Электронный регулятор громкости на микросхеме. Электронные регуляторы громкости на микросхемах: обзор, характеристики и применение

Какие микросхемы используются для электронной регулировки громкости. Как работают электронные регуляторы громкости. Каковы преимущества электронных регуляторов перед механическими. Какие характеристики важны при выборе микросхемы регулятора громкости. Как правильно подключить и настроить электронный регулятор громкости.

Принцип работы и преимущества электронных регуляторов громкости

Электронные регуляторы громкости представляют собой современную альтернативу традиционным механическим потенциометрам. Они обеспечивают более точную регулировку уровня сигнала без внесения дополнительных шумов и искажений. Как же работают такие регуляторы.

Основой электронного регулятора громкости является специализированная микросхема, содержащая набор резисторов, коммутируемых электронными ключами. При изменении управляющего сигнала происходит переключение резисторов, что приводит к изменению коэффициента передачи и, соответственно, уровня выходного сигнала.

Каковы основные преимущества электронных регуляторов громкости перед механическими потенциометрами.

• Отсутствие механического износа и шумов, характерных для потенциометров
• Более точная и плавная регулировка уровня
• Возможность дистанционного управления
• Сохранение настроек громкости в памяти
• Меньшие габариты
• Возможность программного управления

Благодаря этим преимуществам электронные регуляторы громкости получили широкое распространение в современной аудиотехнике.

Обзор популярных микросхем электронных регуляторов громкости

Рассмотрим характеристики и особенности наиболее распространенных микросхем электронных регуляторов громкости.

Микросхема LC7533

LC7533 — это электронный регулятор громкости производства Sanyo. Основные характеристики:

• Напряжение питания: 2.1-5 В
• 16-ступенчатая регулировка громкости
• Максимальное затухание: -60 дБ
• Искажения: 0.5% при Vdd=3В
• Перекрестные помехи между каналами: -85 дБ
• Управление кнопками Up/Down

Микросхема имеет встроенный генератор тактовых импульсов, частоту которого можно настраивать внешними компонентами. Это позволяет регулировать скорость изменения громкости.

Микросхема LC7530

LC7530 — еще одна популярная микросхема электронного регулятора громкости. Ее ключевые особенности:

• Напряжение питания: 3-14 В
• 16 ступеней регулировки громкости
• Максимальное затухание: -80 дБ
• Искажения: менее 0.1%
• 8 светодиодных индикаторов уровня
• Входной импеданс каналов 50 кОм

LC7530 обеспечивает более высокое максимальное затухание по сравнению с LC7533, что позволяет получить больший диапазон регулировки громкости.

Схемы включения и особенности применения микросхем электронных регуляторов

Как правильно подключить микросхему электронного регулятора громкости. Рассмотрим типовые схемы включения на примере LC7533 и LC7530.

Схема включения LC7533

Типовая схема включения LC7533 содержит следующие ключевые элементы:

• Разделительные конденсаторы на входе и выходе для выделения переменной составляющей сигнала
• Резистивный делитель для формирования напряжения смещения Vm = Vdd/2
• RC-цепочка для задания частоты внутреннего генератора
• Кнопки Up/Down для управления громкостью
• Цепь инициализации для установки начального уровня громкости

Важно обеспечить качественную развязку по питанию и использовать экранированные провода для подключения входных и выходных сигналов.

Особенности применения LC7530

При использовании LC7530 следует учитывать следующие моменты:

• Необходимо использовать внешний стабилизатор напряжения для формирования Vm
• Для подключения светодиодных индикаторов требуются токоограничивающие резисторы
• Рекомендуется использовать буферные усилители на входе и выходе для согласования импедансов
• Управляющие входы имеют внутренние подтягивающие резисторы

Правильное включение микросхемы позволит реализовать все ее возможности и получить высококачественный регулятор громкости.

Сравнение характеристик LC7533 и LC7530

Какая из рассмотренных микросхем лучше подойдет для конкретного применения. Проведем сравнительный анализ ключевых параметров LC7533 и LC7530.

LC7530 обеспечивает более широкий диапазон регулировки и меньшие искажения, что делает ее предпочтительной для высококачественных аудиосистем. LC7533 имеет преимущество в более низком напряжении питания, что важно для портативных устройств.

Применение электронных регуляторов громкости в аудиотехнике

Где используются электронные регуляторы громкости на основе рассмотренных микросхем. Основные области применения:

• Домашние аудиосистемы и усилители
• Автомобильные аудиосистемы
• Профессиональное звуковое оборудование
• Портативные аудиоустройства
• Телевизоры и мультимедийные системы

В домашних аудиосистемах электронные регуляторы обеспечивают точную настройку уровня громкости и возможность дистанционного управления. В профессиональном оборудовании важна высокая точность регулировки и минимальные искажения.

Для портативных устройств ключевыми факторами являются низкое энергопотребление и компактные размеры микросхем. В автомобильных системах электронные регуляторы позволяют реализовать функции автоматической регулировки громкости в зависимости от скорости движения.

Перспективы развития электронных регуляторов громкости

Какие тенденции наблюдаются в развитии электронных регуляторов громкости? Основные направления:

• Увеличение разрядности и количества ступеней регулировки
• Снижение уровня собственных шумов и искажений
• Интеграция дополнительных функций (эквалайзер, процессор эффектов)
• Применение цифровых интерфейсов управления (I2C, SPI)
• Уменьшение энергопотребления и габаритов

Развитие технологий позволяет создавать все более совершенные микросхемы электронных регуляторов громкости. Это открывает новые возможности для улучшения качества звучания аудиосистем и расширения их функциональности.

Рекомендации по выбору и применению электронных регуляторов громкости

На что следует обратить внимание при выборе электронного регулятора громкости для конкретного применения.

• Оцените требуемый диапазон регулировки и выберите микросхему с подходящим максимальным затуханием
• Учитывайте напряжение питания устройства и выбирайте совместимую микросхему
• Для высококачественных систем отдавайте предпочтение микросхемам с меньшими искажениями
• Оцените необходимость дополнительных функций, таких как светодиодная индикация
• Выбирайте микросхемы с подходящим типом управления (кнопки, цифровой интерфейс)

При разработке устройства с электронным регулятором громкости важно обеспечить качественную разводку печатной платы, использовать экранированные провода для аудиосигналов и применять эффективную фильтрацию питания. Это позволит реализовать все преимущества электронной регулировки и получить высококачественное звучание.

Электронный регулятор громкости на Microchip PIC18F2550 и DS1868

Раньше использовались, да и сейчас во многой аппаратуре используются обычные аналоговые механические регуляторы громкости, представляющие собой переменные резисторы, включенные потенциометрами, и регулирующие уровень сигнала, проходящего от источника сигнала на вход УНЧ. Относительно простым путем, мало вторгаясь в схему УНЧ, можно ввести в нем электронную регулировку громкости используя микросхему типа DS1868.

Данная микросхема выпускается фирмой Dallas-semiconductor и представляет собой аналог двух переменных резисторов, управляемых программно при помощи внешнего микроконтроллера. Регулировка возможна 256-ю ступенями изменения сопротивления (вернее, положение «ползунка» переменного резистора). Один вывод переменного резистор -НО или Н1, второй, который желательно (но не обязательно) соединять с общим минусом питания — L0 или L1. Вывод «ползунка» — W0 или W1, соответственно.

Микросхемы выпускаются в трех исполнениях по сопротивлению переменных резисторов, — DS1868-10, — 2×10 кОм, DS1868-50, — 2×50 кОм, DS1868-100, -2×100 кОм, в трех видах корпусов: 20-выводном TSSOP, 16-выводном SOIC и 14-выводном DIP (рис.1).

Структурная схема микросхемы показана на рисунке 2. Потенциометры одной микросхемы могут быть использованы как раздельно, например, для регулировки громкости в разных каналах УНЧ, так и могут быть и включены последовательно для повышения общего сопротивления (рис.З). В этом случае общим выводом, то есть, «ползунком» такого переменного резистора становится выход Sout. В этом случае число ступеней регулировки программным способом может быть увеличено вдвое (до 512). Этот вариант может быть полезным для построения схемы электронной настройки, например, УКВ-ЧМ приемника с системой АПЧ на ИМС типа К174ХА34. Микросхема DS1868 совместно с внешним микроконтроллером и ЖК-дисплеем будет выполнять функции шкалы и верньерного устройства.

Микросхемы можно каскадировать до любого количества чтобы посредством одной и той же цифровой шины управлять несколькими регуляторами. В этом случае выводы CLK соединяются вместе, выводы RST так же соединяются вместе, а вот порт контроллера, который должен быть DQ подключается только к первому каскаду. Далее, для переноса используется вывод Cout (рис.4).

Принципиальная схема регулятора громкости для стереоусилителя показана на рисунке 5. Стереусилитель здесь условно обозначен как усилители УНЧ1 и УНЧ2, соответственно для левого и правого стереоканалов. Резисторы Rx1 и Rx2 это штатные переменные резисторы для регулировки громкости, вместо кототорых и устанавливается данная схема. Эти переменные резисторы отключаются и удаляются. Крестиками на схеме отмечены отключения переменных резисторов. Входной сигнал от источника НЧ сигнала поступает на разъем Х1, — это штатный входной разъем УНЧ. Естественно, что схема регулятора громкости и входа УНЧ может быть и другой, но суть переделки в любом случае будет аналогична.

Например, если в УНЧ используется электронная регулировка, в которой переменными резисторами регулируется управляющее напряжение на соответствующих входах микросхемы-предусилителя, то один из «переменных резисторов» микросхемы DS1868 можно будет использовать, например, для регулировки громкости, а второй для стереобаланса. Программное обеспечение, используемое в данной конструкции допускает раздельную регулировку для каждого «переменного резистора» микросхемы. Органом управления является микроконтроллер D2, а так же три кнопки S2-S4 и жидкокристаллический дисплей.

Кнопка S4 (Up) служит для увеличения параметра, кнопка S3 (Down) — для уменьшения параметра. Кнопкой S2 (Select) можно выбрать режим работы, регулировка левого, правого или обоих каналов одновременно. На дисплее две строки прямоугольников по длине которых можно понять положение регулятора. Кнопка S1 (Reset) — для сброса, её можно на переднюю панель не выводить (сделать дырочку чтобы тыкать ей спичкой при необходимости).

На рисунке 5 показана схема с микросхемой DS1868 в 14-выводном DIP-корпусе. Так же можно использовать микросхему и в другом корпусе, согласно рисунку 1. Схема регулировки коэффициента усиления ОУ (рис.6.1 — переменным резистором, рис.6.2 — микросхемой DS1868). Исходный код программы на языке программирования СИ и прошивка микроконтроллера PIC18F2550 доступны по ссылке ниже.

Микросхемы можно купить здесь:

Скачать прошивку микроконтроллера для электронного регулятора громкости

Микросхемы LC7533 и LC7530. Два цифровых регулятора громкости.

В теме рассмотрены цифровые регуляторы громкости — микросхемы LC7533 и LC7530. Обе микросхемы управляются кнопками, имеют тактовый генератор с возможностью изменения рабочей частоты и обеспечивают максимальное затухание сигнала за пятнадцать шагов регулирования.

На регулятор LC7530 адекватного технического описания найти не удалось. Поиск выдает некачественно отксерокопированный листок на японском языке. На радиолюбительских и технических сайтах в описании и характеристиках допущены неточности. Фактически, одни и те же ошибки дублируются разными сайтами. Напротив, на регулятор LC7533 подробный и удобный даташит, в котором все характеристики сведены в таблицы, в интернете имеется. У регулятора LC7530 есть выводы для подключения светодиодного индикатора, отображающего шаги регулирования, поэтому микросхема для меня представляла интерес и была приобретена. Регулятора LC7533 в наличии нет, но в интернете есть описание конструкции с этой микросхемой и демонстрационный ролик испанского радиолюбителя, рассказывающего про собранный регулятор и его работу с УМЗЧ.

Исходя из выше сказанного, было решено сделать свое подобие даташита на эти интересные микросхемки, подробно исследовать особенности регулятора LC7530, а его технические характеристики занести в таблицы. В первой части темы показаны технические характеристики микросхемы LC7533 и описание собранной конструкции, переведенное с помощью он-лайн переводчика с испанского языка (надеюсь, автор не обидится за использование его материала). Во второй части речь идет о характеристиках и особенностях микросхемы LC7530. Приводится схема применения регулятора в микрофонном усилителе с АРУ, а также схемы преобразователей, позволяющих отображать шаги регулирования в других форматах.

ЧАСТЬ ПЕРВАЯ. Микросхема LC7533.

Когда мы создадим аудио усилитель, мы будем использовать линейный или логарифмический потенциометр для управления громкостью усилителя. Хотя это экономическое решение, также верно, что он имеет свои ограничения с точки зрения качества и функциональности. Одной из наиболее распространенных проблем в управлении с потенциометрами, безусловно, будет шум; Это вызвано механическим износом из-за обычного использования усилителя, а также частиц пыли, которые могут попасть внутрь потенциометра. Чтобы решить эту проблему, лучше всего построить схему, которая позволяет нам управлять громкостью аудио усилителя в цифровом виде. Цифровые элементы управления имеют большое преимущество в том, что они способны управлять сигналами, не вызывая в них электрический шум; также используются кнопки, имеющие более длительный срок службы, чем потенциометры. Для цифрового контроля громкости мы можем найти множество альтернатив; к сожалению, некоторые интегральные схемы, предназначенные для этой функции, трудно найти в местных магазинах электроники. Для этой схемы цифрового регулятора мы выбрали интегральную схему, которая на рынке уже несколько лет, и которая является частью цифрового управления громкостью во многих аудио оборудованиях AIWA с 90-х годов. Это интегральная схема 16-контактного LC7533 в DIP-корпусе, изготовленной фирмой SANYO, и которая использует очень мало электронных компонентов вокруг него.

ПРОДУКТ:

Микросхема LC7533 — электронный регулятор громкости с питанием 3V

ПРИМЕНЕНИЕ:

Затухание сигнала

 ОСОБЕННОСТИ: 

1. CMOS-процесс 3V типовое применение. 
2. Операция «вверх/вниз» выполняется с помощью переключающего входа. 
3. 4-разрядный 16-ступенчатый счетчик. Шаг 6 устанавливается отдельным входом (INIT). 
4. Имеется вывод от центра регулировки. 
5. Максимальное затухание: -60 дБ или менее. •
6. Кривая затухания: Псевдокривая А. Одновременная регулировка левого и правого каналов

Характеристики

Абсолютные максимальные значения при Т=25⁰С:

Допустимые рабочие условия при Т=25⁰С:

Электрические характеристики при Т=25⁰С:

Цоколевка и структура:

Напряжение на выводах при Uпит=5V:

Назначение выводов

 Схема включения

Назначение элементов схемы:

Микросхема IC1 применяется в типовом включении. Конденсаторы С1, С3 в левом канале и С4, С5 в правом канале выполняют роль разделительных и выделяют переменный сигнал. Цепь R2-С8 устанавливает уровень громкости, соответствующий 6-му шагу регулирования сразу после подачи питания, формируя кратковременный импульс низкого уровня на выв.13 (вероятно, резистор R2 можно не устанавливать). Делитель R3-R4 задает половину питания на выв.10 и выв.6, что необходимо при питании IC1 от однополярного источника питания. Конденсатор С6, подавляя перекрестные помехи между каналам, улучшает характеристику регулирования. Конденсаторы С2 в левом канале и С7 в правом канале, подключенные к средней точке внутреннего аттенюатора, выделяют низкие частоты сигнала, если регулятором выставлена малая громкость, т.е. работают как элементы тонкомпенсации. Цепь R1-С9 задает тактовую частоту внутреннего генератора, т.е. определяет скорость регулирования. Регулирование осуществляется кнопками S1 (увеличение) или S2 (уменьшение). Если кнопки нажать одновременно, то громкость будет увеличиваться. Неиспользуемый выв.1 рекомендуется подключить к VCC 5V DC.

Интегральная схема LC7533 питается от простого источника от 2,1V до 5,0V постоянного тока и может управлять громкостью в 16 шагов от начальной точки до предела ее диапазона. Общее затухание составляет около -60 дБ и не нуждается в управлении с помощью любого микроконтроллера. Конструкция: очень легко сделать эту схему; просто спроектируйте печатную плату по своему вкусу, имея в виду покрытие как можно большего количества меди.

Это покрытие обычно называют плоскостью заземления, и служит для предотвращения шумов во время работы схемы. Также используйте экранированные кабели и избегайте длинных соединений между аудио входом усилителя и аудио входом интегральной схемы LC7533. Земля также должна быть подключена к шасси, которое предлагается быть металлическим. Это поможет устранить любые помехи или внешние шумы, которые могут повлиять на хорошую работу схемы. Операция: Цифровой регулятор громкости очень прост в эксплуатации; он имеет всего две кнопки, которые выполняют функцию повышения (Up) или уменьшения (Down) громкости усилителя.

ЧАСТЬ ВТОРАЯ. Микросхема LC7530.

ПРОДУКТ:

Микросхема LC7530 – 2-х канальный (стерео) электронный регулятор громкости

ПРИМЕНЕНИЕ:

Затухание сигнала

ОСОБЕННОСТИ:

1. CMOS LSI — технология.
   
2. Операция «вверх/вниз» выполняется с помощью переключающего входа.
3. Входной импеданс каналов 50КΩ.
4. 16-ть ступеней регулирования, 8-мь LED-индикаторов.
5. Шаг 9 устанавливается отдельным входом (INIT).
6. Максимальное затухание: -80 дБ или менее.
7.  Кривая затухания: Псевдокривая А. Одновременная регулировка левого и правого каналов.

Характеристики

Абсолютные максимальные значения при Та=25⁰С:

Допустимые рабочие условия при Та=25⁰±2С, Vdd=8-14V:

ЗНАЧЕНИЕ

Рабочие характеристики при Та=25⁰±2С:

ЗНАЧЕНИЕ

Усилители ОУ1 и ОУ2 схематично показывают предварительные каскады и следующие за регулятором каскады устройства, в котором применяется микросхема LC7530. Это могут быть и непосредственно операционные усилители, например, с коэффициентом усиления Кус=1, предназначенные для уменьшения выходного сопротивления усилительного каскада перед регулятором и увеличения входного сопротивления следующего за регулятором усилительного каскада.
При указанном напряжении питания Uпит=8…14V гарантируются характеристики звукового тракта.
Стабилитрон VD1 выбирают в зависимости от Uпит и условия Vm=Uпит/2 с соответствующим напряжением стабилизации. Например, при Uпит=8…9V можно установить стабилитрон типа КС139А, при Uпит=9…11V — типа КС147А, при Uпит=12…14V – типа КС156А, КС162А, КС170. Резистор R10 выбирают по рабочему току стабилитрона.
Емкость разделительных конденсаторов С1, С2 и С4, С5 не критична С=0,1…10 µF и выбирается по частотному диапазону.
Резисторы R1-R8 подбирают в зависимости от Uпит регулятора и рабочего тока через светодиоды HL1-HL8 следующим образом: R=(Uпит-Uсв)/Iсв, где Uсв – прямое падение напряжения на светодиоде, Iсв – допустимый ток через светодиод, который не должен превышать максимальный ток выходов IND1-IND8. Например: Uпит=12V, Uсв=3V, Iсв=10mA, тогда R=(12V-3V)/0,01А=900Ω. Выбираем резистор из стандартного ряда сопротивлением R=1К.
Резистор R9 и конденсатор С3, подключенные к входу CR (выв.19) задают скорость регулирования. На изменение частоты тактового генератора влияет как сопротивление R9, так и емкость С3. При увеличении сопротивления или емкости частота генератора понижается, при уменьшении – частота повышается.
Вход СЕ (CHIP ENABLE – РАЗРЕШЕНИЕ КРИСТАЛЛА, выв.15) подключен к Uпит, чем обеспечивается рабочий режим регулятора DA1.

Назначение выводов

 Таблица состояния выходов IND1-IND8 для подключения LED-индикаторов:

Если кнопки к входам UP и DN подключить по схеме, показанной на рисунке, то характеристика регулирования станет похожа на логарифмическую кривую:

В исходном состоянии конденсатор С=4,7µF заряжен стекающим током с выводов UP или DN. При нажатии кнопки конденсатор разряжается через R=4,7К и напряжение на входах U P или DN изменяется не скачком, а относительно плавно. Таким образом, характеристика регулирования принимает вид как на графике.

Для испытаний регулятора LC7530 на макетной плате была собрана схема, показанная на рисунке:

1. Напряжение питания.
Работа проверялась с Uпит=12V, Uпит=9V и Uпит=5V. Работа цифровой части микросхемы при Uпит=5V не изменилась. Возможно, работа сохранится и при меньшем напряжении, например, при Uпит=3V. Но, заявленные характеристики звукового тракта при напряжении меньшем, чем Uпит=8V уже не гарантируются.

2. Выходы индикации IND1-IND8.
При изменении Uпит яркость светодиодов HL1-HL8 заметно меняется. Значит, выходы не содержат генераторов стабильного тока, например, как в поликомпараторных микросхемах, управляющих шкальными индикаторами. Сопротивление резисторов R1-R8 следует выбирать в соответствии с Uпит и типом используемых светодиодов. На схеме сопротивления резисторов указаны для Uпит=5V.

3. Звуковые входы SIG1 и SIG2.
Входы, имея сопротивление 50К, допускают подачу сигнала с амплитудой от Vss до Vdd.

4. Звуковые выходы COM1 и COM2.
Чем больше сопротивление подключаемой нагрузки, тем лучше. Оптимальным будет подключение каскада на ОУ.

5. Вход смещения Vm.
На этом входе должно поддерживаться напряжение, равное примерно Uпит/2. Как видно из схемы вместо балансного резистора и стабилитрона используется делитель напряжения, составленный из резисторов R10 и R11. Конденсатор С7 снижает внешние и внутренние помехи в процессе работы регулятора. Как показали испытания, такой вариант вполне допускается, при этом потенциал Uпит/2 поддерживается автоматически при изменении Uпит. Напряжение с делителя одновременно используется в микрофонном усилителе как виртуальная земля для работы ОУ от однополярного источника питания.

6. Вход управления СЕ.
Работа регулятора возможна при высоком уровне на этом входе. Если вход отключить от Uпит (разомкнуть SA1), то регулятор окажется в режиме пониженного потребления тока «Back Up» (Iпотр=1µА) и выходы IND1-IND8 переключатся в высокоимпедансное состояние. Заданный шаг регулирования в таком режиме сохраняется, пока Uпит не снизится до напряжения мене 3V (пока не разрядится конденсатор, подключенный между Vdd и Vss).

7. Вход управления INIT.
Этот вход по функции напоминает вход предварительной установки счетчика или регистра. При нажатии кнопки SB3 устанавливается 9-тый шаг регулирования независимо от предыдущего состояния и на выходе IND5 появляется высокий уровень напряжения (включается светодиод HL5). Если кнопку SB3 удерживать в нажатом состоянии, то нажатия на кнопки SB1 или SB2 игнорируются. Кроме этого, если микросхема находится в режиме минимального потребления тока (вход СЕ=0V) и до этого был задан какой-либо шаг регулирования, то нажатие на кнопку SB3 также установит 9-тый шаг регулирования. После возврата микросхемы в рабочий режим (вход СЕ=Uпит) сразу включится светодиод HL5. Если к входу постоянно подключен конденсатор (на схеме — С6), то каждый раз после подачи питания микросхема будет устанавливаться в состояние 9-го шага регулирования.

8. Входы управления UP и DN.
Если нажимать кратковременно, то уровень громкости будет увеличиваться (уменьшаться) на единицу. Если нажать и удерживать, то уровень громкости меняется автоматически.

9. Вход управления тактовым генератором CR.
Изменяя сопротивление резистора или емкость конденсатора, изменяют частоту тактового генератора, т.е. управляют скоростью регулирования громкости. Форма и уровни сигналов на этом входе при Uпит=5V показаны на графике. Число импульсов с высоким уровнем соответствует числу шагов регулирования.

Далее представлены схемы практических конструкций с применением регулятора LC7530.

Для применения, например, в цветомузыкальных (ЦМУ) или светодинамических (СДУ) устройствах на регуляторе громкости LC7530 и усилителе мощности МС34119 можно построить микрофонный усилитель с АРУ. Регулирующие кнопки и шкальный индикатор будут красиво смотреться на передней панели устройства, а использование УМЗЧ позволит легко согласовать выход усилителя со схемой ЦМУ или СДУ, имеющей малый входной импеданс.
Принципиальная схема показана на рисунке:

В схеме предусмотрена возможность отключения АРУ. Для этого выключатель SA2 должен быть разомкнут, как показано на схеме. Переключателем SA1 выбирают источник сигнала. При показанном на схеме положении сигнал передается от электретного микрофона BM1. Если переключатель SA1 перевести в нижнее по схеме положение, то сигнал поступит от разъема XS1, к которому подключают линейный выход звуковоспроизводящей аппаратуры.
При подаче питания напряжение поступает на цепь питания микрофона BM1 (резисторы R1, R2 и конденсатор С1), а также на входы питания Vdd микросхем DA1 и DA2 (выв.20DA1 и выв.6DA2). Конденсатор С5, подключенный к входу инициализации INIT (выв.16DA1), принудительно устанавливает 9-тый шаг регулирования, при этом на выходе IND5 (выв.5DA1) появляется высокий уровень напряжения, и седьмой сегмент шкального индикатора HL1 зажигается. На затворе транзистора VT1 с движка подстроечного резистора R18 устанавливается низкий уровень напряжения, поэтому транзистор полностью открыт и, следовательно, конденсатор С10 параллельно соединен с конденсатором С8. Цепь С8+С10 и R17, подключенная к входу CR (выв.19DA1) внутреннего генератора, определяет скорость регулирования громкости.
Для обоснования применения в устройстве микросхемы УМЗЧ типа МС34119 рассмотрим её структурную схему:

На схеме показан вариант включения, при котором входной (Input) импеданс определяется внутренним резистором 125К, при этом сигнал подают на вход FC1 (выв.3), предназначенный для подключения конденсатора фильтра. Этот же резистор устраняет шунтирующее влияние конденсатора фильтра С=5,0µF, подключенного к входу FC2 (выв.2), на входной сигнал. Дополнительно внутри микросхемы есть делитель напряжения, состоящий из кремниевого диода и двух резисторов R=50К, формирующий среднюю точку питания на не инвертирующих входах ведущего (#1) и ведомого (#2) усилителей. Так как в цепи делителя установлен диод, то напряжение на выводе 2 не равно Uпит/2, а рассчитывается как (Vdd-0,7V)/2. Почти такое же постоянное напряжение будет и на выходах VO1 (выв.5) и VO2 (выв.8). С разомкнутой петлей обратной связи усилитель #1 имеет усиление 80dB, а усилитель #2 — 0dB и предназначен для формирования противофазного сигнала. Общее усиление по напряжению (Кус) задается отношением резисторов Rf=75К и Ri=3К и в меньшей степени емкостью конденсатора Ci=0,1µF.
При подаче на вход запрета Disable (выв.1) высокого уровня напряжения (U> или =2,0V) активируется схема Bias Circuit, переключающая УМЗЧ в режим минимального потребления тока (Iпотр=65µА). В усилителе с АРУ эта функция не используется. Работоспособность сохраняется в широком интервале напряжения питания (Vсс=2…16V).
Таким образом, микросхему МС34119 можно представить как мощный ОУ с дифференциальным выходом, изменяемым Кус и встроенным делителем напряжения для работы от однополярного источника питания.
Постоянное напряжение с вывода 2DA2 подается на вход смещения Vm (выв.11DA1). Относительно этого напряжения звуковой сигнал с входов SIG2 (выв.9DA1) и SIG1 (выв.14DA1) передается на выходы COM2 (выв.10DA1) и COM1 (выв.13DA1). Конденсатор С6 снижает возможные помехи. Разделительный конденсатор С7 пропускает на вход 3DA2 только звуковой сигнал. Коэффициент усиления DA2 задан резисторами R15 и R16. Усиленный сигнал снимается с выхода VO2 (выв.5DA2) через разделительный конденсатор С13.
Уровень звукового сигнала регулируют кнопками SB1 и SB2, подключенными к входам, соответственно, UP (выв.18DA1) и DN (выв.17DA1). При нажатии кнопки SB1 через ограничивающий ток резистор R6 зажигается второй сегмент шкального индикатора HL1 и будет гореть, пока кнопка нажата. Внутри микросхемы запускается тактовый генератор, и уровень звукового сигнала на выходе увеличивается. Одновременно на выходах IND1-IND8 (выв.1DA1-выв.8DA1) появляются высокие уровни напряжения, индикатор HL1 отображает шаги регулирования вверх. Если нажать кнопку SB2, то через ограничивающий ток резистор R5 включится первый сегмент индикатора HL1 и будет гореть, пока кнопка удерживается нажатой. Также запустится внутренний генератор, и уровень звукового сигнала на выходе начнет снижаться. Индикатор HL1 отобразит шаги регулирования вниз. Увеличение сигнала имеет приоритет над снижением, поэтому, если кнопки SB1 и SB2 нажать одновременно, выходной сигнал начнет увеличиваться.
С конкретным экземпляром микрофона BM1 и резисторами в его цепи питания, а также с указанными резисторами делителя R3-R4 и заданным коэффициентом усиления DA2, на выходе максимальная амплитуда напряжения достигала ~Uвых=4V от пика до пика.
Для работы усилителя в режиме АРУ замыкают выключатель SA2. В этом случае на узел, состоящий из активного детектора VT2 и компараторного окна DA3.1, DA3.2 поступит напряжение питания. С выхода VO1 (выв.8DA2) через разделительный конденсатор С12 переменный сигнал поступает на базу транзистора VT2. С движка подстроечного резистора R19 также на базу подается необходимое смещение, устанавливающее чувствительность детектора. От отрицательных полуволн сигнала транзистор VT2 открывается. На резисторе R18 и конденсаторе С14 формируется постоянное напряжение, уровень которого зависит от амплитуды звукового сигнала на входе. Постоянное напряжение с изменяемым уровнем (U2) подается на первый вход компараторного окна (соединенные выв.6DA3.1 и выв.3DA3.2). Настраиваемый делитель напряжения R22-R23-R24 формирует опорные напряжения (U1 и U3) для двух других входов компараторного окна (выв.5DA3.1 и выв.2DA3.2). Если уровень напряжения U2 превысит порог U1, то переключится выход 7DA3.1 и на входе DN (выв.17DA1) появится низкий уровень. Включится первый сегмент индикатора HL1 и амплитуда выходного сигнала начнет уменьшаться. Если уровень напряжения U2 станет ниже порога U3, то переключится выход 1DA3.2 и на входе UP (выв.18DA1) появится низкий уровень. Включится второй сегмент индикатора HL1 и амплитуда выходного сигнала начнет увеличиваться. В итоге уровень звукового сигнала на выходе усилителя поддерживается постоянным (U1>U2>U3). Если сопротивление подстроечного резистора R23 увеличить, то ширина компараторного окна станет больше – процесс авторегулирования будет происходить реже. Если сопротивление R23 уменьшить, то ширина компараторного окна также станет меньше, и процесс авторегулирования будет происходить чаще. Кроме этого, с движка подстроечного резистора R18 часть постоянного напряжения с изменяемым уровнем (U2) подается на затвор транзистора VT1. Чем больше уровень напряжения на затворе, тем сильнее закрывается транзистор VT1. Сопротивление канала исток-сток увеличивается, и конденсатор С10 оказывает меньшее влияние на работу тактового генератора DA1. Генератор станет работать с более высокой частотой (частота в основном будет определяться сопротивлением резистора R17 и небольшой емкостью С8) и, как следствие, процесс уменьшения выходного сигнала произойдет быстрее. Таким образом, элементы С10, VT1 и R18 превращают тактовый генератор DA1 в генератор, управляемый напряжением. Положение движка резистора R18 определяет скорость реакции АРУ.
На выходе стабилизатора DA4 типа 78L05 указано уточненное напряжение Uвых=+4,93V. При таком напряжении питания измерены остальные напряжения в контрольных точках схемы, в частности потребляемый ток I=47mA max получен при трех включенных сегментах индикатора HL1.
Убедившись в правильности напряжений в контрольных точках и работоспособности регулятора вместе с усилителем, приступают к настройке узла АРУ. Сначала движок подстроечного резистора R19 устанавливают вверх по схеме, движок резистора R18 вниз, а движок резистора R23 в среднее положение. Переключателем SA1 выбирают в качестве источника сигнала микрофон, выключатель SA2 замыкают и включают музыкальный фрагмент. Движок резистора R19 медленно перемещают вниз до получения необходимого выходного напряжения, например, Uвых=~300mVp-p, при этом по индикатору HL1 наблюдают работу компараторного окна. По необходимости увеличивают или уменьшают ширину окна, перемещая движок резистора R23 вниз или верх по схеме. Минимальную ширину (R23=0Ω) устанавливать не следует. Процесс авторегулирования не остановится — выходной уровень звукового сигнала будет постоянно меняться (подстраиваться). На индикаторе HL1 это отобразится как частое поочередное мигание двух первых сегментов. После настройки выходного напряжения и ширины компараторного окна увеличивают громкость музыкального фрагмента и переводят его в «паузу». При отсутствии звука должны постоянно светиться второй и десятый сегменты индикатора HL1. Выключая и включая «паузу», резистором R18 настраивают скорость реакции (атаки) АРУ на появление громкого звука. Настройка считается правильной, если не будет так называемого «схлопывания», это когда сигнал на выходе усилителя исчезает. Индикатор HL1 отобразит быстрое уменьшение шагов регулирования (затухание сигнала) и процесс снижения громкости должен остановиться примерно на уровне, заданном резистором R19, при этом первый сегмент индикатора погаснет.

На РИС.1 — РИС.3 представлены схемы с вариантами индикации шагов регулирования, отличными от типового, показанного в даташите. Тот или иной вариант можно выбрать в зависимости от конструкции или дизайна панели управления устройством, в котором применяется регулятор LC7530. На РИС.1 показана схема, позволяющая отобразить все 15 шагов регулирования с помощью четырех светодиодов. Для этого сигналы на выходах IND1-IND8 преобразуются в двоичный код вида 1-2-4-8.

Не активированные выходы IND1-IND8 находятся в высокоимпедансном или Z-состоянии, поэтому в развязывающих выходы диодах необходимости нет. Просто соединяем нечетные (IND1, IND3, IND5, IND7) и четные (IND2, IND4, IND6, IND8) выходы для получения двух линий, с которых будем снимать сигналы. Резисторы R2 и R3 устанавливают низкий уровень на входах 13DD1.1 и 1DD1.2 в отсутствие сигналов на выходах IND1-IND8. Буферные элементы DD1.1 и DD1.2 обеспечивают стабильную длительность формируемых импульсов на счетном входе 15DD2. Входы 12DD1.1 и 2DD1.2 подключены к общему проводу схемы, поэтому элементы DD1.1 и DD1.2 работают как повторители сигналов. Входы можно подключить к Uпит, тогда элементы DD1.1 и DD1.2 превратятся в инверторы. На правильной работе схемы это никак не отразится. С выходов 11DD1.1 и 3DD1.2 сигналы поступают на формирователи импульсов R4-С3-DD1.3 и R5-С4-DD1.4. На выходах 10DD1.3 и 4DD1.4 импульсы формируются по переднему и заднему фронтам входных сигналов. Для примера на графике показан процесс формирования импульсов при изменении состояния выходов IND1-IND4:

Результирующие импульсы, полученные с помощью схемы «диодное ИЛИ» (VD1, VD2, R6), на графике показаны синим цветом. При подаче питания конденсатор С1, подключенный к входу INIT (выв.16DA1), сформирует короткий импульс с низким уровнем. Микросхема DA1 установится в состояние 9 шага регулирования. Транзистор VT1 на время импульса окажется закрытым и с резистора R7 на вход записи S (выв.1DD2) поступит высокий уровень напряжения. С входов D1-D2-D4-D8 в счетчик запишется код девятки. Этот же код появится и на выходах 1-2-4-8 счетчика. Зажгутся светодиоды HL1 и HL4. После заряда С1 транзистор VT1 откроется и на входе S счетчика DD2 установится лог.0, разрешающий работу счетчика в счетном режиме. То же самое произойдет, если нажать и отпустить кнопку SB3. Если нажать и удерживать кнопку SB1 (UP), то информация на выходах 1-2-4-8 счетчика DD2 начнет увеличиваться. Если нажать и удерживать кнопку SB2 (DN), то на входе направления счета 10DD2 появится лог.0, переводящий счетчик в режим вычитания. Информация на выходах 1-2-4-8 начнет уменьшаться. Если кнопки SB1 или SB2 нажимать кратковременно, то информация на выходах счетчика будет изменяться на единицу вверх или вниз. Светодиоды HL1-HL4, подключенные к выходам счетчика, применяются из серии «сверхяркие», имеющие удовлетворительную яркость при токе 3…5mA. В противном случае светодиоды к счетчику следует подключать через транзисторные ключи.

На ФОТО показана сборка преобразователя по схеме на РИС.1 для проверки работоспособности:

Если сигналы с выходов 1-2-4-8 счетчика К561ИЕ11 (РИС.1) подать на входы схем, показанных на РИС.2, то можно получить индикацию в десятичном коде 1-2-3-…-14-15-16. В этом случае каждой комбинации сигналов на выходах IND1-IND8 будет соответствовать только один включенный светодиод. Номерация элементов продолжает начатую на РИС.1. На РИС.2 (первая схема) узел индикации реализован на мультиплексоре и четырех транзисторах. Когда в разряде «8» установлен лог.0, транзисторы VT2 и VT3 закрыты. Транзистор VT5 также закрыт положительным смещением, задаваемым резистором R15. От этого смещения открыт транзистор VT4 и катоды светодиодов HL1-HL8 подключены к общему проводу схемы. В соответствии с двоичным кодом на адресных входах мультиплексора DD3 (выв.11-9DD3), формируются проводящие каналы. Через ограничивающий ток резистор R12 напряжение поступает на один из светодиодов HL1-HL8. Когда в разряде «8» входного кода появляется лог.1, транзисторы VT2, VT3 и VT5 открываются, а транзистор VT4 закрывается. В этом случае вывод 3DD3 подключается к общему проводу схемы, а с коллектора транзистора VT5 через ограничивающий ток резистор R13 на аноды светодиодов HL9-HL16 поступает напряжение. В соответствии с кодом на адресных входах мультиплексора DD3 формируются проводящие каналы, включающие один из светодиодов HL9-HL16. Ток светодиодов протекает через переход Э-К транзистора VT5, поэтому сопротивление резистора R13, возможно, потребует некоторой коррекции, чтобы обеспечить одинаковую яркость всех светодиодов.

Вторая схема на РИС.2, выполненная на двух дешифраторах, представляет собой классический вариант увеличения разрядности. Когда в разряде «8» входного кода установлен лог.0, транзистор VT2 закрыт. С резистора R12 на вход 11DD4 поступает высокий уровень напряжения, поэтому на выходах с 0 по 7 дешифратора DD4 независимо от сигналов на входах 1-2-4, всегда будет лог.0. Информация меняется только на выходах дешифратора DD3. Когда в разряде «8» входного кода появляется лог.1, транзистор VT2 открывается. Теперь, наоборот, информация меняется только на выходах дешифратора DD4, а на выходах дешифратора DD3 всегда установлен лог.0. Резистор R13 ограничивает ток через светодиоды HL1-HL16. Отмечу, что во второй схеме на РИС.2 вместо К561ИД1 можно применить К561КП2. В этом случае вместо входа «8» дешифраторов используется стробирующий вход «S» мультиплексоров. Схема с мультиплексорами более предпочтительна, т.к. двунаправленные ключи внутри мультиплексора коммутируют ток до 10mA.

Если предполагается использование семисегментного цифрового индикатора, то можно воспользоваться схемами, показанными на РИС.3. Чтобы на одном индикаторе отобразить все пятнадцать шагов регулирования, двоичный код преобразуют в шестнадцатиричный код вида 1-2-3-4-…-9-A-B-C-D-E-F. На РИС.3.1 схема реализована на дешифраторе К176ИД2 и мультиплексоре К561КП2:

Когда в разряде «8» входного кода лог.0, транзистор VT2 закрыт. На входе защелки «С» (выв.1DD3) дешифратора с резисторов R12 и R13 установлен высокий уровень напряжения. Дешифратор DD3 работает обычным образом и преобразует входной двоичный код в выходной код семисегментного индикатора. С резистора R12 на входе «S» (выв.6DD4) мультиплексора также высокий уровень и его работа запрещена. При появлении лог.1 в разряде «8» входного кода транзистор VT2 открывается. С небольшой задержкой, определяемой временем разряда конденсатора С1 через резистор R13, на выводе 1DD3 формируется низкий уровень напряжения. Семисегментный код восьмерки фиксируется на выходах дешифратора DD3 и он перестает реагировать на изменение сигналов на своих входах. Одновременно низкий уровень напряжения на выводе 6DD4 разрешает работу мультиплексора. В зависимости от входного кода на адресных входах (выв.11,10,9DD4) мультиплексор формирует проводящий канал, подключая через резисторы R14-R20 и диоды VD3-VD14 некоторые выходы DD3 к общему проводу схемы. Происходит закрытие некоторых из транзисторов VT3-VT9, т.е. гашение ненужных сегментов индикатора HG1. Светятся только те сегменты, которые формируют отображение цифры 9 и букв A-F согласно двоичному коду от 9 до 15, поступившему  на входы 1-2-4-8 схемы. Как только на входах появится двоичный код семерки, т.е. в разряде «8» снова установится лог.0, работа мультиплексора DD4 заблокируется, а работа дешифратора DD3 возобновится.

Для минимизации аппаратных затрат преобразователь можно построить на микроконтроллере. На РИС.3.2 показан такой вариант. В составе преобразователя работает микроконтроллер АТ89С2051. На входы DD1 (порт Р1) сигналы  подаются непосредственно с выходов IND1-IND8. Резисторы R2-R9 задают низкий уровень напряжения, когда выходы не активны. Выключатель SA1 используется только во время проверки работоспособности при отладке программы. С выходов DD1 (порт Р3) через ограничивающие ток резисторы R11-R17 сигналы поступают на семисегментный индикатор HG1. При подаче питания дифференцирующая цепь С5-R10 сформирует короткий импульс высокого уровня на входе RES (выв.1DD1) микроконтроллера, после чего запускается тактовый генератор. Микроконтроллер преобразует информацию на выводах порта Р1 в обратный код (активным является уровень лог.0) семисегментного индикатора, который появляется на выводах порта Р3.            Индикатор HG1 должен быть с общим анодом. Схемой потребляется повышенный ток (максимальный ток при индикации восьмерки – включены все семь сегментов), поэтому применяется стабилизатор напряжения 7805.

На ФОТО показан преобразователь кода, собранный по схеме на РИС3.2:

В завершении темы можно посмотреть ролики, в которых демонстрируется работа собранных устройств. В первом ролике показан преобразователь, позволяющий отображать шаги регулирования в коде 1-2-4-8:

Второй ролик показывает работу микрофонного усилителя с АРУ и подключенного к нему преобразователя кода, выполненного на микроконтроллере:

Микросхема КР174ХА54 — цифровой регулятор громкости и тембра

Микросхема КР174ХА54 (АДБК.431260.610ТУ) выполняет функции регулятора громкости, тембра и баланса в стереофонических системах. От КР174ХА53 отличается наличием управления светодиодными индикаторами режимов работы регулятора.

КР174ХА54 предназначена для низковольтной малогабаритной звуковоспроизводящей аппаратуры с кнопочным управлением: радиоприемниках; кассетные, CD и MINIDISC плеерах; магнитолах; мультимедийных и иных активных акустических системах.

ИС может быть использована при построении широкой гаммы радиоприемных и аудио устройств при совместном применении с ИС радиоприемника (КР174ХА34), стереодекодера (КР174ХА51), усилителя низкой частоты (КР174УН31 или КР174УН34).

Ближайшим аналогом КР174ХА54 является ИС TEA6300 фирмы Philips. ИС аналогичны по функциям, но отличаются некоторыми параметрами, а также схемотехническими, топологическими, конструктивными и технологическими решениями.

Особенности

• Регулировка громкости:
  диапазон — 70 дБ
  шаг регулировки — 1,4 дБ
• Регулировки тембра (ВЧ, НЧ) и баланса:
  диапазон — ±12 дБ
  шаг регулировки — 1,5 дБ
• Коэффициент нелинейных искажений — 0,05 %
• Напряжение питания — 2,1 … 6,0 В
• Ток потребления — 10 мА
• Индикация режимов работы
• Минимум внешних компонентов
• БиКМОП технология
• Пластмассовый 22-выводный DIP корпус типа 2108.22-12

Описание выводов

Функционирование

ИС КР174ХА54 функционирует без внешнего I²C контроллера. Все функции управления реализуются кнопками «+/-» и «SEL/NORM» через внутренний цифровой контроллер.

КР174ХА54 обеспечивает управление функциями:

• «ГРОМКОСТЬ» («VOLUME»)
• «ТОНКОМПЕНСАЦИЯ» («LOUDNESS»)
• «ТЕМБР ВЧ» («TREBLE»)
• «ТЕМБР НЧ» («BASS»)
• «БАЛАНС» («BALANCE»)

Кольцевое переключение режимов:  VOLUME — BASS — TREBLE — BALANCE — > VOLUME … кнопкой «SEL» и автоматический возврат в режим регулировки громкости через несколько секунд после последнего нажатия любой из кнопок.

Возможность восстановления среднего уровня (0 дБ) при регулировке тембра ВЧ, НЧ или баланса одним нажатием кнопки «NORM». Средний уровень громкости -30дБ и линейная АЧХ при включении питания.

Индикация режимов работы:

• тонкомпенсация,
• регулировка тембра низкой частоты,
• регулировка тембра высокой частоты,
• регулировка баланса.

Характеристики

ЭЛЕКТРИЧЕСКИЕ ХАРАКТЕРИСТИКИ ИМС КР174ХА54 при T=25±10°C, U_СС=6,0 В, U_I=1,26 В, F_I = 1 кГц, если не оговорено иное

Типовая схема включения микросхемы.

Схема включения ИС с частотно-задающей цепью первого порядка.

Регулятор громкости, баланса и тембра на TDA1524A « схемопедия

Технические характеристики регулятора: Полоса частот 20-20 000Hz Регулировка тембра на частоте 40Hz (bass) -19/+17db Регулировка тембра на частоте 16Khz (treble) -15/+15db Регулировка баланса -40db Входное сопротивление 10-60K Выходное сопротивление 300Om Регулировка громкости не менее -80/+21,5db Коэффициент гармоник не более 0,3% Относительный уровень шумов не более -80db Напряжение питания 6-18V

  Данная схема реализована на интегральной микросхеме фирмы Philips TDA1524A (А1524А – аналог фирмы RFT). Микросхема представляет собой двухканальный (стереофонический) регулятор громкости, баланса и тембра низких и высоких частот. Также есть loudnes (частотная компенсация). Переменные резисторы можно использовать любые, т.к. регулировка громкости, баланса и тембра в данной микросхеме осуществляется электронным способом. Подстрочными резисторами R7 и R8 регулируется усиление выходного сигнала, кнопка S1, включающая частотную компенсацию регулятора громкости (на схеме выключена), должна быть с фиксацией. Для тех, кто хочет постоянно использовать частотную компенсацию без возможности отключения, могут исключить из схемы элементы S1 и R9. В процессе работы микросхема нагревается. Приклейте к ней (например, клеем “Момент”) небольшой П-образный радиатор из алюминия. Это повысит надежность работы и срок службы микросхемы.   На приведенной здесь печатной плате размерами 50Х31 мм, кроме регулятора громкости, баланса и тембра находиться усилитель мощности, описанный в статье Усилитель мощности на TDA1552Q. Устройства разделены на плате красной пунктирной линией. Слева расположен регулятора громкости, баланса и тембра на TDA1524A, справа – усилитель мощности на TDA1552Q. Элементы усилителя R1 C3 припаиваются со стороны печатных проводников.

Цифровой регулятор громкости на микроконтроллере схема. Электронные регулятор громкости

В этой статье мы рассмотрим схему электронного регулятора громкости звука с возможностью дистанционного управления и цифровой индикацией уровня.

Рис.1. Передняя сторона устройства

Рис.2. Задняя сторона устройства

Увеличение громкости осуществляется кнопкой или дистанционно с пульта ДУ (инфракрасное управление). Подходит практически любой домашний пульт управления.

Схема устройства представлена на рисунке 3.

Рис.3. Схема электрическая принципиальная

Переключения уровней звука основаны на десятичном счетчике CD4017 (DD1). Данная микросхема имеет 10 выходов Q0-Q9. После подачи питания на схему, на выходе Q0 сразу присутствует логическая единица, светодиод HL1 светится, указывая на нулевой уровень звука. К остальным выходам Q1-Q9 подключены резисторы R4-R12, которые имеют разное сопротивление.
Напомню, что микросхема в один и тот же момент времени выдает сигнал высокого уровня только на одном из своих выходов, а последовательное переключение между ними происходит при подаче короткого импульса на вход (вывод 14).
Исходя из этого, сопротивления в группе резисторов R4-R12 подобраны в порядке убывания (сверху-вниз по схеме), чтобы при каждом переключении микросхемы на базу транзистора VT2 поступало все больше и больше тока, постепенно открывая транзистор.
На коллектор этого транзистора подается сигнал от внешнего УНЧ или источника звука.
Итак, переключая микросхему счетчик, мы, по сути, изменяем сопротивление коллектор-эмиттер и тем самым изменяем громкость звука поступающего на динамик.
Сопротивления резисторов зависят от коэффициента усиления транзистора (h31э). Например, при использовании 2N3904 сопротивление резистора R4 может быть около 3 кОм, чтобы чуть чуть «приоткрыть» транзистор, звук при этом будет на самом тихом уровне. А сопротивление R12 должно быть наименьшим из всей группы (около 50 Ом), чтобы обеспечить режим насыщения и максимальную пропускную способность коллектор-эмиттер, соответственно максимальную громкость данного регулятора.
Мне трудно указать конкретные номиналы R4-R12, так как это еще очень сильно зависит от мощности звукового сигнала, поданного на транзистор, а также от питания. Лучше всего использовать многооборотные подстроечные резисторы и настроить ступени «на слух».

В нижней части схемы представлен узел индикации, основанный на дешифраторе К176ИД2 (DD2). Он предназначен для управления семисегментным индикатором.
На входы дешифратора подается двоичный код, поэтому на диодах VD1-VD15 построен шифратор, который преобразует десятичный сигнал от CD4017 в двоичный код, понятный для К176ИД2. Такая схема на диодах может показаться странной и архаичной, но вполне работоспособна. Диоды следует выбирать с малым падением напряжения, например диоды Шоттки. Но в моем случае использованы обычные кремниевые 1N4001, их видно на рисунке 2.
Итак, сигнал с выхода счетчика поступает не только на базу транзистора, но и на диодный преобразователь, превращаясь в двоичный код. Далее DD2 примет двоичный код и на семисегментном индикаторе отобразится нужная цифра, показывающая уровень звука.
Микросхема К176ИД2 удобна тем, что позволяет использовать индикаторы и с общим катодом, и с общим анодом. В схеме использован второй тип. Резистор R17 ограничивает ток сегментов.
Резисторы R13-R16 стягивают входы дешифратора на минус для стабильной работы.

Теперь рассмотрим верхнюю левую часть схемы. Двухпозиционным переключателем SA1 устанавливается режим управления громкостью. В верхнем (по схеме) положении ключа SA1 громкость изменяется вручную, путем нажатия на тактовую кнопку SB1. Конденсатор C3 устраняет дребезг контактов. Резистор R2 стягивает вход CLK на минус, предотвращая ложные срабатывания.
После подачи питания светится светодиод HL1, а индикатор показывает ноль — это режим без звука (Рисунок 4, сверху).

Рис.4. Отображение уровней на индикаторе

Нажимая на тактовую кнопку, маленькими скачками происходит увеличение громкости динамика от 1-го до 9-го уровня, следующее нажатие снова активирует беззвучный режим.

Если установить переключатель в нижнее (по схеме) положение, то вход DD1 подключается к схеме инфракрасного дистанционного управления, основанной на TSOP приемнике. При поступлении внешнего ИК сигнала на TSOP приемник, на его выходе появляется отрицательное напряжение, отпирающее транзистор VT1. Данный транзистор — любой маломощный, структуры PNP, например КТ361 или 2N3906.
ИК приемник (IF1) рекомендую выбрать с рабочей частотой 36 кГц, так как именно на этой частоте работает большинство пультов (от телевизора, DVD и т.д.). При нажатии на любую кнопку пульта, будет происходить управление громкостью.

В схеме присутствует кнопка с фиксацией SB2. Пока она нажата, вывод сброса RST подключен к минусу питания и счетчик будет переключаться. С помощью этой кнопки можно осуществить сброс счетчика и уровня громкости до нуля, а если оставить ее в отключенном положении, вывод сброса окажется не стянутым на минус и счетчик не будет принимать сигналы с пульта ДУ, и не будет реагировать на нажатия кнопки SB1.

Рис.5. Переключатели, тактовая кнопка и TSOP приемник с обвязкой выведены на отдельную плату

Аудиосигнал на транзистор регулятора я подаю с усилителя на микросхеме PAM8403. Коллектор VT2 подключен к положительному выходу одного из каналов усилителя (R), а его эмиттер к положительному контакту колонки (красный провод на фото). Отрицательный контакт колонки (черно-красный) подключен к минусу используемого канала. Источник звука в моем случае мини mp3 плеер.

Рис.6. Подключение устройства

Почему использованы подстроечные резисторы?
Хочу обратить ваше внимание на фото задней стороны устройства (рис.2). Там видно, что присутствуют три подстроечных резистора R4, R5, R6 на 100 кОм. Я реализовал только лишь три уровня громкости, потому что остальные резисторы (R7-R12) не поместились на плате. Подстроечные резисторы позволяют настроить уровни громкости для разных источников звука, т.к. они отличаются по мощности аудиосигнала.

Недостатки устройства.
1) Регулирование громкости происходит только вверх по уровню, т.е. только громче. Убавлять сразу не получится, придется дойти до 9-го уровня и затем снова вернуться к начальному уровню.
2) Немного ухудшается качество звука. Наибольшие искажения присутствуют на тихих уровнях.
3) Не осуществляет управление стерео сигналом. Введение второго транзистора для еще одного канала не решают проблему, т.к. эмиттеры обоих транзисторов объединяются на минус питания, что приводит к «моно» звуку.

Усовершенствование схемы.
Можно использовать вместо транзистора резисторную оптопару. Фрагмент схемы представлен на рисунке 7.

Рис.7. Фрагмент этой же схемы с оптопарой

Резисторная оптопара состоит из излучателя и приёмника света, соединенных оптической связью. Они имеют гальваническую развязку, а значит управляющая схема не должна вносить помехи в звуковой сигнал, проходящий по фоторезистору. Фоторезистор под действием света излучателя (светодиода или т.п.) будет изменять свое сопротивление и громкость будет изменяться. Элементы оптопары гальванически изолированы, а значит можно управлять двумя или более каналами аудиосигнала (рис.8).

Рис.8. Управление двумя каналами с помощью резисторных оптопар

Резисторы R4-R12 подбираются индивидуально.

Питание устройства можно осуществлять от USB 5 Вольт. При повышении напряжения следует увеличить сопротивление токоограничивающего резистора R17, чтобы не вышел из строя семисегментный индикатор HG1, а также следует увеличить сопротивление R1, чтобы защитить TSOP приемник. Но не рекомендую превышать питающее напряжение выше 7 Вольт.

К данной статье имеется видео, в котором изложен принцип работы, показана собранная на плате конструкция и проведен тест данного устройства.

Список радиоэлементов

Фото 1. Собранный регулятор

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.

—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Архив версии 1. Прошивка, исходники, модель для Proteus. Стартовая версия, вместо — кнопки. Реализовано только управление регулятором.
▼ 🕗 08/03/14 ⚖️ 91,15 Kb ⇣ 47 Здравствуй, читатель! Меня зовут Игорь, мне 45, я сибиряк и заядлый электронщик-любитель. Я придумал, создал и содержу этот замечательный сайт с 2006 года.
Уже более 10 лет наш журнал существует только на мои средства.

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!

Наметившаяся в последнее время тенденция электронного ступенчатого регулирования громкости с использованием коммутации матрицы дискретных резисторов с помощью счетчиков, дешифраторов и аналоговых коммутаторов открывает широкие возможности для создания многоканальных звуковоспроизводящих устройств с практически идентичными характеристиками регулирования. Однако подобные регуляторы обладают недостаточной плавностью регулирования, их выходные сопротивления существенно изменяются в процессе регулировки, а потребляемая ими мощность часто оказывается довольно значительной. Перечисленные недостатки сдерживают применение регуляторов громкости с электронным управлением в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре.

Автору статьи удалось разработать регулятор громкости, обладающий широким диапазоном регулирования с дискретностью почти на порядок меньше, чем в аналогичных устройствах, описанных в литературе, имеющий небольшие габариты, простой в налаживании. Характеристика регулятора линейна во всем диапазоне регулирования, что особенно важно при малых уровнях громкости. Сигнал можно регулировать в каждом канале отдельно либо в обоих одновременно. Предусмотрены два режима регулирования: пошаговый (громкость изменяется на одну ступень регулирования при каждом нажатии на управляющую кнопку) и автоматический (громкость изменяется в заданную сторону с определенной скоростью).

Основные технические характеристики:

Число каналов регулирования: 2

Диапазон регулирования: не менее 60 дБ

Шаг регулирования: не более 0,24 дБ

Ток потребляемый от источника напряжением +15 В/-15 В: не более 15/6 мА

Принципиальная схема регулятора приведена на рис.1. Громкость регулируется с помощью кнопок без фиксации в нажатом положении SB1- SB4. Их «дребезг» устраняет микросхема DD3. Регулятор содержит также генератор тактовых импульсов на элементах DD1.1 и DD2.1 и двухканальное устройство, каждый канал которого состоит из RS-триггера на элементах DD1.2, DD1.3 (DD4.1, DD4.2), реверсивных счетчиков на микросхемах DD7, DD9 (DD8, DD10), интегрального цифроаналогового преобразователя на микросхемах DA1 (DA2), выходного усилителя на ОУ DА3 (DА4), устройства блокировки случайного перехода от максимальной громкости к минимальной и наоборот на элементах DD2.3 (DD5.2), узла автоматического регулирования на элементах DD1.4, DD2.4 (DD4.3, DD5.3) и элементов DD2.2 (DD5.1), обеспечивающих пошаговый режим.

Работает регулятор следующим образом. При включении питания происходит начальная установка счетчиков обоих каналов регулятора. Прямоугольные тактовые импульсы частотой около 20 Гц с выхода генератора поступают на вход синхронизации микросхемы DD3 (вывод 5). Поскольку остальные ее входы (выводы 4, 14, 7, 13) через резисторы R1-R4 соединены с общим проводом, на выходах этой микросхемы (выводы 2, 1, 10, 11) записываются уровни логического 0. Дальнейшая работа регулятора зависит от того, какую кнопку нажмет оператор. Чтобы обеспечить пошаговый режим регулировки громкости, достаточно однократно нажать на соответствующую функциональную кнопку и затем отпустить ее.

При нажатии на кнопку «+» канала 1 (SB1) на выводе 2 микросхемы DD3 появляется логическая 1. Вследствие этого на выходе элемента DD2.2 устанавливается логический 0 и импульс, поступающий через элемент DD6.1 на выводы 15 счетчиков DD7, DD9, увеличивает состояние последних на 1.

При нажатии на клавишу «-» канала 1 (SB2) логическая 1 появляется на выводе 1 микросхемы DD3 и состояние счетчиков DD7, DD9 уже уменьшается на 1, поскольку с выхода RS-триггера на элементах DD1.2, DD1.3 на выводы 10 счетчиков DD8, DD9 поступит уровень логического 0.

Автоматический режим требует оперирования двумя кнопками. Для регулирования уровня громкости в нужную сторону сначала следует нажать на кнопку с соответствующим функциональным действием, а затем – на вторую кнопку этого канала. При достижении желаемой громкости обе кнопки нужно отпустить.

Так, при нажатии на кнопки SB1, SB2 устанавливается автоматический режим регулирования в первом канале. На выводах 2 и 1 микросхемы DD3 появляются уровни логических 1, вследствие чего на выходе элемента DD1.4 устанавливается уровень логического 0 и тактовые импульсы с генератора начинают проходить на счетный вход счетчиков DD7, DD9. Конденсатор С5 (С6) повышает помехоустойчивость счетчиков при переключении режимов счета.

Выходы двоичных реверсивных счетчиков DD7, DD9 подключены непосредственно к входам управления интегральными ключами цифроаналогового преобразователя DA1. Ключи коммутируют резисторы выполненной интегральным способом матрицы типа R-2R, выход которой нагружен на инвертирующий вход DA3. Благодаря ООС с выхода DA3 на вывод 16 микросхемы DA1 уровень напряжения на выходе регулятора изменяется плавно и с высокой стабильностью. Выходное сопротивление регулятора при этом остается постоянным и определяется выходным сопротивлением ОУ DA3.

На выходе элемента DD2.3 уровень логического 0 присутствует до тех пор, пока на выходах переноса счетчиков (выводы 7) будет уровень хотя бы одной 1. Состояние логического 0 устанавливается на выходах переноса, когда на выходах счетчиков DD7, DD9 (выводы 6, 11, 14, 2) возникает состояние 1111 при увеличении счета и 0000 при его уменьшении. Такая работа счетчиков обеспечивает блокировку элемента DD6.1 и делает невозможным переход от уровня максимальной громкости к минимальной и наоборот. Второй канал работает аналогично первому.

Все детали регулятора, кроме кнопок SB1-SB4, размещены на печатной плате размерами 80х70 мм: а) – вид со стороны установки микросхем, б) – с противоположной стороны, в) иллюстрирует расположение элементов на плате. Последняя крепится к передней панели аппаратуры, вблизи от входа оконечного усилителя (для уменьшения уровня фона).

Плата рассчитана на использование резисторов МЛТ, конденсаторов КМ-6 и К50-16. Кнопки SB1-SB4 без фиксации – ПКН-150-1. Вместо указанных элементов можно применить любые малогабаритные близких номиналов – резисторы ВС, ОМЛТ, конденсаторы К10-7В, K50-6, K53-19, кнопки П2К.

Налаживать регулятор практически не требуется. При необходимости скорость автоматического регулирования можно увеличить, уменьшив сопротивление резистора R5 либо емкость конденсатора С1.

Регулятор сохраняет работоспособность без ухудшения параметров при снижении питающего напряжения до ±5 В.

KA2250, TDA2030A, TC9153. Желание сделать качественный усилитель возникло давно. Выбор свой остановил на TDA потому, что во-первых у нас только оная МС и есть в продаже (из возможного разнообразия), а во вторых 80 ватт более чем достаточно, ну во всяком случае для меня. Кстати везде пишут, что очень много подделок этих МС, но мне пока не попадалось не ни одной такой (может потому, что до еще не добрались?)

Усилитель мощности ЗЧ TK-1

Идея

Желание сделать качественный усилитель возникло давно. Выбор свой остановил на потому, что во-первых из возможного разнообразия у нас только оная МС и есть в продаже, а во вторых 80 Ватт более чем достаточно, ну во всяком случае для меня.

Кстати везде пишут, что очень много подделок среди TDA, но мне пока не попадалось не ни одной такой. Может потому, что до 7295 еще не добрались? Всего на этой МС к сегодняшнему дню собрано около 10 усилителей.

Сначала был сделан пробный вариант по даташиту, и успешно опробован на S90. Звук порадовал, но чего то не хватало (возможно дело в самих колонках). Однако владельцу S90 всё понравилось и усилители благополучно ушли к другу. Через некоторое время было решено сделать усилитель по измененной схеме.

Измененная схема включения TDA7295

—
Спасибо за внимание!

Хорош! Халява кончилась. Хочешь файлы и полезные статьи — помоги мне!

—
Спасибо за внимание!
Игорь Котов, главный редактор журнала «Датагор»

Дополнение от Датагора

О бэкапе уровня громкости

Бэкап состояния микросхемы регулятора громкости возможен. Т.е. выставленный уровень будет сохраняться между включениями усилителя и не будет сбрасываться в ноль.
Такое возможно и опробовано на оригинальной Тошибовской микросхеме TC9153AP. За аналог типа KA2250 не ручаюсь. Опробуйте и отпишитесь в комментах.

Итак, TC9153AP имеет управляющий вход 7 (INH). Необходимый для нормальной работы высокий уровень (лог.1) на нём обеспечивается делителем напряжения на резисторах 10 Ком / 51 Ком. Снятие высокого логического уровня переводит МС в режим отключения и минимального потребления энергии.

Это позволяет использовать для сохранения установленной громкости обычный конденсатор большой ёмкости, подключенный в схему питания МС.
Диод необходим для предотвращения разрядки конденсатора через прочие цепи. Резистор ограничивает ток разрядки конденсатора, продляя «срок жизни» настроек. Настройки сбросятся в ноль, как только напряжение в точке VDD упадет ниже 4,0 Вольт.

Номиналы питающего кондёра и резистора подберите экспериментально. Например, 1000 мкФ и 4,7 — 10 Ком. Пробуйте!

О сбоях регулятора и ошибочном решении

Ошибочно пытаться увеличивать ёмкость С3, что пытается проделать Иван. Конденсатор С3 определяет частоту внутреннего генератора МС, т.е. скорость регулирования. И увеличение его ёмкости до 220Мкф может привести к неработоспособности схемы.

Вероятнее сбои происходят из-за немного неверного схемного решения.

Дело в том, что номинальное напряжение питания чипа TC9153AP лежит в пределах от 6 Вольт (min!) до 12 Вольт (max!), 9 Вольт — идеально. А в приведенной схеме что-то странное наворочено по питанию! Посмотрите, линейный стабилизатор на 5 В, потом всё давится стабилитроном на 4,7 В. В итоге, МС питается экстремально низким напряжением, за абсолютным минимумом.

Всем удачи, Игорь.

Читательское голосование

Статью одобрили 14 читателей.

Когда встает вопрос что поставить на вход УНЧ для управления звуком? Решений много можно установить сдвоенный резистор или счетверённый регулятор, а если звуковых каналов намного больше можно применить электронные регуляторы громкости на специализированных микросхемах, но это будет достаточно дорого. Но существуют и простые способы решения этой проблемы.

Принцип работы обоих схем заключается в том, что как только на базу транзистора поступает положительный потенциал через резистор, транзистор открывается и шунтирует вход УНЧ — громкость на его выходе снижается.

Главная особенность схемы — регулятор громкости запоминает уровень последней даже после выключения питания.

Маленькая полезная схема, позволяющая настраивать громкость крутилкой. Вставляется в USB порт, подходит для операционных систем Windows и Андройд. Для андройда есть один недостаток — не работает кнопка MUTING. Драйвера ставить не нужно.

Основа схемы USB экнкодера микроконтроллера ATtiny85 прошивка к нему и печатная плата лежит по ссылке выше. Печатная плата достаточно миниатюрная, чуть больше площади корпуса энкодера.

Прошивки в архиве две, одна под схему выше, другая немного подпилена для увеличение громкости в левую сторону (в случае если энкодер расположить с противоположной стороны печатной платы). Фьюзы также в архиве, читаем в статье.

Микросборка позволяет регулировать громкость цифровым методом. Настройка уровня осуществляется не переменным резистором как в выше рассмотренных схемах, а при помощи специализированной микросхемы. Конструкция состоит из одной микросборки DS1669 и двух кнопок. Первая увеличивает громкость (S1), а другая снижает (S2).

Микросборка представляет собой типовой двухканальный цифровой регулятор громкости с кнопочным управлением. Увеличение уровня громкости осуществляется нажатием на кнопку SB1, а снижение — SB2. Нажатие на SB3 отменяет действия кнопок SB 1 и SB2 и переводит работу LC7530 в режим ожидания с минимальным током потребления.

Первая рассмотренная схема регулятора тембра построена на основе микросборки К140УД1А и используется преимущественно в роли качественных усилителей низкой частоты. Данная конструкция позволяет производит настройку уровня входного сигнала для различных частотных составляющих. Вторая выполнена на микросхеме TDA1524A

Электронная регулировка в данной схеме осуществляется с помощью двух кнопок SB1 громче и SB2 тише.

Многие радиолюбители использующие эту микросборку ругаются на посторонний фон, но как только я заменил неэкранированный провод, на экранированный гул пропал. Единственный минус, который я заметил, при выключении и повторном включении громкость сбрасывается и приходится заново её настраивать. А в целом нормальная схема.

⚡️электронный регулятор громкости

Пассивные регуляторы

Пассивный регулятор громкости отличается от прочих устройств тем, что он производится многоканальным. Сопротивление им в среднем выдерживается на уровне 3 Ом. Запирающие механизмы устанавливаются стандартные. В свою очередь контроллеры в них имеются исключительно цифровые. Благодаря этому синхронизировать стереозвук в приборе получается более точно. Таким образом, проблема с неравномерностью отпадает сама собой.

Резисторы во многих моделях имеются подстроечного типа. Отличительной особенностью профессиональных моделей считается наличие резонатора. Выходное напряжение данного элемента способно доходить до 8 В. Чаще всего в регуляторах они устанавливаются кварцевого типа. Конденсаторов в стандартной схеме имеется два. Микросхема в системе рассчитана на 8 бит.

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.

Профессиональные модели

Профессиональные регуляторы громкости звука микросхемы имеют многоканальные. Учитывая это, для нормальной работы им требуется подстроечный резистор. Находится он, как правило, рядом с конденсатором. Рассчитана система на нагрузку 8 бит. Замыкающий механизм в устройстве установлен обычный. Коэффициент шума прибора максимум достигает 55 дБ. Показатель нелинейного искажения в некоторых случаях способен превышать 0.001 %.

Рабочая частота в среднем колеблется в районе 2000 Гц. С равномерностью такие схемы проблемы испытывают редко. Выходное напряжение прибора равняется 0.5 В. Резисторная развязка сопротивление максимум выдерживает 3 Ом. Преобразователи в системе предусмотрены, а крепятся они к плате только через дроссель. Конденсаторов в стандартной модели имеется около трех единиц. Их вполне достаточно, чтобы справляться с различными сигналами. Возле гнезда устройства обязательно располагается ферритовое кольцо.

Как устроен регулятор?

Важным элементом регулятора принято считать микросхемы. По своим параметрам они довольно сильно могут отличаться. Если рассматривать профессиональные модели, то там имеется до 100 различных контактов. Дополнительно в регуляторе наличествует контроллер, который занимается изменением предельной частоты прибора. С помехами в устройстве справляются конденсаторы. В простой модели их имеется до четырех. Обычно можно встретить в регуляторе керамические конденсаторы. Их частотность, как правило, указывается в маркировке.

В профессиональных моделях конденсаторы устанавливаются электролитические. Проводимость у них гораздо лучше, но стоят они дорого. Резисторов в стандартной схеме можно встретить до десяти единиц. Отличаются они между собой по предельному сопротивлению. Самые простые модели способны похвастаться параметром в 2 Ома. Резисторы с такими показателями встречаются довольно часто. Наконец, последним элементом регулятора следует назвать замыкающий механизм. Чаще всего он представлен в виде кнопки, однако есть модели со сложной системой индикации.

Электронные регуляторы тембра

Все электронные регуляторы отличаются компактными размерами, и предельное напряжение выдерживают большое. В данном случае они не способны работать без усилителя. Стабилизаторы, как правило, применяются только линейные. Цепи диодов располагаются сразу за платой.

Искажения устройством подавляются за счет резисторов. С предельной частотой регулятору помогают справиться стабилизаторы. Выпрямители устанавливаются крайне редко. Энергопотребление таких устройств высокое, а в преобразователях они не нуждаются. Увидеть указанные приборы на микшерах можно довольно часто.

Электронный регулятор громкости и тембра на К174ХА54

Рассматриваем схему регулятора громкости, баланса и тембра на отечественной микросхеме К174ХА54, производства ОАО Ангстрем. А то все Сони, да Филипс… мы еще им покажем! Ага.

Микросхема представляет собой регулятор громкости, тембра и баланса стерео сигнала. То бишь одной микросхемы хватает на два канала. Так же, в микросхеме предусмотрена светодиодная индикация режимов работы и тонкомпенсация.

Основные характеристики следующие:

Напряжение питания, В . . . . . . . . . . 2,1…6

Потребляемый ток, мА. . . . . . . . . . . 10

Диапазон регулировки громкости, дБ. . . . 70

Шаг регулировки громкости, дБ . . . . . . 1,4

Диапазон регулировки тембра, дБ . . . . . +/-12

Шаг регулировки тембра, дБ. . . . . . . . 1,5

Диапазон регулировки баланса, дБ. . . . . 12

КНИ, %. . . . . . . . . . . . . . . . . . 0,05

Схема:

И никаких переменных резисторов, товарищи! Забудьте! Все операции осуществляются кнопочками S1-S4. Выбор параметра, для регулировки осуществляется нажатием кнопки S2. Регулировка выбранного параметра — кнопками S1 и S3.

По умолчанию, микросхема находится в режиме регулировки громкости. При нажатии на кнопку S2, переключение режима осуществляется по кругу: Громкость -> Тембр НЧ -> Тембр ВЧ -> Баланс -> Громкость. Возврат из любого режима в режим Громкость происходит при отсутствии нажатия каких либо кнопок в течении нескольких секунд. Тонкомпенсация включается кнопкой S4 в режиме Громкость. А в режиме Тембр НЧ или Тембр ВЧ нажатие этой кнопки позволяет вернуть тембры на уровень 0 дБ. Это же просто праздник какой то!

Ну а светодиоды HL1-HL4 будут напоминать вам о выбранном режиме работы.

Табличка со списком элементов:

Обозначение на схеме

Номинал

C1

10мкФх10В

C2

1мкФх10В

C3

1мкФх10В

C6

0,1

C5

0,1

C7

10мкФх10В

C8

1мкФх10В

C9

1мкФх10В

C12

0,1

C11

0,1

C13

1мкФх10В

C4

4700

C10

4700

HL1-HL4

АЛ112 (или аналогичный)

R 3

100кОм

R1

2,7кОм

R2

5кОм

R4

100кОм

R5

2,7кОм

R6

2кОм

R7

5 кОм

S1

Любой без фиксации

S 3

Любой без фиксации

S 2

Любой без фиксации

S 4

Любой без фиксации

DA1

К174ХА54

Источник:

LC75392 — Однокристальная электронная система управления объемом

FSA1157 : Аналоговый переключатель SPST с низким Роном и низким напряжением. FSA1156 и FSA1157 — это высокопроизводительные аналоговые переключатели однополюсного / одинарного направления (SPST). Устройства имеют сверхнизкое RON 0,75 (стандартное) и будут работать в широком диапазоне VCC до 5,5 В. В устройствах используется субмикронная КМОП-технология, обеспечивающая высокую скорость переключения. Выбранный вход совместим с уровнем TTL. У FSA1156 нормально.

HA1-5104883 : малошумный, высокопроизводительный четырехъядерный операционный усилитель. Низкошумный, высокопроизводительный, четырехъядерный операционный усилитель Низкий уровень шума и высокая производительность — ключевые слова, описывающие стабильность единичного усиления HA-5104/883. Этот четырехъядерный усилитель общего назначения предлагает ряд динамических характеристик, включая скорость нарастания 1 В / с (мин.) И полосу пропускания 8 МГц (тип.). Дополняют эти выдающиеся параметры очень низкий уровень шума при 1 кГц (тип.) Или 6 нВ / Гц.

INA2143U : Разностные усилители.ti INA2143, высокоскоростные, прецизионные, разностные усилители G = 10 или G = 0,1.

LC78817 : 16-битный цифро-аналоговый преобразователь для цифрового звука. LC78817 и LC78817M — это 16-битные ЦАП-преобразователи CMOS для использования в цифровых аудиосистемах. Они используют метод преобразования с динамическим сдвигом уровня, который использует цепочку резисторов для старших 8 бит, ШИМ для средних 4 бит и сдвиг уровня для младших 4 бит. Поддержка данных с дополнением до двух Два канала цифро-аналогового преобразователя на одном кристалле (синхронно.

LM6482AMJ / 883 : LMC662 — двойной операционный усилитель CMOS, корпус: Soic Narrow, количество выводов = 8.

LMV339 : Quad General Purpose, Low Voltage, Tinypack Comparator. LMV331 Single / LMV393 Dual / LMV339 Quad универсальные низковольтные компараторы TinyPack LMV393 и LMV339 представляют собой низковольтные (2,7-5 В) версии двойных и счетверенных компараторов LM393 / 339, рассчитанные на напряжение 5-30 В. LMV331 — это единственная версия, которая доступна в компактных корпусах SC70-5 и SOT23-5.SC70-5 примерно вдвое меньше.

LT1195 : LT1195, маломощный, высокоскоростной операционный усилитель. Продукт: коэффициент усиления-пропускная способность: 50 МГц. Стабильная скорость нарастания единичного усиления: 165 В / с. Выходной ток: 20 мА. Низкий ток питания: 12 мА. Высокое усиление разомкнутого контура: 7,5 В / мВ. операционный усилитель, оптимизированный для работы от одинарных источников питания 5В и 5В. В отличие от многих высокоскоростных усилителей, LT1195.

MAX4430thruMAX4433 : Операционные усилители с двойным питанием, 180 МГц, 16-битной точностью и сверхнизкими искажениями.Одиночный операционный усилитель MAX4430 / MAX4431 и сдвоенный операционный усилитель MAX4432 / MAX4433 отличается широкой полосой пропускания, временем установления 16 бит (37 нс) и работой с низким уровнем шума и искажений. MAX4430 / MAX4432 имеют компенсацию за стабильность единичного усиления и имеют полосу пропускания слабого сигнала -3 дБ на частоте 180 МГц. MAX4431 / MAX4433 имеют компенсацию коэффициента усиления с обратной связью +2 или больше.

MC7846 : Усилитель с удвоением мощности GAAS Catv 22 дБ, 870 МГц (608). GaAs CATV MC-7845 MC-7846 УСИЛИТЕЛЬ МОЩНОСТИ MC-7847 АКТИВНЫЕ УСТРОЙСТВА GaAs НИЗКОЕ ИСКАЖЕНИЕ ВЫСОКОЕ ЛИНЕЙНОЕ УСИЛЕНИЕ: 18 дБ МИН. ПОВЫШЕННАЯ ТЕМПЕРАТУРА, УКАЗАННАЯ ДЛЯ КАНАЛОВ 79, 110 и 132 ПРОИЗВОДИТЕЛЬНОСТЬ ВЫСОКАЯ НАДЕЖНОСТЬ И ПРОЧНОСТЬ: Устойчивость к экстремальным условиям окружающей среды.

MCP6281 :. Продукт на ширину полосы усиления 5 МГц (тип.) Ток питания: 450 A (тип.) Напряжение питания: до 5,5 В Вход / выход Rail-to-Rail Расширенный температурный диапазон: до + 125 ° C Доступен в одинарных, двойных и четырехместных корпусах Одиночный с чипом Выберите (CS) (MCP6283) Семейство операционных усилителей (ОУ) Microchip Technology Inc. MCP6281 / 2/3/4 обеспечивает широкую полосу пропускания для тока.

OP-17 : Прецизионные операционные усилители с полевым транзистором.

OP09 : четырехъядерный, соответствующий тип 741.

PAC221TFQT : P / активный Emi / rfitapped фильтр.

UCC3809-1 : Питание. Экономичный контроллер первичной стороны. Программируемый пользователем плавный пуск с активным низким отключением Программируемый пользователем максимальный рабочий цикл Доступный Максимальный рабочий цикл 5 В Работа с блокировкой при пониженном напряжении 0,4 А Источник / 0,8 А драйвер на полевых транзисторах Низкий пусковой ток 100 А Семейство экономичных интегральных схем малой мощности BCDMOS UCC3809 содержит все необходимые схемы управления и привода для автономных и изолированных.

WMS7170 :. НЕЛЕТУЧИЕ ЦИФРОВЫЕ ПОТЕНЦИОМЕТРЫ С ИНТЕРФЕЙСОМ ВВЕРХ / ВНИЗ (3-ПРОВОДНЫЙ), 50 КОм, 100 КОм СОПРОТИВЛЕНИЕ 100 ОТВЕТОВ БЕЗ / С ВЫХОДНЫМ БУФЕРОМ Это одноканальный энергонезависимый линейный цифровой потенциометр на 100 отводов с сопротивлением 10 кОм, 50 кОм и 100 кОм. Устройство состоит из последовательного интерфейса Up / Down, регистра ответвлений, декодера, массива резисторов, переключателей стеклоочистителя.

OPA830 : Маломощные операционные усилители с одним источником питания OPA830 — это маломощный, однополярный, широкополосный усилитель с обратной связью по напряжению, предназначенный для работы от одного источника питания + 3 В или + 5 В.Также поддерживается работа от источников питания 5 В или + 10 В. Диапазон входного напряжения простирается от отрицательного напряжения до 1,7 В от положительного. Использование дополнительного эмиттера с общим эмиттером.

74LVC1G53 : 2-канальный аналоговый мультиплексор / демультиплексор 74LVC1G53 — это высокопроизводительное маломощное низковольтное КМОП-устройство с Si-затвором, обеспечивающее превосходную производительность по сравнению с большинством современных семейств TTL, совместимых с КМОП. 74LVC1G53 имеет один аналоговый мультиплексор / демультиплексор с цифровым входом выбора (S), два независимых входа / выхода (B0 и B1), общий.

OPA2673 : Двойной широкополосный операционный усилитель с высоким выходным током с активным автономным управлением OPA2673 обеспечивает высокий выходной ток и низкие искажения, необходимые для новых приложений драйверов модемов линии электропередач. Работая от одного источника питания +12 В, OPA2673 потребляет низкий ток покоя 16 мА / канал для обеспечения очень высокого выходного тока 700 мА. Это вывод.

Лучшая цена на управление звуком микросхемы — отличные предложения по управлению звуком микросхемы от мировых продавцов микросхем

Отличные новости !!! Вы находитесь в нужном месте для управления звуком чипа.К настоящему времени вы уже знаете, что все, что вы ищете, вы обязательно найдете на AliExpress. У нас буквально есть тысячи отличных продуктов во всех товарных категориях. Ищете ли вы товары высокого класса или дешевые и недорогие оптовые закупки, мы гарантируем, что он есть на AliExpress.

Вы найдете официальные магазины торговых марок наряду с небольшими независимыми продавцами со скидками, каждый из которых предлагает быструю доставку и надежные, а также удобные и безопасные способы оплаты, независимо от того, сколько вы решите потратить.

AliExpress никогда не уступит по выбору, качеству и цене. Каждый день вы найдете новые онлайн-предложения, скидки в магазинах и возможность сэкономить еще больше, собирая купоны. Но вам, возможно, придется действовать быстро, поскольку этот первоклассный регулятор звука должен в кратчайшие сроки стать одним из самых востребованных бестселлеров. Подумайте, как вам будут завидовать друзья, когда вы скажете им, что у вас есть чип-контроль звука на AliExpress.Благодаря самым низким ценам в Интернете, дешевым тарифам на доставку и возможности получения на месте вы можете еще больше сэкономить.

Если вы все еще не уверены в контроле звука чипа и думаете о выборе аналогичного продукта, AliExpress — отличное место, чтобы сравнить цены и продавцов. Мы поможем вам решить, стоит ли доплачивать за высококлассную версию или вы получаете столь же выгодную сделку, приобретая более дешевую вещь.И, если вы просто хотите побаловать себя и потратиться на самую дорогую версию, AliExpress всегда позаботится о том, чтобы вы могли получить лучшую цену за свои деньги, даже сообщая вам, когда вам будет лучше дождаться начала рекламной акции. и ожидаемая экономия.AliExpress гордится тем, что у вас всегда есть осознанный выбор при покупке в одном из сотен магазинов и продавцов на нашей платформе. Реальные покупатели оценивают качество обслуживания, цену и качество каждого магазина и продавца.Кроме того, вы можете узнать рейтинги магазина или отдельных продавцов, а также сравнить цены, доставку и скидки на один и тот же продукт, прочитав комментарии и отзывы, оставленные пользователями. Каждая покупка имеет звездный рейтинг и часто имеет комментарии, оставленные предыдущими клиентами, описывающими их опыт транзакций, поэтому вы можете покупать с уверенностью каждый раз. Короче говоря, вам не нужно верить нам на слово — просто слушайте миллионы наших довольных клиентов.

А если вы новичок на AliExpress, мы откроем вам секрет.Непосредственно перед тем, как вы нажмете «купить сейчас» в процессе транзакции, найдите время, чтобы проверить купоны — и вы сэкономите еще больше. Вы можете найти купоны магазина, купоны AliExpress или собирать купоны каждый день, играя в игры в приложении AliExpress. Вместе с бесплатной доставкой, которую предлагают большинство продавцов на нашем сайте, вы сможете приобрести chip sound control по самой выгодной цене.

У нас всегда есть новейшие технологии, новейшие тенденции и самые обсуждаемые лейблы.На AliExpress отличное качество, цена и сервис всегда в стандартной комплектации. Начните самый лучший шоппинг прямо здесь.

Volume Control Technologies — Benchmark Media Systems

Элиас Гвинн и Джон Сиау
24 апреля 2010 г.

С введением Benchmark HDR-VC ™ (Регулятор громкости с расширенным динамическим диапазоном) многие энтузиасты аудио по-новому взглянули на методы регулирования громкости.

• В чем разница между разными топологиями регулятора громкости?
• Кто лучше по звуку, и почему?
• Что такое HDR-VC ™?

Регуляторы громкости могут влиять на следующие рабочие характеристики:

• Отношение сигнал / шум (SNR), также известное как динамический диапазон
• Суммарные гармонические искажения + шум (THD + N)
• Амплитудно-частотная характеристика
• Межканальное согласование усиления

Существует четыре распространенных системы управления объемом:

• Цифровой аттенюатор — цифровая обработка сигналов (DSP)
• Интегральная аналоговая схема объема — (IC)
• Пассивный аттенюатор — резисторная сеть или пассивный потенциометр
• Схема активного усиления — усилитель и переменное сопротивление

Benchmark объединяет эти две системы:

• Пассивное затухание — низкоомные пассивные выходные площадки
• Цепь активного усиления — управляется потенциометром на передней панели

Качества, на которые влияет регулятор громкости

Динамический диапазон и отношение сигнала к шуму

«Динамический диапазон» и «отношение сигнал / шум» (SNR) описывают одинаковое качество.Оба они указывают отношение максимально возможного уровня сигнала к уровню минимального шума, создаваемого компонентом. В этом шуме может преобладать белый шум, вызванный тепловым воздействием, или в нем могут преобладать дискретные частоты, например, те, которые связаны с гудением и гудением, создаваемым мощностью переменного тока.

проводятся путем измерения минимального уровня шума при отсутствии сигнала. Однако этот метод оказался непригодным для устройств, содержащих технологию автоматического отключения звука.Эти схемы с автоматическим отключением звука включались бы при отсутствии сигнала, и измерения «минимального уровня шума» были бы обманчиво низкими. Измерения динамического диапазона были введены как альтернатива измерениям отношения сигнал / шум. Измерения динамического диапазона проводятся путем измерения минимального уровня шума с помощью тестового сигнала низкого уровня, который предотвращает срабатывание автоматического отключения звука. В рамках данной статьи «динамический диапазон» будет относиться к минимальному уровню шума аудиоустройства относительно максимального неискаженного выходного уровня.

Влияние регулятора громкости на динамический диапазон можно объяснить с помощью концепции «ступенчатого усиления».Постановка усиления — это практика оптимизации запаса по высоте и динамического диапазона путем правильного выравнивания уровней каждой активной ступени усиления и / или ступени ослабления (активной и / или пассивной). Упрощенное описание правильного каскадирования усиления: координация всех устройств для одновременного достижения максимального ввода / вывода, работа в верхних областях этих уровней ввода / вывода и, при необходимости, ослабление ближе к концу сигнальной цепи.

Для максимального увеличения динамического диапазона необходимо использовать весь запас по высоте

Пригодной аналогией динамического диапазона является высота комнаты от пола до потолка, где «пол» представляет минимальный уровень шума электронного устройства, «потолок» представляет максимально возможную амплитуду сигнала, а «высота» представляет динамический диапазон.Высокий человек использует больше доступного пространства для головы, чем низкий человек. Активное аудиоустройство с трактами аналогового сигнала будет иметь собственный минимальный уровень шума из-за теплового шума и других электронных факторов. «Высота» между «полом» и «потолком» сигнального каскада останется неизменной, но эта «высота от пола до потолка» будет использоваться только в том случае, если тракт прохождения сигнала имеет правильное каскадирование усиления и SNR. Эта аналогия будет использована позже при обсуждении конкретных реализаций регулятора громкости.

Общие гармонические искажения + шум (THD + N)

Все аудиоустройства добавляют к сигналу ошибки.Эти ошибки классифицируются как «шум» и «искажение». Измерение THD + N устройства позволяет количественно оценить общие ошибки, добавленные устройством.

Измерение THD + N позволяет обнаруживать множество различных явлений: гармонические искажения, интермодуляционные искажения, искажения, вызванные джиттером, перекрестные помехи, случайный белый шум, фон источника питания, внешний шум и т. Д. Для данного отношения THD + N эти ошибки могут иметь очень разные пороги слышимости.

Частотная характеристика

Частотная характеристика устройства — это измерение отклонения от линейной характеристики.Совершенно линейное устройство воспроизводило бы все частоты одинаково. Величина усиления или затухания будет одинаковой для всех частот входного сигнала в устройстве с линейной частотной характеристикой.

На самом деле каждое устройство имеет ограниченную полосу пропускания. Кроме того, точность частотной характеристики в полосе пропускания зависит от компонентов. Примером преднамеренного нелинейного отклика является устройство с «усилением низких частот». В этом случае низкие частоты будут иметь большее усиление, чем другие частоты в сигнале.

Однако многие компоненты имеют непреднамеренные отклонения в частотной характеристике. Например, некоторые схемы регулировки громкости могут изменять частотную характеристику при изменении громкости.

Межканальное согласование усиления

«Межканальное согласование усиления» описывает способность устройства достигать точного согласования выходных уровней отдельных каналов (то есть между левым и правым в стерео устройстве).

Подробная информация о системе регулировки громкости

Цифровое затухание (DSP)

Регулировка громкости цифрового звука на основе DSP может быть реализована аппаратно (DSP в микросхеме) или программно (DAW, медиаплеер).Он выполняет умножение цифровых аудиоданных перед тем, как данные будут доставлены в цифро-аналоговый преобразователь.

В большинстве случаев регулятор громкости на основе DSP ограничивает динамический диапазон системы воспроизведения. Это потому, что он не использует весь динамический диапазон цифро-аналогового преобразователя. Возвращаясь к аналогии с «высотой комнаты», максимальный уровень, который может создать цифро-аналоговый преобразователь, — это «потолок» (или «запас по высоте»). Преобразователь достигает потолка, когда на входе присутствует «полномасштабный» (максимально возможная цифровая амплитуда) сигнал.

Если цифровой сигнал ослабляется до того, как он достигнет ЦАП, его пиковая амплитуда будет удалена от полной шкалы. Другими словами, пиковая мощность цифро-аналогового преобразователя будет ниже «потолка», но «пол» (собственный шум) останется. В нашей «аналогии с комнатой» цифровое затухание добавило к нашему преобразователю «подвесного потолка», а новая «высота комнаты» (динамический диапазон) была уменьшена.

Также, когда происходит цифровое затухание, следует применять дизеринг (шум), чтобы избежать искажения квантования (искажение из-за ошибок квантования выходит за рамки этой статьи, но заслуживает изучения).Этот дизеринг может снизить ОСШ аудиосигнала, потому что к пониженному сигналу добавляется новый шум. Это серьезный вклад шума, потому что, если выходной сигнал цифрового регулятора громкости составляет 16 бит, шум дизеринга составляет -96 дБ полной шкалы (96 дБ ниже полной шкалы). Однако, если выходной сигнал составляет 24 бита, шум дизеринга составляет -144 дБ полной шкалы. На 144 дБ ниже полной шкалы это не добавит значительного шума в систему.

Эти ограничения динамического диапазона становятся меньшей проблемой для цифро-аналоговых преобразователей со значительно большим динамическим диапазоном, поскольку система воспроизведения будет работать ровно настолько, насколько тихо будет ее самый шумный компонент.Другими словами, если в системе есть усилитель мощности с динамическим диапазоном 100 дБ, не имеет значения, уменьшится ли динамический диапазон ЦАП со 125 дБ до 110 дБ. Динамический диапазон этой системы по-прежнему будет составлять всего 100 дБ. Как правило, чем выше динамический диапазон ЦАП, тем большее цифровое затухание можно применить, не влияя на динамический диапазон всей системы воспроизведения.

Помимо ограничений динамического диапазона, следует также беспокоиться об искажении, вызванном неполноценным алгоритмом DSP.Если разработчик не реализует надлежащее дизеринг, возникнут серьезные негармонические искажения. Во многих компьютерных системах воспроизведения отсутствует дизеринг. 16-битные системы имеют заметные искажения при отсутствии дизеринга. 24-битные и 32-битные системы гораздо более снисходительны, когда не используется дизеринг.

Другие ошибки в реализации DSP также могут привести к искажению. Однако все большее распространение получают правильно спроектированные цифровые регуляторы громкости. Хорошо продуманный цифровой регулятор громкости практически не добавляет искажений звуку.

Регулятор громкости на основе DSP может работать нормально при соблюдении следующих условий:

1. Цифровой регулятор громкости должен быть правильно спроектирован. Вычисления DSP должны внутренне использовать длину слова не менее 24 бит. Если длина выходного слова меньше 24 бит, его необходимо смешать. либо должны быть сглажены, либо в ЦАП должны передаваться длинные слова (24 или более разряда). Многие медиаплееры, компьютеры и цифровые устройства используют 16-битные регуляторы громкости без псевдонима.В большинстве случаев эти 16-битные регуляторы громкости можно обойти, установив громкость на максимум. Когда это будет сделано, для управления уровнем воспроизведения можно использовать внешний цифро-аналоговый преобразователь.
2. Цифро-аналоговый преобразователь должен иметь впечатляющий динамический диапазон. Нередко требуется ослабление 20-30 дБ для нормального уровня прослушивания. В этих случаях динамический диапазон ЦАП будет уменьшен на 20-30 дБ. Если ваш цифро-аналоговый преобразователь имеет динамический диапазон только 110 дБ, выходной сигнал будет иметь динамический диапазон 80-90 дБ — динамический диапазон меньше, чем у 16-битного компакт-диска.
3. Пиковый уровень на выходе цифро-аналогового преобразователя должен соответствовать максимальному входному уровню следующего устройства на пути прохождения сигнала (усилителя, предварительного усилителя и т. Д.). Это фундаментальная часть правильного каскадирования усиления, так как он полностью использует запас обоих устройств. Это причина того, что профессиональные аудиоустройства стандартизируют уровень рабочего сигнала между аудиоустройствами (обычно на уровне +4 дБн при -20 дБ полной шкалы). При таком типе конфигурации динамический диапазон усилителя обычно будет доминирующим фактором шума.

Аналоговая интегральная схема (ИС)

Во многих продуктах используются интегральные схемы (ИС) для управления громкостью в аналоговой области. Эти аналоговые микросхемы управления громкостью страдают от шума и искажений. Эти дефекты частично связаны со сложностями реализации множества прецизионных элементов в одном корпусе ИС. В частности, размер, материалы, близость и ограничения по напряжению этих элементов (внутри ИС) серьезно ограничивают общее качество этого решения.

Характеристики аналоговых ИС регулятора громкости определяются следующими факторами:

1. Перекрестные помехи между электронными элементами в микросхеме ИС: Когда электронные элементы небольшой формы упакованы в одну пластину (микросхему), они очень восприимчивы к перекрестным помехам. Перекрестные помехи — это явление, которое возникает из-за связи с подложкой (передача напряжения от одного узла к другому через подложку). Величина перекрестных помех пропорциональна близости узлов.Следовательно, небольшие корпуса ИС чрезвычайно чувствительны из-за близости компонентов друг к другу.
2. Потребляемая мощность и шум: Между потребляемой мощностью и шумом существует компромиссное соотношение. Как правило, ИС проектируется так, чтобы минимизировать энергопотребление. Для этого требуется схема с высоким сопротивлением. Однако «шум Джонсона» увеличивается с увеличением импеданса. Другими словами, схема с высоким импедансом вызывает больше шума. Напротив, схема с низким импедансом приведет к большему потреблению энергии, что приведет к большему нагреву.Элементы настолько малы, что на звуковых частотах может происходить значительный нагрев и охлаждение отдельных элементов. Этот нагрев и охлаждение изменяют сопротивление и емкость этих элементов. В результате отклик компонентов становится нелинейным, что вызывает искажения.
3. Нелинейное поведение элементов в микросхеме ИС: Нелинейность может быть вызвана множеством причин. Проблема нелинейности из-за теплового изменения обсуждалась выше. Кроме того, ИС имеют паразитные пути утечки между элементами схемы.Токи утечки и смещения постоянного тока вызывают нелинейное поведение. Нелинейное поведение приводит к искажениям.

Пассивный аттенюатор

Пассивный аттенюатор — это просто цепь резисторов или потенциометр, создающая делитель напряжения на пути прохождения сигнала. Выход делителя напряжения — это масштабированная версия входного сигнала. В пассивном аттенюаторе используются только «пассивные» компоненты, которые не требуют источника питания.

Многие люди считают, что пассивные аттенюаторы абсолютно безопасны.Реальность такова, что пассивные аттенюаторы могут ухудшить качество звука. Искажения будут возникать при использовании некачественных резисторов. Шум будет возникать, если сопротивление аттенюатора слишком высокое. Особенно проблематичными являются пассивные аттенюаторы с высоким импедансом (более 500 Ом).

Создать качественный бесступенчатый пассивный аттенюатор очень сложно. Потенциометры могут вносить искажения и могут вызывать колебания импеданса. Эти вариации могут вызвать изменения в частотной характеристике.

Напротив, относительно легко построить фиксированные или ступенчатые аттенюаторы с использованием фиксированных резисторов. Легко доступны высокоточные металлопленочные резисторы, которые можно использовать для создания высококачественных фиксированных делителей напряжения.

Следующие характеристики определяют рабочие характеристики пассивного аттенюатора:

1. Высокое сопротивление (высокое Z) снижает коэффициент подавления синфазного сигнала. Подавление синфазного сигнала — основная цель правильно сбалансированной системы.В идеально сбалансированной системе дифференциальный вход устройства подавляет любой шум, который является общим для обеих линий передачи сбалансированного соединения (например, XLR). Результатом этого процесса является сигнал, свободный от артефактов, которых не было на выходе предыдущего устройства. Способность устройства достичь этого описывается его «коэффициентом отклонения синфазного сигнала» и варьируется в зависимости от нескольких факторов. Как правило, низкий импеданс источника и высокий импеданс нагрузки приводят к более высокому коэффициенту подавления синфазного сигнала.Следовательно, ради подавления синфазного сигнала нежелательно увеличивать полное сопротивление источника с помощью пассивного аттенюатора hi-Z.
2. Переменное сопротивление изменяет частотную характеристику. Выходное сопротивление пассивных аттенюаторов часто изменяется в зависимости от настройки громкости, что вызывает изменение частотной характеристики при изменении настройки громкости. Выходное сопротивление (истока) устройства в сочетании с емкостью и / или индуктивностью нагрузки (следующего устройства ниже по потоку) создает фильтр.Разные значения импеданса вызовут разные частотные характеристики. Например, более высокий импеданс и емкость приведут к более низкой пороговой частоте фильтра нижних частот, где происходит затухание. Это становится проблемой, когда пороговая частота приближается и входит в слышимый диапазон (ниже 20 кГц). Если емкость кабеля и нагрузки приближается к 500 пФ, а полное сопротивление пассивных аттенюаторов составляет 15 кОм, то на частоте 20 кГц будет ослабление 3 дБ!
3. Высокий импеданс увеличивает разницу в усилении каналов. Высокое сопротивление источника будет больше влиять на усиление входа следующего устройства. Любые незначительные различия в импедансе источника между левым и правым каналами приведут к различиям в усилении между двумя каналами.
4. Высокое сопротивление увеличивает шум. Все резисторы создают тепловой шум, также известный как «шум Джонсона» или «шум Джонсона-Найквиста». Этот шум возникает из-за теплового возбуждения электронов, вызывающего случайные колебания напряжения. Когда резистор включен последовательно с сигнальным трактом, к сигналу добавляется тепловой шум.Количество добавляемого шума увеличивается с увеличением сопротивления. Следовательно, пассивные аттенюаторы с высоким импедансом добавляют больше шума, чем пассивные аттенюаторы с низким импедансом. Если сопротивление достаточно низкое, тепловой шум будет незначительным.
5. Низкое сопротивление (low-Z) может перегрузить выходные драйверы. Если сопротивление аттенюатора слишком низкое, он может перегрузить активный каскад, который им управляет. Когда возникает эта перегрузка, искажения быстро увеличиваются.
6. Необходимо использовать качественные резисторы. Низкокачественные резисторы добавят звуковому сигналу дополнительные шумы и искажения. Резисторы должны быть прецизионного тонкопленочного или металлического типа, чтобы поддерживать низкий уровень шума и искажений.

Схема активного усиления

с активным усилением — это просто усилители линейного уровня. Они работают, посылая сигнал на активный усилительный компонент (лампа / транзистор / операционный усилитель и т. Д.), Усиление которого часто регулируется с помощью потенциометра.

В то время как схемы с активным усилением могут страдать от шума и искажений, правильно спроектированная схема с активным усилением добавит к звуку очень мало шума или искажений.Активные регуляторы усиления могут превзойти другие регуляторы, если диапазон регулирования ограничен разумным диапазоном. Высокая производительность достигается в диапазоне регулирования +/- 10 дБ.

Частотная характеристика постоянна при всех настройках усиления. Выходное сопротивление очень низкое и постоянно при всех настройках.

HDR-VC ™ (регулятор громкости высокого разрешения) Benchmark

Система HDR-VC ™ объединяет схему активного усиления с пассивным аттенюатором с низким сопротивлением. Потенциометр в цепи активного усиления приводится в действие двигателем от системы дистанционного управления.Эта комбинация обеспечивает низкий уровень шума и искажений в широком диапазоне выходных уровней. Дистанционное управление громкостью может быть достигнуто с помощью DSP или аналоговой микросхемы управления громкостью, но за счет качества звука. Benchmark решил использовать в DAC1 HDR горшок с электроприводом, чтобы избежать компромиссов в решениях DSP и IC. В других моделях DAC1 используется такая же структура регулятора громкости, но без моторного привода.

Во всех моделях DAC1 пассивные аттенюаторы расположены после всех активных устройств.SNR на выходе пассивных аттенюаторов идентично SNR на входе пассивных аттенюаторов. Пассивные аттенюаторы можно установить с шагом 10 дБ от 0 дБ до -30 дБ. Пассивные выходные аттенюаторы оптимизируют диапазон регулирования активного регулятора громкости.

Система HDR-VC ™ обеспечивает очень высокую производительность в широком диапазоне уровней сигнала, обеспечивая при этом дистанционное управление.

% PDF-1.5 % 852 0 объект> эндобдж xref 852 76 0000000016 00000 н. 0000002383 00000 н. 0000002520 00000 н. 0000001856 00000 н. 0000002709 00000 н. 0000002735 00000 н. 0000002781 00000 н. 0000002906 00000 н. 0000002940 00000 н. 0000003157 00000 н. 0000003237 00000 н. 0000003316 00000 н. 0000003393 00000 н. 0000003470 00000 н. 0000003547 00000 н. 0000003624 00000 н. 0000003701 00000 п. 0000003778 00000 н. 0000003855 00000 н. 0000003932 00000 н. 0000004009 00000 н. 0000004086 00000 н. 0000004163 00000 п. 0000004240 00000 н. 0000004317 00000 н. 0000004394 00000 н. 0000004471 00000 н. 0000004547 00000 н. 0000004623 00000 н. 0000004701 00000 п. 0000004862 00000 н. 0000005085 00000 н. 0000005162 00000 н. 0000005506 00000 н. 0000005728 00000 н. 0000005957 00000 н. 0000006183 00000 п. 0000006307 00000 н. 0000006438 00000 н. 0000007062 00000 н. 0000007474 00000 н. 0000007878 00000 н. 0000008394 00000 н. 0000012275 00000 п. 0000012680 00000 п. 0000016721 00000 п. 0000019807 00000 п. 0000023047 00000 п. 0000026321 00000 п. 0000029761 00000 п. 0000033208 00000 п. 0000036405 00000 п. 0000036629 00000 п. 0000036858 00000 н. 0000042016 00000 п. 0000042252 00000 п. 0000048865 00000 п. 0000049106 00000 п. 0000049301 00000 п. 0000049358 00000 п. 0000049435 00000 п. 0000049554 00000 п. 0000049644 00000 п. 0000049733 00000 п. 0000049825 00000 п. 0000049931 00000 н. 0000050030 00000 н. 0000050162 00000 п. 0000050254 00000 п. 0000050343 00000 п. 0000050477 00000 п. 0000050584 00000 п. 0000050672 00000 п. 0000050785 00000 п. 0000050895 00000 п. 0000051011 00000 п. трейлер ] >> startxref 0 %% EOF 855 0 obj> поток = 2G7xpdgDKY / S $ a1 = 8 / mQ4x3 (SJ + rRK79TcIdkvb

% PDF-1.4 % 215 0 объект > эндобдж xref 215 234 0000000016 00000 н. 0000005032 00000 н. 0000005206 00000 н. 0000006290 00000 н. 0000008018 00000 н. 0000008102 00000 п. 0000008189 00000 н. 0000008284 00000 н. 0000008396 00000 н. 0000008452 00000 н. 0000008620 00000 н. 0000008676 00000 н. 0000008769 00000 н. 0000008869 00000 н. 0000009030 00000 н. 0000009086 00000 н. 0000009172 00000 н. 0000009298 00000 п. 0000009427 00000 н. 0000009482 00000 н. 0000009601 00000 п. 0000009656 00000 н. 0000009767 00000 н. 0000009822 00000 н. 0000009930 00000 н. 0000009985 00000 н. 0000010106 00000 п. 0000010161 00000 п. 0000010289 00000 п. 0000010344 00000 п. 0000010494 00000 п. 0000010549 00000 п. 0000010635 00000 п. 0000010753 00000 п. 0000010807 00000 п. 0000010920 00000 п. 0000010976 00000 п. 0000011082 00000 п. 0000011138 00000 п. 0000011194 00000 п. 0000011248 00000 п. 0000011304 00000 п. 0000011414 00000 п. 0000011470 00000 п. 0000011583 00000 п. 0000011639 00000 п. 0000011750 00000 п. 0000011806 00000 п. 0000011951 00000 п. 0000012007 00000 п. 0000012135 00000 п. 0000012191 00000 п. 0000012291 00000 п. 0000012347 00000 п. 0000012477 00000 п. 0000012533 ​​00000 п. 0000012644 00000 п. 0000012700 00000 п. 0000012839 00000 п. 0000012895 00000 п. 0000013014 00000 п. 0000013070 00000 п. 0000013191 00000 п. 0000013247 00000 п. 0000013366 00000 п. 0000013422 00000 п. 0000013550 00000 п. 0000013606 00000 п. 0000013721 00000 п. 0000013777 00000 п. 0000013906 00000 п. 0000013962 00000 п. 0000014080 00000 п. 0000014136 00000 п. 0000014256 00000 п. 0000014311 00000 п. 0000014432 00000 п. 0000014487 00000 п. 0000014600 00000 п. 0000014655 00000 п. 0000014768 00000 п. 0000014823 00000 п. 0000014949 00000 п. 0000015004 00000 п. 0000015059 00000 п. 0000015115 00000 п. 0000015230 00000 н. 0000015286 00000 п. 0000015397 00000 п. 0000015453 00000 п. 0000015572 00000 п. 0000015628 00000 п. 0000015684 00000 п. 0000015740 00000 п. 0000015771 00000 п. 0000015913 00000 п. 0000016698 00000 п. 0000017141 00000 п. 0000017664 00000 п. 0000018457 00000 п. 0000019233 00000 п. 0000019696 00000 п. 0000019726 00000 п. 0000019755 00000 п. 0000019778 00000 п. 0000020335 00000 п. 0000020889 00000 н. 0000021809 00000 п. 0000022297 00000 п. 0000028163 00000 п. 0000030169 00000 п. 0000030192 00000 п. 0000031000 00000 н. 0000031099 00000 п. 0000031429 00000 п. 0000031711 00000 п. 0000031992 00000 п. 0000033743 00000 п. 0000033766 00000 п. 0000034948 00000 н. 0000034971 00000 п. 0000036321 00000 п. 0000036344 00000 п. 0000037655 00000 п. 0000037678 00000 п. 0000038059 00000 п. 0000038316 00000 п. 0000039380 00000 п. 0000039764 00000 н. 0000041174 00000 п. 0000041757 00000 п. 0000048821 00000 н. 0000049620 00000 н. 0000050884 00000 п. 0000050907 00000 п. 0000052279 00000 п. 0000052302 00000 п. 0000052456 00000 п. 0000057284 00000 п. 0000057491 00000 п. 0000062877 00000 п. 0000066008 00000 п. 0000070520 00000 п. 0000072197 00000 п. 0000072350 00000 п. 0000072503 00000 п. 0000072657 00000 п. 0000072810 00000 п. 0000072964 00000 н. 0000073117 00000 п. 0000073271 00000 п. 0000073424 00000 п. 0000073578 00000 п. 0000073731 00000 п. 0000073885 00000 п. 0000074038 00000 п. 0000074192 00000 п. 0000074345 00000 п. 0000074499 00000 н. 0000074652 00000 п. 0000074806 00000 п. 0000074959 00000 п. 0000075113 00000 п. 0000075266 00000 п. 0000075420 00000 п. 0000075573 00000 п. 0000075727 00000 п. 0000075880 00000 п. 0000076034 00000 п. 0000076187 00000 п. 0000076341 00000 п. 0000076494 00000 п. 0000076648 00000 н. 0000076801 00000 п. 0000076955 00000 п. 0000077108 00000 п. 0000077262 00000 п. 0000077415 00000 п. 0000077569 00000 п. 0000077722 00000 п. 0000077876 00000 п. 0000078029 00000 п. 0000078183 00000 п. 0000078336 00000 п. 0000078490 00000 п. 0000078643 00000 п. 0000078797 00000 п. 0000078950 00000 п. 0000079103 00000 п. 0000079257 00000 п. 0000079410 00000 п. 0000079564 00000 п. 0000079717 00000 п. 0000079871 00000 п. 0000080024 00000 п. 0000080178 00000 п. 0000080331 00000 п. 0000080485 00000 п.

Стереоусилитель звука на базе LM386 с цифровым регулятором громкости

Благодаря своей простоте (требует минимального количества внешних компонентов) и высокой доступности, LM386 очень популярен среди любителей для использования в приложениях для усиления звука низкого напряжения.Чаще всего на входной стороне LM386 используется потенциометр для регулировки громкости в выходном динамике. Потенциометр не контролирует коэффициент усиления самого усилителя, но он создает на входе сеть делителя напряжения, которая фактически контролирует долю аудиосигнала, подаваемого на усилитель. Этот проект представляет собой стереоусилитель звука, использующий две микросхемы LM386 с цифровым регулятором громкости для левого и правого динамиков. Итак, как бы вы управляли громкостью в цифровом виде? Вы правы, заменив традиционные электромеханические потенциометры микросхемами цифровых потенциометров.В этом проекте используется микросхема двойного цифрового потенциометра MAXIM DS1868 и микроконтроллер PIC для управления громкостью стерео выхода от двух микросхем LM386.

Стереоусилитель звука с цифровым регулятором громкости

Теория

тонн ресурсов по LM386, поэтому я не буду здесь подробно описывать его. Микросхема LM386 имеет 8 контактов, поэтому для работы в качестве моноусилителя требуется очень мало внешних компонентов. Схема ниже взята из таблицы данных и показывает внешние компоненты, необходимые для построения одноканального аудиоусилителя с LM386.Внешний потенциометр 10K на входе используется для управления громкостью выходного динамика. Для стереофонического усилителя звука нам понадобятся две таких схемы.

Схема усилителя звука LM386

Диапазон питающих напряжений для LM386 широкий (4-18 В). Может питаться от батареи PP3 + 9В. Для функции цифрового управления громкостью мы заменим внешний потенциометр 10K на входном каскаде микросхемой цифрового потенциометра. MAXIM DS1868 — это микросхема с двойным цифровым потенциометром. Каждая клемма стеклоочистителя имеет 256 позиций между верхним и нижним концом потенциометра.Положение дворника устанавливается 8-битным управляющим значением, которое сохраняется в регистре ввода-вывода DS1868. Связь с главным микроконтроллером осуществляется через 3-проводной последовательный интерфейс. Пожалуйста, прочтите мою предыдущую публикацию « Как связать цифровой потенциометр MAXIM DS1868 с микроконтроллером PIC » для получения более подробной информации о DS1868.

На блок-схеме ниже показана работа стереоусилителя звука с отдельным регулятором громкости для левого и правого динамиков.DS1868 имеет два потенциометра, поэтому одной микросхемы достаточно для двух схем LM386. DS1868 предлагается с тремя стандартными значениями сопротивления: 10, 50 и 100 кОм. версии. Я использую DS1868-010, версию 10K. Стереозвук подается на верхние концы (H0 и h2) двух потенциометров, в то время как оба нижних конца заземлены. Входные аудиосигналы для двух каскадов LM386 поступают с клемм стеклоочистителя (W0 и W1). Микроконтроллер PIC18F2550 принимает пользовательские данные от тактовых переключателей и соответственно устанавливает положения стеклоочистителей, которые фактически регулируют выходную громкость.ЖК-дисплей используется для отображения уровня громкости отдельного канала.

Блок-схема стереоусилителя звука с цифровым регулятором громкости

Блок-схема, представленная в теоретическом разделе, описывает, как работает этот проект. Схема усиления стереозвука состоит из двух моноусилителей LM386. Принципиальная схема моноусилителя на базе LM386 также была описана выше. Подключение микроконтроллера, цифрового потенциометра DS1868, ЖК-дисплея и тактовых переключателей показано ниже.Я использую StartUSB для платы PIC для этого проекта, в котором микроконтроллер PIC18F2550 загружен с быстрым загрузчиком USB. Однако этот проект также может быть выполнен с помощью PIC меньшего размера из семейства среднего класса.

Принципиальная схема цифрового регулятора громкости для LM386

Есть три тактовых переключателя для пользовательского ввода. На принципиальной схеме они названы ВВЕРХ, ВНИЗ и ВЫБОР. ВВЕРХ — для увеличения, ВНИЗ — для уменьшения громкости. С помощью входа SELECT вы можете установить громкость левого и правого динамиков совместно или по отдельности.Как упоминалось ранее, стереовход подается на контакты H0 и h2 DS1868, в то время как контакты L0 и L1 заземлены. Две клеммы стеклоочистителя, W0 и W1, подключены к входным контактам двух моноусилителей LM386. ЖК-дисплей работает в 4-битном режиме, а выводы данных (D4-D7) подключены к RB4 через выводы порта RB7. Два контакта управления ЖК-дисплеем, RS и E, управляются контактами RC6 и RC7 PIC18F2550.

Схема установки

Программное обеспечение

Прошивка для PIC разработана в mikroC Pro для компилятора PIC.Это тестовая версия, где я установил 10 уровней громкости от 0 до максимума с размером шага 25 для положения стеклоочистителя потенциометра. Но вы можете еще больше уменьшить размер шага, скажем, до 5. Это даст вам 51 дискретный шаг громкости от 0 до максимума. Каждый раз, когда вы нажимаете кнопку UP или DOWN, выходная громкость будет увеличиваться или уменьшаться с постоянной величиной, которая соответствует размеру шага. Вы можете выбрать отдельный или оба канала (левый и правый динамики) для операций ВВЕРХ и ВНИЗ.

Загрузите исходный код и файл HEX для этого проекта

Выход

Наслаждайтесь просмотром видео в конце статьи, в котором показан стерео усилитель звука в действии.

Усилитель звука с динамиками

Цифровой регулятор громкости для левого и правого динамиков

Похожие сообщения

LC75345M_849032.PDF Datasheet Загрузить — IC-ON-LINE