -30дБ (N=247) коды будут изменяться через 1дБ (как ни странно это полностью закрыло РГ Никитина на 6 релюшках), а оставшиеся 6 как получится. Вот этот ряд чисел, пользуйтесь! :)

-100дБ (N=255)
-54дБ (N=254)
-44дБ (N=253)
-40дБ (N=252)
-37дБ (N=251)
-35дБ (N=250)
-33дБ (N=249)
-32дБ (N=248)
-30дБ (N=247)
-29дБ (N=246)
-28дБ (N=244)
-27дБ (N=243)
-26дБ (N=242)
-25дБ (N=240)
-24дБ (N=238)
-23дБ (N=236)
-22дБ (N=233)
-21дБ (N=230)
-20дБ (N=227)
-19дБ (N=223)
-18дБ (N=219)
-17дБ (N=214)
-16дБ (N=209)
-15дБ (N=202)
-14дБ (N=195)
-13дБ (N=187)
-12дБ (N=177)
-11дБ (N=167)
-10дБ (N=155)
-09дБ (N=142)
-08дБ (N=128)
-07дБ (N=113)
-06дБ (N=097)
-05дБ (N=081)
-04дБ (N=064)
-03дБ (N=047)
-02дБ (N=031)
-01дБ (N=015)
-00дБ (N=000)

В этой части статьи поговорим о схемах управления регулятором громкости Никитина. Для начала небольшое лирическое отступление. Как показала практика, при использовании регулятора громкости Никитина в усилителе мощности вполне приемлемыми (можно даже сказать удобными для эксплуатации) являются шаг регулировки в 2дБ и глубина регулировки в 64 дБ. В этом случае из схемы просто исключается первое звено ( 1дБ) и общее количество звеньев становится равно 5.

Схема такой исполнительной части регулятора представлена на рисунке:

увеличение по клику

Внимание: цепи питания на схемах не показаны. Схемы запитаны от отдельного стабилизатора напряжением +5В. Не забываем ставить блокировочные конденсаторы по цепям питания микросхем.

Схема подключения PT2257

Схема очень проста. Дополнительные элементы, необходимые для работы микросхемы, включают конденсаторы и, конечно же, управляющий микроконтроллер (Ардуино).

Пример практического использования контроллера PT2257, подключенного к конкретной системе, можно найти в статье, посвященной модулю FM-радио TEA5767.

Регуляторы громкости и тембра

Микросхема TDA7302, TDA7306 — аудиопроцессор с цифровым управлением

Микросхема TDA7302, TDA7306 представляет собою аудиопроцессор с цифровым управлением. Диапазон напряжений питания = 6…14 В; Управление через последовательную шину данных (TDA7302) или последовательный интерфейс (TDA7306); Выбор между тремя стерео- и одним моно- входами; Управление…

Микросхема TC9421F — стерео регулятор громкости, баланса, тембра (упр. 3х шина)

Микросхема TC9421F представляет собою двухканальный регулятор громкости, баланса и тембра с управлением по трехпроводной шине. Напряжение питания = 6…12 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,005%; Диапазон регулировки коэффициента передачи . .0…-78дБ; Шаг регулировки в диапазоне…

Микросхема TC9412AP, TC9413AP — двухканальный аттенюатор с цифровым управлением

Микросхема TC9412AP, TC9412AF, TC9413AP представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания: при однополярном питании (VGND = -Vсс = 0 В) = 6..18В, при двухполярном питании (VGND = 0 В) ±6…±17 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,005%; …

Микросхема TC9260P, TC9260F — двухканальный аттенюатор с цифровым управлением

Микросхема TC9260P, TC9260F представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания = 4,5…12 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,01%; Диапазон регулировки коэффициента передачи = 100 дБ; 40 ступеней громкости; Коэффициент взаимного влияния каналов…

