Трансформаторный регулятор громкости своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 05.10.2024

Как-то так получилось, что при всем большом количестве обзоров я практически ни разу не писал обзоры устройств, тем или иным образом относящихся к аудиотехнике. Хотя конечно у меня есть обзор блока питания для усилителя мощности, но на мой взгляд это уж совсем косвенное отношение. И вот решил я обратить внимание на усилители, ЦАПы и прочие аудиоустройства и начну с регулятора громкости.
Данный регулятор громкости выбирался скорее из эстетических соображений, так как функционально он очень прост и потому обзор будет сегодня не очень длинным.

Как вы уже поняли из предисловия, строить я буду некое подобие усилителя, скорее всего с ЦАП, но в данном случае это не особо принципиально. Раньше я много занимался подобной техникой, но прошли годы и одно просто забылось, вместо другого появилось много нового, потому отчасти я буду вспоминать, отчасти заниматься самообразованием потому возможны ошибки и неточности, за что заранее прощу извинить.

Тема аудиотехники была косвенно затронута в этом обзоре, где я показывал блок питания для усилителя мощности. Скорее всего этот БП будет и дальше принимать участие, вероятнее всего в качестве подопытного для понимания разницы между импульсным и обычным блоком питания, но это тема будущих обзоров, а пока перейду к теме сегодняшнего - регулятору громкости.

Понятно что сейчас громкость звука можно регулировать не только вмешательством в электрический тракт, а и программно прямо от источника, но лично мне не очень нравится подобный подход и я придерживаюсь "классических" решений в виде аналогового регулятора громкости.

Для начала стоит сказать, что регуляторы громкости бывают линейные и логарифмические, а также с тонкомпенсацией, касаться их я не вижу смысла так как это скорее дело вкуса, но объясню очень кратко:

1. Линейный или логарифмический.
Линейный изменяет коэффициент деления прямо пропорционально углу поворота вала регулятора.
Логарифмический (а если корректнее, то обратнологарифмический) больше подходит для человеческого слуха так как в самом начале регулировка происходит очень плавно, а к концу более резко. Человеческое ухо лучше отличает уровень громкости слабых звуков, потому в самом начале регулировка плавная. Когда же громкость большая, то разница менее заметна и там регулировка может быть грубой.

Существует три основные характеристики:
А (в импортном варианте В) — линейная, изменение сопротивления линейно зависит от угла поворота. Такие резисторы, например, удобно применять в узлах регулировки напряжения БП.
Б (в импортном варианте С) — логарифмическая, сопротивление сначала меняется резко, а ближе к середине более плавно.
В (в импортном варианте A) — обратно-логарифмическая, сопротивление сначала меняется плавно, ближе к середине более резко. Такие резисторы обычно применяют в регуляторах громкости.
Дополнительный тип — W, производится только в импортном варианте. S-образная характеристика регулировки, гибрид логарифмического и обратно-логарифмического. Если честно, то я не знаю где такие применяются.
Кому интересно, могут почитать здесь подробнее.
Кстати мне попадались импортные переменные резисторы у которых буква регулировочной характеристики совпадала с нашей. Например вот современный импортный переменный резистор имеющий линейную характеристику и букву А в обозначении.

Для лучшего понимания были построены семейства кривых чувствительности человеческого уха – усредненные графики зависимости этой чувствительности для разных частот слышимых акустических колебаний.

На рисунке ниже показаны эти графики, получившие название кривых равной громкости, которые были приняты в качестве международного стандарта.

Но куда более качественный вариант, это ступенчатый регулятор в виде набора переключаемых резисторов. Фактически это многоступенчатый аттенюатор, преимуществом которого является задание произвольных регулировочных характеристик, но что важнее - более точной подгонкой идентичности каналов.
Существуют обычные переменные резисторы с трещеткой, не путайте, это совсем другое, по сути там просто "эмуляция".

В общем думал я думал, какой регулятор применить и случайно натолкнулся на весьма любопытный вариант, который меня больше заинтересовал типом дисплея, но об этом чуть позже.
В комплект входит:
1. Плата регулятора
2. Плата управления с дисплеем
3. Пульт ИК ДУ
4. Светофильтр
5. Провода подключения питания и выхода
6. Шлейф для соединения плат, длина 280мм
7. Ручка регулятора.

Также отдельно можно докупить
1. Трансформатор питания 12 Вольт 5 Ватт - $2.22
2. Плата управления нагрузкой - $3.7
3. Доплатить за позолоченные RCA разъемы - $1.47

Основная плата, на ней расположены реле, регулятор и узел питания всего комплекта.

Я же пока временно ограничился кусочком зеленого светофильтра, который нашел дома и ниже расскажу о режимах работы.
1. Выключено, на дисплее светится только точка правого разряда.
2. После короткого нажатия на энкодер регулятор переходит в основной режим работы, при этом на дисплей вылазит надпись Hello, которая затем пропадает. Выше я писал что у платы есть выход включения дополнительной нагрузки, на нем питание появляется сразу после нажатия на энкодер. При подаче питания на плату, она кратковременно щелкает релюшкой, в дежурном режиме все реле отключены. Для перевода платы в дежурный режим надо удерживать энкодер нажатым примерно пару секунд.
3. На дисплей выводится номер включенного канала и уровень ослабления/усиления сигнала.
4. Если на время замкнуть контакты Mute, то в поле уровня выводятся прочерки, повторное замыкание контактов опять включает звук.
5, 6. Минимально может быть -96 дБ, максимально +31.5 дБ. В даташите был указан диапазон -95.5 - +31.5 дБ.

Немного улучшить ситуацию позволяет отключение встроенного усилителя, это дает два положительных момента:
1. Усилитель меньше вносит искажений в сигнал (предположительно)
2. Вместо 256 ступеней будет "всего" 192 или 9.5 оборотов энкодера.

Еще увеличить удобство можно заменой энкодера на вариант с 24 положениями, тогда будет уже только 8 оборотов.

Естественно была проведена небольшая проверка, но по большей части я скорее уперся в возможности моих измерительных приборов и в частности - осциллографа. Для регулятора громкости ключевым является обычно линейность регулировки, вносимые искажения и разделение каналов, но я как-то даже не знаю как проверить все это при помощи одного генератора и простенького осциллографа. При входном напряжении 2.65 Вольта и уровне -70 дБ вольтметр показывает на выходе около 1мВ.

Видеоверсия обзора

Пока вкратце могу сказать, что все работает, в этом плане нареканий у меня нет. Звук регулируется, пульт работает, дисплей отображает всю необходимую информацию, искажений звука не замечено. Отмечу отсутствие импульсных преобразователей для питания дисплея, хотя индикация все равно динамическая, но в данном случае это ограничение самого дисплея.
Но есть и недостаток, слишком плавная регулировка сигнала, потому я скорее всего заменю энкодер и отключу встроенный усилитель.
Кроме того хотелось бы иметь раздельную регулировку уровня громкости для каждого входа, но это уже скорее к разряду "хотелок", потому как обычно такое не используется.

Общее качество изготовления неплохое, откровенных косяков не наблюдаю. Оригинальность чипа регулятора проверить не могу, увы.

На этом у меня пока все, как обычно жду вопросы, советы, пожелания и тому подобное, надеюсь что обзор был полезен.

Эту страницу нашли, когда искали:
mdac регулятор громкости , регулятор звука для усилителя мощности на 30 вт схема , sc9153 схема регулятора громкости , дистанционное регулировка громкости в аналоговом унч , что лучше раздельные регуляторы на прав и лев или баланс распиновка и схема , входная часть усилителя мощности с регулятором громкости , релейный коммутатор входов для усилителя нч , регулятор уровня громкости управляемый по rs 232 , селектор входов и регулятор громкости: , nakatomi os 74 принципиальная схема регулятора звука , усилитель с микроконтроллерным управлением своими руками , цифровой регулятор громкости с энкодером и индикацией aliexpress , регулятор громкости с буферным каскадом , регулятор громкости селектор mysku , селектор каналов для усилителя на микросхеме , схема подключения блока дистанционного управления громкостью mztrs с алиэкспресс , кнопки управления громкостью унч своими руками , ступенчатые регуляторы громкости , способы регулировки громкости схема подключения , селектор акустики своими руками , лучшие регуляторы громкости и тембра , грамотный регулятор громкости , регулятор громкости с селектором входов своими руками , лестничный регулятор громкости на adc0820 74in257d , регулятор громкости и тембра , стерео регулятор громкости , аудиотехника , регулятор громкости своими руками , схема регулятора громкости

В литературе много схем аналоговых тонкомпенсированных регуляторов громкости (ТКРГ). Однако все они имеют свои недостатки – о чем так же отражено в литературе, часть которой в списке в конце. В этой статье сделана попытка создать улучшенный ТКРГ, призванный максимально устранить недостатки существующих схем и поднять качество звучания при регулировке громкости. Причем регулировать громкость будет простой переменный резистор без отводов. Вот схема предлагаемого ТКРГ (рис.1):

Рис.1. Схема тонкомпенсированного регулятор громкости.

На ОУ А1.2 построен усилитель-смеситель с коэффициентом усиления необходимым для согласования с последующим устройством. Изменяя номинал резистора R11 можно в широких пределах регулировать усиление ТКРГ. Номинал резисторов R9+R10 взят как приемлемая нагрузка для ОУ А1.1 и резистора R4, ведь на инвертирующем входе 6 ОУ А1.2 всегда почти нулевой потенциал. Если будет использоваться старая микросхема ОУ, то резисторы R9 + R10 необходимо увеличить до 5 кОм (суммарно), не менее. Иначе ОУ возможно будет перегружаться и искажать сигнал.

Основным достоинством предлагаемого ТКРГ является возможность подстройки его АЧХ под АЧХ регулятора тембра. Эта подстройка нужна по трем причинам.

Во-первых, АЧХ усилителя всегда должна быть плавной без каких-либо волн. Только в этом случае звук получается качественным. Мне, например, никогда не приходилось слышать достойный звук, прошедший эквалайзер. А если темброблок дает одну характеристику, а ТКРГ – другую, то на суммарной АЧХ появятся волны – как шторм на море – ничего хорошего. Звук будет подпорчен.
Во-вторых, (из практики) на большой громкости необходимо уменьшать уровень НЧ, чтобы не перегружались колонки (НЧ динамики). То есть положение регулятора тембра НЧ заранее должно быть несколько снижено, а на средних громкостях именно ТКРГ должен обеспечивать добавку НЧ, сниженную темброблоком. На максимальной громкости действие ТКРГ прекратится. Останется несколько заниженный тембр НЧ. Вот и получается, что добавка НЧ от ТКРГ должна быть идентична самому тембру, чтобы не было волн.
В-третьих, входной сигнал может быть разным по амплитуде или сопротивление колонок может быть разным. Соответственно регулятор громкости будет установлен в различных положениях на той же фактической громкости – АЧХ ТКРГ будет с меньшей или большей добавкой НЧ и ВЧ. Здесь обязательно потребуется подстройка тембра, ну и, чтобы не было волн АЧХ. И тут так же требуется соответствие АЧХ ТКРГ и РТ.

Это триединое требование соответствия АЧХ ТКРГ регулятору тембра затрудняет возможность применения обычных ТКРГ, использующих вырезание частот одной или несколькими ветками (конденсатор + резистор) в качественной аппаратуре – как на Рис. 2.

Рис.2 ТКРГ на резисторах с отводами (из интернета).

Про их недостатки написано в [3]. АЧХ у них волнистая, сильно меняется от положения бегунка (сопротивления) переменного резистора. Да и не соответствует ни регулятору тембра, ни кривым равной громкости. Я, например, всегда слышу момент прохождения бегунка мимо отвода на тонкомпенсацию при регулировке громкости на УНЧ, где резистор с отводом (даже ALPS).Так же волны будут давать ТКРГ, представленные в [1], [3], [5], [7], [10].

Конечно, кроме соответствия АЧХ ТКРГ регулятору тембра, необходимо, чтобы АЧХ тонкомпенсации соответствовала одновременно и кривым равной громкости (рис.3). Благо, что между графиками кривых равной громкости и РТ нет принципиальных, антагонистических противоречий и две ветки – НЧ и ВЧ могут обеспечить АЧХ усредненную между кривыми равной громкости и РТ.

Рис.3 График кривых равной громкости, приведенный к уровню 90 фон (из [1]).

Рис. 4 Схема ТКРГ на резисторе без отводов (взята из интернета).

В предлагаемой схеме рис.1 с уменьшением громкости уменьшается и амплитуда сигнала, идущего с выхода ОУ на цепи НЧ и ВЧ, а через них и на бегунок переменного резистора. Этот сигнал, а точнее ток, резистор на малой громкости запросто терпит. На большой громкости ток по бегунку так же небольшой, так как ограничивается резистором R9, R10.

Это – второе достоинство предлагаемого ТКРГ – снижение тресков и, соответственно возможность применения не самых дорогих переменных резисторов. Хотя отечественные переменные резисторы вряд ли вообще можно применять. Они трещат всегда.

Третьим достоинством предлагаемого ТКРГ является больший динамический диапазон регулировки громкости, чем у подавляющего большинства ТКРГ. Здесь над этим диапазоном трудятся сразу два ОУ (рис.1): А1.1 – в основном снижает уровень сигнала, а А1.2 – увеличивает. Очень хороший тандем получается. Еще хорошо то, что при уменьшении громкости до нуля практически отсутствует ступенька, возникающая на токосъемнике некачественного резистора (то есть резкое изменение громкости к нулю). Раньше приходилось ставить резистор (здесь – R3 рис.1) для снижения заметности ступеньки. Сейчас же ступенька находится на такой маленькой громкости, что ее просто не слышно. Ну и есть абсолютная нулевая громкость. R3 можно перемкнуть. Громкость от нуля идет очень плавно. Максимальную громкость можно установить любую требуемую - изменением сопротивления R11. Динамический диапазон данного ТКРГ 80 дБ, дальше сложно измерить. Даже с китайскими резисторами (с неизвестной характеристикой) изменение громкости в очень высокой степени пропорционально углу поворота.

Четвертым достоинством предлагаемого ТКРГ является равномерная и пропорциональная добавка тонкомпенсирующих частот НЧ и ВЧ по мере поворота (угла) переменного резистора. Это лучше, чем на резисторах с отводами или переключателях. То есть сохраняется необходимая частотная характеристика независимо от угла поворота переменного резистора. А ведь почти все указанные в ниже перечисленной литературе ТКРГ очень сильно искажают (изменяют) необходимую частотную характеристику при изменении громкости, так как меняется настройка частоты фильтров добавки НЧ или ВЧ от изменения сопротивления самого переменного резистора (участка до бегунка).

Пятым достоинством предлагаемого ТКРГ является то, что частотоформирующие цепи не находятся в обратной связи ОУ. В качественной аудиотехнике в обратной связи ОУ, на мой взгляд, не должно быть конденсаторов. Все фильтры и частотные корректоры должны быть только пассивными (как в предлагаемом ТКРГ). Ну или требуется применять очень дорогие конденсаторы.

Теперь о кажущемся недостатке – это меньшая глубина тонкомпенсации НЧ, чем требуют кривые равной громкости рис.3. Однако мое мнение, что где-то в теории звука вкралась ошибка. Ведь кривые равной громкости составлены на основании восприятия человеческим ухом чистых тонов (одиночных частот). А музыкальный звук содержит спектр частот и именно как идет восприятие (громкость) нескольких рядом стоящих частот или участков НЧ не вполне понятно.

Мне не удалось найти информацию об этом, но представляется, что в реальной музыке нет смысла на малой громкости делать такой высокий подъем НЧ, как на рис.3. Это слишком много – слушается неестественно, да и создаются большие проблемы по схемотехнике (раньше пробовал – плохо получалось). Именно прослушивание показывает, что близкие частоты НЧ, их гармоники, как бы помогают друг другу быть услышанными. Да и многие усилители вообще не имеют тонкомпенсацию и люди же их слушают – и довольные. А кривые равной громкости требуют подъема низких частот на малой громкости в сотню раз! В сотню! – удивительно. Зачем?

На рис.5 представлен график АЧХ предлагаемого ТКРГ, снятый практически.

Рис. 5 График АЧХ ТКРГ.

О назначении элементов схемы. Резистор R8 регулирует глубину тонкомпенсации. Может быть в пределах 10…18 кОм. При 10 кОм глубина тонкомпенсации слишком большая. При 18 кОм несколько маловата. Но, конечно, регулировка этого резистора повлияет и на ВЧ цепь. Придется корректировать и С3, R6. Конденсатор С4 сдвигает частоту НЧ. Если звуковые колонки большие, то ставить 0,15 мкФ, если маленькие, то 0,1 мкФ или меньше. Конденсатор С3 – уровень добавки ВЧ. Его регулировка в последнюю очередь. Резистором R11 устанавливается усиление ТКРГ под дальнейшие узлы. Может меняться в очень широких пределах.

Вместо просто ОУ А1.2 может применяться цельный усилитель например на наушники или небольшие динамики. У меня на месте А1.2 был усилитель на наушники. Работала такая связка неплохо.

Конденсаторы и резисторы лучше использовать качеством повыше – об этом много и лучше написано в интернете. Очень рекомендую в качестве ОУ использовать LM4562 – его звук просто ласкает слух – значительно лучше, чем у всех стареньких аудио ОУ.

Рис. 6 Некоторые опробованные переменные резисторы.

Специально для точного подгона номиналов резисторов и конденсаторов, для возможности согласования с другими узлами и для оценки работы данного ТКРГ в составе полного усилителя пришлось собрать полный усилитель по схеме рис.7.

Рис. 7 Схема полного усилителя с предлагаемым ТКРГ (в центре).

На рис. 8 представлено как реализован ТКРГ практически в усилителе по схеме рис.7.

Рис. 8 Фото платы ТКРГ + РТ при регулировке.

Эскиз печатной платы представить не могу, так как она экспериментальная и не вполне соответствует окончательному варианту схемы.

На рис. 9 показан момент прослушивания данного ТКРГ (в составе самодельного усилителя – серого цвета на фото) в сравнении с ТКРГ фирменного Грюндига R1. Там переменный резистор ALPS с одним отводом.

Прослушивание показало, что предлагаемый ТКРГ:

имеет тонкомпенсацию более равномерную при повороте регулятора громкости – ее просто не чувствуешь – как будто и нет ее. У Грюндига ясно слышно, на каком угле поворота регулятора громкости она действует;
имеет более правильную, понятную и слышимую частотную характеристику. Нет никаких бубнений, лишних призвуков. У Грюндика добавленные тонкомпенсацией низкие и высокие частоты слышатся какими – то комками. Непонятно, что добавляется – то ли просто гул на НЧ, а на ВЧ жесткость.
имеет больше очень низких и очень высоких частот;
имеет более линейную характеристику от угла поворота регулятора громкости на простом китайском резисторе. Это, даже, удивительно – резистор ALPS оказывается в середине очень слабо изменяет громкость, а резко на краях. Только сейчас это заметил.
у Грюндига общая глубина тонкомпенсации меньше и не дотягивает до оптимальной, установленной в предлагаемом ТКРГ.
динамический диапазон регулировки громкости примерно одинаков. Но надо учитывать, что если на громкость предлагаемого ТКРГ поставить то же резистор ALPS, то, наверное, диапазон регулировки будет поболее. Хотя и существующие диапазоны регулировки, думаю, удовлетворят любого меломана при любых прослушиваниях.
на предлагаемом ТКРГ иногда проскакивают слабо слышимые потрескивания на краях регулировки громкости. Лучше ставить переменные резисторы качеством повыше. Шуршаний ни тут ни там нет;
общее качество звука данного ТКРГ с усилителем значительно выше, чем у Грюндига, но здесь кроме ТКРГ еще и УНЧ с темброблоком, так что не совсем корректно сравнивать, да и громкость предлагаемого УНЧ ниже.

Литература по тонкомпенсированному регулятор громкости

Форум по обсуждению материала ТОНКОМПЕНСИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР ГРОМКОСТИ

Что такое OLED, MiniLED и MicroLED телевизоры - краткий обзор и сравнение технологий.

Микрофоны MEMS - новое качество в записи звука. Подробное описание технологии.

Про использование технологии беспроводного питания различных устройств.

Приводятся основные сведения о планарных предохранителях, включая их технические характеристики и применение.

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

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:

1.JPG" />

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:

Чипы:

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)

Плюсы:
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.

Читайте также: