Дискретный регулятор громкости на 62 дБ

Рейтинг:  0 / 5

Подробности

Категория: Схемы для УНЧ

Опубликовано: 24.01.2019 10:15

Просмотров: 3263

Ю. Ежков, г. Омск
Сегодня по-прежнему актуальна реализация высококачественной регулировки громкости в УМЗЧ, работающих с аналоговыми источниками сигнала (например, с проигрывателями грамзаписи). Один из известных способов её дискретного регулирования — каскадное включение аттенюаторов с фиксированным затуханием, каждый из которых коммутируется единственным переключателем, как в книге Д. И. Атаева и В. И. Болотникова "Функциональные узлы усилителей Hi Fi" (M.: Издательство МЭИ, ТОО "Позитив", 1994), или контактами реле. Набор из пяти аттенюаторов с затуханием 2, 4, 8, 16 и 32 дБ позволяет получить интервал регулирования от 0 до -62 дБ с шагом 2 дБ. Кнопочное управление таким регулятором громкости может быть очень простым (например, на реверсивных счётчиках), однако при разработке предлагаемого устройства была поставлена цель управлять громкостью привычным переменным резистором. Кроме того, после установки необходимой громкости система управления должна переходить в "спящий" режим, в котором все генераторы импульсов выключены.

Схема предлагаемого регулятора громкости изображена на рисунке. Сенсором Е1 служит металлическая ручка переменного резистора R34, изолированная от его оси. Функция логического элемента DD1.1 — усиление наводимого на его вход прикосновением к сенсору напряжения. В узел формирования сигнала, разрешающего регулирование громкости, входят также резисторы R1, R3, R6, R7, конденсатор С1 и диод VD1. Он срабатывает не только при касании рукой сенсора, но и при одновременном прикосновении к сенсору и к корпусу усилителя, а также при включении напряжения питания +5 В. Триггер Шмитта (элементы DD1.2, DD1.3, резисторы R8, R9) обеспечивает крутые перепады сигнала разрешения.
Этот сигнал устанавливает триггер DD4.1 (CD4013BE) в состояние с высоким уровнем на выходе, что включает генератор тактовых импульсов на эле-менте DD6.1. D-триггеры микросхемы DD8 (74НСТ175Е) привязывают сигналы, подаваемые на входы D1—D4, к тактовым импульсам. Светодиод HL1 сигнализирует об активной работе регулятора громкости.
Импульс, формируемый по нарастающему перепаду входного сигнала элементом DD6.4, обнуляет счётчики микросхемы DD9 (CD4520BE), а элемент DD1.4 разрешает прохождение тактовых импульсов на вход СР счётчика DD9.1.
Код состояния аттенюаторов формируется в результате аналого-цифрового преобразования напряжения, снимаемого с движка переменного резистора R34. В состав АЦП входят счётчики DD9.1 и DD9.2, матрица R-2R из резисторов R21—R30 и R32 и компаратор DA2.1. Матрица реализует цифроаналоговое преобразование кода с выходов счётчика DD9 в пропорциональное значению кода напряжение.
По завершении преобразования компаратор DA2.1 устанавливает на своём выходе высокий логический уровень напряжения, который стробируется тактовым импульсом в одном из D-триггеров микросхемы DD8 и запрещает дальнейший счёт тактовых импульсов. Компаратор кодов DD3 (74АСТ521РС) сравнивает состояния выходов счётчиков DD9 и регистра DD2 (74HCT574N). При их различии в регистр DD2 будет записано новое состояние.
Через транзисторные ключи микросхемы DA1 (ULN2803A) сигналы с выходов регистра поступают на обмотки реле К1—К5, контакты которых К1.1 — К1.5 переведут ступени аттенюатора регулятора громкости в новое состояние. На время переключения реле (1,5...3,5 мс) будет запущен одновибра-тор на триггере DD4.2 (CD4013BE), формирующий импульс глушения коммутационных помех в канале звукового сигнала. Этот импульс откроет транзистор VT1, шунтирующий на указанное время вход аттенюатора.
Затем привязанный к тактовым импульсам и задержанный на один такт сигнал завершения аналого-цифрового преобразования обнулит счётчики DD9. Если сигнал прикосновения к сенсору продолжает поступать, будет запущен новый цикл преобразования. Так исключаются не требующиеся при отсутствии изменений состояния задающего громкость переменного резистора R34 переключения реле и импульсы глушения.
На время аналого-цифрового преобразования и записи нового состояния генерация тактовых импульсов не прерывается. Для этого входной триггер DD4.1 устанавливается по спадающему перепаду импульса на выходе Q4 микросхемы DD8 в состояние с низким уровнем на выходе при условии, что нет касания сенсора, импульс глушения закончился, а коды счётчика и выходного регистра совпали. Всё это — признаки завершения регулировки громкости.
Общий для всех разрядов регистра DD2 вход ОЕ можно использовать для быстрого переключения всех ступеней аттенюатора в состояние максимального затухания. Высокий уровень на этом входе переведёт выходы регистра DD2 в высокоимпедансное состояние, в результате чего транзисторные ключи микросхемы DA1 закроются. Все реле регулятора громкости будут установлены в положения, соответствующие максимальному затуханию. Это бывает необходимо при срабатывании защит УМЗЧ или при пропадании напряжения в сети ~230 В. Другое применение — задержка установки рабочего затухания аттенюатора после включения УМЗЧ. Варианты построения схем управления режимом глушения могут быть самыми разнообразными и здесь не приводятся.
Резистор R30 понижает выходное напряжение ЦАП и этим задаёт положение движка переменного резистора R34, соответствующее минимальному затуханию в линейке аттенюаторов (максимуму громкости). Сопротивление резистора R37 определяет длительность импульса глушения, которая должна быть немного больше времени срабатывания и отпускания реле.
Радио №12 2018
Бесшумный регулятор мощности для Hi-Fi усилителей
Цифровой потенциометр DS1802
СН-41 управляет Hi-Fi-усилителем