Микросхема TC9235P, TC9235F — двухканальный аттенюатор с цифровым управлением

Микросхема TC9235P, TC9235F представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания = 4,5…12В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,01 %; Диапазон регулировки коэффициента передачи = 100 дБ; Встроенный ЦАП для управления индикатором уровня; …

Микросхема TC9210P, TC9211P — двухканальный аттенюатор с цифровым управлением

Микросхема TC9210P, TC9211P представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания: при однополярном питании (Vgnd = 0 В) Vсс = 6…17В, при двухполярном питании (Vgnd = 0 В) Vcc = ±6…±17 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,005%; Диапазон…

Микросхема SSM2160, SSM2161 — 4/6-канальный регулятор громоксти и баланса

Микросхема SSM2160, SSM2160P, SSM2160S, SSM2161, SSM2161P, SSM2161S представляет собою четырех/шестиканальный регулятор громкости и баланса с цифровым управлением. Напряжение питание = +10…+20 (+5…±10) В ; SSM2161 = четыре канала ; SSM2160 = шесть каналов ; 7-рвзрядная…

Микросхема M62429P — двухканальный регулятор громкости с цифровым управлением

Микросхема M62429P представляет собою двухканальный регулятор громкости с цифровым управлением. Номинальное напряжение питания = +5 В; Диапазон регулировки громкости = 0…-83 дБ; Шаг регулировки громкости = 1 дБ; Коэффициент нелинейных искажений = 0,01 %; Диапазон рабочих температур…

Микросхема LM1992N — стерео регулятор громкости и тембра с цифровым управлением

Микросхема LM1992N представляет собою двухканальный регулятор громкости и тембра с цифровым управлением. Напряжение питания = 6…12В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,15%; Диапазон регулировки коэффициента передачи = 80 дБ; Диапазон регулировки фадера = 40 дБ; Диапазон…

Регулятор громкости на реле для самодельной аудиоаппратуры

Почти у любой аудиоаппаратуры есть ручка или кнопки, задействовав которые, можно изменить громкость музыкальной песни или передачи, которая играет в данный момент. За ручкой или кнопками скрывается устройство, которое называется регулятором громкости. Или кратко РГ. Об одной реализации данного устройства напишу под катом.

Регуляторы громкости бывают четырех типов: 1. Аналоговые потенциометры:

2. Дискретные переключатели на резисторах:

3. Специализированные микросхемы:

4. Обработка цифрового сигнала микропроцессором c последующим выводом звука на ЦАП:

Каждое из технических решений имеет свои плюсы и свои минусы. Устройство из обзора — представитель 2 группы — дискретный переключатель. Резисторы переключаются тут не переключателем, а восемью специальными сигнальными реле. Переменный резистор на плате никак не связан со звуковым трактом. Он служит для управления электронной цифровой схемой. Фотографии устройства:

Питание тут два переменных напряжения по 12В. Можно и просто обойтись постоянным стабилизированным напряжением в 12В. Для этого выпаять два диода-выпрямителя (используют двухполупериодный выпрямитель), стабилизатор напряжения и установить необходимые перемычки. Потребление у устройства такое:

Для питания будет использоваться трансформатор мощностью 4,5 Ватт:

Доработка

Когда подключил устройство для тестов к звуковой карте, то в некоторых положениях регулятора получил дисбаланс каналов:

Решил отпаять резисторы на обратной стороне платы, проверить их сопротивления и заменить резисторы у которых были не одинаковые значения на обоих каналах:

Измерения
Условия. На вход РГ на один канал подается сигнал синус 1кГц Vpp (разница напряжений между макс и мин синуса) =4.8 Вольт с генератора сигналов.

Выход РГ подключен к звуковой карте EMU0204. На ней измеряем уровень сигнала в децибелах относительно полного сигнала, поданного на звуковую карту.

Так же на выход РГ на этот канал подключен осциллограф. По нему смотрим уровень сигнала Vpp. На второй канал не подаем сигнал. Подключаем три тестера в режиме измерения сопротивления. Измеряем сопротивление между землей и входом, между входом и выходом, между выходом и землей. См схему на переключателях реле — по схеме понятно, как это все работает. Одновременно могут быть переключены несколько реле (хоть все 8):

На переменный резистор закрепляем бумажный круг с разметкой в 360 градусов и стрелкой.

Итоговая конструкция:

Проводим измерения и результат заносим в таблицу:

Очень похоже на линейный потенциометр. Если смотреть в dB тогда:

Вывод — это РГ годиться для УНЧ с небольшим коэф. усиления (10-12 раз по напряжению) — т.е. маломощным (до 30 Ватт). С таким УНЧ и планируется использовать РГ. В случае мощного УНЧ будем получать уже при небольшом повороте ручки от нуля мощный и громкий сигнал.
Итог тестов в RMAA

Первый столбец — подключение линейного выхода зв.карты EMU0204 к ее лин.входу Второй — регулятор громкости на максимуме Третий — регулятор громкости на громкости, соотв. подключению к усилителю с коэф. усиления 10 и регулятором громкости на 90 градусов. Что соответствует макс. мощности примерно в 1 Ватт на нагрузку 4 Ома (тихий звук). Графики не стал размещать — они почти совпадают.

Особенности:

1. Сигнал на выход подается не сразу. Где-то через 2 секунды. При отключении сигнала звук пропадает сразу. 2. Когда крутится регулятор — мигает один светодиод, шуршат реле (слышно). Второй светодиодные горит синим всегда — это индикатор питания. 3. 128 вариантов громкости по китайским расчетам (256 вариантов по другими расчетам)

1. Два полностью независимых канала. 2. После доработки с балансом между каналами все ок. 3. Нет глюков обычных недорогих потенциометров Например: звук при нулевом положении РГ, разбаланс каналов, треск при вращении. 4. Такой регулятор можно разместить в любом месте корпуса. Например, плату разместить около входных раз’емов, а регулятор выпаять и установить на переднюю панель. 5. Работает нормально — без треска и щелчков в динамиках.

Блоки управления.

Первый вариант блока управления является самым простым из предлагаемых. Здесь элементы микросхемы IC1 выполняют функцию подавителей дребезга контактов кнопок. Элементы микросхемы IC2 служат для остановки счета (регулировки) при достижении крайних значений — 0 и 64 дБ.

увеличение по клику

В схеме без каких либо изменений возможно применение микросхем серий: К155, К555, К1533. Питание схемы осуществляется от стабилизатора, выполненного по типовой схеме на микросхеме К142ЕН5А(LM7805). Схема собиралась на макетной плате, потому рисунок печатной платы не приводится. При исправных деталях в налаживании схема не нуждается.

Второй вариант блока управления позволяет использовать для управления регулятором простые кнопки с одной группой контактов на замыкание. Здесь элементы микросхемы IC1 совместно с R1-R4 и C1-C4 выполняют функцию подавителей дребезга контактов кнопок и формируют короткий одиночный импульс при замыкании контактов кнопок. Элементы микросхемы IC2 служат для остановки счета (регулировки) при достижении крайних значений — 0 и 64 дБ.

увеличение по клику

В схеме без каких либо изменений возможно применение микросхем серий: К155, К555, К1533. В зависимости от качества используемых кнопок SW1 и SW2, возможно, потребуется подобрать ёмкости конденсаторов C1 и C3.

Третий вариант блока управления позволяет реализовать дополнительные сервисные функции для обеспечения удобства эксплуатации. В данной схеме при однократном нажатии кнопок SW1 или SW2 происходит изменение уровня громкости на один шаг (2дБ). При длительном удержании одной из кнопок происходит автоматическое изменение уровня, пока кнопка не будет отпущена или не будет достигнут предел регулировки (0дБ или 64 дБ).

увеличение по клику

Здесь элементы микросхемы IC1.1 IC1.2 IC1.4 выполняют функцию подавителей дребезга контактов и формируют короткий одиночный импульс при нажатии кнопок SW1 или SW2. Элементы микросхемы IC3 служат для остановки счета (регулировки) при достижении крайних значений — 0 и 64 дБ. На элементах IC2.2, IC2.3, IC2.4, IC8.6 собран генератор, который обеспечивает автоматическое изменение уровня громкости. Генератор запускается сигналом разрешения, который формирует цепь на IC1.3, VD1, R6, C6 при длительном удержании одной из кнопок управления.

Элементы IC2.4 и IC8.6 по сути образуют повторитель сигнала и выглядят лишними, но, как показала практика, с ними обеспечивается более стабильный запуск генератора. Рекомендую не исключать их из схемы.

В схеме без каких либо изменений возможно применение в качестве IC1 и IC3 микросхем серий: К155, К555, К1533. Налаживание схемы заключается в подборе конденсаторов C5 и C6: C5 подбирается по удобной скорости регулировки громкости (чтобы было не слишком быстро — можно было остановиться на нужном шаге и в тоже время, чтобы было не слишком медленно — для обеспечения оперативности регулировки.) C6 подбирается по времени запуска генератора, так чтобы при коротком нажатии на кнопки происходило переключение только на один шаг.

Схема управления громкостью двумя кнопками, простой электронный резистор на полевом транзисторе.

Теперь давайте с вами рассмотрим саму схему, а точнее ее работу. Это будет полезно знать новичками. Тем, кто еще слабо понимает подобные схемы и их принцип действия. Итак, основой схемы управления громкостью двумя кнопками является полевой транзистор с индуцированным каналом (транзистор p-типа). А как известно, подобные транзисторы имеют три вывода (иногда и 4), это затвор, исток и сток. Исток и сток являются основным силовым каналом, через который протекает рабочий ток. Затвор же является управляющим выводом. В изначальном состоянии (когда между управляющими выводами транзистора нет напряжения) полевой транзистор закрыт, сопротивление между истоком и стоком бесконечно большое, и следовательно ток через этот канал протекать не может.

Чтобы открыть транзистор и уменьшить сопротивления канала исток-сток необходимо приложить некоторое постоянное напряжение между затвором и истоком. Причем у полевых транзисторов подобного типа имеется так называемое пороговое напряжение (напряжение отсечки), ниже которого транзистор продолжает быть полностью закрытым. И лишь величина напряжения, которая больше порогового значения, способна начать открывать имеющийся транзистор. У нашего полевого транзистора КП304 напряжение отсечки равно 5 вольт. В отличии от биполярных транзисторов, у которых имеется существенный ток на управляющим переходе, у полевого транзистора такой ток отсутствует. Управление силовым переходом осуществляется за счет именно величины напряжения (электрического поля внутри транзистора).

Резистор R2 является общим как для увеличения громкости, так и для уменьшения. То есть, именно величиной R2 можно одновременно регулировать скорость изменения напряжения на делителе напряжения R4 и R5. В то время как R1 и R3 можно делать подстройку отдельно как для увеличения громкости, так и для уменьшения. А именно, чем больше будет сопротивления на этих резисторах, тем дольше будет происходить заряд или разряд конденсатора C1. Следовательно, будет увеличиваться время нарастания или затухания громкости на выходе схемы.

На правой стороне от делителя можно увидеть на схеме сигнальную цепь, через которую и проходит звуковой сигнал. Эта цепь представлена разделительными конденсаторами C2 и C3. Они отделяют переменную составляющую электрического напряжения и тока от постоянной. Ну, и между конденсаторами еще стоит токоограничительный резистор R6. Этим резистором можно регулировать уровень громкости, который подается на усилитель мощности звуковой частоты.

Видео по этой теме:

Читайте также: