Коммутатор входного сигнала для унч
В приемнике "Урал-авто" есть линейный вход усилителя НЧ, который коммутируется обычным механическим переключателем. Хочется попробовать применить электронный коммутатор на базе микросхемы К1561КТ3.
Электронные ключи имеют как серъезные недостатки, так и полезные достоинства. К недостаткам можно отнести как конечное сопротивление открытого, так и совсем не бесконечное сопротивление закрытого ключа, а также дополнительные, пусть как правило и небольшие, вносимые ключом нелинейные искажения.
Достоинства заключаются в небольших габаритах, очень низком энергопотреблении и у некоторых серий ключей — широкий диапазон питающих напряжений (от 3 до 15 В).
Вот последнее (низкое потребление и питание от 3 вольт) меня на данном этапе и заинтересовало, поэтому посмотрим на параметры ключа К1561КТ3 при включении его как коммутатора аналоговых сигналов. Для этого соберем схему, показанную на рис. 1.
Первая неожиданность — при разомкнутом ключе переменное напряжение в КТ2 равно напряжению в КТ1 (рис. 2), хотя практически во всех описаниях ключей КТ3 указано, что при разомкнутом канале его вход замыкается на общий провод, даже приводится схема с дополнительными полевыми транзисторами на входе. Возможно в аналоге (4066А) так и есть, однако в том экземпляре КТ3 явно никакого соединения входа с землей не наблюдается. Используемый мной экземпляр микросхемы приведен на рис. 3.
Рис. 2. Форма сигнала в контрольной точке КТ2 при закрытом ключе. Рис. 2. Форма сигнала в контрольной точке КТ2 при закрытом ключе.При закрытом ключе на выходе (КТ3) наблюдается переменное напряжение около 0,5. 0,6 мВ и частотой 1000 Гц, т. е. сопротивление закрытого ключа около 100 МОм.
При открытом ключе напряжения Uкт2 = Uкт3 = 938 мВ, форма сигнала приведена на рис. 4. Это, конечно, не значит, что сопротивление ключа в открытом состоянии равно 0, просто точности имеющегося осциллографа нехватает для измерения. С помощью мультиметра удалось получить примерную величину сопротивления открытого канала, которое составило около 500. 600 Ом.
Следует отметить, что при уменьшении сопротивления нагрузки заметно увеличиваются нелинейные искажения при напряжении питания 3 В. Например, на рис. 5 приведена форма выходного сигнала при R3 = 4,7 кОм.
Рис. 5. Форма сигнала на выходе при нагрузке 4,7 кОм и напряжении питания ключа 3 В. Рис. 5. Форма сигнала на выходе при нагрузке 4,7 кОм и напряжении питания ключа 3 В.Искажения пропадают при увеличении напряжения питания ключа до 5 В. Т. к. предполагаю использовать коммутатор в приемнике, где нагрузкой для ключа будет служить регулятор громкости сопротивлением 47 кОм, то проблем даже при питании 3 В возникнуть вроде не должно.
И все же схема рис. 1 неудачная. И увидеть это можно, если увеличить емкость конденсаторов C1 и С2 хотя бы до 1 мкФ. Тогда, при закрытом ключе, на выходе появляется помеха, показанная на рис. 6.
Рис. 6. Помеха на выходе закрытого ключа при емкости С1 = 1 мкФ. Рис. 6. Помеха на выходе закрытого ключа при емкости С1 = 1 мкФ.Причем кривая "плавает" — есть моменты, когда эта помеха на выходе даже пропадает. Связано появление помехи на выходе с тем, что аналоговый сигнал — двуполярный, т. е. в зависимости от действующего на данный момент заряда на конденсаторе С1, на входе закрытого ключа может появиться отрицательная (относительно общего провода) полуволна входного переменного напряжения, что и приводит к паразитному срабатыванию ключа и появлению помехи на выходе.
Поэтому правильнее "подтянуть" вход ключа примерно к половине напряжения питания (просто "подвесить" его к 3 вольтам нельзя — ключ может срабатывать уже от положительной полуволны). Тогда, при входном напряжении меньше этого смещения, потенциал входа будет оставаться в пределах напряжения питания микросхемы и, соответственно, паразитного срабатывания ключа не будет. Схема приведена на рис. 7.
В таком включении помеха на выходе закрытого ключа появляется только при достижении размаха входного аналогового сигнала (от пика до пика) 3,5 вольт (1,2 В действующего).
Конечно, такое схемное решение имеет ряд недостатков: 1) на каждый аналоговый вход надо ставить пару резисторов, 2) эти резисторы снижают входное сопротивление усилителя (хотя просто можно поставить резисторы бОльшего номинала), 3) через делитель на вход усилителя могут проникать помехи по цепям питания от самого ключа.
Впрочем, последний недостаток можно устранить (или снизить его влияние), если подключить делитель не к питанию ключа, а к выходу 2,5-вольтового стабилизатора, который был описан ранее (в этом случае, возможно, удастся обойтись всего одним резистором, "подтягивающим" вход ключа к 2,5 В). Что же касается остальных недостатков — на мой взгляд отсутствие помех вполне окупает расход резисторов.
Теперь надо переходить к следующему этапу — подключению ключа к контроллеру. Но об этом — в другой раз.
Вы публикуете как гость. Если у вас есть аккаунт, авторизуйтесь, чтобы опубликовать от имени своего аккаунта.
Примечание: Ваш пост будет проверен модератором, прежде чем станет видимым.
Последние посетители 0 пользователей онлайн
Объявления
Бинго - наступил свет включилися. Кнопка не подходит
она для включить/выключить не нужна. предвидя глупые вопросы о температуре, LM111, LM211 & LM311 это одно и тоже LM111JG, LM111JGB (CDIP-8 -55C..+125C) LM211P (DIP-8 -40C..+85C)
@Zvuk. АЦП звук не обрабатывает :), либо проц либо DSP. @Zvuk. По моему вы не имеете вообще понятие о чём пишите. С помощью дурины можно рулить TDA7313, но зачем оно надо если есть AIMP. АЧХ показ метр сделать на дурине конечно можно, но к студийным устройствам всё это будет иметь отдалённое отношение, у уж корректор АЧХ из ардуины вообще не получится.
Нужно экспериментировать. Сначала попробовать поставить 0,3 - 0,5 ома и посмотреть результаты. Более точно сказать не могу, не помню. Регулировать ток не очень удобно таким резистором, если только переключать два-три резистора. На нём мощность будет рассеиваться не совсем маленькая: при токе 2А мощность составить более 1вт. ))
Сегодня расскажу о китайской реализации регулятора громкости и селектора входов для diy усилителя мощности. Цифровой регулятор громкости на микросхеме PGA2311 позволяет точнее регулировать громкость, чем обычным сдвоенным переменным резистором, имеет очень низкие искажения и управляется энкодером и пультом ДУ. Но так ли все здорово в китайских реализациях?
Просили обзор на эту плату регулятора, я их частенько ставлю в свои самодельные усилители.
С этими регуляторами громкости я познакомился довольно давно. Первый такой же кит я покупал аж в 2012 году.
Что тогда, что и сейчас — это дешевая альтернатива релейному регулятору Никитина.
Еще раньше продавались более интересные на мой взгляд платы на LC75342, там был реализлован
селектор входа на 4 канала, 80 шагов регулировки громкости, регулировка низких и высоких частот, регулировка баланса. Индикация всего этого выводится на дисплей. Для каждого входа запоминает настройки.
Был ПДУ и многооборотный энкодер, которыми эти функции дублируются.
Я ее использовал тут. И он до сих пор исправно работает.
Но вернемся к реализации на PGA2311.
Поставляется в картонной коробке:
Состоит грубо говоря из трех частей:
Основная плата, плата дисплея и пульт ДУ.
Пульт ДУ размером 12х4 см:
есть версии с микро пультами (как на mp3 модулях) но этот удобнее лежит в руке.
С пультам управляется только: включение, громкость ±, селектор входов, приглушение звука mute.
Под наклейкой какой-то подвал бренд:
Питание пульта пара ААА:
Переходим к основной плате регулятора громкости:
Размеры 80х70 мм. Плата разведена под PGA 2310/2311 (DIP16/SOL16).
На плате размещен вход от источника питания — тут это переменка со средней точкой AC9 В-0-AC9 В 1 A, которое выпрямляется и стабилизируется до ± 5 В.
10 проводным шлейфом плата связна с платой индикации и регулировки.
На плате установлены входные разъемы типа тюльпаны (RCA):
селектор входов реализован на реле HJR 1-2C N05V.
Плата с обратной стороны:
Нажимной энкодер:
с помощью него происходит регулировка громкости и переключение входов при нажатии.
Плата индикации:
стоит простой синий экранчик 1602. Там же приемник сигнала пульта ДУ.
С обратной стороны:
Размеры: 102х38 мм. Там же 5ти проводным шлейфом цепляется энкодер.
Если крепить основную плату просто, там есть 4 крепежных отверстия и нужны отверстия под тюльпаны, то с платой экрана уже нужен «колхоз».
Я делал так:
Крепил плату на уголки и прижимал к стенке корпуса с вырезанным окном под экран. Перед экраном стоит тонированный акрил.
Можно напечатать переходной фланец и там закрепить экран. В целом, нужно повозиться.
Трансформатор к этому регулятору громкости:
«лухури» вариант. Залит, не гудит. Малые поля рассеивания.
Подробнее:
Либо более бюджетный вариант:
Примерная схема этого «хозяйства»:
Разводка идентична PGA2311/CS3310.
Про измерения писали тут.
Работает это наглядно так:
Регулировка громкости от -95 дБ до +10 дБ с шагом 1 дБ. Усиление 31 дБ. Удобно, что запоминает уровень и можно управлять с пульта.
А теперь ложка дегтя.
Из четырех купленных мной этих плат за год сгорели две. Это эпик фейл.
Причем платы с 2311 купленные в 2012 году работают у друзей до сих пор.
Китайцы стали ставить откровенный «левак»: отбракованные, перемаркированные и поддельные чипы.
Причем сгорает именно сам чип 2311, просто так во время работы, хлопок и гул — смотришь микруха опалена. Причем одну плату я починил, китаец в комплект положил пару запасных 2311, знал мерзавец!
Так что покупать этот набор не следует, или брать кит (он дешевле) и покупать оригинальные PGA2311.
Именно такая схемотехника обуславливает ряд проблем, которые присущи, наверное, если не всем, то многим электронным коммутаторам. Конкретно у меня было следующее:
— очень сильное взаимопроникновение каналов, при котором о качественном стерео говорить не приходилось. Переключение режимов «Моно»/«Стерео» на слух практически не ощущалось;
— если к усилителю подключить несколько источников сигнала и подать на них сигнал, то при выборе какого-то входа к нему подмешивался сигнал с другого входа;
— сильные наводки в виде фона и свиста на некоторых входах.
Кроме того, на плате совместно с селектором размещен фонокорректор, который тоже имеет ряд недостатков и добавляет свою часть наводок в сигнал.
В общем, этот узел является узким местом всего усилителя и нуждается в серьезной доработке.
↑ Китайский селектор — на благо человечества
Для устранения данных проблем в 90% случаев выбирается самое простое решение: весь узел выбрасывается, а сигнал подается напрямую на вход предусилителя. Я поначалу так и собирался сделать, потому что данный усилитель планировалось использовать с компьютером и более одного входа мне не требовалось.
Но к счастью, на тот момент у меня лежал без дела купленный у наших китайских друзей
Релейный модуль коммутации входов, 4 канала, RCA .
Посему концепция поменялась, и решено было сохранить в усилителе первоначальную функциональность. Но просто так воткнуть новый модуль в готовую заводскую конструкцию не получится. И, если чисто механически разместить и закрепить плату на место штатного селектора труда не составляло, то над электрическим совмещением надо было подумать.
В китайском селекторе переключение осуществляется путем простой подачи напряжения на катушку соответствующего реле, а коммутация реализована на простом галетном переключателе. В усилителе же переключение осуществляется при помощи четырех кнопок на передней панели.
Задача состояла в том, чтобы сохранить штатную систему выбора входа и каким-то образом совместить ее с китайским модулем, чтобы избежать сверления на лицевой панели отверстий и установки дополнительных органов управления в виде галетника.
↑ Модернизация штатного переключателя входов
Для простоты было решено максимально использовать штатную схемотехнику. Рассмотрим схему штатного коммутатора.
Коммутатор собран на микросхеме К155ТМ5, которая представляет собой четыре D-триггера в одном корпусе DIP14. При замыкании любой из кнопок SB1-SB4 на соответствующий вход подается сигнал, что приводит к переключению триггера и появлению на выходе напряжения высокого уровня.
Далее по штатной схеме управляющее напряжение с одного из выходов поступает на один из логических входов КР590КН2, которая в свою очередь коммутирует выбранный вход усилителя.
Доработка заключается в том, чтобы коммутировать при помощи микросхемы КР590КН2 не сигнал, а напряжение 12В для питания реле селектора. Однако КР590КН2 для этой цели использовать не удастся, т. к. она позволяет коммутировать напряжения от –10В до +10В. Для нашей цели меняем чип на КР590КН5, что позволяет коммутировать напряжения от –15В до +15В.
Доработанная схема выглядит следующим образом:
↑ Реализация в железе
Для компактного размещения дополнительных элементов была разработана небольшая печатная плата.
Она размещается «вторым этажом» на штатную печатную плату коммутатора на стойках подходящей высоты
При этом пятачки 3, 4, 5, 6 штатного коммутатора электрически соединяются с пятачками 3*, 4*, 5*, 6* дополнительной платы при помощи обрезков выводов элементов или межплатных соединителей .
Осталось подключить цепи питания ко всем потребителям. Что откуда брать и куда подключать приведено в таблице:
Гнездо XS1 дополнительной платы коммутатора соединяем шлейфом с соответствующим разъемом китайского селектора. Сигнальный выход селектора соединяем экранированным (микрофонным) кабелем с входами предусилителя.
На задней панели усилителя вырезаем отверстие необходимого размера для размещения разъемов нового селектора и крепим его к шасси.
↑ Файлы
↑ Видео
↑ Итого
На этом все.
Конструкция, собранная из исправных деталей, в наладке не нуждается. У меня схема запустилась сразу и стабильно работает.
Читайте также: