Переменный резистор для регулировки громкости: типы, характеристики и применение в аудиотехнике — Производство и поставка электростанций, Бензиновые и дизельные генераторы от 1 до 100 кВт. Мини ТЭЦ на базе двигателя Стирлинга.

Какие типы переменных резисторов используются для регулировки громкости. Чем отличаются линейные и логарифмические резисторы. Как правильно выбрать резистор для пассивного регулятора громкости. Какие схемы подключения регуляторов громкости применяются в аудиотехнике.

Содержание

Типы переменных резисторов для регулировки громкости

Для регулировки громкости в аудиотехнике применяются два основных типа переменных резисторов:

Линейные (тип А)
Логарифмические (тип B)

Чем они отличаются и какой тип лучше выбрать для регулятора громкости?

Линейные резисторы (тип А)

У линейных резисторов сопротивление изменяется прямо пропорционально углу поворота ручки. Они обеспечивают равномерное изменение громкости во всем диапазоне регулировки. Однако такая характеристика не совсем подходит для человеческого слуха.

Логарифмические резисторы (тип B)

Логарифмические резисторы имеют нелинейную характеристику — в начале диапазона регулировка более плавная, а к концу более резкая. Это лучше соответствует особенностям человеческого слуха, который более чувствителен к изменениям громкости на низких уровнях.

Выбор резистора для пассивного регулятора громкости

При выборе переменного резистора для пассивного регулятора громкости стоит учитывать следующие факторы:

Сопротивление — обычно используются номиналы от 10 кОм до 100 кОм
Тип характеристики — рекомендуется логарифмический (тип B)
Количество каналов — для стерео нужен сдвоенный резистор
Мощность — обычно достаточно 0.25-0.5 Вт
Качество изготовления — влияет на срок службы и отсутствие шумов

Оптимальным выбором в большинстве случаев будет логарифмический стереорезистор номиналом 50-100 кОм.

Схемы подключения регуляторов громкости

Существует несколько основных схем подключения регуляторов громкости в аудиотракте:

На входе усилителя

Самая простая и распространенная схема — регулятор устанавливается непосредственно на входе усилителя мощности. Это позволяет регулировать уровень сигнала до усиления.

Между предварительным и оконечным усилителем

В многокаскадных усилителях регулятор часто ставится между предварительным и оконечным каскадом. Это дает возможность регулировать уже усиленный сигнал.

В цепи отрицательной обратной связи

Более сложная схема — регулятор включается в цепь общей отрицательной обратной связи усилителя. Это позволяет регулировать коэффициент усиления всего тракта.

Тонкомпенсированные регуляторы громкости

Тонкомпенсированные регуляторы позволяют корректировать АЧХ при уменьшении громкости. Как они работают?

При уменьшении громкости поднимаются низкие и высокие частоты
Компенсируется снижение чувствительности слуха на краях диапазона
Обеспечивается более естественное звучание на малой громкости

Тонкомпенсация реализуется с помощью дополнительных RC-цепочек, подключаемых к отводам потенциометра.

Применение цифровых регуляторов громкости

В современной аудиотехнике все чаще применяются цифровые регуляторы громкости. В чем их преимущества?

Точная регулировка с малым шагом
Отсутствие искажений и шумов
Возможность программного управления
Реализация сложных алгоритмов тонкомпенсации

Однако многие аудиофилы по-прежнему предпочитают классические аналоговые регуляторы за их простоту и естественность звучания.

Особенности регуляторов громкости в ламповых усилителях

В ламповых усилителях регуляторы громкости имеют некоторые особенности:

Часто используются ступенчатые регуляторы на постоянных резисторах
Применяются схемы с изменением крутизны характеристики лампы
Важен правильный выбор места установки регулятора в схеме
Необходимо учитывать высокие входные напряжения

При конструировании лампового усилителя следует уделить особое внимание выбору и реализации регулятора громкости.

Как подсоединить регулятор громкости

Многие начинающие радиолюбители и экспериментаторы, собрав простой самодельный усилитель или же подключая одно аудио-устройство к другому, задаются вопросом: Как сделать чтобы можно было регулировать уровень сигнала (громкость), как подключить регулятор громкости? — ответ на это вопрос даст данная статья.

Для того чтобы можно было регулировать уровень сигнала между двумя устройствами (например выход со смартфона на наушники + усилитель мощности) нужно собрать схему регулировки, которая позволит изменять уровень сигнала (амплитуду) при помощи вращения ручки регулятора или же нажимая кнопочки «больше» и «меньше».

Здесь мы рассмотрим простейшие регуляторы громкости на основе переменных резисторов. Данные схемы очень просты и их часто используют как начинающие радиолюбители, так и опытные мастера.

Рис. 2. Как подключить регулятор громкости к усилителю или другому аудиоустройству — схема и примеры.

Как видим, для того чтобы собрать регулятор громкости для одного канала (моно-режим, моно — значит 1) нужен обычный переменный резистор, его сопротивление должно быть 47 кОм (или 100 кОм, до 200 кОм).

Для синхронной (одновременной) регулировки громкости двух каналов (стерео) необходимо использовать сдвоенный переменный резистор, каждая секция которого имеет сопротивление 47 кОм (или 100 кОм, до 200 кОм).

Если же вам нужно отдельно регулировать громкость для каждого из двух или более каналов, то в таком случае собираем несколько схем с одинарными переменными резисторами, как показано на схеме для варианта «моно».

Как видите, все достаточно просто, главное потом при подключении не перепутать входы с выходами, а то может получиться что в положении минимальной громкости мы замкнем накоротко выход источника сигнала с землей, что в свою очередь может подпалить устройство с которого планируется получать сигнал. Будьте внимательны!

Рис. 2. Как подключить регулятор громкости к усилителю или другому аудиоустройству — схема и примеры.

Пытаюсь внедрить планшет в авто, хотел сделать регулятор громкости крутилкой как на обычной магнитоле. Попалось мне радио с toyota, просто радио, там то есть что нужно и имеет в себе встроенную кнопку, что удобно включить планшет и регулировать громкость. С контактами кнопки разобрался без проблем) А как подключить линейный сигнал, понять не могу, так как вместо обычных трех контактов тут по четыре, может кто сталкивался с подобным?

Не заметил сразу, у регулятора, как оказалось самые правые ноги просто закреплены на нем, с сами регулятором ни как не задействованы и все подключается, как на рисунке выше и работает)

Комментарии 51

есть отличный девайс для регулировки громкости
www. drive2.ru/b/1431411/

Я читал про него, а именно такую поставил, т.к. когда музыка не играет слышны тихие трески процессора планшета, а он глушит

крутилку вобщето подбирать нужно, а не лепить какую придётся

Подбирать нужно сопротивление регулятора. А взял ее, т.к. имеется в нем кнопка, на вашем рисунке минус на правых контактах, а если вглядется в плату, то один из правых вообще не задействован, а левые на оборот, задействованы оба.

крутилку вобщето подбирать нужно, а не лепить какую придётся

Ты прав со схемой! Правые самые ноги просто оказывается, не задействованы с регулятором.

Есть наушники с регулятором громкости, в них уже и J-3,5 на конце. Откуси сами наушники, а их провода (левый/правый) подавай на усилитель, если так надо, вот и крутилка будет!

Такие наушники есть, но там колесико, не совсем то что нужно.

Общий мимо регулятора идет. как на верхней картинке только без черного можно. низ разрыв лефого верх разрыв правого или на борот. третий контакт можешь спаять с каким то из средних

Тогда звук до конца не убавляется, а только не много( пробывал так.

Все дело в номинале. В магнитофонах резистор на звук 10-20 кОм

Но ведь в магнитоле на минимуме звука абсолютно нет, а здесь все равно поет почти на всю.

Там как минимум не резистор =), Там энкодер стоит, а сейчас идет речь о аналоге

Разобрался, левые земля, а правые просто не задействованы с самим регулятором, все работает)

так и пытался, только без земли

без земли он и не будет регулировать )

я это понял)) просто я думал также что левые земля, но почему на плате одна нога не задействована, непойму…

может она как то внутри сделана хз

разобрался, левые земля, правые вообще просто для красоты, вапаял его и офигел, а сразу не заметил)

Не совсем понял куда ты хочешь резистор засунуть. Между планшетом и усилителем? Усилителем и динамиками? Либо просто к усилителю в штатные выводы? Или в схему планшета?))

С планшета через джек выходит звук, идет на регулятор, а потом в усилитель)

Дак так не должно быть) Пахнет извращением)
Сигнал должен на прямую идти в усилитель, а уже в усилителе должна быть регулировка коэффициента усиления)

Я ещё не видел что бы так убавляли громкость, но тут виноваты 7 классов образования.

это простите, что за схемотехника такая? где применяется данное включение регулятора громкости?

Я ещё не видел что бы так убавляли громкость, но тут виноваты 7 классов образования.

Спокойно. Это простой резистр. Через сопротивление падает напряжение.

Я ещё не видел что бы так убавляли громкость, но тут виноваты 7 классов образования.

Это не извращение, регулятором удобнее регулировать громкость, чем выводить кнопки из планшета для управление громкостью, а усилитель в багажнике, бегать там его крутить, мне кажется это точно извращение)
Поэтому сигнал регулируется до усилителя, к магнитоле подключаете усилитель, настраиваете его, и потом громкость регулируете магнитолой, а не усилителем.

Что то мне подсказывает, что усилитель может иметь встроенный АРУ, для приёма сигнала с учётом различных потерь, а так же различных конфигураций проигрывателя. Тогда есть шанс, что в один прекрасный момент что-нибудь сгорит) Ну и усилок соответственно всегда будет работать на максимум.

В гараже у меня лежит маленький усилитель на 30 Вт. Два динамика. Если я выкручу усилок в максимум и буду регулировать магнитолу (я подключаю телефон или планшет), то будет куча шумов, и усилок будет всегда греться. Ну и расход электроэнергии всегда большой (что важно для авто, но не для моего гаража).

А вот с усилка вывести два провода будет достаточно. Будут синхронно регулироваться оба канала. Нигде ничего не будет греться. Никаких лишних элементов и главное, помех.

У меня стоит два усилителя, на саб гейн выкручен на 70%, на 4х канальнике где то 60%, магнитола отключена, шумов нет, через магнитолу, т.е. AUX подключаю планшет, ни каких шумов нет, просто в простое усилители не греется, только при работе, выход у планшета явно не больше, 3В соотвественно что может сгореть? подключаем планшет, включаем музыку чуть больше средний громкости, настраиваем усилители, на слух до искажения звука, и все остальное остается регулировать только с выходного устройства, в моем случае планшета, но у него кнопки, и он будет встроен в панель, и к ним не добраться, а выпаивать их внедрять в панель будет тоже муторно, а этим регулятором я смогу регулировать звук (на планшете будет всегда звук на максимум) и этим же регулятором можно включать выключать планешт

С планшета через джек выходит звук, идет на регулятор, а потом в усилитель)

у меня так было, в разрыв линейников был вставлен потенциометр ALPS2х50. все было гуд. Но звук я выводил через внешнюю усбкарту

Тонкомпенсированный регулятор громкости для лампового усилителя. Тонкомпенсированный регулятор громкости с переменным резистором без отводов. Тонкомпенсированный регулятор громкости на резисторе без дополнительных отводов

Чаще всего в каскадах регуляторов громкости высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры непосредственно в качестве регуляторов используются переменные резисторы, позволяющие постепенно или плавно изменять усиление сигнала. Однако нередко в ламповых усилителях НЧ применяются и ступенчатые регуляторы громкости, выполненные на постоянных резисторах и переключателях.

Самым простым и распространенным схемотехническим решением регулятора громкости лампового УНЧ при выборе плавной регулировки является введение потенциометра с переменным коэффициентом деления напряжения во входную цепь, в межкаскадную цепь или в цепь отрицательной обратной связи усилителя. Перемещением движка этого потенциометра и осуществляется непосредственно регулировка громкости. При этом в качестве регулировочного потенциометра рекомендуется использовать переменные резисторы с так называемой логарифмической характеристикой (характеристика типа В), чтобы обеспечивалось равномерное изменение громкости воспроизводимого сигнала при различных уровнях входных сигналов.

Регулятор громкости с плавной регулировкой при желании можно заменить регулятором со ступенчатой регулировкой. Для этого достаточно произвести соответствующую замену регулирующего элемента, то есть вместо потенциометра установить цепочку последовательно соединенных постоянных резисторов, количество которых и соотношение их номиналов определяет диапазон и закон регулирования.

При выборе схемы регулятора громкости не следует забывать о том, что человеческое ухо имеет различную чувствительность к сигналам разной частоты и громкости. На практике это явление проявляется в том, что при уменьшении громкости воспроизводимого звукового сигнала у слушателя создается впечатление изменения тембра звучания, которое выражается в кажущемся значительно большем уменьшении относительной громкости составляющих низших и высших частот по сравнению с сигналами средних частот.

Поэтому в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре применяются тонкомпенсированные регуляторы громкости, в которых при уменьшении громкости осуществляется необходимый подъем составляющих низших и высших частот для обеспечения равной громкости восприятия. С увеличением громкости требуемый подъем составляющих граничных частот уменьшается. Основу тонкомпенсированных регуляторов громкости обычно составляют потенциометры с одним или двумя отводами, к которым подключаются соответствующие RC-цепочки.

Обычно регулятор громкости используется для изменения уровня выходного сигнала УНЧ с минимальными вносимыми искажениями. При этом чаще всего в качестве такого регулятора применяется переменный резистор, включаемый либо на входе усилителя, либо между предварительным и оконечным каскадами. Вместо переменного резистора, как уже отмечалось, может использоваться и ступенчатый регулятор, выполненный на основе переключателя и кассеты резисторов с разным сопротивлением. Упрощенные принципиальные схемы простейших регуляторов громкости приведены на рис.

Рис.1. Упрощенные принципиальные схемы регуляторов громкости

Чтобы предотвратить возможность перегрузки первой лампы усилителя при большой амплитуде входного сигнала, используется схема подключения регулятора громкости, изображенная на рис. 1, а. В этом случае переменный резистор применяется непосредственно в качестве нагрузки предыдущего устройства. Если же максимальная амплитуда входного сигнала мала, переменный резистор регулятора громкости можно установить в цепи управляющей сетки одного из последующих усилительных каскадов, как показано на рис. 1, б. Преимуществом такого подключения является ослабление воздействия внешних помех, так как на регулятор подается полезный сигнал, уже усиленный до необходимого уровня.

Регулировка уровня громкости в ламповых УНЧ может осуществляться и с помощью специальных каскадов, в которых обеспечивается изменение крутизны характеристики лампы. Принцип действия таких регуляторов громкости основан на том, что при использовании в усилительном каскаде лампы с большим внутренним сопротивлением усиление такого каскада будет пропорционально крутизне ее характеристики (S). Поэтому при использовании лампы с переменной крутизной характеристики для изменения усиления каскада достаточно переместить рабочую точку на участок с другой величиной крутизны. Изменение положения рабочей точки и, соответственно, коэффициента усиления может осуществляться разными способами, например изменением величины напряжения смещения или напряжения на экранной сетке лампы. Упрощенные принципиальные схемы таких регуляторов громкости приведены на рис. 2.

Рис.2. Упрощенные принципиальные схемы регуляторов громкости с изменением крутизны характеристики лампы

Необходимо отметить, что рассмотренные регуляторы громкости, в которых используется принцип изменения крутизны характеристики лампы, могут применяться лишь в первых каскадах УНЧ при относительно малых амплитудах входного сигнала (не более 200 мВ). При более высоких уровнях входного сигнала могут возникнуть значительные нелинейные искажения, вызванные криволинейностью динамической характеристики.

Для регулировки громкости в ламповых усилителях низкой частоты нередко используются регуляторы, которые обеспечивают компенсацию низких частот при малых уровнях входного сигнала. Принципиальная схема одного из таких регуляторов приведена на рис. 3.

Рис.3. Принципиальная схема регулятора громкости с компенсацией низких частот при малых уровнях входного сигнала

На вход каскада подается входной сигнал с фиксированным подъемом уровня низших частот воспроизводимого диапазона. Этот уровень определяется величинами сопротивлений резисторов R1, R2 и R3, образующими входной делитель, а также значением емкости конденсатора С2. С выхода регулятора в цепь сетки лампы через делитель, образованный элементами R7 и С2, поступает сигнал обратной связи. Чем выше уровень громкости, тем значительнее и обратная связь. Величина сопротивления резистора R7 определяет соотношение ослабления низших частот в цепи обратной связи к подъему этих частот во входной цепи. В идеальном случае подбором сопротивления резистора R7 следует добиться того, чтобы ослабление низших частот в цепи обратной связи было равно их подъему во входной цепи. В этом случае форма частотной характеристики сигнала на выходе каскада будет близка к линейной. Приведенные на рис. 3 номиналы элементов рассчитаны на использование одного из триодов лампы 6Н2П.

При уменьшении громкости сигнала с помощью потенциометра R6 уменьшается и значение обратной связи, однако фиксированный подъем низших частот остается прежним. В результате уровень низших частот в выходном сигнале возрастает. При очень малых значениях громкости обратная связь практически отсутствует, а характеристика каскада определяется только параметрами цепочки R1, R3 и С2. При этом подъем низших частот максимальный.

Одним из недостатков данной схемы является то, что триод включен перед регулятором громкости, поэтому при очень сильном входном сигнале он может перегружаться. Однако сигнал с входа подается на управляющую сетку лампы через делитель, который даже на частоте 50 Гц обеспечивает ослабление более чем в 4 раза. Вследствие этого данная схема может работать без искажений при уровне входного сигнала до 4-5 В. Также необходимо отметить, что рассматриваемая схема чувствительна к уровню фильтрации анодного напряжения, поэтому применение фильтра R8C5 в цепи питания анода лампы является обязательным.

При конструировании лампового УНЧ радиолюбители нередко ставят перед собой задачу включения в его состав каскада, с помощью которого можно регулировать громкость дистанционно. Применение в обычных регуляторах выносных пультов с размещенными в них потенциометрами вряд ли можно считать удачным решением, поскольку чаще всего такие пульты соединяются с усилителем с помощью длинных кабелей, что приводит к появлению весьма существенных искажений. Однако существуют разнообразные схемотехнические решения, обеспечивающие регулирование громкости на расстоянии, например, посредством изменения управляющего напряжения постоянного тока, при практическом отсутствии искажений. Принципиальная схема одного из вариантов регулятора громкости с дистанционным управлением приведена на рис. 4.

Рис.4. Принципиальная схема регулятора громкости с дистанционным управлением

Отличительной особенностью рассматриваемого регулятора является включение вместо катодного резистора триода усилительного каскада еще одного триода, который выступает в роли регулирующего элемента. При изменении величины постоянного отрицательного напряжения, подаваемого на сетку второго триода, изменяется величина его сопротивления. В результате меняется глубина отрицательной обратной связи для первого триода. Так, например, при возрастании внутреннего сопротивления второго триода отрицательная связь возрастает, а усиление первого триода снижается. В данной схеме импортный двойной триод типа ЕСС82 можно заменить, например, отечественной лампой 6Н1П.

В высококачественной ламповой звуковоспроизводящей аппаратуре широкое распространение получили регуляторы громкости с тонкомпенсацией. Необходимость применения таких регуляторов громкости объясняется тем, что чувствительность уха человека изменяется в зависимости от частоты и громкости воспринимаемого звукового сигнала. Так, например, лучшая чувствительность соответствует восприятию составляющих средних частот по сравнению с составляющими высших и особенно низших частот. Поэтому при уменьшении громкости у слушателя появляется субъективное ощущение, что одновременно уменьшается уровень составляющих высших и низших частот воспроизводимого диапазона. В результате проведенных в этой области исследований были составлены определенные зависимости, которые получили название кривых равных громкостей.

Чтобы при разных уровнях громкости все частотные составляющие воспроизводимого сигнала воспринимались одинаково, в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре применяются регуляторы громкости, в которых при уменьшении громкости осуществляется необходимый подъем составляющих низших и высших частот, а с увеличением громкости подъем составляющих граничных частот уменьшается. Такие регуляторы называют тонкомпенсированными или частотно-зависимыми. Естественно, разработчики стремятся к тому, чтобы характеристики тонкомпенсированных регуляторов громкости были как можно ближе к кривым равной громкости.

Самым простым вариантом построения частотно-зависимого регулятора громкости является объединение непосредственно регулятора громкости и регулятора тембра с использованием спаренных переменных резисторов. Принципиальные схемы таких регуляторов громкости приведены на рис. 5, а и 5, б. Нередко в тонкомпенсированных регуляторах громкости используются потенциометры с одним или с двумя отводами, к которым подключаются соответствующие RC-цепочки. Принципиальная схема одного из вариантов такого регулятора громкости приведена на рис. 5, в.

Рис.5. Принципиальные схемы простых тонкомпенсированных регуляторов громкости

Токомпенсированный регулятор громкости может иметь и ступенчатую регулировку. К достоинствам таких регуляторов, помимо отсутствия потенциометра соответствующей конструкции, следует отнести возможность выбора значительно более широкого диапазона регулировки. Принципиальная схема одного из вариантов входного каскада лампового УНЧ с таким регулятором приведена на рис. 6.

Рис.6. Принципиальная схема тонкомпенсированного регулятора громкости со ступенчатой регулировкой

Тонкомпенсация в регуляторах громкости может быть реализована и с помощью специальных фильтров. Принципиальная схема регулятора с фильтром тонкомпенсации приведена на рис. 7.

Рис.7. Принципиальная схема регулятора громкости с фильтром тонкомпенсации

В рассматриваемой схеме фильтр тонкомпенсации представляет собой двойной Т-мост, коэффициент передачи которого для составляющих средних частот воспроизводимого диапазона меньше, чем коэффициент передачи для составляющих низших и высших частот. В режиме максимальной громкости движок потенциометра R4 должен находиться верхнем по схеме положении, при этом фильтр замкнут накоротко и не влияет на форму частотной характеристики. Для уменьшения громкости движок потенциометра R4 следует перемещать вниз, при этом уменьшается шунтирующее действие верхней части данного потенциометра на фильтр. В результате через фильтр начинают проходить составляющие определенных частот в соответствии с его частотной характеристикой. Поскольку составляющие средних частот ослабляются этим фильтром в большей степени, чем составляющие крайних частот, изменение частотной характеристики усилителя происходит по зависимости, близкой к кривым равной громкости. Потенциометр R4 должен иметь логарифмическую характеристику (тип В).

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 , 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 подробнее.
Кстати мне попадались импортные переменные резисторы у которых буква регулировочной характеристики совпадала с нашей. Например современный импортный переменный резистор имеющий линейную характеристику и букву А в обозначении.

2. Тонкомпенсация.
При слабом уровне громкости человеческое ухо лучше слышит СЧ диапазон, но хуже НЧ и ВЧ, потому в некоторые регулятора добавляют принудительную коррекцию АЧХ в самом начале регулировки. Обычно тонкомпенсация отключаемая, так как далеко не всем она нравится и тогда есть возможность случать оригинальный звук. Простейшая тонкомпенсация это конденсатор небольшой емкости между входным сигнальным и подвижным контактом резистора. В более «продвинуты» резистор имеет один или несколько отводов, позволяющих настроить коррекцию более точно.

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.

Вариант включения обычного переменного резистора для получения тонкомпенсации.

И включение специального резистора.

В моем случае по большей части можно было просто применить обычный переменный резистор. Ниже на фото пример простых переменных резисторов, слева подороже, справа попроще, но суть у них одна и та же, переменный резистор. Качественные переменные резисторы выпускает фирма Alps и стоят они весьма недешево.

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».

Ступенчатые регуляторы чаще всего применяются в высококлассной аппаратуре, например я впервые его встретил в популярном усилителе Одиссей 010. Кстати, при желании и некотором терпении подобный регулятор можно изготовить самостоятельно из многопозиционного переключателя и подобранных резисторов.

Или даже так, по сути просто переключатель с кучей резисторов.

Если заменить переключатель на реле, то можно сделать более красивое решение, к тому же имеющее возможность дистанционного управления. В целях упрощения резисторы в этом случае управляются двоичным кодом. Путем коррекции номиналов резисторов можно также задавать логарифмическую характеристику.
Переключая коэфициент деления при помощи фиксированных резисторов можно получить относительно простым способом большой диапазон регулировки, 1 реле — 2 уровня, 2 реле — 4 уровня, 3 реле — 8 уровней.
Ниже на фото показан регулятор имеющий 256 ступеней регулировки. Управляется он от специальной микросхемы — которая преобразует аналоговый сигнал от переменного резистора в двоичный код. Переменный резистор при этом просто изменяет постоянное напряжения и никак не подключен в цепи сигнала.
Реле при этом надо применять специальные — сигнальные, а не силовые, так как при слабых напряжениях и токах силовые реле не могут обеспечить качественный контакт.
Но кроме того у подобного регулятора есть преимущество, его легко можно сделать многоканальным просто добавив параллельно еще одну плату с реле.

Снизу платы видны пары резисторов около каждого реле. Вообще изначально у меня была мысль купить именно такой регулятор, но потом я передумал и позже объясню, почему.

Примерно по такой же схеме собран и известный регулятор Никитина, его преимущество в том, что входное и выходное сопротивление всегда постоянно, что лучше сказывается на качестве работы и меньшем влиянии на параметры остальной схемы.

Как было написано выше, ступенчатые регуляторы позволяют реализовать дистанционное управление, но при желании можно купить и обычный регулятор «с моторчиком», управляемым специальным контроллером. Фактически так и есть, вал переменного резистора можно вращать как вручную, так и с пульта, тогда это будет делать небольшой двигатель с редуктором, при этом ручка регулировки также будет вращаться, а если добавить к ней какой нибудь светодиод индикации положения, то смотрится это довольно эффектно.

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

Я покупал в «базовой» комплектации так как трансформатор у меня есть, плату реле можно сделать самому, а в «позолоченные» разъемы за полтора бакса я мало верю. Волновался чтобы в пути не разбили дисплей, но все обошлось.

Комплект всяких мелочей ничего особенного из себя не представляет, синий светофильтр, дешевенькая ручка и пара проводков.
Защитную бумагу со светофильтра я пока снимать не буду так как мне его еще ставить в корпус и не хотелось бы поцарапать.

Пульт похоже от какого-то телевизора AOC, в меру удобный, но имеющий глянцевый корпус. Смотрится неплохо, хотя кнопок могло бы быть и меньше так как большая часть из них не нужна.
Входы можно переключать как кнопкой Input 1-2-3-4, так и кнопками Bright в любом направлении.

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

Не знаю что подразумевалось под «позолоченными» разъемами, за которые надо было доплатить отдельно, но я получил с такими как на фото. Плата умеет коммутировать сигналы от четырех источников, все входы вынесены на один большой блок разъемов.

Пайка местами на троечку, хотя общее качество изготовления понравилось, аккуратно, есть крепежные отверстия, маркировка.

Плата питается переменным напряжением 12 Вольт, хотя у меня она без проблем работала и от 9. На некоторых конденсаторах имеется маркировка фирмы Elna, хотя на мой взгляд в данном случае это не имеет значения, не говоря о том, что китайцы те еще затейники и верить таким маркировкам можно далеко не всегда.
Также судя по всему на плате есть и умножитель напряжения так как дисплею требуется заметно больше чем 12-15 Вольт. Но в умножителе нет ничего плохого, хуже было бы если разработчик поставил импульсный преобразователь напряжения.

Также здесь установлены четыре стабилизатора напряжения, два (78L05 и 79L05) питают регулятор, один 7805 питает реле, второй отвечает за плату управления.

А вот и регулятор с четырехканальным коммутатором.

Регулировкой уровня сигнала занимается специализированный чип производства Cirrus logic. В начале обзора не были указаны характеристики регулятора, но так как фактически они зависят от данного чипа, то корректнее привести их именно в таком виде. Хотя корректность это понятие относительное, так как они относятся к оригинальному чипу, а какой стоит здесь, я сказать не могу.

Выше я не зря писал о ступенчатых регуляторах сигнала. Дело в том, что данный регулятор также ступенчатый. На блок схеме красным выделен узел аттенюатора, т. е. делителя, а зеленым — регулируемый усилитель.
В отличии от обычного переменного резистора регулятор умет работать в двух режимах, ослабления (-95.5 дБ — 0) и усиления (0-31.5 дБ), за ослабление отвечает аттенюатор, а за усиление — усилитель с изменяемым коэффициентом усиления.

Схема включения регулятора предельно проста, потому собственно и определяются характеристики набора именно характеристиками чипа, хотя некоторые параметры можно при желании испортить неправильной трассировкой.
Изначально регулятор двухканальный, но судя по даташиту он допускает каскадирование и его можно применять и в многоканальных системах, нужен просто еще один или несколько таких чипов.

На плате находится разъем для подключения панели управления, а также неизвестный мне чип со стертой маркировкой.

Как было указано выше, плата может управлять включением дополнительной нагрузки. Для этого на плате имеются контакты подключения реле. На этих контактах появляется 5 Вольт при включении регулятора в рабочий режим, коммутация по минусу.
Данный выход можно использовать для управления подачей питания на усилитель мощности.

1. Чип регулятора CS3310
2. Транзисторная сборка ULN2003 для управления реле, она же управляет и дополнительным выходом.
3. Сигнальные реле на напряжение 5 Вольт. Где-то дома должны быть такие же реле, только фирменные, может сравню позже.
4. Неизвестный мне чип, зачем стерли маркировку — загадка.

Снизу платы пусто, большая часть полигонов используется как экран от помех.

Так как чип регулятора имеет цифровое управление, то в комплекте идет плата управления и индикации.

Управление соответственно может быть как от энкодера, так и от пульта, для этого на плате установлен фотоприемник, по понятным причинам светофильтр должен захватывать и его.

А это то, из-за чего я отчасти остановил свой выбор именно на данной модели регулятора, VFD дисплей, или по нашему ВЛИ (Вакуумно Люминесцентный Индикатор).
Собственно из-за этого данную плату можно назвать «теплой и ламповой», так как ВЛИ это и есть самая настоящая радиолампа, правда не имеющая никакого отношения к звуку. Дисплей правда здесь самый обычный, подобные применяются в калькуляторах и подобных устройствах где достаточно 9 знакомест.

Скажу честно, мне действительно нравятся подобные вещи и я бы не отказался от подобных дисплеев, но в виде аналогов обычным 1602, 2004 и т.п., но стоят они обычно , правда и смотрятся красиво.

Контроллер управления и прочие элементы вынесены на обратную сторону платы, а сама плата выполнена в том же дизайне что и плата регулятора. Правда есть замечание, плата не совсем ровная, она немного выгнута в сторону от передней панели.

Контроллер управления регулятором и драйвер дисплея.

На плате имеются контакты для подключения внешней клавиатуры и месте для перемычек.
1. Зеленый — клавиатура — выключение звука, выбор входа, регулировка громкости. В отличии от энкодера здесь есть функция выключения звука, но нет кнопки выключения.
2. Красный — режим работы полный (аттенюатор + усилитель) или только аттенюатор.
3. Желтый — отключение функции запоминания настроек.

1. Микроконтроллер управления — 12C5A60S2
2. Драйвер дисплея —
3. EEPROM, предположительно для хранения настроек.
4. Пайка фотоприемника. сначала решил что все плохо, но позже выяснилось что такой вид только снизу, сверху пайка отличная.

Чтобы проверить регулятор, подключил трансформатор питания 9 Вольт, соединил шлейфом платы и… все, можно включать.

Со вспышкой, да без светофильтра пытаться что либо разглядеть на дисплее нереально, хотя здесь я даже подкорректировал изображение в фотошопе.

Без вспышки или с каким нибудь светофильтром все заметно лучше, сам по себе индикатор весьма яркий.

На странице товара есть примеры применения данного регулятора, а точнее — оформления передней панели с ним, хотя в некоторых вариантах применен явно другой светофильтр, заметно более длинный.

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.

И вот в последнем показанном пункте и кроется небольшая засада, полный диапазон регулировки составляет 256 уровней, а так как энкодер имеет 20 положений на один оборот, то для перехода от минимума до максимума надо сделать почти 13 полных оборотов. Я конечно люблю плавную регулировку, но всему есть свои пределы… На мой взгляд достаточно 30 ступеней регулировки, ну если хочется плавности, то 60-65, но 256…

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.

Если удалить перемычку Р5, то встроенный усилитель отключится, а максимально на дисплее будет уже 00.0, а не 31.5. Также на фото видны разные варианты включенных входов, 1 и 4. Входы переключатся коротким нажатием на энкодер.
Память режимов есть, но после полного снятия питания регулятор включится в режим который был перед корректным отключением, раздельной памяти на каждый вход нет, уровень громкости один на все входы. Если запаять перемычку блокировки памяти, то при каждом включении будет активирован первый вход и уровень сигнала -46. 0 дБ.

Из-за того, что дисплей включен всегда, то потребление от режима работы почти не меняется, 187 мА в дежурном и 236 мА в рабочем режиме. Потребление указано по переменному току, мощность около 1.7 и 2.2 соответственно.

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.

Для теста использовался полностью аналоговый генератор 10 Гц — 100 кГц и осциллограф DS203.
Сначала проверил как выглядит картинка на частоте 10 Гц.
1. Входной сигнал

3. Выходной сигнал на уровне +8.5 дБ
4. На уровне +9.0 дБ началось ограничение, но оно определяется размахом входного сигнала.
5. Уровень -45 дБ
6. Уровень -30 дБ

Частота 20 кГц.
1. Входной сигнал
2. Выходной сигнал на уровне 0 дБ.
3. Выходной сигнал на уровне +12 дБ
4. Так как размах входного сигнала здесь меньше, то ограничение началось на уровне +12,5 дБ, при дальнейшем увеличении усиления сигнал постепенно превращается в прямоугольник.
5. Уровень -45 дБ
6. Уровень -30 дБ

Максимум что умеет мой генератор — 100 кГц, на этой частоте я также решил проверить.
1. Входной сигнал
2. Выходной сигнал на уровне 0 дБ.
3. Выходной сигнал на уровне +11,5 дБ
4. Выходной сигнал на уровне 12.5 дБ, при 12.0 дБ ограничение было почти незаметно потому я выбрал 12.5 для наглядности.

Так как усилители мощности пока не готовы, ЦАП вообще еще не приехал, то пробовал немного с этим усилителем, работает нормально, по крайней мере единственный исправный канал:)
Собственно говоря именно этот усилитель я и буду переделывать, понимаю, явно не Одиссей, но что имеем. Хотя если учитывать что от него по сути останется только корпус, ну возможно еще трансформатор и радиатор, то не думаю что это важно, хотя у того же Одиссея вид и конструкция куда как более солидная.

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.

Спонсором данного обзора выступил посредник , который взял на себя оплату доставки.
Стоимость комплекта вместе с доставкой к посреднику выходит $30.66, стоимость доставки от посредника зависит от разных факторов. Весит набор 364 грамма, информация со страницы заказа у посредника.

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

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Планирую купить +31 Добавить в избранное Обзор понравился +88 +128

А. ШИХАТОВ, г. Москва
Радио, 2000 год, №10

Известно, что при снижении уровня громкости человек хуже воспринимает низкочастотные и высокочастотные составляющие звукового сигнала. По этой причине в современные звуковоспроизводящие устройства устанавливают частотно-зависимые (тонкомпенсированные ) регуляторы громкости, обеспечивающие подъем высоких и низких частот при малом уровне громкости в соответствии с кривыми равной громкости. Таким образом они улучшают субъективное восприятие звуковой картины. В публикуемой статье рассказывается о наиболее распространенных тонкомпенсированных регуляторах громкости.

Совпадение кривых тонкомпенсации с кривыми равной громкости даже у идеально спроектированного тонкомпенсированного регулятора громкости (ТРГ) возможно только при строго определенном коэффициенте передачи всего звукового тракта, начиная от источника сигнала и кончая громкоговорителем. Иными словами, уровень громкости, при котором производилась тембровая балансировка в процессе записи, должен достигаться при одном и том же положении регулятора громкости для любого источника сигнала. Отклонение коэффициента передачи от расчетного приводит к нарушению тонального баланса.

В комбинированной звуковоспроизводящей аппаратуре со встроенными АС все звенья звукового тракта согласованы по уровню сигнала, и данное условие, хотя и с некоторыми оговорками, выполняется. Усилителям же блочных устройств приходится работать с источниками сигнала с достаточно большим диапазоном выходных напряжений (0. 25… 1,5 В) и с АС неизвестной заранее чувствительности (84…94 дБ/Вт/м). поэтому во многих высококачественных усилителях совместно с ТРГ используются регулятор максимальной громкости или регуляторы чувствительности входов, а в последнее время — регуляторы глубины тонкомпенсации.

Тонкомпенсация обычно реализуется частотно-зависимыми делителями (реже фильтрами), связанными с регулятором громкости. Принципиальный недостаток большинства известных регуляторов на переменных резисторах с отводами — недостаточная степень коррекции АЧХ в области низших частот при малой громкости. Для приближения АЧХ к кривым равной громкости необходимо использовать переменные резисторы с несколькими отводами или регуляторы с распределенной частотной коррекцией . Однако такие регулирующие устройства весьма сложны в реализации и поэтому применяются довольно редко.

Наибольшее применение как в промышленных, так и в любительских конструкциях получили ТРГ на резисторе с одним отводом, схема которого приведена на рис. 1 (на этом и всех последующих рисунках рядом со схемой ТРГ показаны его регулировочные характеристики). Отвод обычно делается от 1/10 части общего сопротивления переменного резистора (считая от нижнего по схеме вывода), что соответствует приблизительно 1/4… 1/3 угла поворота движка регулятора. Подключение к отводу RC-цепи превращает регулятор в частотно-зависимый делитель. Цепь R1C1 обеспечивает подьем АЧХ на высших частотах звукового диапазона, a R2C2 — на низших. Однако подобным регуляторам свойственны существенные недостатки. Так обеспечиваемая ими степень коррекции АЧХ в области низших частот явно недостаточна (не более 8… 10 дБ на частоте 50 Гц), а в процессе регулировки заметен ступенчатый характер коррекции. По мере снижения громкости после прохождения отвода степень коррекции уже не меняется, тогда как именно при малой громкости она должна быть максимальной. Попытки увеличить степень коррекции уменьшением сопротивления резистора R2 приводят к появлению характерного провала АЧХ на средних частотах в момент прохождения отвода. И все-таки, несмотря на указанные недостатки, многие конструкторы усилителей 3Ч выбирают именно такой ТРГ из-за его простоты. Указанные на рис. 1 номиналы элементов типичны для большинства конструкций. Иногда резистор R1 может отсутствовать. В этом случае емкость конденсатора С1 должна быть примерно в два раза меньше.

Несколько большую степень коррекции АЧХ в области низших частот обеспечивает регулятор, схема которого приведена на рис. 2. Его прототип применялся в 50-е годы в радиоприемниках фирмы Philips . Примеры использования таких регуляторов в современных промышленных конструкциях автору неизвестны. Цепь R2C2R3 образует ФНЧ, сигнал с выхода которого подается на отвод регулятора. Этому ТРГ свойственны те же недостатки, что и предыдущему, хотя и в меньшей мере.

Недостаточная степень подьема АЧХ на низших частотах у регуляторов, о которых шла речь, объясняется применением корректирующих цепей первого порядка. В ТРГ (рис. 3) глубина коррекции при малой громкости увеличена за счет введения цепи R4C3, образующей совместно с участком переменного резистора от движка до отвода второй частотно-зависимый делитель. Применение двухступенчатой коррекции позволяет довести подъем АЧХ при минимальной громкости до 20…26 дБ на частоте 50 Гц. Оборотная сторона этого достоинства — сужение диапазона регулирования громкости до 45…50 дБ, что, впрочем, чаще всего оказывается вполне достаточным.

В некоторых случаях использование переменных резисторов с отводами нежелательно. На рис. 4 показана схема ТРГ на переменном резисторе без отводов, использующего фильтровый способ коррекции АЧХ. Фильтр R2R3R4C1C2. подавляющий средние частоты сигнала, начинает работать при малых уровнях громкости, благодаря чему происходит подъем низших и высших частот звукового диапазона. Варианты подобного регулятора широко используются в любительских разработках. Степень подъема его АЧХ на низших частотах при минимальной громкости можно увеличить добавлением корректирующей цепи, аналогичной, показанной на рис. 3.

Однако все рассмотренные ТРГ обеспечивают только фиксированную и отнюдь не идеальную коррекцию АЧХ и в ряде случаев требуют применения регуляторов тембра для подстройки тонального баланса. Попытки создания ТРГ с регулируемой коррекцией или совмещения ТРГ с регуляторами тембра предпринимались еще в 50-х годах. Вероятно, одной из первых реализаций этой идеи был регулятор громкости приемника немецкой фирмы Kontinental . В нем наряду с пассивным ТРГ на резисторе с двумя отводами использовалась регулируемая частотно-зависимая ООС, напряжение которой подавалось на регулятор с выходного трансформатора усилителя.

Оригинальная схема комбинированного пассивного узла регулировок громкости и тембра в транзисторном усилителе приведена на рис. 5 . Здесь переменный резистор R3 совместно с цепями R1C1. R2C2, R4C4 образуют цепь регулировки коррекции на высших частотах. Цепь C5R5, подключенная к отводу регулятора громкости R7, обеспечивает низкочастотную коррекцию. Незначительный подъем АЧХ на низших частотах в положении минимальной громкости создается резистором R2. Регулируется глубина НЧ-коррекции резистором R6.

Широкие пределы регулировки АЧХ в настоящее время представляются излишними, поэтому имеет смысл исключить конденсатор С2, заменить перемычкой конденсатор С1 и резистор R1. а сопротивление переменного резистора R6 уменьшить до 100 кОм. После такой доработки устраняется спад АЧХ в области высших частот, а диапазон регулировки АЧХ на низших частотах сужается до 10 дБ.

Схема разработанного автором простого ТРГ с регулируемой коррекцией на основе резистора с отводом приведена на рис. 6. Регулировка глубины коррекции одновременно по низшим и высшим звуковым частотам производится переменным резистором R1. Если регулировка в области высших частот не требуется, можно исключить конденсатор С2, а сопротивление резистора R3 уменьшить до 10 кОм. Недостаток такого ТРГ (как, впрочем, и всех других с цепями первого порядка) — недостаточная коррекция низших частот при самой малой громкости. Как уже отмечалось, добавлением корректирующей цепи аналогичной, показанной на рис. 4, степень подъема АЧХ на низших частотах можно увеличить. Используя предложенный принцип, несложно ввести регулятор тонкомпенсации в звуковоспроизводящую аппаратуру промышленного изготовления.

В следующей схеме ТРГ (рис. 7), также разработанной автором, используется одновременно и корректирующий фильтр C3R6R7, и частотно-зависимый делитель R2R3C2. благодаря чему достигается широкий диапазон коррекции. Переменный резистор R2 — регулятор громкости, R1 — регулятор низкочастотной коррекции, R4 — высокочастотной.

ЛИТЕРАТУРА
1. Иванов А. Тонкомпенсировамный регулятор громкости. — Радио. 1993. № 12 , с. 21.
2. Зуев П. Регулятор громкости с распределенной частотной коррекцией — Радио. 1986. N9 8 . с. 49-51.
3. Давыдов М. Акустические системы радиовещательных приемников. — Радио, 1956, № 4. с. 52-54.
4. Боздех Й. Конструирование дополнительных устройств к магнитофонам. — М. Энергоиздат, 1981. с. 174. 188.

Особенности нашего слуха таковы, что при снижении громкости мы все хуже и хуже начинаем слышать края звукового диапазона, т.е. высокие и низкие частоты. Если с высокими частотами все не так уж и плохо, то вот на низких частотах со снижением громкости требуется их довольно значительный подъем. Для решения данной проблемы применяется тонкомпенсированный регулятор громкости.

В доказательство сказанному на следующем рисунке представлены кривые равной громкости человеческого уха:

Упомянутый выше тонкомпенсированный регулятор громкости одновременно с изменением громкости изменяет и форму АЧХ так, чтобы тембр звука слабо зависел от уровня громкости. Для того, чтобы тонкомпенсация была верной, а изменение громкости равномерным, необходимо, чтобы определенное положение регулятора создавало в точке прослушивания соответствующий уровень громкости. Так, при установке регулятора громкости в положение максимальной громкости в точке прослушивания должен быть получен уровень громкости в 90 фон.

Простые тонкомпенсированные регуляторы громкости создают относительный подъем низших частот, который тем больше, чем меньше громкость. Существуют также и более сложные схемы, с и без использования активных элементов (транзисторы, ОУ), которые создают относительный подъем как низких, так и высоких звуковых частот.

Тонкомпесированный регулятор громкости на резисторе с дополнительными отводами

Простота этой схемы компенсируется проблемой поиска переменного резистора группы В с двумя отводами.

Если же вам удалось найти нужный резистор, то на основании величины сопротивления этого резистора можно рассчитать и остальные элементы:.

R3 = R / 1.2
R1 = R2 = 0.1 R3
R4 = 0.11 R1
R5 = 0.125 R1
C1 = 4 / R1
C2 = 3.9 / R1
Где R — сопротивление переменного резистора, кОм
R1 , R2 , R3 — сопротивление секций переменного резистора, кОм
R4 , R5 — сопротивление резисторов корректирующих цепочек, кОм
C1 , C2 — емкости корректирующих цепей, мкФ

Вот так выглядит один из вариантов переменного резистора с отводами отечественного производства:

Тонкомпенсированный регулятор громкости на резисторе без дополнительных отводов

Такой регулятор можно собрать и на доступном каждому переменном резисторе без дополнительных отводов . Схема такого регулятора приведена на следующем рисунке.

Использование резистора без отводов приводит к необходимости применения дополнительных деталей, однако это не сильно усложняет схему.

Обе приведенные схемы реализуют относительный подъем только в области низких звуковых частот. Относительный он потому, что отсутствие активных элементов не позволяет осуществить подъем, превышающий исходный сигнал, вместо этого осуществляется ослабление остальной части сигнала. Этот принцип заложен с основу любого пассивного фильтра звуковых частот.

Вторая схема была собранна и опробована. Элементы корректирующих цепей были напаяны непосредственно на выводы сдвоенного переменного резистора. Подобные пассивные регуляторы лучше устанавливать после предусилительного каскада и перед выходными каскадами.

Прослушивание в различных условиях продемонстрировали эффективность данной схемы, а ее применения оказалось достаточно для использования в домашних условиях на низких уровнях громкости. Тонкомпенсированный регулятор громкости позволяет сохранять тональный баланс записи без завала на низких частотах

Вместо заключения…

Хотелось бы добавить, что бесконечные споры, ведущиеся на аудиофильских форумах о правильности/неправильности применения тонкорректирующих цепей зачастую идут в разрез с общей идеологией Hi-End, сутью которого прежде всего является максимально приближенное к реальности музыкальное воспроизведение, при котором исчезают улавливаемые на слух отклонения от оригинала.

Для правильного восприятия музыкальной программы необходимо создавать при воспроизведении, которому ваши соседи явно не будут рады. Так что тонкомпенсированный регулятор громкости можно воспринимать как удачный компромисс сохранения правильного тембрального окраса музыки в домашних условиях.

Регуляторами называют устройства для изменения того или иного параметра или характеристики какого-либо блока, узла, прибора, установки. Процесс регулирования может осуществляться либо вручную оператором, либо автоматически по заранее заданной определенной программе; в соответствии с этим и регуляторы называются либо ручными, либо автоматическими.

Регулирование может быть как плавным, непрерывным, так и скачкообразным, ступенчатым, дискретным, поэтому к регуляторам должны быть отнесены и всевозможные переключатели электрических характеристик.

В УНЧ наиболее распространенными являются регулятор громкости, регуляторы тембра верхних и нижних частот, переключатели тембра типа «речь — музыка», а также многодиапазонные тон-регистры, о которых мы еще поговорим особо. В стереоусилителях имеется дополнительно регулятор стереобаланса.

Независимо от назначения и выполняемых функций все регуляторы характеризуются несколькими общими для всех них показателями. Главнейшим из них является диапазон регулировки, который в различной литературе имеет самые разные названия: пределы регулирования, коэффициент перекрытия, диапазон изменения величин и ряд других.

Параметр этот показывает, от какого минимального и до какого максимального значения изменяется регулируемая величина при вращении ручки регулятора (или нажатии кнопок, педалей и т. п.) от одного фиксированного крайнего положения до другого. Имеет смысл остановиться на этом параметре, так как для разных регуляторов в Hi-Fi усилителях пределы регулирования нужно выбирать по-разному.

Для регуляторов громкости желательно иметь диапазон регулирования порядка 60 дб, однако конструкция большинства обычных потенциометров не обеспечивает такого диапазона. Объясняется это наличием так называемого «нулевого скачка», т. е. скачкообразным переходом ползунка потенциометра с мастичной подковки на металлизированную часть дужки. В результате громкость при вращении оси регулятора вначале монотонно и плавно уменьшается, а затем в какой-то момент звук сразу исчезает.

Это не позволяет сделать громкость сколь угодно малой, причем, подчас минимально достижимая громкость оказывается слишком большой. Следующий простой пример иллюстрирует сказанное: пусть шальная выходная мощность усилителя Р вых.макс = 20 вт, а регулятор громкости имеет диапазон регулирования 40 дб. Заметим, что на практике этой случай не редкий и многие потенциометры имеют еще меньший диапазон.

Тогда этот регулятор может позволить получить минимальное выходное напряжение в 100 раз меньше максимального, что соответствует уменьшению выходной мощности в 100 2 раз, т. е. в 10 4 раз. Значит, минимально достижимая громкость будет соответствовать входной мощности 20 вт: 10 4 = 2 · 10 -3 вт = 2 мвт. Напомним для равнения, что максимальная неискаженная выходная мощность промышленного транзисторного приемника «Сюрприз» равна всего 50 мвт, приемника «Космос» — 30 мвт, а таких сравнительно больших, как «Сокол», «Юпитер», «Сигнал», «Нейва» — 60 мвт.

Следовательно, для обеспечения плавного уменьшения громкости в Hi-Fi усилителях до исчезающе малых значений нужно выбирать тип и отбирать экземпляр потенциометра, имеющий диапазон регулировки не менее 60 дб.

Такой отбор можно производить многошкальным омметром, позволяющим уверенно отсчитывать единицы ом. Отбирают потенциометр с минимальным значением сопротивления скачка со стороны «нуля», т. е. при вращении оси против часовой стрелки.

Для регуляторов тембра, регулирующих характеристику на ±20 дб, вполне достаточно иметь у потенциометра диапазон регулирования 40 дб. Для регулятора стереобаланса диапазон в 40 дб оказывается излишним, поэтому в схемах обычно предусматривают ограничительные резисторы.

Следующий важнейший параметр любого регулятора — характер или кривая изменения регулируемой величины. Для потенциометров в бытовой радиовещательной аппаратуре приняты три типа (закона) изменения величины сопротивления при вращении оси: линейный, обозначаемый буквой «А», показательный (буква «Б» на корпусе) и обратный логарифмический (буква «В»).

Для регуляторов громкости применяют только потенциометры с обратным логарифмическим законом изменения сопротивления (кривая «В»), для регуляторов тембра — линейные и иногда (в специальных случаях) — логарифмические. В регуляторах стереобаланса применяют только линейные регуляторы (с буквой «А»).

Переменные конденсаторы выпускают обычно либо прямоемкостные (с линейным характером изменения емкости), либо прямочастотные. При выборе того или иного вида характеристики в каждом конкретном случае исходят из назначения регулятора.

Наконец, важно, чтобы сам регулирующий элемент не вносил нелинейных и частотных искажений, а также обладал уровнем собственных шумов по крайней мере на 10-20 дб ниже минимального уровня сигнала в точке включения регулятора.

К переменным конденсаторам предъявляются требования механической жесткости подвижной системы, исключающей появление микрофонного эффекта, и отсутствие искровых разрядов во время вращения оси. Последнее требование практически исключает возможность применения переменных конденсаторов с твердым диэлектриком в Hi-Fi усилителях.

Уяснив сказанное, перейдем к рассмотрению конкретных схем регуляторов, применяемых в УНЧ.

1. Регуляторы громкости. Главное отличие регуляторов громкости Hi-Fi усилителей от обычных состоит в повышенных требованиях к характеру тонкомпенсации. Мы уже договорились в гл. 1 ввести количественную характеристику этого параметра. Теперь посмотрим, какими способами можно обеспечить выполнение этих требований.

Для того чтобы регулирование громкости на слух не было частотно-зависимым, т. е. чтобы слушатель при регулировании громкости не ощущал одновременно и изменения тембра звука, нужно при изменении громкости автоматически и вполне определенным образом изменять частотную характеристику усилителя: при уменьшении громкости частотная характеристика на низших и высших частотах должна приобретать подъем относительно средних частот, притом тем больший, чем меньше громкость. Это делается для того, чтобы скомпенсировать снижение чувствительности уха на низших и высших частотах при малой громкости.

Все схемы тонкомпенсации с использованием потенциометров с одним или несколькими отводами по своему принципу не позволяют получить требуемые характеристики, так как метод основан на том, что при уменьшении громкости происходит прогрессирующее ослабление составляющих высших частот, которое по мере вращения регулятора влево захватывает все более широкий участок спектра в сторону низких частот.

Добавление в схему всевозможных «закорачивающих» и «корректирующих» конденсаторов малой емкости не меняет положения, так как степень такого «закорачивания» постоянна и не меняется при вращении регулятора громкости, снижая в то же время общую эффективность тонкомпенсации.

Автором в свое время был предложен способ осуществления Эффективной тонкомпенсации на обычных потенциометрах без отводов, дающий очень хорошее приближение к кривым равной громкости. Различные модификации таких схем применялись в течение ряда лет в различных УНЧ и вполне себя оправдали. Однако с годами росли и требования к характеру тонкомпенсации, в силу чего схемы также постоянно совершенствовались. На сегодня можно предложить радиолюбителям два варианта таких схем: рис. 38 для Hi-Fi усилителей «стандартного» класса и рис. 39 — для усилителей «экстра-класса».

Рис. 39. Схема тонкомпенсированного регулятора громкости на сдвоенном потенциометре для усилителей «экстра-класса»

Обе они работают по принципу плавного введения в цепь прохождения НЧ сигнала в процессе уменьшения громкости неполного двойного Т-образного фильтра, частотная характеристика которого формируется подбором входящих в него элементов для минимального уровня сигнала.

При указанных на схеме величинах элементов регуляторы в «чистом виде» (т. е. не в схеме усилителя) имеют частотные характеристики, приведенные на рис. 40.

Нужно отметить, что хотя обе схемы имеют отличные частотные характеристики (особенно вторая), включение их в конкретный усилитель со своими цепями отрицательной обратной связи неизбежно каким-то образом изменяет характер тонкомпенсации, причем это чаще всего приводит к некоторому недостатку в спектре воспроизведенного сигнала самых нижних частот (притом только на самых малых уровнях громкости). Поэтому автор предлагает непосредственно на ручке регулятора громкости установить обычный тумблер, работающий независимо от вращения оси, например путем нажатия на ручку регулятора, либо установить тумблер просто рядом с регулятором громкости. Электрически этот тумблер включает дополнительную большую емкость в цепь катода лампы 1-го каскада УНЧ, увеличивая относительное усиление на частотах 20-60 гц (рис. 41).

Заметим попутно, что во многих наиболее дорогих моделях зарубежных усилителей и электрофонов имеются устройства аналогичного назначения (фирмы «Dual», «Ampex» и др. ), хотя схемно они обычно решены иначе.

Еще раз напоминаем, что независимо от сложности и характера схемы тонкомпенсации точка присоединения к корпусу (шасси) всех ее элементов должна быть только одна и причем только в том месте, где соединяются с корпусом резисторы утечки сетки и автоматического смещения входной лампы УНЧ.

Все элементы схемы тонкомпенсации должны быть тщательнейшим образом экранированы от электростатических и электромагнитных наводок.

2. Регуляторы тембра за последние годы достигли значительного совершенства, а схемы некоторых из них, например приведенная на рис. 42, стали уже «классическими». И все же, несмотря на хорошие характеристики регулирования и незначительное взаимное влияние, эти схемы не совсем пригодны для Hi-Fi усилителей. Главный недостаток всех распространенных схем — малая гибкость регулирования.

Не нужно путать этот термин с понятиями глубины и широты регулирования. Глубина регулирования показывает в цифрах, т. е. количественно, в каких пределах изменяется при регулировании уровень сигнала на граничных частотах, широта регулирования характеризуется диапазоном частот, захватываемых данной регулировкой, а гибкость регулирования характеризует возможность достаточно произвольного изменения формы частотной характеристики внутри регулируемого участка при той же глубине регулировки. На рис. 43 приведено семейство кривых «классического» регулятора тембра по схеме рис. 42, из рассмотрения которых видно, что в процессе регулирования меняется только угол наклона ветвей кривых, а характер изменения кривой все время остается одинаковым: либо монотонно убывающим, либо монотонно возрастающим от условной середины кривой к ее краям. Это приводит к тому, что слушатель не может произвольно подчеркнуть или ослабить какой-нибудь определенный участок спектра, что не позволяет получить верное воспроизведение в большинстве случаев.

Одной из «полумер», позволяющей в некоторой степени уменьшить указанный недостаток сравнительно простым способом, является предложенный автором метод использования для регуляторов тембра потенциометров с отводами, предназначенных для тонкомпенсированных регуляторов громкости. Схема включения этих потенциометров в «классический» двухдиапазонный регулятор тембра приведена на рис. 44, а семейство его частотных характеристик — на рис. 45. Из сравнения этих характеристик с приведенными выше становится ясно, как изменяется характер регулирования после переделки схемы.

Однако, если такая измененная схема регулятора тембра еще может быть использована в усилителях «стандартного Hi-Fi класса», то для «экстра-усилителей» необходимо введение по меньшей мере четырех плавных регуляторов тембра на участках 20-100, 100-1000 гц, 1-8 и 8-20 кгц.

Конечно, указанные границы весьма условны и требуют уточнения в процессе экспериментирования с высококачественными усилителями.

При делении полосы частот на несколько участков не всегда целесообразно для всех участков применять одни и те же схемы регулирования. Правильнее для каждого участка использовать свои схемы, учитывающие специфику данного диапазона частот.

В частности, при наличии в схеме четырех отдельных участков с указанными выше граничными частотами автор предлагает для регулировки во втором и третьем участках (т. е. на частотах от 100 до 8000 гц) применять «классическую» схему на потенциометрах с дополнительными отводами, подобную приведенной на рис. 44. Для первого участка, т. е. на частотах, где нелинейные искажения на слух менее всего заметны, проще и лучше всего применить схему, приведенную на рис. 46.

Схема работает следующим образом: в среднем положении потенциометра R 6 , являющегося регулятором тембра, напряжение звуковой частоты на его движке по отношению к шасси равно нулю (при полной симметрии обеих половин вторичной обмотки выходного трансформатора), поэтому вся цепь регулирования тембра не оказывает на усилительный каскад никакого влияния.

Постоянная времени всей цепи С 2 , R 4 , С 3 , R 5 , C 4 выбирается настолько большой, чтобы на частотах свыше 100 гц прохождения сигнала в направлении, указанном на рис. 47 стрелкой, не было совсем.

На более низких частотах при вращении оси потенциометра R 6 на нижней части потенциометра R 2 будет появляться напряжение звуковой частоты, причем амплитуда его на всех частотах будет пропорциональна углу поворота регулятора. Однако для более низких частот абсолютная величина напряжения будет больше, чем для относительно более высоких частот.

Кроме того (и это главное!), при переходе регулятора через среднюю нулевую точку на всех частотах будет изменяться на обратную фаза напряжения.

А так как указанная цепь является цепью обратной связи, охватывающей весь усилитель, то в зависимости от положения движка регулятора относительно его среднего положения эта обратная связь будет либо положительной, либо отрицательной, соответственно увеличивающей или уменьшающей усиление на частотах ниже 100 гц.

Результаты экспериментов показывают, что при двухзвенном фильтре и подаче сигнала в цепь сетки первой лампы глубина регулировки и крутизна среза на верхней граничной частоте оказываются вполне достаточными, а к.н.и. на частоте 20 гц при максимальном подъеме характеристики не превышает 3,5% в УНЧ мощностью 20 вт, что вполне допустимо даже для Hi-Fi усилителей.

На частотах свыше 40 гц к.н.и. уже не превышает 2,0% при подъеме характеристики, а при спаде опускается до значений порядка 0,6% на всех частотах участка.

Правда, схема весьма критична к регулировке в процессе налаживания из-за опасности самовозбуждения на инфразвуковых (и даже на звуковых) частотах при положительной обратной связи. Однако при достаточно тщательной регулировке схема работает стабильно.

Главное достоинство схемы в том, что она не требует дополнительного усиления, так как в среднем положении движка регулятора тембра затухание, вносимое схемой, равно нулю. Потенциометр R 2 , выведенный «под шлиц», служит для первоначальной регулировки величины обратной связи или, что то же самое, глубины регулировки тембра на нижней граничной частоте (20 гц). Все величины элементов фильтра нуждаются в подборе в процессе регулирования схемы.

Для регулирования тембра на четвертом участке, т. е. на частотах выше 8 кгц, рассмотренная схема не годится, так как увеличение к.н.и. более 1% на высших частотах в Hi-Fi усилителях недопустимо. Поэтому можно предложить две другие, сравнительно несложные схемы.

Первая из них (рис. 47, а) собрана на сдвоенном потенциометре, один из которых R 1 совместно с конденсатором C 1 регулирует величину отрицательной обратной связи по току на частотах свыше 8-10 кгц. Потенциометр R 2 входит в состав делителя выходного напряжения, причем благодаря наличию конденсатора С 3 малой емкости на частотах свыше 8-10 кгц этот делитель является частотно-зависимым, так как напряжение на его выходе зависит от положения движка потенциометра R 2 , тогда как на более низких частотах выходное напряжение практически неизменно для всех частот при любых положениях движка потенциометра.

Потенциометры включают таким образом, чтобы оба движка перемещались вместе вверх или вниз (по схеме). Номиналы элементов на схеме указаны лишь ориентировочно, так как все равно при регулировке усилителя потребуется их подбор.

Другая схема (рис. 47, б) более интересна, хотя и несколько сложнее. В этой схеме нагрузкой эмиттерного повторителя является контур L 1 C 2 C 3 C 4 , настройка которого может меняться при вращении оси регулятора (переменный конденсатор С 2) в диапазоне от 8-10 до 18-22 кгц. Точные границы этого диапазона и величины ограничительных конденсаторов С 3 и С 4 подбирают при регулировке усилителя.

Ось переменного конденсатора жестко соединена с осью потенциометра R 3 , с движка которого снимается сформированный сигнал.

Потенциометр должен быть обязательно типа «А» причем крайние его выводы включают в схему таким образом, чтобы уменьшению выходного сигнала соответствовала более низкая резонансная частота контура. Переменный конденсатор С 2 — обязательно прямочастотный. При правильной регулировке схемы и соответствующем подборе ее элементов характер изменения кривых регулирования будет таким, как изображено на рис. 48.

Из этих кривых видно, что вторая схема не только регулирует уровень высших частот, но и ощутимо меняет характер кривых, обеспечивая достаточно резкий спад выше граничной частоты. Это является основным достоинством схемы, окупающим ее относительную сложность.

3. Переключатели содержания и тон-регистры. К Hi-Fi усилителям предъявляются два совершенно исключающих друг друга требования в отношении регулировки тембра. С одной стороны, усилитель должен иметь как можно больше плавных регуляторов, позволяющих музыкально образованному слушателю отрегулировать частотную характеристику любым желаемым образом. С другой стороны, усилитель должен обеспечивать достаточно точное звуковоспроизведение передач самых различных жанров при пользовании им слушателем без специального технического и музыкального образования. Это противоречие устранимо только единственным способом: введением в усилитель кнопочного переключателя тембра — так называемого тон-регистра.

Тон-регистр представляет собой устройство, имеющее несколько кнопок для скачкообразного изменения тембра и 4-6 плавных регуляторов тембра. Одна из кнопок имеет надпись «тембр плавно», остальные имеют надписи, соответствующие определенным жанрам музыкальных передач (например, «Джаз», «Соло», «Симфония», «Речь» и т. п.).

При нажатии кнопки «тембр плавно» фиксированные частотоформирующие цепи отключаются, и слушатель получает возможность вручную отрегулировать частотную характеристику с помощью плавных регуляторов тембра. При нажатии любой другой кнопки регистра, напротив, отключенными оказываются все плавные регуляторы тембра, и независимо от их положения частотная характеристика становится фиксированной, должным образом соответствующей обозначенному на кнопке жанру передачи.

Тон-регистры, таким образом, представляют собой наиболее удачное сочетание гибкости и простоты управления тембром звука.

Все тон-регистры представляют собой довольно сложные устройства, иной раз более сложные, чем вся остальная часть усилителя. Никаких полностью законченных схем тон-регистров для их точного копирования привести нельзя, так как в каждом конкретном усилителе имеются свои индивидуальные, неповторимые особенности, которые и определяют параметры и величины схемных элементов тон-регистра. Поэтому мы ограничимся приведением в качестве примера одной сравнительно простой схемы (рис. 49), которую опытные радиолюбители смогут повторить, помня при этом, что часть элементов схемы придется подбирать опытным путем в процессе налаживания усилителя.

4. Регуляторы стереобаланса (РСБ) являются самыми простыми регуляторами в Hi-Fi усилителях и по существу не требуют отдельного описания. Поэтому мы приведем лишь несколько наиболее распространенных схем регулирования (рис. 50) и укажем, что если регулятор включен в участок усилителя с большим уровнем сигнала, например, перед предоконечным усилителем или фазоинвертором, то можно использовать схемы с общей «земляной» точкой. Если же регулятор включен на входе усилителя или в цепях, подверженных влиянию наводок и особенно блуждающих токов шасси, то лучше применять схему с двумя самостоятельными регуляторами на одной общей оси, и точки соединения с корпусом в этом случае разобщить, используя в каждом канале точку соединения с корпусом резистора утечки сетки лампы регулируемого канала. Еще раз напоминаем, что потенциометры для всех видов РСБ должны быть линейными, с буквой «А» на крышке корпуса.

Полезным, хотя и не обязательным дополнением к регулятору стереобаланса является индикатор баланса, позволяющий точно отмечать положение РСБ, соответствующее одинаковому усилению каналов стереоусилителя. Существует немало методов и схем индикации. Мы рассмотрим несколько простых, но достаточно эффективных.

Левая часть рис. 51, а, общая для всех индикаторов, представляет собой выходы обоих каналов усилителя. С помощью кнопки Кн выходы подключают к индикатору со схемой сравнения. В схеме рис. 51, б напряжения со входов А и Б подаются в противофазе на половинки первичной обмотки, имеющие одинаковое число витков. Магнитные потоки полуобмоток при их полной идентичности и равенстве напряжений А и Б одинаковы и направлены навстречу. Поэтому общий магнитный поток равен нулю, напряжение на вторичной обмотке отсутствует, и «магический глаз» индикатора полностью закрыт. При разбалансе в любую сторону напряжение на вторичной обмотке будет пропорционально величине разбаланса и будет вызывать расширение затемненного сектора индикатора.

Схема на рис. 51, в работает по принципу фотометра, т. е. прибора, сравнивающего яркости двух источников света. Лампы накаливания (6,3 в, 0,28 а) помещены в непрозрачный футляр с перегородкой посредине. Одной из стенок футляра служит матовое или молочное светорассеивающее стекло. При разбалансе каналов отчетливо видна граница двух различных яркостей, при полном балансе стекло светится равномерно. Яркость свечения ламп зависит от величины выходного напряжения усилителей и может изменяться регулятором громкости.

На рис. 51, г показана мостовая схема сравнения на диодах. Индикатором является стрелочный прибор, нуль которого находится посредине шкалы (можно использовать амперметр от любого автомобиля с шунтом).

Первая система может быть очень изящно оформлена конструктивно, особенно при использовании пальчиковых индикаторов типа 6Е3П или 6Е1П, позволяет в широких пределах регулировать чувствительность индикатора, однако с ее помощью нельзя определить направление разбаланса. Две другие схемы свободны от этого недостатка, но их труднее оформить достаточно красиво на лицевой панели усилителя.

Во всех случаях эталонным сигналом служит напряжение с частотой 50 гц, подаваемое с той накальной обмотки силового трансформатора, один из концов которой (или средняя точка) соединен с шасси. Это напряжение подается на входные гнезда усилителя через контакты кнопки Кн.

Существуют и другие системы индикации, например с использованием релаксационных генераторов на неоновых лампах, однако они не имеют каких-либо преимуществ перед описанными.

В заключение можно дать еще один практический совет: все потенциометры перед их установкой в Hi-Fi усилитель полезно смазать для предотвращения шорохов и тресков при вращении и увеличения срока службы. С этой целью нужно аккуратно снять защитную крышку и осторожно смазать всю подковку очень небольшим количеством чистого вазелина, а между осью и втулкой капнуть 1-2 капли любого жидкого минерального масла.

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:

Ручки для регулировки громкости на усилителе и другой радиоаппаратуре

Организация регулировки громкости в высококачественной аппаратуре всегда была вопросом важным и не простым. Используемый для этого потенциометр должен обладать высокой идентичностью каналов (для спаренных потенциометров), хорошей износостойкостью, отсутствием посторонних звуков (шорохов и тресков) при регулировке. Сегодня на смену обычным переменным резисторам приходят галетные переключатели, схемы на реле или интегральных микросхемах. При существенной стоимости и сложности такие варианты, решая одни проблемы, порождают другие. Поэтому многие любители качественного звука до сих пор предпочитают «старомодные» потенциометры.

Задавшись целью — найти качественный потенциометр для вашего усилителя, вы обязательно и довольно быстро натолкнётесь на продукцию фирмы ALPS. Действительно, их изделия используются в дорогих аппаратах и имеют высокие характеристики при разумной цене. ALPS выпускает как обычные, так и моторизованные потенциометры. Именно последние позволяют регулировать громкость с помощью пульта дистанционного управления. Необходимо лишь подключить схему управления.

В данной статье представлена схема, которая позволяет дистанционно управлять моторизованными потенциометрами ALPS, а также переключать пять входов усилителя с помощью стандартного пульта, работающего по протоколу RC-5.

Одна микросхема.

Не считая стабилизатора напряжения питания, схема содержит всего одну микросхему — это микроконтроллер ATmega от Atmel, которая отвечает за декодирование сигналов стандарта RC-5, формирование сигналов для управления двигателем и сигналов управления реле коммутатора входов.

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке:

увеличение по клику

Схема достаточна проста и подробных разъяснений не требует. Остановимся лишь на некоторых важных моментах.

Порты PD2-PD6 через разъём K3 можно использовать для управления реле коммутатора входов предварительного усилителя.

Выводы портов PC и PB соединены параллельно для увеличения выходного тока. Именно они используются для управления приводом потенциометра через разъём К1. Максимальный ток двигателя по документации ALPS составляет 150 мА. Максимальный ток порта микроконтроллера по документации Atmel около 40 мА. Запараллелив 6 выходов, мы можем получить ток управления больше 200 мА.

Для индикации вращения двигателя параллельно ему включён светодиод D1. Здесь необходимо использовать двухцветный светодиод и по цвету свечения будет понятно, в какую сторону вращается двигатель. При желании его можно вывести на переднюю панель усилителя.

Питать конструкцию можно от отдельно трансформатора, который подключается к разъёму K5. Или постоянным напряжением от блока питания самого усилителя. В этом случае напряжение подаётся на плату через разъём К4, а элементы В1 и С10-С13 можно не устанавливать.

Конструкция.

На рисунке представлено расположение элементов на печатных платах устройства:

Конструкция разделена на две части для удобства размещения в корпусе усилителя. На одной плате размещён сам моторизованный потенциометр. Эта плата крепится в непосредственной близости от передней панели усилителя.

На второй плате размещён блок питания, микроконтроллер и остальные элементы устройства. Эту плату желательно разместить в корпусе усилителя как можно дальше от звуковых цепей и по возможности заэкранировать для снижения излучаемых помех.

Приёмник ИК-сигнала нужно также разместить на передней панель усилителя, подключив его к плате трехжильным шлейфом. При большой длине шлейфа для исключения неустойчивых и ложных срабатываний приёмника необходимо продублировать конденсаторы С2 и С3, распаяв их непосредственно на выводах приёмника.

Все соединения конструкции реализованы разъёмами, которые соединяются между собой шлейфами с соответствующим количеством жил.

На печатной плате потенциометра предусмотрены контакты для подключения экрана сигнального кабеля и экрана кабеля управления двигателем, если в этом возникнет необходимость.

Фото готовой конструкции представлено на рисунке:

увеличение по клику

Сигналы для транзисторных ключей управления реле коммутатора входов снимаются с разъёма К3. Для переключения входов на пульте следует использовать цифровые кнопки 1…5. Таким образом можно непосредственно выбрать нужный вход. Для переключения входов последовательно на пульте используются кнопки переключения каналов «вверх/вниз».

Чертежи печатных плат. (в формате PDF, версия редакции журнала «Электор»)

Чертежи печатных плат (в формате SLayout, версия читателей «РадиоГазеты»)

Распайка регулятора громкости в УМЗЧ и немного теории

Регулятор громкости — это устройство, позволяющее изменять величину электрического напряжения на выходе при воздействии на органы управления, либо при поступлении управляющего сигнала. Используется как в составе электронной аппаратуры, так и в виде отдельного изделия.

Регулятор громкости может быть как регулятором напряжения, так и регулятором тока, ведь его задача регулировать выходную мощность усилителя на какой то нагрузке, т.е., если регулятор представляет из себя переменный резистор на входе усилителя, то он регулирует напряжение которое поступает на дифференциальный каскад усилителя, тем самым уменьшая или ограничивая до максимального уровень входного сигнала. Если регулировка выходной мощности осуществляется на выходе усилителя, к примеру, добавочное сопротивление, включаемое последовательно с нагрузкой, то это уже будет регулятором тока, так как без нагрузки, напряжение на выходе усилителя будет неизменным. Так же можно назвать регулятором тока – резистор в цепи обратной связи, который реализован при помощи датчика тока – резистора, последовательно с нагрузкой которого, снимается сигнал и подаётся на инвертирующий вход усилителя.

Таким образом получается, что переменный резистор может выполнять роль и регулятора тока и регулятора напряжения в зависимости от того где он включён.

Так же можно назвать регулятором тока и регулятор громкости в усилителе ИТУН, который стоит на входе схемы. Он регулирует входное напряжение, но благодаря обратной связи по току (с датчика тока – добавочного резистора при прохождении тока снимается напряжение, чем выше ток, который по нему проходит, тем больше на этом резисторе падение напряжения) сам регулятор громкости не регулирует ток в нагрузке, но далее по схеме осуществляется связь по току, к примеру если выкинуть из ИТУНа этот резистор, то связь будет только по напряжению и регулятор громкости будет регулятором напряжения *в чистом виде*. Это как тумблер и электромагнитное реле, сам по себе тумблер не может пропустить большие токи, и он подаёт сигнал реле с мощными контактными группами, а стоят ли последовательно с этими группами контактов добавочные резисторы – тумблеру *глубоко и с большой высоты*.

Регулятором громкости служит переменный резистор, в стерео усилителях, это сдвоенный переменный резистор. На первых двух рисунках представлен внешний вид сдвоенного переменного резистора. Сопротивление переменного резистора может быть в пределах от 20 до 100 кОм, это зависит от конструкции усилителя. На третьем и четвёртом рисунках изображена схема включения регулятора (один канал) и соответствие выводов к схеме. Пятый рисунок показывает, как надо правильно припаять провода.

Регулятором тока может быть магнитный шунт в трансформаторе, такой вид регулировки выходной мощности применяется в сварочных аппаратах для ручной дуговой сварки и как ни странно в довольно дорогих ламповых усилителях.

Так же регулятором громкости может выступать дроссель на входе с изменяющейся индуктивностью (ферритовый сердечник перемещается по резьбе в виде винта), так часто было устроено в старых ламповых радиолах, и по сути там звук никогда не хрипел при повороте ручки, так как механически никакого контакта не было, а значит и стираться было нечему.

Ещё были регуляторы громкости, по средству подмагничивания звуковой катушки в самом динамике. Было это очень просто и эффективно, такой регулятор громкости можешь собрать самому, только придётся делать собственную магнитную систему. Принцип работы простой, вместо постоянного магнита использовался электромагнит, а подаваемое на его обмотку напряжение создавало необходимый ток, который создавал магнитное поле, чем больше было это магнитное поле, тем больше была чувствительность у динамической головки, следовательно чем меньшее напряжение подавалось на обмотку электромагнита – тем тише играл динамик, причём независимо от подводимой к звуковой катушке мощности. В дальнейшем от такого регулятора отказались, и стали делать регуляторы на переменных резисторах по входу схемы, так проще. Но динамики то такие ещё оставались (без постоянных магнитов, с двумя катушками), и их начали подключать к силовым трансформаторам последовательно с нитями накала радиоламп, таким способом (методом) убивали двух, если не трёх зайцев. Первый – избавлялись от кучи старых динамиков, второй – улучшалось качество питания радиоламп и они служили дольше, так как катушка в динамике выступала в роли дросселя для нити накала и ток был стабильнее, а значит и работа нити была более *ровнее*, третья – можно было получить гораздо большую мощность динамической головки, нежели при использовании *дорогого* (утверждение спорное) постоянного магнита.

Рисунки взяты с сайта
tehnari.ru, за что Валерию большое спасибо!
Так же отдельное спасибо человеку под ником

Программное обеспечение.

Прошивка для данной схемы состоит из нескольких модулей, исходный код которых можно найти в отдельных файлах. Так, например, файл motor.c содержит программу для различных функций коммутации двигателя. В файле buttons.c описаны функции соответствующие кодам стандарта RC-5 пультов ДУ.

Работа программы довольно проста. При поступлении сигнала подпрограмма обработки прерываний проверяет, соответствует ли принятый код стандарту RC-5 и в случае положительного результата передаёт полученный код для обработки основной программе.

Таблица соответствия кодов стандарта RC-5 (нажатым кнопкам на пульте) выполняемым функциям хранится в EEPROM-памяти контроллера. При необходимости изменения привязки кнопок к функциям под свои нужды достаточно изменить файл buttons.c, перекомпилировать файл прошивки и по новой запрограммировать контроллер. Для компиляции файла прошивки понадобится программа AVR-Studio или WinAVR.

Файлы для программирования микроконтроллера.

Регулятор громкости на 50 кОм с дистанционным управлением

Обзор регулятора громкости (РГ). Пришло в пыльном пакете:

Внутри

Инструкция:

Пульт ДУ. Питание батарейки мизинчиковые ААА. Батареек нет в комплекте.

Переменный резистор:

Японский ALPS:

Сверху фото:

Размеры крепления:

Размеры регулятора:

Замерим сопротивление резистора:

Отличается. Не очень хорошо это. Вот резистор от продавца, у которого я ALPS покупаю mysku.ru/blog/ebay/40146.html —

Фото платы регулятора:

Сверху. Фотку не уменьшал. Чтобы подробнее микросхемы посмотреть нажмите на фото.

Есть отверстия для разных моторизированных регуляторов. Оба стереоканала отдельно разведены. Земля не общая. Как видно не запаян регулятор и контактных разъемов нету в комплекте. Спаял. Разъемы свои поставил:

Питание аппарата — переменные 9 В. Такого трансформатора у меня не было. Подключил к лабораторному БП постоянного тока. Выпрямитель на РГ — один диод. Поэтому правильно соблюдаем полярность. Иначе не будет работать. При нажатии на пульт реагирует миганием светодиода. Кнопка ON/OFF замыкает соотв. контакт на плате — видимо сюда нужно реле подключить для подачи питания на основное устройство, а сам РГ запитать от «дежурного» трансформатора. Кнопки увеличения/уменьшения громкости должны вкл. моторчик и крутить ручку переменного резистора. Потребление платы:

Если крутить — то до 0.4 поднимается иногда. Подключал резистор к усилку — все норм. Тресков, щелчков, звука по одному из каналов на минимальной громкости не слышно. Замерим переменный резистор в программе RMAA на разных уровнях громкости — от самой большой и уменьшаем уровень сигнала (см на баланс правого и левого канала — неплохо, судя по фоткам):

А теперь самое главное. При нажатии кнопок на пульте моторчик начинает работать, пытается крутить резистор, плата вибрирует вся, но регулятор не двигается и стоит на месте. Видимо достался мне бракованный китайский японский резистор ALPS. Не без косяков устройство. Видимо, наверное, можно как-то починить его (не понял как он разбирается), либо новый купить на ебее или на али — плата то рабочая. Или купить в Аудиомании «за дорого». Старый можно использовать как тестовый регулятор громкости. Вот такая пичалька. Плюсы девайса. 1. Плата работает 2. С балансом у РГ все ок 3. ВКЛ/ОТКЛ питания с пульта 4. Стереоканалы разделены. Двойное моно. 5. Нет типичных глюков китайских переменных резисторов 6. На плате есть отверстия под разные моторизированные потенциометры 7. Доп.гайка и шайба в комплекте

Минусы. 1. В наборе нет коннекторов 2. Паять надо РГ и коннекторы 3. Нет батареек для пульта в комплекте 4. Инструкция — иероглифы 5. ALPS отличается по каналом сопротивлением 6. Не работает привод моторчика на переменный резистор

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Читайте также: Аудио адаптеры 3,5 мм с добавочным сопротивлением (20, 75, 100, 175 Ω) для наушников. Обзор, измерения, личные впечатления

Важное замечание.

Автор опробовал свою разработку с пультом ДУ от аппаратов Philips. Понятно, что не у каждого дома есть продукция этой известной марки, поэтому были предприняты попытки проверить совместимость других пультов. Под руку подвернулся универсальный пульт «EuroSky 8» (на фото он справа черный):

Этот пульт неплохо управлял различными устройствами в доме, но, когда его запрограммировали на работу с аудиоустройствами, наблюдались ошибки при отработке вспомогательных функций. Оказалось, что некоторые пульты некорректно отрабатывают стандарт RC-5.

Редакцией журнала «Электор» была проведена модернизация программного обеспечения данного устройства с целью минимизации ошибок при работе с различными пультами разных производителей. Проведенные тесты с универсальным пультом Philips SBC RU 865 показали отличную работу. С другими универсальными пультами ДУ также проблем возникнуть не должно.

Если у вас есть тестер для пультов ДУ, то проверить соответствие вашего пульта стандарту RC5 можно с помощью приведённой ниже таблицы:

Здесь для примера представлены некорректные коды, которые передавал пульт «EuroSky 8». В правой колонке представлены правильные коды команд.

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор».

Удачного творчества! Главный редактор «Радиогазеты».

Релейный регулятор громкости (Китай) для усилителя мощности

Продолжаем обзор китайского релейного регулятора громкости начатый в предыдущем материале Балансные регуляторы громкости и не только .
Кратко повторюсь, что ручка регулятора громкости не является потенциометром, а представляет из себя селектор, который подает значения на микросхему, которая в свою очередь переключает 16 высококачественных сделанных в Японии реле, чем выбирает сопротивление для сигнала в 256 значений. Китайские разработчики обещают, что такой регулятор громкости ощутимо превосходит по качеству звучания любые классические потенциометры на угольной пленке. Звук получается по их словам максимально прозрачным и даже показывает не просто послезвучия, а и тени послезвучий.

Возвращаемся к актуальной части обзора, прослушивание релейного регулятора громкости.

ПРОСЛУШИВАНИЕ

Прослушивание -это в первую очередь конечно эмоции от нового устройства в системе. И что сказать… Это конечно очень странное релейное чудище, но это ребята просто бомба в плане звука. Вы начинаете крутить ручку и результатом этого становится шлейф треска срабатывающих реле – не сказать, что это неприятно, скорее необычно и интересно.

Звучание при регулировке я оценил на двух усилителях мощности – Exposure 3010 и Parasound A23, но в принципе уже все понятно по перспективам и возможностям. Следует учитывать, что при подключении такого компонента, как релейный РГ, вам понядобится два комплекта проводов.

C усилителем я использовал два комплекта XLR кабелей (клоны McIntosh), полностью балансная передача сигнала, а в случае с усилителем Exposure 3010, который не имеет балансных входов использовался набор из двух балансных кабелей (клоны McIntosh) от балансного ЦАП Inntak до балансного регулятора громкости, а с РГ уже выход пошел по небалансному подключению – кабеля с RCA разъемами (тоже клоны McIntosh).

Прежде чем я начну рассказывать о звучании – скажу сразу – по перспективам – это лучшее решение, что я встречал и соответственное наименьшее зло во всех отношениях (звук и цена). Это нечто удивительное.

На Parasound A23 я разницу в звуке услышал, но спорный вопрос что именно я услышал – точно то, что сцена, что-то с объемным пространством при пропускании звука через релейный РГ произошло – оно имело изменения от варианта с чисто пуристичным онли мощником без РГ. Но от релейного РГ ясность вообще не пострадала, сочность вообще не пострадала. Я заметил, что несколько иначе стал акцент послезвучий и чуть больше «стекла» в звуке. Но хорошо это или плохо – затрудняюсь сказать, потому что звук настолько высококачественный, что не исключаю и такой вариант, что через РГ я получил звук еще лучше, но мозг пока не может к этому адаптироваться.

Через релейный РГ вышел прекрасный звук, не точно такой же, но без деградаций разрешения, сока, микронюансов – это удивительно.

Я отмечал, что понижение громкости через мой ЦАП с цифровой громкостью ухудшало звучание, делало звук менее подробным и острым.

Используя релейный РГ острота и ультрадетальность сохранялось до минимального порога слышимости. Этот РГ безусловно является Hi-Fi компонентом высокого класса, который себя абсолютно непринужденно почувствует и в топовом сегменте.

Звучание роскошно, детали, острота звука до самой последней ноты передаются. Как китайцы писали – даже тень от тембров можно ощутить- да, настолько деликатно работает с переключением звука, что ничего не теряется, я ощутил и тень и воздух, и эхо. Если была слюда на звуке, она также ярко и будет скрипеть до мурашек.

Кроме того, именно этот релейный РГ наконец смог раскрыть звучание мощника Exposure 3010, чтобы я смог его оценить в полной красе. Что могу сказать – это релейный РГ к Exposure 3010 строго рекомендую – результат удивителен!

Опять

Что касается звучания самого Exposure 3010, то думаю я более подробно опишу это в соответствующем обзоре реванше, за неслишком хороший предыдущий отзыв, где совершенно очевидно я просто не смог забрать хороший звук именно из за проблем с регулировкой громкости.

С Exposure 3010 релейный регулятор громкости звучал шикарно. Или наоборот, что сути не меняет. Очень красивые нежные, шелковые высокие частоты, глубокие низкие и эта пронзительная ясность звучания высоких частот остается до самых тихих значений при переключении громкости.

Треск реле своеобразный, необычный – не могу сказать сколько реле способны выдержать переключений, надеюсь это значение большое, сделаны они в Японии.

Релейный регулятор – прекрасный продукт, я наконец получил то, что хотел. А небольшое изменение в пространственном изображении звука вполне может быть из-за двух комплектов кабелей, вместо одного.

ЭРГОНОМИКА

РГ включается поворотом ручки – ощущается щелчок. Звук не появляется сразу – должно пройти время, 5-10 секунд, чтобы схема начала работать – вероятно софт-старт. Дальше по шкале есть пустое пространство без реле, примерно до 9 часов утра, чтобы отделить включение от регулирования громкости, после чего начинается уже работа реле.

Был такой момент, когда я после регулировки громкости услышал как произвольно внутри аппарата защелкало реле – возможно я остановил движение ручки на каком то пограничном значении, несмотря на кажущийся дискрет, движение ручки аналоговое. Такое было при многочасовом прослушивании не более 1-2 раз. Решением было – чуть доповернуть ручку. Я не знаю столкнетесь ли вы с таким эффектом вообще, но пугаться нечему.

Регулировка громкости пошаговая, но довольно тонкая, 256 значений позволяют выставить громкость достаточно деликатно под слух.

Корпус сделан прилично, красиво, ручка громкости/селектор крутится легко и приятно. Разъемы на задней стороне качественные, хорошо держат кабеля.

В аппарат можно подключать как XLR кабеля, так и RCA и комбинировать их, как вам нужно – XLR в XLR, XLR в RCA и тд.

Идея с реле и минимальным влиянием на разрешение звука – великолепна, у разработчика все получилось.

ИТОГ

Роскошный релейный регулятор громкости высокого класса Hi-Fi, наконец то оправдавший мои ожидания (правда и цена не минимальна, но в несколько раз ниже даже предусилителя б/у со вторички). Я использовал версию Upgrade 0.1%. Планирую использовать этот компонент, как с открывшим второе ясное дыхание музыкальным Exposure 3010, так и со скоро прибывающим в мои владения мощником Yamaha PC2002M.

А КАК ЖЕ ВИДЕО?

Да, в заключение хотелось бы продемонстрировать выше сказанное видеофрагментами. На этот раз запись звука велась только на видеокамеру – хорошо это или плохо – пишите в комментариях или может стоит вернуться к стереорекордеру ZOOM h2 – тоже пишите, не оставайтесь равнодушными.

В тракте были акустические системы Diatone DS-77z, усилитель Exposure 3010 и кабеля – клоны McIntosh с разъемами Нейтрик (у XLR) и Накамичи (у RCA). ЦАП Inntak Sabre ES9018 + 2x Muses8920 + 2x AD797 +2x R-Core + Amanero.

Немного акустической гитары и вокала:

И немного прекрасной классики. Ах, как восторженно и низко бухали барабаны в этой композиции, как красиво звучал верхний регистр.

6, всего, сегодня