L – регулятор громкости.

Написал Максим Волобуев
Monday, 13 November 2006

“Чем регулировать громкость?” – этот вопрос, в который раз стал ребром при изготовлении нового усилителя. Из множества вариантов я выбрал дискретный регулятор L-типа. Его достоинства общеизвестны – всего один контакт реле и пара резисторов в сигнальной цепи.

Схема регулятора приведена на рис.1. Диапазон регулировки ослабления от 0дБ до -62дБ разбит на 18 уровней. До -39дБ выбран шаг 3дБ, при больших ослаблениях шаг увеличивается. Практика показала, что 3дБ – достаточно плавное изменение громкости.

рис. 1 принципиальная схема регулятора

Управление выполнено на микроконтроллере ATmega162. Современные микроконтроллеры семейства AVR допускают ток до 40мА на вывод, что позволило заметно упростить схему, подключив поляризованные реле непосредственно к выводам микросхемы. Большую часть времени контроллер находится в режиме глубокого сна (Power-down Mode). В этом режиме тактовый генератор остановлен, все узлы работают асинхронно, не создавая возможных наводок на сигнальные цепи. В активный режим контроллер переходит на время выполнения команды, по запросу прерывания от кнопок или фотоприемника.

Изменение громкости осуществляется либо кнопками SB1, SB5 на передней панели усилителя, либо с пульта ДУ. Кроме регулировки громкости, введен режим “Mute”, переключение входов, ступенчатое включение питания усилителя, гашение индикатора.

В режиме “Mute” громкость уменьшается на 7 уровней, индикатор начинает мигать.

Кнопка “Input” переключает входы по кругу. При однократном нажатии на кнопку на индикаторе в течении 3 секунд высвечивается номер текущего входа. Например “- – 1”. При повторном нажатии на кнопку в течении этих трех секунд, происходит переключение входа. В данной версии прошивки реализована коммутация двух входов с помощью одного реле (обычного типа, не поляризованного, на схеме не показано) с двумя группами переключающих контактов, подключенного к цепи Inp1 через транзисторный ключ, либо непосредственно при сопротивлении обмотки реле не ниже 150ом.

При нажатии на кнопку “Power”, срабатывает реле К1 (см. Фрагмент схемы БП усилителя), через 4 секунды включается реле К2 и ещЈ через 2 секунды громкость переключается с минимального уровня на уровень, отображаемый в данный момент индикатором. При выключении питания кнопкой “Power”, текущий уровень громкости и номер входа сохраняются в энергонезависимой памяти, включается реле минимального уровня громкости, выключаются реле питания усилителя К1, К2, на индикаторе, в разряде единиц, остается гореть десятичная точка – схема переходит в дежурный режим.

Гашение индикатора возможно только с пульта ДУ.

Прошивка контроллера понимает пульты ДУ работающие в так называемом NEC transmission format. Подробно об этом формате можно узнать из даташита на микросхему передатчика uPD6121. Формат NEC выбран, во-первых, по тому, что в нем работает пульт моего CD проигрывателя и я просто задействовал для управления усилителем неиспользуемые кнопки этого пульта. Во-вторых, команда формата NEC (в отличии, например от RC5) начинается с достаточно длинной стартовой посылки, длительностью 9ms. Этого времени достаточно для запуска тактового генератора и вывода контроллера из спящего режима.

Программа контроллера сделана “обучаемой”. Привязка пульта ДУ осуществляется следующим образом:

1.Подаем питание на контроллер, удерживая нажатой одну из кнопок SB1-SB5. При этом на индикатор выводится “- – P”.

2.“Стреляем” пультом в фотоприемник, удерживая нажатой соответствующую кнопку. Например, для привязки кнопки “Mute” пульта, удерживаем нажатой кнопку SB4. Если пульт работает в NEC формате, индикатор мигнет – кнопка успешно привязана. Аналогично привязываем остальные кнопки. Для привязки кнопки “гашение индикатора” необходимо удерживать нажатыми кнопки SB1 и SB5 (Tishe и Gromche)

3.Выключаем питание контроллера. Формат NEC достаточно распространен. Кроме пульта от CD проигрывателя, из оказавшихся под рукой, успешно привязались пульты от видеомагнитофона Toshiba и DVD плеера BBK. Конечно, вместо использования готового пульта, можно собрать свой, на базе упомянутой микросхемы uPD6121.

Конструктивно устройство выполнено на двух четырехслойных печатных платах – плате реле и плате управления, размерами 40х70мм и 30х70мм соответственно. Внутренние слои использованы в качестве земли. Плата реле размещается возле входа, а плата управления на передней панели

усилителя мощности. Для исключения образования земляной петли, земли каналов разделены и соединяются с корпусом усилителя через резисторы R19, R20 сопротивлением 10–100ом. Земля цифровой части соединена с сигнальными землями и корпусом усилителя через резистор R39. Без этого соединения заметно возрастает уровень фона, наводимый на сигнальные цепи синфазной помехой от блока питания регулятора через емкость “обмотка-контакты” реле. Сопротивления резисторов R2 и R22 указаны с учетом входного сопротивления усилителя. “Проходные” резисторы R1, R21 я выбрал CADDOCK MK132, остальные SMD1206. Фотоприемник, любой, на частоту несущей 38кГц. Семисегментные индикаторы должны быть с общим анодом.

По звуку этот регулятор оказался заметно лучше проволочного резистора СП5–21, который использовался у меня как временный вариант. С более серьезными “переменниками” непосредственного сравнения не проводил.

Внешний вид собранного регулятора приведен на рис. 2 и рис.3. При отлаживании в схему пришлось внести существенные изменения (первоначально реле были включены матрицей 4х4), что потребовало переделки уже готовых печатных плат.

Рис.2 Собранные платы регулятора.

Рис.3 Плата реле смонтированная в корпусе усилителя.

Хочу выразить благодарность Дмитрию Андронникову (aka Lynx) за то, что развеял последние сомнения в выборе схемы регулятора и Константину Ганжа (aka Bob Sinclar) за изготовление четырехслойных плат по приемлемой цене.

Максим Волобуев.