Как-то так получилось, что при всем большом количестве обзоров я практически ни разу не писал обзоры устройств, тем или иным образом относящихся к аудиотехнике. Хотя конечно у меня есть обзор блока питания для усилителя мощности, но на мой взгляд это уж совсем косвенное отношение. И вот решил я обратить внимание на усилители, ЦАПы и прочие аудиоустройства и начну с регулятора громкости.
Данный регулятор громкости выбирался скорее из эстетических соображений, так как функционально он очень прост и потому обзор будет сегодня не очень длинным.
Как вы уже поняли из предисловия, строить я буду некое подобие усилителя, скорее всего с ЦАП, но в данном случае это не особо принципиально. Раньше я много занимался подобной техникой, но прошли годы и одно просто забылось, вместо другого появилось много нового, потому отчасти я буду вспоминать, отчасти заниматься самообразованием потому возможны ошибки и неточности, за что заранее прощу извинить.
Тема аудиотехники была косвенно затронута в , где я показывал блок питания для усилителя мощности. Скорее всего этот БП будет и дальше принимать участие, вероятнее всего в качестве подопытного для понимания разницы между импульсным и обычным блоком питания, но это тема будущих обзоров, а пока перейду к теме сегодняшнего - регулятору громкости.
Понятно что сейчас громкость звука можно регулировать не только вмешательством в электрический тракт, а и программно прямо от источника, но лично мне не очень нравится подобный подход и я придерживаюсь «классических» решений в виде аналогового регулятора громкости.
Для начала стоит сказать, что регуляторы громкости бывают линейные и логарифмические, а также с тонкомпенсацией, касаться их я не вижу смысла так как это скорее дело вкуса, но объясню очень кратко:
1. Линейный или логарифмический.
Линейный изменяет коэффициент деления прямо пропорционально углу поворота вала регулятора.
Логарифмический (а если корректнее, то обратнологарифмический) больше подходит для человеческого слуха так как в самом начале регулировка происходит очень плавно, а к концу более резко. Человеческое ухо лучше отличает уровень громкости слабых звуков, потому в самом начале регулировка плавная. Когда же громкость большая, то разница менее заметна и там регулировка может быть грубой.
Существует три основные характеристики:
А (в импортном варианте В) - линейная, изменение сопротивления линейно зависит от угла поворота. Такие резисторы, например, удобно применять в узлах регулировки напряжения БП.
Б (в импортном варианте С) - логарифмическая, сопротивление сначала меняется резко, а ближе к середине более плавно.
В (в импортном варианте A) - обратно-логарифмическая, сопротивление сначала меняется плавно, ближе к середине более резко. Такие резисторы обычно применяют в регуляторах громкости.
Дополнительный тип - W, производится только в импортном варианте. S-образная характеристика регулировки, гибрид логарифмического и обратно-логарифмического. Если честно, то я не знаю где такие применяются.
Кому интересно, могут почитать подробнее.
Кстати мне попадались импортные переменные резисторы у которых буква регулировочной характеристики совпадала с нашей. Например современный импортный переменный резистор имеющий линейную характеристику и букву А в обозначении.
2. Тонкомпенсация.
При слабом уровне громкости человеческое ухо лучше слышит СЧ диапазон, но хуже НЧ и ВЧ, потому в некоторые регулятора добавляют принудительную коррекцию АЧХ в самом начале регулировки. Обычно тонкомпенсация отключаемая, так как далеко не всем она нравится и тогда есть возможность случать оригинальный звук. Простейшая тонкомпенсация это конденсатор небольшой емкости между входным сигнальным и подвижным контактом резистора. В более «продвинуты» резистор имеет один или несколько отводов, позволяющих настроить коррекцию более точно.
Для лучшего понимания были построены семейства кривых чувствительности человеческого уха – усредненные графики зависимости этой чувствительности для разных частот слышимых акустических колебаний.
На рисунке ниже показаны эти графики, получившие название кривых равной громкости, которые были приняты в качестве международного стандарта.
Вариант включения обычного переменного резистора для получения тонкомпенсации.
И включение специального резистора.
В моем случае по большей части можно было просто применить обычный переменный резистор. Ниже на фото пример простых переменных резисторов, слева подороже, справа попроще, но суть у них одна и та же, переменный резистор. Качественные переменные резисторы выпускает фирма Alps и стоят они весьма недешево.
Но куда более качественный вариант, это ступенчатый регулятор в виде набора переключаемых резисторов. Фактически это многоступенчатый аттенюатор, преимуществом которого является задание произвольных регулировочных характеристик, но что важнее - более точной подгонкой идентичности каналов.
Существуют обычные переменные резисторы с трещеткой, не путайте, это совсем другое, по сути там просто «эмуляция».
Ступенчатые регуляторы чаще всего применяются в высококлассной аппаратуре, например я впервые его встретил в популярном усилителе Одиссей 010. Кстати, при желании и некотором терпении подобный регулятор можно изготовить самостоятельно из многопозиционного переключателя и подобранных резисторов.
Или даже так, по сути просто переключатель с кучей резисторов.
Если заменить переключатель на реле, то можно сделать более красивое решение, к тому же имеющее возможность дистанционного управления. В целях упрощения резисторы в этом случае управляются двоичным кодом. Путем коррекции номиналов резисторов можно также задавать логарифмическую характеристику.
Переключая коэфициент деления при помощи фиксированных резисторов можно получить относительно простым способом большой диапазон регулировки, 1 реле - 2 уровня, 2 реле - 4 уровня, 3 реле - 8 уровней.
Ниже на фото показан регулятор имеющий 256 ступеней регулировки. Управляется он от специальной микросхемы - которая преобразует аналоговый сигнал от переменного резистора в двоичный код. Переменный резистор при этом просто изменяет постоянное напряжения и никак не подключен в цепи сигнала.
Реле при этом надо применять специальные - сигнальные, а не силовые, так как при слабых напряжениях и токах силовые реле не могут обеспечить качественный контакт.
Но кроме того у подобного регулятора есть преимущество, его легко можно сделать многоканальным просто добавив параллельно еще одну плату с реле.
Снизу платы видны пары резисторов около каждого реле. Вообще изначально у меня была мысль купить именно такой регулятор, но потом я передумал и позже объясню, почему.
Примерно по такой же схеме собран и известный регулятор Никитина, его преимущество в том, что входное и выходное сопротивление всегда постоянно, что лучше сказывается на качестве работы и меньшем влиянии на параметры остальной схемы.
Как было написано выше, ступенчатые регуляторы позволяют реализовать дистанционное управление, но при желании можно купить и обычный регулятор «с моторчиком», управляемым специальным контроллером. Фактически так и есть, вал переменного резистора можно вращать как вручную, так и с пульта, тогда это будет делать небольшой двигатель с редуктором, при этом ручка регулировки также будет вращаться, а если добавить к ней какой нибудь светодиод индикации положения, то смотрится это довольно эффектно.
В общем думал я думал, какой регулятор применить и случайно натолкнулся на весьма любопытный вариант, который меня больше заинтересовал типом дисплея, но об этом чуть позже.
В комплект входит:
1. Плата регулятора
2. Плата управления с дисплеем
3. Пульт ИК ДУ
4. Светофильтр
5. Провода подключения питания и выхода
6. Шлейф для соединения плат, длина 280мм
7. Ручка регулятора.
Также отдельно можно докупить
1. Трансформатор питания 12 Вольт 5 Ватт - $2.22
2. Плата управления нагрузкой - $3.7
3. Доплатить за позолоченные RCA разъемы - $1.47
Я покупал в «базовой» комплектации так как трансформатор у меня есть, плату реле можно сделать самому, а в «позолоченные» разъемы за полтора бакса я мало верю. Волновался чтобы в пути не разбили дисплей, но все обошлось.
Комплект всяких мелочей ничего особенного из себя не представляет, синий светофильтр, дешевенькая ручка и пара проводков.
Защитную бумагу со светофильтра я пока снимать не буду так как мне его еще ставить в корпус и не хотелось бы поцарапать.
Пульт похоже от какого-то телевизора AOC, в меру удобный, но имеющий глянцевый корпус. Смотрится неплохо, хотя кнопок могло бы быть и меньше так как большая часть из них не нужна.
Входы можно переключать как кнопкой Input 1-2-3-4, так и кнопками Bright в любом направлении.
Основная плата, на ней расположены реле, регулятор и узел питания всего комплекта.
Не знаю что подразумевалось под «позолоченными» разъемами, за которые надо было доплатить отдельно, но я получил с такими как на фото. Плата умеет коммутировать сигналы от четырех источников, все входы вынесены на один большой блок разъемов.
Пайка местами на троечку, хотя общее качество изготовления понравилось, аккуратно, есть крепежные отверстия, маркировка.
Плата питается переменным напряжением 12 Вольт, хотя у меня она без проблем работала и от 9. На некоторых конденсаторах имеется маркировка фирмы Elna, хотя на мой взгляд в данном случае это не имеет значения, не говоря о том, что китайцы те еще затейники и верить таким маркировкам можно далеко не всегда.
Также судя по всему на плате есть и умножитель напряжения так как дисплею требуется заметно больше чем 12-15 Вольт. Но в умножителе нет ничего плохого, хуже было бы если разработчик поставил импульсный преобразователь напряжения.
Также здесь установлены четыре стабилизатора напряжения, два (78L05 и 79L05) питают регулятор, один 7805 питает реле, второй отвечает за плату управления.
А вот и регулятор с четырехканальным коммутатором.
Регулировкой уровня сигнала занимается специализированный чип производства Cirrus logic. В начале обзора не были указаны характеристики регулятора, но так как фактически они зависят от данного чипа, то корректнее привести их именно в таком виде. Хотя корректность это понятие относительное, так как они относятся к оригинальному чипу, а какой стоит здесь, я сказать не могу.
Выше я не зря писал о ступенчатых регуляторах сигнала. Дело в том, что данный регулятор также ступенчатый. На блок схеме красным выделен узел аттенюатора, т.е. делителя, а зеленым - регулируемый усилитель.
В отличии от обычного переменного резистора регулятор умет работать в двух режимах, ослабления (-95.5 дБ - 0) и усиления (0-31.5 дБ), за ослабление отвечает аттенюатор, а за усиление - усилитель с изменяемым коэффициентом усиления.
Схема включения регулятора предельно проста, потому собственно и определяются характеристики набора именно характеристиками чипа, хотя некоторые параметры можно при желании испортить неправильной трассировкой.
Изначально регулятор двухканальный, но судя по даташиту он допускает каскадирование и его можно применять и в многоканальных системах, нужен просто еще один или несколько таких чипов.
На плате находится разъем для подключения панели управления, а также неизвестный мне чип со стертой маркировкой.
Как было указано выше, плата может управлять включением дополнительной нагрузки. Для этого на плате имеются контакты подключения реле. На этих контактах появляется 5 Вольт при включении регулятора в рабочий режим, коммутация по минусу.
Данный выход можно использовать для управления подачей питания на усилитель мощности.
1. Чип регулятора CS3310
2. Транзисторная сборка ULN2003 для управления реле, она же управляет и дополнительным выходом.
3. Сигнальные реле на напряжение 5 Вольт. Где-то дома должны быть такие же реле, только фирменные, может сравню позже.
4. Неизвестный мне чип, зачем стерли маркировку - загадка.
Снизу платы пусто, большая часть полигонов используется как экран от помех.
Так как чип регулятора имеет цифровое управление, то в комплекте идет плата управления и индикации.
Управление соответственно может быть как от энкодера, так и от пульта, для этого на плате установлен фотоприемник, по понятным причинам светофильтр должен захватывать и его.
А это то, из-за чего я отчасти остановил свой выбор именно на данной модели регулятора, VFD дисплей, или по нашему ВЛИ (Вакуумно Люминесцентный Индикатор).
Собственно из-за этого данную плату можно назвать «теплой и ламповой», так как ВЛИ это и есть самая настоящая радиолампа, правда не имеющая никакого отношения к звуку. Дисплей правда здесь самый обычный, подобные применяются в калькуляторах и подобных устройствах где достаточно 9 знакомест.
Скажу честно, мне действительно нравятся подобные вещи и я бы не отказался от подобных дисплеев, но в виде аналогов обычным 1602, 2004 и т.п., но стоят они обычно , правда и смотрятся красиво.
Контроллер управления и прочие элементы вынесены на обратную сторону платы, а сама плата выполнена в том же дизайне что и плата регулятора. Правда есть замечание, плата не совсем ровная, она немного выгнута в сторону от передней панели.
Контроллер управления регулятором и драйвер дисплея.
На плате имеются контакты для подключения внешней клавиатуры и месте для перемычек.
1. Зеленый - клавиатура - выключение звука, выбор входа, регулировка громкости. В отличии от энкодера здесь есть функция выключения звука, но нет кнопки выключения.
2. Красный - режим работы полный (аттенюатор + усилитель) или только аттенюатор.
3. Желтый - отключение функции запоминания настроек.
1. Микроконтроллер управления - 12C5A60S2
2. Драйвер дисплея -
3. EEPROM, предположительно для хранения настроек.
4. Пайка фотоприемника. сначала решил что все плохо, но позже выяснилось что такой вид только снизу, сверху пайка отличная.
Чтобы проверить регулятор, подключил трансформатор питания 9 Вольт, соединил шлейфом платы и… все, можно включать.
Со вспышкой, да без светофильтра пытаться что либо разглядеть на дисплее нереально, хотя здесь я даже подкорректировал изображение в фотошопе.
Без вспышки или с каким нибудь светофильтром все заметно лучше, сам по себе индикатор весьма яркий.
На странице товара есть примеры применения данного регулятора, а точнее - оформления передней панели с ним, хотя в некоторых вариантах применен явно другой светофильтр, заметно более длинный.
Я же пока временно ограничился кусочком зеленого светофильтра, который нашел дома и ниже расскажу о режимах работы.
1. Выключено, на дисплее светится только точка правого разряда.
2. После короткого нажатия на энкодер регулятор переходит в основной режим работы, при этом на дисплей вылазит надпись Hello, которая затем пропадает. Выше я писал что у платы есть выход включения дополнительной нагрузки, на нем питание появляется сразу после нажатия на энкодер. При подаче питания на плату, она кратковременно щелкает релюшкой, в дежурном режиме все реле отключены. Для перевода платы в дежурный режим надо удерживать энкодер нажатым примерно пару секунд.
3. На дисплей выводится номер включенного канала и уровень ослабления/усиления сигнала.
4. Если на время замкнуть контакты Mute, то в поле уровня выводятся прочерки, повторное замыкание контактов опять включает звук.
5, 6. Минимально может быть -96 дБ, максимально +31.5 дБ. В даташите был указан диапазон -95.5 - +31.5 дБ.
И вот в последнем показанном пункте и кроется небольшая засада, полный диапазон регулировки составляет 256 уровней, а так как энкодер имеет 20 положений на один оборот, то для перехода от минимума до максимума надо сделать почти 13 полных оборотов. Я конечно люблю плавную регулировку, но всему есть свои пределы… На мой взгляд достаточно 30 ступеней регулировки, ну если хочется плавности, то 60-65, но 256…
Немного улучшить ситуацию позволяет отключение встроенного усилителя, это дает два положительных момента:
1. Усилитель меньше вносит искажений в сигнал (предположительно)
2. Вместо 256 ступеней будет «всего» 192 или 9.5 оборотов энкодера.
Еще увеличить удобство можно заменой энкодера на вариант с 24 положениями, тогда будет уже только 8 оборотов.
Если удалить перемычку Р5, то встроенный усилитель отключится, а максимально на дисплее будет уже 00.0, а не 31.5. Также на фото видны разные варианты включенных входов, 1 и 4. Входы переключатся коротким нажатием на энкодер.
Память режимов есть, но после полного снятия питания регулятор включится в режим который был перед корректным
отключением, раздельной памяти на каждый вход нет, уровень громкости один на все входы. Если запаять перемычку блокировки памяти, то при каждом включении будет активирован первый вход и уровень сигнала -46.0 дБ.
Из-за того, что дисплей включен всегда, то потребление от режима работы почти не меняется, 187 мА в дежурном и 236 мА в рабочем режиме. Потребление указано по переменному току, мощность около 1.7 и 2.2 соответственно.
Естественно была проведена небольшая проверка, но по большей части я скорее уперся в возможности моих измерительных приборов и в частности - осциллографа. Для регулятора громкости ключевым является обычно линейность регулировки, вносимые искажения и разделение каналов, но я как-то даже не знаю как проверить все это при помощи одного генератора и простенького осциллографа. При входном напряжении 2.65 Вольта и уровне -70 дБ вольтметр показывает на выходе около 1мВ.
Для теста использовался полностью аналоговый генератор 10 Гц - 100 кГц и осциллограф DS203.
Сначала проверил как выглядит картинка на частоте 10 Гц.
1. Входной сигнал
3. Выходной сигнал на уровне +8.5 дБ
4. На уровне +9.0 дБ началось ограничение, но оно определяется размахом входного сигнала.
5. Уровень -45 дБ
6. Уровень -30 дБ
Частота 20 кГц.
1. Входной сигнал
2. Выходной сигнал на уровне 0 дБ.
3. Выходной сигнал на уровне +12 дБ
4. Так как размах входного сигнала здесь меньше, то ограничение началось на уровне +12,5 дБ, при дальнейшем увеличении усиления сигнал постепенно превращается в прямоугольник.
5. Уровень -45 дБ
6. Уровень -30 дБ
Максимум что умеет мой генератор - 100 кГц, на этой частоте я также решил проверить.
1. Входной сигнал
2. Выходной сигнал на уровне 0 дБ.
3. Выходной сигнал на уровне +11,5 дБ
4. Выходной сигнал на уровне 12.5 дБ, при 12.0 дБ ограничение было почти незаметно потому я выбрал 12.5 для наглядности.
Так как усилители мощности пока не готовы, ЦАП вообще еще не приехал, то пробовал немного с этим усилителем, работает нормально, по крайней мере единственный исправный канал:)
Собственно говоря именно этот усилитель я и буду переделывать, понимаю, явно не Одиссей, но что имеем. Хотя если учитывать что от него по сути останется только корпус, ну возможно еще трансформатор и радиатор, то не думаю что это важно, хотя у того же Одиссея вид и конструкция куда как более солидная.
Пока вкратце могу сказать, что все работает, в этом плане нареканий у меня нет. Звук регулируется, пульт работает, дисплей отображает всю необходимую информацию, искажений звука не замечено. Отмечу отсутствие импульсных преобразователей для питания дисплея, хотя индикация все равно динамическая, но в данном случае это ограничение самого дисплея.
Но есть и недостаток, слишком плавная регулировка сигнала, потому я скорее всего заменю энкодер и отключу встроенный усилитель.
Кроме того хотелось бы иметь раздельную регулировку уровня громкости для каждого входа, но это уже скорее к разряду «хотелок», потому как обычно такое не используется.
Общее качество изготовления неплохое, откровенных косяков не наблюдаю. Оригинальность чипа регулятора проверить не могу, увы.
Спонсором данного обзора выступил посредник , который взял на себя оплату доставки.
Стоимость комплекта вместе с доставкой к посреднику выходит $30.66, стоимость доставки от посредника зависит от разных факторов. Весит набор 364 грамма, информация со страницы заказа у посредника.
На этом у меня пока все, как обычно жду вопросы, советы, пожелания и тому подобное, надеюсь что обзор был полезен.
Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.
Планирую купить +31 Добавить в избранное Обзор понравился +88 +128Для изменения настройки звука существуют специальные регуляторы. По частотности их делят на активные, а также пассивные. Дополнительно разделение осуществляется по типу настройки. Самыми распространенными принято считать цифровые регуляторы. Создаются они под разные виды усилителей и имеют свою канальность. Чтобы понять принцип работы данных приборов, следует подробно разобраться в их устройстве.
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 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.
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.
Самостоятельная сборка регулятора
Для того чтобы собрать регулятор громкости своими руками для усилителя средней мощности, понадобится микросхема как минимум на 8 бит. Транзисторы для нее лучше всего использовать биполярные. Обычно они в магазине представлены с маркировкой "2НН". Показатель сопротивления у них в среднем колеблется в районе 3 Ом. Контроллеры в основном побираются линейные. Они позволяют довольно плавно изменять предельную частоту. При этом амплитуда помех будет зависеть исключительно от конденсаторов.
Для обычного регулятора будет достаточно установить их три штуки. Светодиоды могут использоваться только на пару с выпрямителями. В некоторых случаях, для того чтобы сделать регулятор громкости своими руками, дополнительно в начале цепи советуют использовать стабилитрон. Данный элемент значительно повышает работоспособность резисторов и регулятора в целом.
Как устроены регуляторы для наушников?
Регулятор громкости для наушников имеет только два конденсатора. Отличительной особенностью таких устройств можно назвать слабую пропускную способность. Сигнал во многих моделях идет долго. Связано это с тем, что транзисторы не рассчитаны на большую мощность. В некоторых моделях регуляторов устанавливаются резонаторы. Существуют они разных типов и имеют свои параметры. Наиболее часто можно встретить Параметр сопротивления у них доходит до 4 Ом. В свою очередь ферритовые аналоги могут выдерживать только 2 Ом. Соединяется регулятор громкости для наушников с динамиком при помощи дросселя.
Схема регулятора тембра
Регуляторы тембра и громкости контроллер имеют операционный. Подходит он для усилителей разной мощности. Диоды в данном случае устанавливаются довольно редко. Выпрямители есть только в моделях, где транзисторов менее трех штук. Резисторы в приборах включаются с маркировкой "ВС". у них довольно хорошая, но они чувствительны к высоким температурам. Конденсаторы во многих моделях стоят биполярные. Предельное сопротивление регуляторы тембра и громкости способны выдерживать на уровне 3 Ом. В стандартной модели гнездо имеется "РРА" для обычного кольца. Дроссель с резистором соединяются только через преобразователь.
Как настроить регулятор в "Виндовс"?
Осуществить настройку регулятора довольно просто. Находится значок данного элемента на панели "Пуск". Нажав на него один раз левой клавишей, можно изменять предельную частоту. В некоторых случаях пользователь не видит указанный значок. Происходит это из-за того, что регулятор громкости Windows не добавлен в область уведомлений. Обычно он переносится в автоматическом режиме операционной системой. Однако данное действие можно выполнить и вручную через панель управления. Также причина может заключаться в отсутствии файла Sndvol.exe. В таком случае его копию нужно сохранить на компьютере.
Параметры стереорегуляторов
Коэффициент шума у них находится в районе 70 дБ. Параметр нелинейного искажения обычно составляет 0.001 %. Диапазон рабочих частот колеблется от 0 до 10000 Гц. Входное напряжение устройства составляет 0.5 В. Во многих моделях контроллеры устанавливаются реверсивные. Выходное напряжение при этом должно равняться не более 0.5 В. Стабилизатор стерео регулятор громкости обычно имеет импульсный. Питание прибора осуществляется через блок с напряжением до 15 В.
Модели микрофонов с регуляторами
Микрофон с регулятором громкости является на сегодняшний день распространенным девайсом, а микросхема в нем обычно имеется серии "МК22". Пропускная способность у моделей довольно высокая, сигнал проходит хорошо. В стандартной схеме диодов имеется два. Один из них, как правило, располагается возле запирающего механизма. Конденсаторы устанавливаются с различными параметрами. Это необходимо для того, чтобы контролировать частоты различной величины.
Сопротивление у них в среднем выдерживается до 4 Ом. Конденсаторы в регуляторе должны быть только электролитические. В данном случае это даст большой прирост к чувствительности прибора. Резисторов в стандартной схеме имеется до восьми единиц. Ими сопротивление в среднем выдерживается на уровне 3 Ом. Непосредственно запирающий механизм регулятор громкости имеет в виде контроллера.
Схема кнопочного регулятора
Кнопочный регулятор громкости (схема показана ниже) отличается от других устройств тем, что диоды у него располагаются попарно. В результате микросхема довольно быстро передает сигнал на резистор. Выпрямители во многих моделях отсутствуют, и это следует учитывать. Конденсаторов в стандартной схеме предусмотрено до трех единиц. Сопротивление у них максимум выдерживается на уровне 2 Ом. Коэффициент шума у таких моделей в среднем колеблется в районе 50 дБ.
Показатель нелинейного искажения, в свою очередь, равен 0.002 %. Из недостатков следует отметить определенные проблемы с неравномерностью. Связано это с малым диапазоном рабочих частот. В некоторых случаях имеет смысл устанавливать усилитель с напряжением более 15 В. В таком случае параметры звука повысятся.
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 активных моделей
Активный регулятор громкости, как правило, применяется для приемников, мощность которых не превышает 5 В. Резисторы в нем имеются с сопротивлением около 4 Ом. Резонаторы устанавливаются кварцевые. Отличительной особенностью данных регуляторов можно назвать сигнальные реле. Дроссели, как правило, в приборах не используются. Усилители уславливаются только операционного типа. В связи с этим необходимость в выпрямителях отсутствует. Системы индикации в приборах можно встретить самые разнообразные. Для мобильных устройств такой регулятор громкости не подходит.
Схема комбинированного регулятора
Комбинированный регулятор громкости (схема показана ниже) конденсаторов имеет не более пяти штук. Транзисторы при этом могут использоваться только биполярного типа. Пропускная способность у них довольно высокая. Сопротивление в среднем выдерживается на уровне 3 Ом. Транзисторы линейные в системе предусмотрены. Стабилизаторы уславливаются только в профессиональных моделях. Предельная частота у них не превышает 4000 Гц.
Как устроен тонкомпенсированный регулятор?
Регуляторы данного типа в основном используются в магнитолах. Система их устройства довольно простая. Микросхема в приборе устанавливается серии "КР2". Непосредственно контроллер имеется линейного типа. Транзистор используется только один. Располагается он рядом с микросхемой.
Конденсаторов всего имеется два. Чаще всего можно встретить именно электролитический тип. они способны выдерживать на уровне 16 В. Однако выходной сигнал устройством воспринимается довольно плохо. Резисторов в регуляторе имеется не более пяти. Все они устанавливаются с предельной частотой около 3000 Гц.
Профессиональные модели
Профессиональные регуляторы микросхемы имеют многоканальные. Учитывая это, для нормальной работы им требуется 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
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.
На микросхеме TDA1552 для управления звуком? Обычный сдвоенный резистор. А если у нас квадровключение на 4 канала? Кто-то подсказывает - счетверённый регулятор:) А если мы собрали домашний кинотеатр на 6 каналов? Тут уже в бой вступают сложные и дорогостоящие электронные регуляторы громкости на специализированных микросхемах. И такой узел по сложности и цене может превосходить сам усилитель. Тем не менее есть простой выход, как реализовать функцию управления громкостью всего на одном транзисторе. Предлагаемая ниже схема из журнала радиолюбитель, позволяет одним переменным резистором управлять громкостью сразу нескольких каналов.
На одной схеме показан один канал ргулятора громкости, а на другой - сразу 4 канала. Естественно их может быть и 5, и 10. Суть метода заключается в том, что подавая на базу транзистора положительный потенциал через резистор, транзистор открывается и шунтирует вход УНЧ - громкость снижается.
С этой схемой был проведён ряд экспериментов. Выяснилось, что питание базы можно брать начиная от 1,5В. Максимальный предел напряжения определяется ограничительным резистором на 1кОм. Если мы нашли в допустим 12В, то и резистор надо увеличить до безопастных для базового тока 30кОм. Ток потребления базовой цепи в открытом состоянии - несколько миллиампер. В общем подберёте.
В открытом состоянии транзистора, возможно будет слышен очень тихий звук из-за падения напряжения на кремниевом кристалле. Чтоб молчание было полным - нужно использовать германиевый транзистор типа МП36 - МП38.
Конденсаторы на входе и выходе электронного регулятора громкости используют неполярные. Транзистор ставим любой маломощный Н-П-Н, типа КТ315, КТ3102, С9014 и т.д. Переменный резистор для электронного регулятора на сопротивление в пределах 10-100кОм. Желательно с линейной характеристикой.
При замыкании движка на массу, все транзисторы закроются и громкость станет максимальной. Перемещая движок к плюсу питания, мы понемногу открываем транзисторы и звук станет затихать. Резистором, что подключен к плюсу питания, выставляем плавность изменения громкости по всему повороту резистора. Чтоб не было так, когда уже после половины поворота громкость исчезла и дальше крутим напрасно. Использование данного электронного регулятора громкости с одной стороны немного увеличит уровень шумов, но с другой - снизит наводки на провода, так как теперь нет необходимости тянуть два раза экранированный провод от выхода предварительного усилителя до входа усилителя мощности.
Традиционно для регулировки уровня звука используют переменный резистор - потенциометр , где изменение сопротивления реализуется с помощью электрического контакта, что скользит по резистивному слою. Примером хорошо известных регуляторов аудио-класса являются японские ALPS . Однако мало кто знает, что ими выпускаются и дискретные ступенчатые регуляторы, которые ставят в том числе в high-end аппаратуру. Это устройство состоит из серии постоянных резисторов, которые переключаются по очереди.
Несмотря на более сложное устройство и конструкцию, они имеют определённые преимущества по сравнению с плавно крутящимся потенциометром, это улучшение качества электрического контакта, в сравнении с ползунком. Улучшенная согласованность между отдельными аудиоканалами и они менее чувствительны к пыли и потертостям. В таком РГ практически исключается треск и шорох. Дискретный регулятор уровня звука практически не изменяет частотную характеристику при регулировании громкости, что положительно сказывается на линейности всего усилительного тракта, на всех уровнях громкости. Цена на них, естественно, гораздо выше, чем на обычные, но мы и не собираемся их покупать, а попробуем сделать сами.
Схема дискретного регулятора громкости
Три варианта схем ДРГ
Выше показаны три практические схемы такого регулятора, которую можно собрать самому. Сколько выбрать ступеней переключения - решайте сами. На практике достаточно 5-10. Резисторы желательно брать качественные, на мощность 0,125-0,25 ватт.
Естественно нужен сдвоенный переключатель, чтоб одновременно регулировалась громкость на обеих каналах стереоусилителя. Сам дискретный переключатель рекомендуется экранировать, чтоб свести уровень электромагнитных помех к нулю. Если вы взяли переключатель со слишком тугим ходом (чем грешат многие советские), разберите его и ослабьте пружину. Заодно почистите контакты мягкой ученической резинкой.
|
В своей предыдущей статье о модернизации усилителя Kenwood я упоминал о замене регулятора громкости на более качественный. В роли такого был выбран уже хорошо зарекомендовавший себя лестничный аттенюатор им. А.Никитина. Так как устройство пользуется популятростью у любителей хорошего звука, выкладываю описание моего опыта его повторения. |
Первым, что было готово, стала прошивка для МК. Управление осуществляется при помощи подключаемых к плате одиночного потенциометра с линейной характеристикой (например на 10кОм). Для предотвращения щелчков в колонках при изменении уровня громкости применен алгоритм, который заключается в том, что при переключении реле сначала включаются те, которые устанавливают новый уровень громкости ослабляя сигнал, а через пару миллисекунд выключаются предущие. Это не помогло на 100% избавиться от щелчков, они есть, но настолько тихие, что при нормальном использовании незаметны. Более того, если плавно крутить ручку потенциометра, когда играет музыка, то громкость изменяется очень плавно. В прошивку также был добавлен код для управления громкостью при помощи пульта ДУ стандарта RC5 (кнопками vol+, vol- и mute). Сам приемник для пульта (TSOP4838) впоследствии успешно разместился под передней панелью без необходимости его доработки. Алгоритм работы, заложенный в прошивке, достаточно прост. При включении выставляется уровень громкости в соответствии с положением ручки потенциометра. Если пользователь покрутил ручку потенциометра - громкость меняется. Если воспользовался регулировкой громкости с пульта ДУ - громкость также соответственно изменяется. Пока ручку не трогают, используется уровень громкости, выставленный с пульта. После процедуры изменения уровня громкости (то есть переключения реле) я поставил задержку для того, чтобы при кручении ручки потенциометра реле беспорядочно не переключались. Величину задержки я выбрал на слух, так чтобы реле не переключались ни слишком часто, ни слишком редко. Далее была разведена плата под рекомендованные многими, как одни из лучших для этого применения, реле Fujitsu-Takamisawa RY12W-K и SMD-резисторы. Разводка платы далеко не идеальна, и уж тем более не универсальна, но главным условием были минимальные размеры и ради этого чем-то пришлось пожертвовать. Впрочем, я постарался учесть все рекомендации по питанию МК. Крепление платы внутри усилителя сделано при помощи двух штырьков от разъема, одной стороной они запаиваются в плату РГ, второй - в плату усилителя. Соединение входа, выхода и сигнальной земли платы РГ с платой усилителя — при помощи МГТФ сечением 0,35мм², которые идут прямо между плат. Как вариант, можно совместить платы РГ и селектора входов и разместить их непосредственно у (или на) входных разъемах RCA. Платы я заказал на производстве, все-таки, это того стоит.
Что касается диапазона регулировки громкости, стандартные варианты, когда 6 реле обеспечивали ослабление с шагом в 1дБ в диапазоне от 0 до -63дБ, либо в 2дБ в диапазоне от 0 до -127дБ, показались мне неудачными. Максимальное ослабление в -127дБ чрезмерно, а в -64дБ, по крайней мере для меня, недостаточно, так как я люблю слушать музыку ночью, с уровнем где-то в -80..-70дБ. Проверить это мне помог плеер Foobar2000, в котором можно регулировать громкость, имея перед глазами текущий уровень громкости, выраженный в дБ (громкость на усилителе во время этого теста устанавливается на максимум). После недолгих размышлений было выбрано простое и гениальное решение проблемы: шаг увеличивался в 1,5 раза. Таким образом, ступени характеризуются ослаблением в -1,5 -3 -6 -12 -24 и -48дБ, а максимальное ослабление составило 94,5дБ. Необходимые номиналы резисторов для РГ рассчитывались в Excel, а на практике получались путем запараллеливания пар из 1%-х резисторов типоразмера 1206. Для выполнения логарифмического закона регулирования, необходимо что бы входные сопротивления регулятора и усилителя мощности были равны. Этого можно добиться пересчетом резистивной матрицы под необходимое входное сопротиление регулятора, либо впаиванием параллельно выходу РГ резистора необходимого номинала (например, при сопротивлениях РГ 10кОм и усилителя 100кОм необходимо впаять резистор 11кОм). Увеличивать сопротивление РГ не стоит, так как через контакты реле в этом случае будет проходить слишком малый ток, что может привносить искажения в сигнал. Хочу отметить, что рекомендуется использовать более качественные резисторы, чем обычные толстопленочные, с более высокими показателями стабильности и большей точностью (тонкопленочные, MELF), но мне не удалось достать нужные номиналы. Резисторы по сопротивлению следует подбирать в пары. Я поленился это сделать и в результате получил при определенном уровне громкости (когда включено только одно реле) ощутимый перекос баланса. Ниже представлена таблица с номиналами резисторов для РГ входным сопротивлением 10кОм. Для пересчета под другое сопротивление можно воспользоваться прилагаемым Excel-калькулятором.
С первого пуска РГ не заработал, как я хотел, но после исправления недоработок в прошивке, все встало на свои места. В качестве пульта ДУ прикупил дешевый китайский универсальный пульт, который по умолчанию как раз настроен на протокол RC-5.
В общем, я старался сделать максимально лаконичное устройство — регулятор громкости и все. Можно было бы добавить какой-либо вариант индикации уровня громкости или функциональность селектора входов, но для меня в этом не было необходимости. При отсутствии постоянки на выходе источника, щелчки не являются проблемой (в противном случае они становятся громче), случайную подачу 15 вольт на вход усилителя регулятор выдержал без проблем (только щелчки были хорошо слышны). В принципе, можно поставить хороший разделительный электролит на входе, но мне не хотелось идти этим путем. Наводок от МК ни разу замечено не было. Особенность, о которой следует помнить, если РГ собран по оригинальной схеме, приведенной в статье Никитина — когда РГ обесточен, он не ослабляет сигнал. У моего усилителя имеется задержка включения акустики, поэтому проблемой для меня это не является. При включении сначала успевают включиться реле, а через пару секунд уже к выходу усилителя подключается акустика, при выключении питания — наоборот, сначала отключается акустика, и только через пару секунд, после того, как конденсаторы питания РГ разрядятся, отключаются реле. Можно изменить схему подключения резисторов к реле так, чтобы без подачи питания было максимальное ослабление (тогда придется несколько изменить код прошивки или решить проблему другим способом). По стоимости устройство вполне доступно: 6 штук реле стоят долларов 9, микроконтроллер — максимум 5, резисторы, в зависимости от качества — от пары долларов, ULN2003 — меньше доллара. Итого меньше 20 долларов за основные компоненты в базовом варианте. Конечно, еще необходима плата, питание для МК и реле, тот же потенциометр (подходит любой) и ИК-приемник, но и это не обойдется дорого. А по качеству и функциональности такое устройство как минимум не хуже высших представителей модельного ряда известных фирм ALPS или Bourns, которые стоят существенно больше. Сейчас многие собирают свой усилитель The End Millenium, думаю, такой усилитель вполне заслуживает чего-то получше простого потенциометра. К статье прилагаются: Схемы и печатные платы в EAGLE ( | ||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||||
