Как работает электронный регулятор громкости на полевом транзисторе. Какие преимущества у такой схемы. Как собрать регулятор громкости своими руками. Какие есть варианты схем регуляторов громкости.
Принцип работы электронного регулятора громкости на полевом транзисторе
Электронный регулятор громкости на полевом транзисторе — это простая, но эффективная схема для управления уровнем звука в аудиоустройствах. Основой схемы является полевой транзистор, который выполняет роль управляемого резистора.
Принцип работы основан на изменении сопротивления канала исток-сток полевого транзистора при подаче напряжения на затвор. Чем выше напряжение на затворе, тем меньше сопротивление канала и, соответственно, выше уровень проходящего сигнала.
Основные элементы схемы:
- Полевой транзистор (например, КП304)
- Конденсатор для хранения управляющего напряжения
- Кнопки «+» и «-» для изменения напряжения на затворе
- Делитель напряжения на резисторах
- Разделительные конденсаторы на входе и выходе
Преимущества электронного регулятора громкости
Электронный регулятор громкости на полевом транзисторе имеет ряд преимуществ по сравнению с обычным потенциометром:

- Отсутствие механического износа и шумов при регулировке
- Возможность дистанционного управления
- Высокая точность и плавность регулировки
- Малые габариты
- Низкий уровень собственных шумов и искажений
Благодаря этим преимуществам, такие регуляторы широко применяются в современной аудиотехнике высокого класса.
Как работает схема электронного регулятора громкости
Рассмотрим принцип работы схемы на примере классического варианта с полевым транзистором КП304:
- На вход схемы через разделительный конденсатор поступает звуковой сигнал
- Сигнал проходит через канал исток-сток полевого транзистора
- Сопротивление канала зависит от напряжения на затворе
- Напряжение на затворе хранится на конденсаторе и изменяется кнопками «+» и «-«
- Выходной сигнал снимается с делителя напряжения и подается на усилитель мощности
При нажатии кнопки «-» конденсатор заряжается, напряжение на затворе растет, сопротивление канала уменьшается и громкость увеличивается. При нажатии «+» происходит разряд конденсатора и уменьшение громкости.

Варианты схем электронных регуляторов громкости
Существует множество вариантов схем электронных регуляторов громкости. Рассмотрим некоторые из них:
1. Простой регулятор на одном полевом транзисторе
Это базовая схема, описанная выше. Подходит для монофонических устройств или при использовании двух идентичных каналов для стерео.
2. Регулятор с дополнительным усилительным каскадом
В эту схему добавлен операционный усилитель, который позволяет получить дополнительное усиление и улучшить характеристики.
3. Цифровой регулятор на микроконтроллере
Использует цифро-аналоговый преобразователь под управлением микроконтроллера. Позволяет реализовать сложные алгоритмы регулировки.
4. Регулятор на специализированной микросхеме
Применяются готовые микросхемы электронных потенциометров или регуляторов громкости.
Как собрать электронный регулятор громкости своими руками
Для самостоятельной сборки простого регулятора громкости на полевом транзисторе потребуется:
- Печатная плата или макетная доска
- Полевой транзистор КП304 или аналогичный
- Конденсаторы, резисторы согласно схеме
- Кнопки без фиксации
- Источник питания 9-12В
- Паяльник и инструменты для монтажа
Порядок сборки:

- Разработать печатную плату по схеме или использовать готовую
- Припаять компоненты согласно схеме
- Подключить питание и кнопки управления
- Проверить работоспособность на низком уровне сигнала
- Настроить диапазон регулировки подбором номиналов резисторов
При сборке важно использовать качественные компоненты и соблюдать меры защиты от статического электричества при работе с полевым транзистором.
Настройка и оптимизация электронного регулятора громкости
После сборки регулятора громкости может потребоваться его настройка для получения оптимальных характеристик:
- Подбор номиналов резисторов делителя для нужного диапазона регулировки
- Настройка времени нарастания/спада громкости изменением емкости конденсатора
- Оптимизация входного и выходного сопротивления
- Подбор напряжения питания для минимизации искажений
При правильной настройке можно добиться плавной регулировки в широком диапазоне с низким уровнем шумов и искажений.
Применение электронных регуляторов громкости в аудиотехнике
Электронные регуляторы громкости на полевых транзисторах и других схемах широко применяются в современной аудиоаппаратуре:

- Домашние аудиосистемы и ресиверы
- Профессиональное студийное оборудование
- Автомобильные аудиосистемы
- Портативная электроника (плееры, наушники)
- Системы звукоусиления для концертов и мероприятий
Они обеспечивают высокое качество звучания и удобство управления в самых разных устройствах.
Сравнение электронных и механических регуляторов громкости
Электронные регуляторы громкости имеют ряд преимуществ перед традиционными механическими потенциометрами:
Параметр | Электронный регулятор | Механический потенциометр |
---|---|---|
Износостойкость | Высокая | Низкая |
Уровень шумов | Низкий | Высокий |
Точность регулировки | Высокая | Средняя |
Возможность ДУ | Есть | Нет |
Стоимость | Выше | Ниже |
Несмотря на более высокую стоимость, электронные регуляторы обеспечивают лучшее качество звучания и надежность в долгосрочной перспективе.
Перспективы развития электронных регуляторов громкости
Технологии электронных регуляторов громкости продолжают развиваться. Основные направления:
- Применение новых полупроводниковых материалов
- Интеграция с цифровыми системами обработки звука
- Миниатюризация и снижение энергопотребления
- Улучшение характеристик и расширение функциональности
- Удешевление производства
В будущем ожидается еще более широкое распространение электронных регуляторов громкости во всех сегментах аудиотехники.

Схема управления громкостью двумя кнопками, простой электронный резистор на полевом транзисторе. « ЭлектроХобби
Данная схема является классической. В свое время она была опубликована в одном из журналов «Радио» в 90-х годах. По своей конструкции очень проста. Содержит всего один отечественный полевой транзистор типа КП304. В представленном варианте схемы громкостью можно управлять только на одном канале, то есть в моно режиме. Но при желании эту схему можно доработать и собрать две аналогичные схемы, которые нужно объединить хотя бы общими, сдвоенными кнопками управления «+» и «-». В итоге получим управление громкостью уже для стерео усилителя. Хотя этой схемой можно управлять не только громкостью звука. Это по сути резистор, управляемый двумя кнопками «больше» и «меньше». Следовательно, схема может быть применена в любом месте, где нужен переменный резистор.
Теперь давайте с вами рассмотрим саму схему, а точнее ее работу. Это будет полезно знать новичками. Тем, кто еще слабо понимает подобные схемы и их принцип действия. Итак, основой схемы управления громкостью двумя кнопками является полевой транзистор с индуцированным каналом (транзистор p-типа). А как известно, подобные транзисторы имеют три вывода (иногда и 4), это затвор, исток и сток. Исток и сток являются основным силовым каналом, через который протекает рабочий ток. Затвор же является управляющим выводом. В изначальном состоянии (когда между управляющими выводами транзистора нет напряжения) полевой транзистор закрыт, сопротивление между истоком и стоком бесконечно большое, и следовательно ток через этот канал протекать не может.
Чтобы открыть транзистор и уменьшить сопротивления канала исток-сток необходимо приложить некоторое постоянное напряжение между затвором и истоком. Причем у полевых транзисторов подобного типа имеется так называемое пороговое напряжение (напряжение отсечки), ниже которого транзистор продолжает быть полностью закрытым. И лишь величина напряжения, которая больше порогового значения, способна начать открывать имеющийся транзистор. У нашего полевого транзистора КП304 напряжение отсечки равно 5 вольт. В отличии от биполярных транзисторов, у которых имеется существенный ток на управляющим переходе, у полевого транзистора такой ток отсутствует. Управление силовым переходом осуществляется за счет именно величины напряжения (электрического поля внутри транзистора).
Итак, на схеме можно увидеть делитель напряжения, состоящий из резистора R4 и R5. Параллельно R5 подключен силовой переход полевого транзистора (исток-сток). На схему подается постоянное напряжение 9-12 вольт. Это напряжение делится на делителе напряжения. Поскольку в первоначальный момент после включения схемы полевой транзистор закрыт, то он никак не оказывает влияния на имеющийся делитель напряжения. В этом состоянии будет максимальная громкость на выходе усилителя. Чтобы начать открывать полевой транзистор мы должны нажать на кнопку «-», тем самым подав на затвор транзистора отрицательный потенциал. После этого произойдет зарядка конденсатора C1 до какого-то своего уровня постоянного напряжения. Поскольку конденсатор C1 подключен параллельно (разве что через резистор R4) управляющему переходу полевого транзистора, то от величины заряда будет зависеть степень открытости полевика.
Чтобы уменьшить громкость на выходе схемы нужно нажать на кнопку «-», тем самым больше зарядив C1. Если же мы нажмем на кнопку «+», то тем самым мы уже будет способствовать разряду конденсатора, уменьшению напряжения на нем, и как следствие, закрытию полевика. Скорость нарастания громкости и ее уменьшения зависит как от емкости конденсатора C1 (чем она больше, тем дольше будет происходить зарядка и разрядка конденсатора), так и от величины сопротивлений R1,R2,R3.
Резистор R2 является общим как для увеличения громкости, так и для уменьшения. То есть, именно величиной R2 можно одновременно регулировать скорость изменения напряжения на делителе напряжения R4 и R5. В то время как R1 и R3 можно делать подстройку отдельно как для увеличения громкости, так и для уменьшения. А именно, чем больше будет сопротивления на этих резисторах, тем дольше будет происходить заряд или разряд конденсатора C1. Следовательно, будет увеличиваться время нарастания или затухания громкости на выходе схемы.
На правой стороне от делителя можно увидеть на схеме сигнальную цепь, через которую и проходит звуковой сигнал. Эта цепь представлена разделительными конденсаторами C2 и C3. Они отделяют переменную составляющую электрического напряжения и тока от постоянной. Ну, и между конденсаторами еще стоит токоограничительный резистор R6. Этим резистором можно регулировать уровень громкости, который подается на усилитель мощности звуковой частоты.
В итоге мы имеем, на вход схемы (на конденсатор C2) подается звуковой сигнал, идущий либо от предусилителя, или же от тембрблока. Далее этот сигнал пройдя через резистор R6 поступает на делитель напряжения R4 и R5. На нем он либо ослабевает до нуля (если полевой транзистор полностью открыт) или же идет со своей изначальной величиной (если полевик полностью закрыт) на выход данной схемы, откуда он уже поступает на УМЗЧ. А величина затухания сигнала зависит от степени открытости полевого транзистора, что в свою очередь зависит от величины напряжения на конденсаторе C1. Это напряжение увеличивается или уменьшается путем нажатия на кнопки «+» и «-», что либо заряжает конденсатор, или же его разряжает.
Поскольку полевой транзистор не имеет ток на своем управляющем переходе, то стабильность установленной громкости на выходе схемы зависит от саморазряда конденсатора C1. Если подобрать конденсатор с минимальным саморазрядом, то стабильность установленной громкости будет высокой. Также можно повысить стабильность за счет увеличения емкости конденсатора. Ну, и тогда придется подобрать резисторы R1, R2, R3 подходящего номинала. Так что кому интересна данная схема управления громкостью двумя кнопками пробуйте собрать своими руками. Учтите, что кнопки «+» и «-» должны быть без фиксации.
Данную схему, естественно, можно применять не только для управления громкостью усилителя. Поскольку на выходе схемы имеется делитель напряжения, напряжение на котором зависит от степени открытости полевого транзистора, то эту схему можно использовать везде, где применяется переменный резистор. То есть, любой переменник можно просто заменить данной схемкой. Но также стоит учитывать, что за простотой этого варианта схемы кроется и значительный недостаток, а именно относительно хорошая стабильность установленного уровня напряжения на выходе, зависящая от величины напряжения на конденсаторе. Так что при подборе конденсатора C1 выберите такой, у которого будет минимальный саморазряд.
НИЖЕ ВИДЕО ПО ЭТОЙ ТЕМЕ
Простой двухкнопочный регулятор громкости на полевом транзисторе, как его сделать своими руками, схема и описание ее работы
Ссылка для просмотра этого видео на моем канале в Дзене
Ссылка на эту статью в Дзене — https://dzen.ru/a/Y6iogdFhpR2WJe6y
Регулятор громкости на транзисторах
Существует множество всевозможных регуляторов, от простого переменного резистора до современного цифрового регулятора. Каждому из них присущи как определенные достоинства, так и недостатки. Достоинство простого резистора в том, что он не вносит искажений, а недостаток — то, что со временем (сильно зависит от конструкции) в процессе регулировки он начинает вносить помехи в виде потрескиваний.
Сразу оговоримся, что биполярные транзисторы из-за небольшого допустимого динамического диапазона малопригодны в качестве регуляторов и коммутаторов. Неплохие результаты можно получить на оптронных фоторезисторах и прецизионных аналоговых перемножителях. Цифровые регуляторы свободны от недостатков двух первых, но достаточно сложны, поэтому оправданы лишь в аппаратуре с дистанционным управлением.
Если в разработках прежних лет регулятор громкости преимущественно устанавливался на входе предусилителя, то с целью уменьшения шумов, особенно на малой громкости, в последнее время регулятор громкости преимущественно устанавливают непосредственно на входе УМЗЧ.
С целью уменьшения шумов в некоторых моделях своих усилителей фирма Marantz использует «двухступеньчатую» регулировку, где помимо обычного регулятора громкости, который ослабляет уровень входного сигнала, с помощью второй ступени регулируется глубина ОС, причем малая громкость обеспечивается в основном за счет второй ступени, а не за счет ослабления входного сигнала, а значит и меньше увеличивается уровень шумов.
Если обратиться к кривым равной громкости [3], учитывающим физиологические особенности нашего слуха, то станет ясно, что обеспечить требуемую АЧХ при малой громкости с помощью простых практически невозможно. Как показывает практика, большинство аудиофилов слушает музыку с крайним подъемом как высоких, так и низких частот. Правильно спроектированный тонкорректор (loudness) упрощает управление усилителем и позволяет существенно улучшить субъективно воспринимаемую звуковую картину, особенно при низких уровнях громкости.
В основу регулятора положен упрощенный вариант [42], который требует применения переменного резистора группы В, т.е. с логарифмической характеристикой.
Строго говоря, необходимая характеристика резистора несколько отличается от логарифмической. Для согласования с нагрузкой в качестве буферного каскада использован «суперэмиттерный» повторитель на транзисторах VT2…VT5. Сопротивление резистора R13 совместно с параллельно включенной нагрузкой (с входным сопротивлением УМЗЧ) должно быть равно сопротивлению R10. В этом случае ток транзистора VT4 = const, а значит постоянно и падение напряжения на его базо-эмиттерном переходе, что обеспечивает низкий коэффициент гармоник (< 0,001%). В регуляторе предусмотрена возможность отключения тонкоррекции, поскольку ее использование в ряде случаев связано с определенными проблемами:
- при данном положении регулятора заранее неизвестно, какой в действительности окажется субъективная громкость;
- любая коррекция АЧХ вносит определенные фазовые искажения;
- многие музыкальные инструменты при исполнении на них громких и тихих пассажей издают звуки с разной тембраль-ной окраской.
Подбором резистора R7 добиваются одинаковой громкости фонограммы при включенной и выключенной тонкомпенсации. В прототипе для увеличения глубины тонкомпенсации в области НЧ последовательно с резистором R2 включен конденсатор (ориентировочная величина емкости для данной схемы — 1,0 мкФ). Ее можно включить постоянно, т.е. не закорачивать при выключении тонкомпенсации.
ESP — улучшенный регулятор громкости
ESP — улучшенный регулятор громкостиЭллиот Саунд Продактс | Проект 01 |
© 1999, Rod Elliott — ESP
Дополнительные материалы предоставлены Bernd Ludwig & Others
- Операционные усилители
- 1 — Улучшенное управление громкостью («Фальшивый» закон журнала)
- 2 — Дополнительные идеи, активный том (Baxandall)
- 3 — Моноверсия с двойным потенциометром
- 4 — Многоканальная версия
- 5 — Улучшенный контроль баланса
- 6 — Активный регулятор громкости №2
- 7 — Антилог (обратный журнал)
Операционные усилители
В некоторых из следующих схем используются операционные усилители. Номер типа не указан, но предполагается, что для выводов используются стандартные двойные операционные усилители. Не стесняйтесь использовать операционный усилитель по вашему выбору в каждом случае. В зависимости от вашего приложения, вы будете использовать что-то дешевое и сердитое (например, TL072), или вы можете пойти «на рынок» и использовать LM4562, OPA2134 или что-то более экзотическое, если вам от этого станет легче.
Несмотря на множество утверждений об обратном, нет операционных усилителей, которые улучшат «авторитетность» басов (что бы это ни значило), и при этом они не будут стеснять басов, вызывать «завуалированные» верхние частоты или любые другие довольно примечательные утверждения, которые вы увидит в сети. Различия, безусловно, измеримы, но все стандартные операционные усилители имеют ровную характеристику по постоянному току. Некоторым не нужна высокая нагрузка (низкий импеданс), и они будут демонстрировать относительно высокие искажения, а другие могут быть шумными.
Типичные операционные усилители, которые обычно используются для аудио, включают …
- TL072 — Вход FET, дешево и сердито, но у них инверсия полярности на выходе при перегрузке
- OPA2134 — вход FET, хорошая производительность
- NE5532 — по-прежнему один из лучших аудио операционных усилителей.
- LM4562 — один из немногих, который на самом деле лучше, чем NE5532
Вышеупомянутое не является исчерпывающим и представляет собой лишь небольшую группу. Существуют сотни различных типов, некоторые невероятно дорогие, другие очень дешевые. За дополнительную плату вы не обязательно получите операционный усилитель, который будет звучать «лучше», чем другой, поэтому используйте то, что вам наиболее удобно.
1 — Улучшенный регулятор громкости
Регулятор громкости в Hi-Fi усилителе или предусилителе (или любом другом аудиоустройстве, если уж на то пошло) — очень простая концепция, верно? Неправильный. Чтобы получить плавное увеличение уровня, потенциометр (потенциометр) должен быть логарифмическим, чтобы соответствовать нелинейным характеристикам нашего слуха. Линейный горшок, используемый для объема, совершенно неудовлетворителен.
Если вы не платите серьезных денег, стандартный «бревенчатый» потенциометр, который вы покупаете в магазинах электроники, вовсе не является бревенчатым, а обычно состоит из двух линейных секций, каждая из которых имеет свой градиент сопротивления. Теория состоит в том, что между ними они образуют кривую, которая «достаточно близка» к логарифмическому (или аудио) сужению. Как многие узнают, это случается редко, и при вращении регулятора часто проявляется ярко выраженный «разрыв».
Как и во всех потенциометрах, используемых в качестве регуляторов громкости, первые 10% поворота вызывают очень большие колебания уровня (по существу, от «выключено» до тихо слышимого). «Настоящая» логарифмическая характеристика во всем диапазоне, возможно, 100 дБ, на самом деле не очень полезна, потому что большую часть времени усиление изменяется в относительно небольшом диапазоне. Вариация 25 дБ — это соотношение мощности 316:1 — обычно это диапазон, в котором используется любой регулятор громкости.
Рис. 1. Схема котла с бревнами Приближение
Возьмите линейный потенциометр на 100 кОм (VOL) и подключите нагрузочный резистор (R = 10 кОм — 15 кОм, 12 кОм используется для создания рис. 2), как показано выше, чтобы получить показанную кривую. Это должна быть прямая линия, но на самом деле она гораздо более логарифмическая, чем стандартный бревенчатый горшок. Для стерео используйте двухканальный потенциометр и одинаково обрабатывайте обе секции. Рекомендуется использовать резистор 1% для R. Для горшка можно использовать разные значения, но сохраняйте соотношение от 6:1 до 10:1 между значениями VOL и R соответственно. Хотя 8,33:1 (как показано) близко к реальной логарифмической кривой, оно все же может допускать чрезмерную чувствительность на низких уровнях. Можно использовать коэффициенты выше 10:1, но это вызовет чрезмерную нагрузку на приводной каскад или потребует использования потенциометра со слишком высоким сопротивлением.
Рисунок 2 – Кривая передачи в дБ
При условии, что структура усиления предусилителя настроена правильно, хорошее приближение к истинному логарифмическому потенциометру достигается в диапазоне не менее 25 дБ, что достаточно для требуемых нормальных изменений.
Структура усиления предусилителя правильная, когда потенциометр проводит большую часть своего времени между положениями на 10 и 2 часа. Если громкость часто ниже или выше этого диапазона, рассмотрите возможность изменения усиления предусилителя. Усиление можно переключать для «двухступенчатой» регулировки громкости, чтобы всегда была доступна оптимальная настройка.
Другим преимуществом «поддельного» логарифмического потенциометра является то, что линейные потенциометры обычно лучше отслеживают (и управляют мощностью), чем имеющиеся в продаже «логарифмические» потенциометры, поэтому будет меньше различий в сигнале между левым и правым каналами. Отслеживание может быть улучшено еще больше добавлением резистора, который позволит дешевому углеродному горшку сравняться с качественным проводящим пластиковым компонентом (по крайней мере, для точности — я не буду вступать здесь в дискуссию о качестве звука).
Убедитесь, что импеданс источника низкий (от буферного каскада) и что он может управлять окончательным импедансом при полном управлении (оно может составлять всего 10,7 кОм с потенциометром 100 кОм и нагрузочным резистором 12 кОм). Использование привода с высоким импедансом нарушит закон горшка, который может больше не походить ни на что полезное.
2 — Дополнительные идеи, активный регулятор громкости (Baxandall)
Первоначально разработанный Питером Баксандаллом (известным среди многих других разработок регулятором тембра с обратной связью), существует также активная версия «Лучшего регулятора громкости», в которой используется операционный усилитель и потенциометр в контуре обратной связи. Логарифмический закон почти идентичен логарифмическому закону для описанной выше пассивной конструкции, но он может обеспечить как усиление, так и ослабление. Пример такой конструкции можно найти в Проекте 24, а принципиальная схема показана на рис. 3.
Рис. 3. Активный логарифмический регулятор громкости
Буфер (U1A) позволяет инвертирующему каскаду (необходимому для работы схемы) иметь очень высокий входной импеданс. В противном случае это было бы невозможно без использования высокоомных резисторов, которые могут увеличить шум до неприемлемого уровня. Максимальное усиление, как показано, равно 10 (20 дБ), а минимальное усиление равно 0 (максимальное ослабление). Входное сопротивление является переменным и зависит от настройки потенциометра. При минимальном усилении входное сопротивление составляет полные 50 кОм потенциометра, падает примерно до 27 кОм при 50% хода и около 4,3 кОм при максимальном усилении. Импеданс намного меньше, чем у самого потенциометра, из-за обратной связи от последнего операционного усилителя.
Эти значения импеданса аналогичны (но немного ниже) простой пассивной версии (если используется потенциометр на 100 кОм), и опять же, требуется привод с низким импедансом, иначе логарифмический закон не будет применяться должным образом. Фактическое значение для VR1 не имеет значения, и любое значение от 10 до 100 кОм будет работать так же хорошо, хотя это повлияет на входное сопротивление. Ошибка при 50% хода потенциометра составляет менее 5% при значениях от 10 до 100 тыс.
Рис. 4. Реакция по сравнению с. Вращение рисунка 3
Обратите внимание, что дополнительное преимущество улучшенного отслеживания может не распространяться на активную версию (по крайней мере, не в такой степени), поэтому используйте лучший потенциометр, который вы можете себе позволить, чтобы обеспечить точный баланс каналов. При максимальном усилении 20 дБ это будет слишком много для многих предусилителей. Обычно достаточно усиления в 10 дБ. Увеличьте R2, чтобы получить меньшее усиление (3,3k уменьшит усиление до 10 дБ, достаточно близко). Это также увеличит входное сопротивление в наихудшем случае.
3 — Улучшенное управление громкостью (часть 3 — моно версия)
Следующий трюк использовался в нескольких гитарных усилителях, но, поскольку он использует двухканальный потенциометр, он не подходит для стерео, поскольку 4-ганговые линейные потенциометры (ну, любые 4-ганговые потенциометры) практически невозможно использовать. получать. Приближение к логарифмическому очень хорошее, по крайней мере, в диапазоне 30 дБ, но оно лишь немного лучше, чем версия, показанная на рисунке 1, но для этого требуется двойной потенциометр.
Рис. 5. Приблизительная логарифмическая диаграмма с использованием двухблочного потенциометра
Ниже показана зависимость отклика от вращения. В конечном диапазоне 25 дБ это почти прямая линия (т.е. действительно логарифмическая). Это хороший способ получить плавный отклик от потенциометра, но, как уже отмечалось, его действительно можно использовать только для монофонической системы. Это скорее ограничивает его полезность.
Рис. 6. Реакция по сравнению с. Поворот фигуры 5
Однако между приведенной выше и большинством других версий есть важное различие. Если между двумя секциями потенциометра используется усилительный каскад, может быть полезным уменьшение шума, если все настроено правильно. Каскад усиления может обеспечить сравнительно большое усиление (до 20 дБ вполне разумно), и, в отличие от такого большого усиления перед «нормальным» или «поддельным» логарифмическим потенциометром, если есть сигнал высокого уровня, предусилитель не будет клиппировать — если вы, конечно, этого не хотите.
Это удобное использование версии с двумя потенциометрами, и в некоторых отношениях оно похоже на активное управление (рис. 2 и 9), но (обычно) без инверсии полярности сигнала. Это делает его более полезным, чем может показаться на первый взгляд. Если каскад с усилением 20 дБ (x10) питается от источника 2 В RMS, он будет сильно ограничиваться (при условии питания ± 15 В и типичного операционного усилителя). С показанной схемой регулятор уровня может быть установлен, скажем, на 30%, выходной уровень равен 1,9 В RMS, и нет ограничения. Шум (и сигнал) от каскада усиления ослабляется на 10,5 дБ, а эффективное отношение сигнал/шум улучшается на ту же величину. Если каскад усиления просто следовал за потенциометром, его шум присутствует все время, при всех настройках потенциометра.
4 — улучшенная регулировка громкости (многоканальная версия)
Для тех, кому нужен многоканальный истинный логарифмический регулятор громкости, см. проект 141. В проекте используются VCA THAT2180, и его можно настроить на любое количество каналов от 1 до 8 (или больше, если вы используете более 8 каналов). Он идеально подходит для систем домашнего кинотеатра, и вам нужно только включить переключение каналов для полноценного предусилителя. VCA также обеспечивает усиление, так что, по сути, это полноценный предусилитель, как описано.
5 — Улучшенный контроль баланса (Предоставлено Берндом Людвигом)
Бернд, читатель The Audio Pages, предложил полезную вариацию — в данном случае «улучшенный баланс». Обратите внимание, что описанная конфигурация требует нагрузки с высоким импедансом, и пассивный «улучшенный регулятор громкости» не может использоваться в этой схеме. Используемый показанным образом, он очень похож на улучшенный регулятор громкости на Рисунке 1, за исключением того, что (в некотором смысле) это та же идея, только наоборот.
Имейте в виду, что во многих (особенно в ранних японских) конструкциях используется специально разработанный потенциометр для балансировки, и они не подходят для схем, показанных ниже. Эти потенциометры обычно имеют центральный фиксатор, и сопротивление каждой гусеницы остается очень низким от центрального положения до одного (или другого) конца хода. Эти «особые» потенциометры характеризуются тем, что уровень остается постоянным в том или ином канале при перемещении балансировочного потенциометра. Общий закон этих элементов управления (IMO) неудовлетворителен для Hi-Fi.
Стандартная конфигурация управления балансом/громкостью с использованием обычных потенциометров (1 канал) показана ниже:
Рис. 7. Обычный регулятор баланса/объема
BAL = 2,5 × VOL
Например: VOL = 10 000 логарифмических, BAL = 25 000 линейных
Добавление резистора «R» дает возможность для двух интересных улучшений стандартных цепей управления балансом-громкостью. Обратите внимание, что переключатель является необязательным, и его можно безопасно не использовать (т. е. замкнуть накоротко).
Рис. 8. Улучшение с добавленным резистором
А) R = VOL (например, 10k)
BAL-горшок «практически отсутствует», когда находится в центральном положении:
В среднем положении резистивная дорожка BAL влияет только на нагрузку предыдущей ступени, так как ток через скользящий контакт отсутствует (так что вы можете разомкнуть переключатель ‘Sw1’, вообще ничего не меняя — пожалуйста). Это кажется разумным: пока вы не манипулируете регулятором баланса, он практически отсутствует в схеме (через его скользящий контакт сигнал не проходит). Следовательно, качество (или возраст) БАЛ-пота тогда вообще не имеет значения.
Звуковые помехи могут возникнуть только по двум причинам:
- Если резистивные дорожки БАЛ не абсолютно симметричны, ток хотя бы через один из скользящих контактов не будет точно равен нулю в центре положение (добавление переключателя «S» полностью излечило бы это, но я сомневаюсь, что в этом есть необходимость).
- Если сопротивление дорожки угольного горшка (в худшем случае!) изменяется из-за изменения давления скользящего контакта (вызванного акустическим резонансом, как и в угольных микрофонах телефонов-ветеранов), нагрузка на предыдущем этапе изменится (но я подозреваю, что это может быть очень сложно найти этап, который будет «чувствовать» это).
Благодаря ‘R’ регулятор баланса работает удобно медленно вблизи центрального положения, и общая громкость изменяется значительно меньше, чем без него. Это приводит к другому варианту:
В) R = 4k7 (R = ~0,47 × VOL)
Ручка баланса работает, не влияя на общую громкость
Это обеспечивает наилучшее удобство управления, поскольку звуковая сцена перемещается слева направо без значительного изменения общей громкости. Входное напряжение на обоих каналах постоянное и одинаковое, сумма мощности левого и правого каналов остается примерно (±0,2 дБ) постоянной примерно на 80% шкалы (которая по-прежнему работает медленно около центрального положения). Я выбрал коэффициент 0,47 после моделирования на ПК и впоследствии проверил его на своем предусилителе:
Действительно работает, как и ожидалось (есть небольшое увеличение общей громкости в крайнем правом и левом положениях). Я не хочу больше упускать контроль баланса, поскольку на самом деле являются записями, которые страдают от серьезного дисбаланса каналов. Перемещение кресла или динамиков не является подходящим лекарством от этого. Перемещение солиста на два фута влево или вправо без изменения общей громкости, просто активируя ручку баланса, — это то, что нужно.
Любой компромисс между версиями «золотое ухо» и «максимальное удобство» возможен путем выбора подходящего коэффициента R/Vol от 1,0 до 0,47.
Импеданс этих «расширенных» цепей примерно равен импедансу только «VOL» (если R = Vol и BAL ~ 2 × VOL), поэтому вы можете добавить BAL и R в любой «чистый» дизайн без изменения критических параметров схемы. (Конечно, будет иметь место ослабление на 4-6 дБ на R, поэтому в будущем вам придется добавить около 5 или 10 угловых градусов на шкале громкости). Даже когда BAL установлен на крайние значения, происходит лишь умеренное изменение нагрузки (макс.: -30%), которое не нарушит работу любого разумного предусилителя.
Если в вашем усилителе уже есть стандартная сеть, то легко добавить дополнительные резисторы… Просто припаяйте их к соответствующим контактам балансировочного потенциометра (на одном канале от центра влево, а на другом от центра к правильно!) Горшок громкости не задействован.
Бернд Людвиг
6 — Активный регулятор громкости № 2
Еще одна предложенная идея, тоже простая и очень хорошо работает. Недостатком является то, что входное сопротивление является переменным и падает до 1 кОм (значение R1) при установке на максимальную громкость. Входной импеданс с потенциометром в центре составляет 5 кОм, а с потенциометром в минимальном положении чуть более 7,8 кОм (бесконечное затухание). При условии, что схема управляется низким импедансом (например, другим операционным усилителем, который может работать с нагрузкой 1 кОм), переменный импеданс не будет проблемой. C1 является необязательным, и при условии, что источник имеет низкое смещение постоянного тока, его можно не включать (закорачивать).
Рис. 9. Альтернативный активный регулятор громкости
R1 можно увеличить, чтобы уменьшить максимальное усиление. Как показано, это 19 дБ, и если R1 увеличить до 3,3k, он упадет до более пригодных 8,8 дБ. Ответ журнала не изменяется.
Действующий закон банка показан ниже, и он удивительно похож на другие показанные. Однако отклик, близкий к максимальному, немного ближе к «настоящему» логарифму.
Рис. 10. Реакция по сравнению с. Вращение рисунка 9
Идея предоставлена Michael Fearnley
7 — Антилогарифмический (обратный логарифмический)
Перевернутые бревенчатые горшки нужны не очень часто, и это, вероятно, хорошо, потому что их практически невозможно достать. Вероятно, самый простой способ получить его — это купить бревенчатый горшок с двумя бандами в стиле, в котором пластины противоположны (зеркальные отражения друг друга). Горшки диаметром 16 мм обычно имеют такую конструкцию (см. ниже). Успех зависит от ваших способностей обращаться с механическими приспособлениями и от того, какие инструменты есть в вашем распоряжении.
Рис. 11. Пример 16-мм двухсекционного горшка
Вам нужно разобрать кастрюлю, чтобы можно было поменять местами переднюю и заднюю пластины. При повторной сборке горшка передняя пластина используется сзади и наоборот. Теперь у вас есть двухганговый перевернутый горшок. Он всегда будет так же хорош как «анти-бревенчатый» горшок, как был «бревенчатым» (т. е. не замечательным), но теперь он, по крайней мере, номинально является перевернутым бревенчатым горшком. Используете ли вы одну или обе секции, не имеет значения (если вам нужен монопот, вы можете установить две секции параллельно).
Детали разборки и сборки горшка оставляю читателю. Вероятно, будет хорошей идеей получить пару на случай, если вы испортите один в процессе. Это не идеальная схема, но она должна работать нормально, если вы сможете собрать ее обратно и работать без сбоев. Это может быть сложнее, чем кажется, в зависимости от внутренней конструкции. Обратите внимание, что это будет работать только с горшком, как показано на рисунке — если две пластины являются зеркальными изображениями , а не , их замена ничего не даст — горшок все равно будет «бревно».
Основной индекс Указатель проектов
Уведомление об авторских правах. Эта статья, включая, помимо прочего, весь текст и диаграммы, является интеллектуальной собственностью Рода Эллиотта и защищена авторским правом © 1999. Воспроизведение или повторная публикация любыми средствами, будь то электронными, механическими или электромеханическими, строго запрещены в соответствии с Международные законы об авторском праве. Автор предоставляет читателю право использовать эту информацию только в личных целях, а также разрешает сделать одну (1) копию для справки при создании проекта. Коммерческое использование запрещено без письменного разрешения Рода Эллиотта. |
Журнал изменений: Обновлено 2 января 2001 г. – добавлены разделы активного управления и контроля баланса./ 29 сентября 2005 г. – дополнительная информация по соотношению потенциометр-резистор./ 20 января 2013 г. – добавлены разделы 3 и 4, заменены графики отклика и вращения.
Регуляторы громкости — PS Audio
Пол Макгоуэн
← Назад Далее →
Что ж, это прекрасное осиное гнездо, в которое я попал. Половина из вас, кажется, думает, что я живу в пещере и понятия не имею, что такое высококачественный звук, а другая половина думает, что я прав, а затем еще одна половина думает, что я открываю ящик Пандоры и позволяю всему цифровые злодеи ищут и уничтожают все аналоговое. Подожди, сколько там половинок?
Для справки (а не для каламбура): я люблю аналоговые схемы, разрабатываю аналоговые схемы более 40 лет, продолжаю это делать и ближе к концу этой серии статей буду отстаивать гибридный подход как часть новой парадигмы, которой я занимаюсь. отстаивая то, что хорошо работает как с аналоговым, так и с цифровым. Итак, глубоко вздохните, друзья мои, я не собираюсь пинать вашу собаку или мешать вашим аналоговым мечтам, и я надеюсь, что мы сможем просто наслаждаться этими постами в том духе, в котором они написаны, веселыми и информативными — с перспективой. Я действительно на вашей стороне и на стороне отличной музыки и звука. Действительно. 🙂
Одним из основных элементов любого предварительного усилителя является регулятор громкости — без него вы не сможете регулировать громкость того, что играете, и система станет довольно бесполезной. Давайте сегодня поговорим об аналоговых регуляторах громкости.
В воскресенье есть 50 способов построить аналоговый регулятор громкости, и я думаю, что, возможно, пробовал и слушал каждый из них.
В своей простейшей классической форме большинство регуляторов громкости аналогового предусилителя представляют собой простой переменный резистор или потенциометр (для краткости называемый «потенциометр»).
Как это работает? Это простые механические устройства, которые имеют длинную полосу резистивного материала с соединением на каждом конце полосы. Одно из этих двух соединений (A) подключено к источнику звука, а другая сторона (B) подключена к земле (нулевой звук).
Третий контакт (W) прижимается к этой полосе и соединяется с ручкой или рычагом, так что пользователь может перемещать контакт вверх и вниз по длине резистивной полосы. Этот контакт становится выходом регулятора громкости. Поместив контакт в другую область полоски, вы получите разные уровни громкости — громче, когда вы двигаетесь к A, и тише, когда вы двигаетесь к B. Соедините две полоски вместе с двумя контактами, движущимися вместе, и вы получите двойной потенциометр или — стерео горшок. Переместите любой из двух контактов по-разному, и вы по-разному отрегулируете левый и правый каналы, тем самым обеспечив контроль баланса. Помня, что все типы резисторов звучат по-разному при использовании в сигнальном тракте, неудивительно, что качество музыки, проходящей через один из этих резисторов, очень сильно зависит от качества резистивного элемента, контактов и способа их соединения.
реализовано. На самом деле не бывает нейтрального или прозрачно звучащего горшка или регулятора громкости .
Тот факт, что любая форма регулировки громкости оказывает негативное влияние на звук, является действительно важной концепцией. Переключаемые аттенюаторы, ячейки усиления, потенциометры, электронные аттенюаторы, переключатели CMOS, фотоэлементы и все мыслимые схемы изменения громкости негативно влияют на звук. Задача состоит в том, чтобы выяснить, как нанести звуку как можно меньший вред, и существует множество схем — от абсурдных до убогих, дешевых и всего, что между ними.
Суть, которую я хочу подчеркнуть в сегодняшней статье, заключается в том, что регуляторы громкости и баланса в аналоговом предусилителе до некоторой степени отстой. Мы должны признать, что мы не можем изменить громкость, не влияя на звук.
Наконец, я хочу дать вам совет, когда дело доходит до регуляторов громкости. Меньше — больше. Под этим я подразумеваю, что чем выше уровень громкости, тем лучше он звучит, потому что меньшее количество резисторов находится на пути прохождения сигнала.
Посмотрите на прилагаемый рисунок — если соединение W подключено прямо к аудиовходу A (полная громкость), то, по сути, на пути сигнала нет ничего, что могло бы повредить музыку. Чем дальше W уходит от A (уменьшая уровень), тем больше звукового урона наносится. Меньше — больше.
Я писал об этом почти год назад в посте, озаглавленном «Нажми на газ», и я думаю, что это не только стоит повторить, но и приведет нас к завтрашнему посту о цифровых регуляторах громкости.
Интересно, как в обоих случаях чем меньше, тем лучше, когда дело доходит до регуляторов громкости.
Включите JavaScript для просмотра комментариев.
Продолжайте читать
Посмотреть все1 / из 2
Посмотреть все
Мы используем файлы cookie и аналогичные технологии, чтобы обеспечить максимальное удобство пользования нашим веб-сайтом.