Как регулировать громкость на плате

8

ТОНКОМПЕНСИРОВАННЫЙ РЕГУЛЯТОР ГРОМКОСТИ

В литературе много схем аналоговых тонкомпенсированных регуляторов громкости (ТКРГ). Однако все они имеют свои недостатки – о чем так же отражено в литературе, часть которой в списке в конце. В этой статье сделана попытка создать улучшенный ТКРГ, призванный максимально устранить недостатки существующих схем и поднять качество звучания при регулировке громкости. Причем регулировать громкость будет простой переменный резистор без отводов. Вот схема предлагаемого ТКРГ (рис.1):

Рис.1. Схема тонкомпенсированного регулятор громкости.

ТКРГ состоит из двух узлов. На операционном усилителе (ОУ) А1.1 построен собственно регулятор громкости с пропорциональной добавкой ВЧ и НЧ в сигнал при уменьшении громкости (тонкомпенсация). Смешение сигналов (при включенной тонкомпенсации) происходит в точке «Ж». Причем добавляемые сигналы ВЧ и НЧ можно настраивать по частоте и амплитуде с целью получения идентичности АЧХ регулятору тембра и кривым равной громкости.

При среднем положении регулятора R4 громкость будет средней. В точку «Ж» приходят все три смешиваемых сигнала: с бегунка R4 (основной сигнал) + с ВЧ цепи + с НЧ цепи и, собственно, смешиваются. Суммарный сигнал будет со средней добавкой ВЧ и НЧ. В левом положении бегунка R4 подача основного сигнала в точку «Ж» будет минимальной, так как выход ОУ А1.1 (основной сигнал) пойдет в точку «Ж» через всю резистивную дорожку R4, а подача ВЧ и НЧ остается прежней – то есть в суммарном сигнале становится меньше основного сигнала и больше ВЧ и НЧ. В правом же положении бегунка R4 цепи добавки ВЧ и НЧ замыкаются через R9 бегунком R4 и практически не влияют на основной сигнал – никакой добавки НЧ и ВЧ в основной сигнал нет. Соответственно получается плавная пропорциональная тонкомпенсация по уровню громкости.

На ОУ А1.2 построен усилитель-смеситель с коэффициентом усиления необходимым для согласования с последующим устройством. Изменяя номинал резистора R11 можно в широких пределах регулировать усиление ТКРГ. Номинал резисторов R9+R10 взят как приемлемая нагрузка для ОУ А1.1 и резистора R4, ведь на инвертирующем входе 6 ОУ А1.2 всегда почти нулевой потенциал. Если будет использоваться старая микросхема ОУ, то резисторы R9 + R10 необходимо увеличить до 5 кОм (суммарно), не менее. Иначе ОУ возможно будет перегружаться и искажать сигнал.

Основным достоинством предлагаемого ТКРГ является возможность подстройки его АЧХ под АЧХ регулятора тембра. Эта подстройка нужна по трем причинам.

1. Во-первых, АЧХ усилителя всегда должна быть плавной без каких-либо волн. Только в этом случае звук получается качественным. Мне, например, никогда не приходилось слышать достойный звук, прошедший эквалайзер. А если темброблок дает одну характеристику, а ТКРГ – другую, то на суммарной АЧХ появятся волны – как шторм на море – ничего хорошего. Звук будет подпорчен.
2. Во-вторых, (из практики) на большой громкости необходимо уменьшать уровень НЧ, чтобы не перегружались колонки (НЧ динамики). То есть положение регулятора тембра НЧ заранее должно быть несколько снижено, а на средних громкостях именно ТКРГ должен обеспечивать добавку НЧ, сниженную темброблоком. На максимальной громкости действие ТКРГ прекратится. Останется несколько заниженный тембр НЧ. Вот и получается, что добавка НЧ от ТКРГ должна быть идентична самому тембру, чтобы не было волн.
3. В-третьих, входной сигнал может быть разным по амплитуде или сопротивление колонок может быть разным. Соответственно регулятор громкости будет установлен в различных положениях на той же фактической громкости – АЧХ ТКРГ будет с меньшей или большей добавкой НЧ и ВЧ. Здесь обязательно потребуется подстройка тембра, ну и, чтобы не было волн АЧХ. И тут так же требуется соответствие АЧХ ТКРГ и РТ.

Это триединое требование соответствия АЧХ ТКРГ регулятору тембра затрудняет возможность применения обычных ТКРГ, использующих вырезание частот одной или несколькими ветками (конденсатор + резистор) в качественной аппаратуре – как на Рис. 2.

Рис.2 ТКРГ на резисторах с отводами (из интернета).

Про их недостатки написано в [3]. АЧХ у них волнистая, сильно меняется от положения бегунка (сопротивления) переменного резистора. Да и не соответствует ни регулятору тембра, ни кривым равной громкости. Я, например, всегда слышу момент прохождения бегунка мимо отвода на тонкомпенсацию при регулировке громкости на УНЧ, где резистор с отводом (даже ALPS).Так же волны будут давать ТКРГ, представленные в [1], [3], [5], [7], [10].

Конечно, кроме соответствия АЧХ ТКРГ регулятору тембра, необходимо, чтобы АЧХ тонкомпенсации соответствовала одновременно и кривым равной громкости (рис.3). Благо, что между графиками кривых равной громкости и РТ нет принципиальных, антагонистических противоречий и две ветки – НЧ и ВЧ могут обеспечить АЧХ усредненную между кривыми равной громкости и РТ.

Рис.3 График кривых равной громкости, приведенный к уровню 90 фон (из [1]).

Наверное самый большой недостаток многих ТКРГ (во всяком случае из моей практики) – это трески и хрипы при регулировке громкости. Особенно при минимальной громкости. Вероятно в том числе и для исключения этих тресков даже в промышленных усилителях ставился переключатель «Интим». Трески были в основном в ТКРГ, построенных по схеме рис.4 и вызывались слишком большим током через ползунок переменного резистора.

Рис. 4 Схема ТКРГ на резисторе без отводов (взята из интернета).

Посмотрите – составляющая НЧ и ВЧ входного напряжения – постоянной максимальной амплитуды – через резисторы R2, С2, R3, R4, R5 попросту «давят» током на бегунок переменного резистора, особенно на низкой громкости. Бегунок не выдерживает такого тока и дает трески или шорохи.

В предлагаемой схеме рис.1 с уменьшением громкости уменьшается и амплитуда сигнала, идущего с выхода ОУ на цепи НЧ и ВЧ, а через них и на бегунок переменного резистора. Этот сигнал, а точнее ток, резистор на малой громкости запросто терпит. На большой громкости ток по бегунку так же небольшой, так как ограничивается резистором R9, R10.

Это – второе достоинство предлагаемого ТКРГ – снижение тресков и, соответственно возможность применения не самых дорогих переменных резисторов. Хотя отечественные переменные резисторы вряд ли вообще можно применять. Они трещат всегда.

Третьим достоинством предлагаемого ТКРГ является больший динамический диапазон регулировки громкости, чем у подавляющего большинства ТКРГ. Здесь над этим диапазоном трудятся сразу два ОУ (рис.1): А1.1 – в основном снижает уровень сигнала, а А1.2 – увеличивает. Очень хороший тандем получается. Еще хорошо то, что при уменьшении громкости до нуля практически отсутствует ступенька, возникающая на токосъемнике некачественного резистора (то есть резкое изменение громкости к нулю). Раньше приходилось ставить резистор (здесь – R3 рис.1) для снижения заметности ступеньки. Сейчас же ступенька находится на такой маленькой громкости, что ее просто не слышно. Ну и есть абсолютная нулевая громкость. R3 можно перемкнуть. Громкость от нуля идет очень плавно. Максимальную громкость можно установить любую требуемую – изменением сопротивления R11. Динамический диапазон данного ТКРГ 80 дБ, дальше сложно измерить. Даже с китайскими резисторами (с неизвестной характеристикой) изменение громкости в очень высокой степени пропорционально углу поворота.

Четвертым достоинством предлагаемого ТКРГ является равномерная и пропорциональная добавка тонкомпенсирующих частот НЧ и ВЧ по мере поворота (угла) переменного резистора. Это лучше, чем на резисторах с отводами или переключателях. То есть сохраняется необходимая частотная характеристика независимо от угла поворота переменного резистора. А ведь почти все указанные в ниже перечисленной литературе ТКРГ очень сильно искажают (изменяют) необходимую частотную характеристику при изменении громкости, так как меняется настройка частоты фильтров добавки НЧ или ВЧ от изменения сопротивления самого переменного резистора (участка до бегунка).

Пятым достоинством предлагаемого ТКРГ является то, что частотоформирующие цепи не находятся в обратной связи ОУ. В качественной аудиотехнике в обратной связи ОУ, на мой взгляд, не должно быть конденсаторов. Все фильтры и частотные корректоры должны быть только пассивными (как в предлагаемом ТКРГ). Ну или требуется применять очень дорогие конденсаторы.

Теперь о кажущемся недостатке – это меньшая глубина тонкомпенсации НЧ, чем требуют кривые равной громкости рис.3. Однако мое мнение, что где-то в теории звука вкралась ошибка. Ведь кривые равной громкости составлены на основании восприятия человеческим ухом чистых тонов (одиночных частот). А музыкальный звук содержит спектр частот и именно как идет восприятие (громкость) нескольких рядом стоящих частот или участков НЧ не вполне понятно.

Мне не удалось найти информацию об этом, но представляется, что в реальной музыке нет смысла на малой громкости делать такой высокий подъем НЧ, как на рис.3. Это слишком много – слушается неестественно, да и создаются большие проблемы по схемотехнике (раньше пробовал – плохо получалось). Именно прослушивание показывает, что близкие частоты НЧ, их гармоники, как бы помогают друг другу быть услышанными. Да и многие усилители вообще не имеют тонкомпенсацию и люди же их слушают – и довольные. А кривые равной громкости требуют подъема низких частот на малой громкости в сотню раз! В сотню! – удивительно. Зачем?

На рис.5 представлен график АЧХ предлагаемого ТКРГ, снятый практически.

Рис. 5 График АЧХ ТКРГ.

Ниже -60 дБ моими приборами уже невозможно измерить уровень сигнала. Прослушивание показало, что такой подъем уровня НЧ (+12 дБ) даже несколько великоват. Слышится, что с уменьшением громкости, НЧ начинают «выпирать», хочется уменьшить добавку НЧ. В окончательном варианте подъем НЧ сделан поменьше, примерно +10 дБ. Для меня это однозначно показывает, что кривые равной громкости просто неприемлемы для воспроизведения музыки.

О назначении элементов схемы. Резистор R8 регулирует глубину тонкомпенсации. Может быть в пределах 10…18 кОм. При 10 кОм глубина тонкомпенсации слишком большая. При 18 кОм несколько маловата. Но, конечно, регулировка этого резистора повлияет и на ВЧ цепь. Придется корректировать и С3, R6. Конденсатор С4 сдвигает частоту НЧ. Если звуковые колонки большие, то ставить 0,15 мкФ, если маленькие, то 0,1 мкФ или меньше. Конденсатор С3 – уровень добавки ВЧ. Его регулировка в последнюю очередь. Резистором R11 устанавливается усиление ТКРГ под дальнейшие узлы. Может меняться в очень широких пределах.

Вместо просто ОУ А1.2 может применяться цельный усилитель например на наушники или небольшие динамики. У меня на месте А1.2 был усилитель на наушники. Работала такая связка неплохо.

Конденсаторы и резисторы лучше использовать качеством повыше – об этом много и лучше написано в интернете. Очень рекомендую в качестве ОУ использовать LM4562 – его звук просто ласкает слух – значительно лучше, чем у всех стареньких аудио ОУ.

Входное сопротивление ТКРГ равно сопротивлению резистора R1. Если предшествующий каскад относительно мощный, то сопротивление R1 можно уменьшить. Тогда динамический диапазон регулировки громкости еще расширится. Резистор R2 является «предохранителем» от тресков, если бегунок переменного резистора вдруг потеряет контакт. Например самые дешевые переменные резисторы с Алиэкспресса (Рис.6 слева) ни на что не годятся – они дают потрескивания на краях регулировки. А, вот, недорогие резисторы с отводом на тонкомпенсацию с того же Алиэкспресса уже работают получше (вторые на рис.6). Их можно ставить на тембр и, за неимением лучшего, на громкость. Третий резистор на рис.6 с маркировкой «WL» подойдет на тембр, но не на громкость. Резисторы подороже везде подойдут, в т.ч. который на рис.6 справа, даже не ALPS.

Рис. 6 Некоторые опробованные переменные резисторы.

Специально для точного подгона номиналов резисторов и конденсаторов, для возможности согласования с другими узлами и для оценки работы данного ТКРГ в составе полного усилителя пришлось собрать полный усилитель по схеме рис.7.

Рис. 7 Схема полного усилителя с предлагаемым ТКРГ (в центре).

На рис. 8 представлено как реализован ТКРГ практически в усилителе по схеме рис.7.

Рис. 8 Фото платы ТКРГ + РТ при регулировке.

Эскиз печатной платы представить не могу, так как она экспериментальная и не вполне соответствует окончательному варианту схемы.

Предлагаемый ТКРГ хорошо согласуется с «Регулятором тембра с псевдообходом» (Рис.7, слева. Статья есть в интернете). Такая связка становится как бы единым узлом без лишних связующих элементов. Так же ТКРГ хорошо согласуется с УНЧ из статьи «УНЧ с двойной термостабилизацией» (Рис.7, справа. Статья есть в интернете). УНЧ и ТКРГ имеют общий узел – усилитель напряжения. Соответственно несколько сокращено количество радиодеталей, усиления и ослабления сигнала по сравнению с обычным построением усилителей.

На рис. 9 показан момент прослушивания данного ТКРГ (в составе самодельного усилителя – серого цвета на фото) в сравнении с ТКРГ фирменного Грюндига R1. Там переменный резистор ALPS с одним отводом.

Рис. 9 Сравнение ТКРГ предлагаемого и «Grundig R1».

Прослушивание показало, что предлагаемый ТКРГ:

• имеет тонкомпенсацию более равномерную при повороте регулятора громкости – ее просто не чувствуешь – как будто и нет ее. У Грюндига ясно слышно, на каком угле поворота регулятора громкости она действует;
• имеет более правильную, понятную и слышимую частотную характеристику. Нет никаких бубнений, лишних призвуков. У Грюндика добавленные тонкомпенсацией низкие и высокие частоты слышатся какими – то комками. Непонятно, что добавляется – то ли просто гул на НЧ, а на ВЧ жесткость.
• имеет больше очень низких и очень высоких частот;
• имеет более линейную характеристику от угла поворота регулятора громкости на простом китайском резисторе. Это, даже, удивительно – резистор ALPS оказывается в середине очень слабо изменяет громкость, а резко на краях. Только сейчас это заметил.
• у Грюндига общая глубина тонкомпенсации меньше и не дотягивает до оптимальной, установленной в предлагаемом ТКРГ.
• динамический диапазон регулировки громкости примерно одинаков. Но надо учитывать, что если на громкость предлагаемого ТКРГ поставить то же резистор ALPS, то, наверное, диапазон регулировки будет поболее. Хотя и существующие диапазоны регулировки, думаю, удовлетворят любого меломана при любых прослушиваниях.
• на предлагаемом ТКРГ иногда проскакивают слабо слышимые потрескивания на краях регулировки громкости. Лучше ставить переменные резисторы качеством повыше. Шуршаний ни тут ни там нет;
• общее качество звука данного ТКРГ с усилителем значительно выше, чем у Грюндига, но здесь кроме ТКРГ еще и УНЧ с темброблоком, так что не совсем корректно сравнивать, да и громкость предлагаемого УНЧ ниже.

Вообще, по жизни, мне пришлось собрать и слушать много различных ТКРГ и про предлагаемый скажу, что он получше. Тем же, кому «лишь бы танцевать» будет абсолютно безразлично какой применен ТКРГ. И еще хочется возразить тем, кто считает, что ТКРГ не нужен вообще: при включении ТКРГ переключателем на малой громкости восприятие музыки значительно облегчается, музыка становится более доходчивой, не надо прислушиваться к звукам, крутить тембр, музыка явно красивее. Да и добавка тембров до самого упора иногда не полностью компенсирует недостаток НЧ. А вот отсутствие ТКРГ требует постоянной подстройки тембра под конкретную громкость. Думаю, что тот, кто повторит именно предлагаемый ТКРГ со мной согласится и будет очень доволен его звуком и качеством регулировки.

Литература по тонкомпенсированному регулятор громкости

1. Радио 1980 – 04 с. 38 регулир в ОС, транзисторный;
2. Радио 1982 – 09 с. 42 график КРГ;
3. Радио 1984 – 09 с. 43 недостатки различных ТКРГ;
4. Радио 1986 – 08 с. 49 на переключателях;
5. Радио 1993 – 12 с. 21 резисторы с отводами;
6. Радио 1994 – 06 с. 39 резист без отводов;
7. Радио 2000 – 10 с. пассивные разница недостатки;
8. Радио 2002 – 09 – с.16 на транзисторе резистор без отводов;
9. Радио 2003 – 06 с.13 на ОУ бас коррекция недостатки;
10. Схема ТКРГ усилителя «Корвет У50-068», «Корвет У100-068».

Вот пожалуй и все про данный ТКРГ. Буду рад прочитать отзывы, а так же об усовершенствованиях данного регулятора. Успехов в творчестве и да прибудет с нами совершенство! Желаю удачи, Волков Игорь, г. Пермь. 2021 г. Пишите на [email protected] или [email protected]

Схема электронных регуляторов громкости

Регулятор громкости усилителяпотенциометр | DACT | ALPS

Дискретный регулятор громкости для усилителя (потенциометр DACT) практически не изменяет частотную характеристику при регулировании громкости, что положительно сказывается на линейности всего усилительного тракта, на всех уровнях громкости.

Механическая конструкция регулятора громкости DACT имеет тонкую регулировку прижима материнских плат, на которых расположены прецизионные, толстоплёночные, бескорпусные чип резисторы. Такое конструктивное решение даёт возможность, регулировать зазор и силу прижима механических деталей, в которых накапливается естественная механическая усталость контактных групп. Отчего срок работы регулятора громкости (на отказ) зависит только от расторопности пользователя.

Отметим, что за много лет экспериментальной работы не приходилось дополнительно регулировать потенциометр DACT. Однако, в новых регуляторах громкости DACT контактные платы (иногда) не имеют плотного механического контакта и звуковой сигнал может не проходить.

Экспериментально выяснилось, что звуковые качества и надёжность дискретных чудо резисторов DACT находятся на высоком уровне, и по качеству звука сравнимы с лучшими образцами металлоплёночных резисторов типа: VISHAY, HOLCO.

Высокая стоимость потенциометра DACT компенсирована высоким качеством звуковоспроизведения, благодаря этому такой регулятор громкости применяется только в эксклюзивных High End Audio усилителях. Цена от 200$.

Качество звукопередачи регуляторов громкости (разных типов) Alps соответствует своей стоимости. Цена 10 — 25$. Оба потенциометра Alps воспроизводят звук приблизительно одинаково и (по нашему мнению) совсем не пригодны для использования в добротных High End Audio усилителях.

После дискретного регулятора громкости DACT потенциометр Alps включать и слушать не хочется — звук очень мутный и глухой. Все выводы, что разница в качестве звучания разных регуляторов громкости не принципиальны, основаны на «липовой теории». «Липовая теория» — предлагает автор который не имел возможности экспериментировать с аудио компонентами такого класса, или не имеет достойный усилительный звуковой тракт.

Одним из важных параметров регуляторов громкости является рассогласование секции правого и левого канала, так как этим явлением обусловлены пространственные характеристики всего усилителя.

• Рассогласование секций: «DACT» +/- 0.05Дб.
• Рассогласование секций: «Alps» +/- 1,5Дб.

Экспериментируем, на случай проникновения постоянного тока При подаче постоянного напряжения (24в) на регулятор громкости Alps, он начинает потрескивать (при вращении) и после трёх оборотов необратимо выгорает, это обусловлено маленьким током пропускания скользящих контактов и их негативным сопротивлением. Регулятор громкости DACT легко и долго держит постоянку 60в (выше не проверяли), поэтому к общей конструкции потенциометра DACT претензий нет. Данный эксперимент провели исключительно для проверки надёжности регуляторов. Иногда в ламповых каскадах (в некоторых CD проигрывателях) устанавливают малонадёжные проходные конденсаторы, и существует реальная ситуация пробоя диэлектрика такого конденсатора, что вызовет попадание негативного постоянного напряжения на вход усилителя. Потому, общая живучесть усилителя также зависит от надёжности потенциометра.

Тонкомпенсированный регулятор громкости на резисторе без дополнительных отводов

Такой регулятор можно собрать и на доступном каждому переменном резисторе без дополнительных отводов. Схема такого регулятора приведена на следующем рисунке.

Использование резистора без отводов приводит к необходимости применения дополнительных деталей, однако это не сильно усложняет схему.

Обе приведенные схемы реализуют относительный подъем только в области низких звуковых частот. Относительный он потому, что отсутствие активных элементов не позволяет осуществить подъем, превышающий исходный сигнал, вместо этого осуществляется ослабление остальной части сигнала. Этот принцип заложен с основу любого пассивного фильтра звуковых частот.

Вторая схема была собранна и опробована. Элементы корректирующих цепей были напаяны непосредственно на выводы сдвоенного переменного резистора. Подобные пассивные регуляторы лучше устанавливать после предусилительного каскада и перед выходными каскадами.

Прослушивание в различных условиях продемонстрировали эффективность данной схемы, а ее применения оказалось достаточно для использования в домашних условиях на низких уровнях громкости. Тонкомпенсированный регулятор громкости позволяет сохранять тональный баланс записи без завала на низких частотах

Что такое тонкомпенсация?

Наш слух – штука тонкая и довольно капризная. Проведите такой эксперимент. Включите хорошо знакомую вам запись на обычном уровне громкости. Запомните, как она звучит. Теперь начинайте уменьшать громкость. Что замечаете? В первую очередь неразличимым станут звуки на низких и высоких частотах, а вот средние будут слышны, даже тогда, когда вы выкрутите ручку чуть ли не в самый минимум. Этот опыт наглядно показывает, что мы слышим разные частотные диапазоны на разной громкости неодинаково.

Но что делать, если мы захотим послушать музыку не очень громко, просто как легкий приятный фон? мириться с тем, что часть звуков (и, кстати, не малая часть) при этом так и останется не услышанной? Избежать этого эффекта позволяет режим тонкомпенсации (loudness). Когда он выключен, то регулятор громкости увеличивает или уменьшает уровень сигнала равномерно по всем частотам. А вот если его включить, то при уменьшении громкости нижние и верхние частоты будут убывать медленнее чем средние. «Минус» нашего слуха наложится на плюс тонкомпенсации, и мы будем воспринимать такое звучание как равномерное по всему частотному диапазона на любом уровне громкости. И даже когда музыка будет играть едва слышно, мы все равно будем слышать и бас, и верхние частоты. Вот такая полезная фишка.

Но реализация тонкомпенсации в автомобильных магнитолах не всегда бывает удачной. Иногда включение этого режима действует просто как регулятор тембра, задирающий бас и верхние частоты на какое-то фиксированное значение независимо от уровня громкости. Пользы от такой функции немного

Так что если есть возможность перед покупкой оценить звучание магнитолы на стенде, то можете обратить внимание на этот нюанс, в последующем он может здорово сказать на прослушивании музыки

Пропала / Нет тонкомпенсации Windows 10

Важно! Всё зависит от комплектующих. На материнской плате ASRock Fatal1ty 990fx Killer можно было настраивать эффекты, как показано выше

Обновление до MSI B450 Gaming Plus Max полностью убрало такую возможность. В параметрах просто отсутствует вкладка улучшений. Теперь в руках пользователя Realtek Audio Control и Nahimic.

В первую очередь рекомендуем обновить звуковые драйвера. Возможно, после обновления или даже их установки появится возможность включения тонкомпенсации. Если же у Вас её попросту нет, тогда смотреть Звуковые эффекты в Диспетчере Realtek HD или Realtek Audio Control.

На новом железе меня заставляют использовать приложение Nahimic 3. ПО совместимо со списком компьютеров и материнских плат от различных партнёров, таких как MSI и Gigabyte / Aorus. Сейчас логика проста. Хотите изменять звуковые эффекты? Будьте добры, установите Nahimic 3.

• Обычному пользователю тонкомпенсация может устранить различия громкости с учётом особенностей человеческого восприятия. В приложении Nahimic можно протестировать функцию стабилизатор звука.
• Звуковые эффекты нужно настраивать именно под Вас. Некоторых пользователей более чем устраивает чистый звук. Другие сразу же лезут в эквалайзер и подтягивают нужные частоты. Смотрите, как настроить звук на Windows 10.
• Включить тонкомпенсацию получается не всегда, хотя иногда она бывает и нужна. В некоторых ситуациях достаточно перейти в раздел улучшений Вашего устройства воспроизведения. Или же используйте Диспетчер Realtek HD.

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.

Частота и давление

Человеческое ухо настроено на звуки разных частот, имеющих одинаковое звуковое давление, которые воспринимаются (конечно же, субъективно) звуками разной громкости. Лучше всего слух воспринимает частоту примерно в три килогерца, и чувствительность эта падает, если частоты становятся более трёх или менее трёх килогерц, когда падает звуковое давление. Этот эффект можно возместить, и любой знаток звукоусилительной аппаратуры знает, что это — тонкомпенсация.

На уровне давления звука в 90-92 децибела при записи музыки выставляется нужный тональный баланс. Далее, уже при прослушивании в любых других условиях, при меньшем давлении слух ощутит недостаток частот — высоких и низких, а потому понадобится тонкомпенсация. Что это, конечно же, субъективное ощущение, все знают, однако этот недостаток организм всё-таки требует устранить. А компенсируется данный эффект изменением частотных характеристик, как правило, соответственно кривым равной громкости (Флетчер-Менсон). И именно так должна быть осуществлена тонкомпенсация, что это умиротворило бы слуховые ощущения, а прослушивание прошло с комфортом.

Для гитаристов

Многие гитаристы замечают при убавлении громкости своего инструмента пропорциональное пропадание в звучании верхних частот. Особенно сильно заметен этот эффект, когда на гитаре стоят синглы. Вообще-то это, как говорят специалисты, проблемой вовсе не является. Просто таким образом получается менее перегруженный и более тёмный звук, вполне пригодный для ритм-партии. Для соло громкость увеличивается, звук лучше прорезается в миксе и вообще становится ярче. Стоит просто прислушаться к своему инструменту и оставить схему как есть, без каких-либо изменений.

Причинами потерь верхних частот могут являться очень многие. Кабели и вся электроника работают в сумме как фильтр, как резистор тонкомпенсации. Особенно это видно на низких частотах, поскольку фильтр низких частот работает только до порога, переступив который, он все частоты вообще отрезает. Поэтому максимальная громкость уводит блокируемые частоты за пределы слышимого диапазона, и если вращать потенциометр (то есть понижать громкость), сопротивление цепи повышается, смещая частоту среза фильтра низких частот в тот диапазон, который мы слышим.

Необходимость тонкомпенсации[править | править код]

Чувствительность человеческого слуха различна к звукам разной частоты, которые имеют одно и то же звуковое давление. Иными словами, звуки одинакового звукового давления, но разной частоты, субъективно воспринимаются человеком как звуки различной громкости. Наибольшая чувствительность слуха проявляется при частоте звука около 3 кГц. Падение чувствительности слуха при частотах менее и более 3 кГц тем больше, чем меньше звуковое давление.

Запись музыкальных звуковых сигналов обычно осуществляется при уровне звукового давления 90‒92 дБ, при котором выставляется необходимый тональный баланс. В дальнейшем, при прослушивании в других условиях данного звукового сигнала с меньшим звуковым давлением, из-за изменения чувствительности слуха человека субъективно будет ощущаться недостаток высоких и низких частот. Для компенсации данного эффекта и применяется тонкомпенсация путём изменения частотных характеристик звука. Тонкомпенсация осуществляется, как правило, в соответствии с кривыми равной громкости Флетчера-Менсона.

Важное замечание.

Автор опробовал свою разработку с пультом ДУ от аппаратов Philips. Понятно, что не у каждого дома есть продукция этой известной марки, поэтому были предприняты попытки проверить совместимость других пультов. Под руку подвернулся универсальный пульт «EuroSky 8» (на фото он справа черный):

Этот пульт неплохо управлял различными устройствами в доме, но, когда его запрограммировали на работу с аудиоустройствами, наблюдались ошибки при отработке вспомогательных функций. Оказалось, что некоторые пульты некорректно отрабатывают стандарт RC-5.

Редакцией журнала «Электор» была проведена модернизация программного обеспечения данного устройства с целью минимизации ошибок при работе с различными пультами разных производителей. Проведенные тесты с универсальным пультом Philips SBC RU 865 показали отличную работу. С другими универсальными пультами ДУ также проблем возникнуть не должно.

Если у вас есть тестер для пультов ДУ, то проверить соответствие вашего пульта стандарту RC5 можно с помощью приведённой ниже таблицы:

Здесь для примера представлены некорректные коды, которые передавал пульт «EuroSky 8». В правой колонке представлены правильные коды команд.

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор».

Удачного творчества! Главный редактор «Радиогазеты».

Конструкция.

На рисунке представлено расположение элементов на печатных платах устройства:

Конструкция разделена на две части для удобства размещения в корпусе усилителя. На одной плате размещён сам моторизованный потенциометр. Эта плата крепится в непосредственной близости от передней панели усилителя.

На второй плате размещён блок питания, микроконтроллер и остальные элементы устройства. Эту плату желательно разместить в корпусе усилителя как можно дальше от звуковых цепей и по возможности заэкранировать для снижения излучаемых помех.

Приёмник ИК-сигнала нужно также разместить на передней панель усилителя, подключив его к плате трехжильным шлейфом. При большой длине шлейфа для исключения неустойчивых и ложных срабатываний приёмника необходимо продублировать конденсаторы С2 и С3, распаяв их непосредственно на выводах приёмника.

Все соединения конструкции реализованы разъёмами, которые соединяются между собой шлейфами с соответствующим количеством жил.

На печатной плате потенциометра предусмотрены контакты для подключения экрана сигнального кабеля и экрана кабеля управления двигателем, если в этом возникнет необходимость.

Фото готовой конструкции представлено на рисунке:

увеличение по клику

Сигналы для транзисторных ключей управления реле коммутатора входов снимаются с разъёма К3. Для переключения входов на пульте следует использовать цифровые кнопки 1…5. Таким образом можно непосредственно выбрать нужный вход. Для переключения входов последовательно на пульте используются кнопки переключения каналов «вверх/вниз».

Чертежи печатных плат. (в формате PDF, версия редакции журнала «Электор»)

Чертежи печатных плат (в формате SLayout, версия читателей «РадиоГазеты»)

Изготовление конструкции

Схема паяется на печатной плате из фольгированного стеклотекстолита. Плата не содержит перемычек, а два кажущихся разрыва в цепи массы будут местами пайки корпуса кнопок. Монтаж следует начать с припаивания интегральных микросхем, потому что это делается гораздо удобнее, когда нет выступающих элементов от другой стороны. Порядок пайки остальных элементов произвольный. Схему необходимо питать напряжением 5 В, желательно стабилизированным.

Полезное: Двухканальный модуль ШИМ генератора импульсов XY-PWM

Готовые для пайки платы

Определенным неудобством является программирование микроконтроллера, так как здесь не предусмотрено разъема программирования. Чтобы запрограммировать МК U1 — подпаяйте аккуратно к его выводам тонкие провода, которые затем будут подключены к программатору. Вывод VB (VBias) соединен с массой схемы, однако, если необходимо подключение этого входа к другой полярности, просто вырежьте фрагмент дорожки между выводами на плате. Когда потенциометр работает для регулировки громкости предусилителя и амплитуда сигнала, что на него подается не превышает 0,5 вольта, то выход VB следует поляризировать относительно отрицательного напряжения -5 В относительно массы. Это обеспечит правильную передачу аналогового сигнала.

кнопочный регулятор — потенциометр

Следует иметь в виду, что потенциометр имеет максимально допустимое напряжение, которое может присутствовать на любом из контактов (относительно GND) от -0.1 до +7 В для Vb = 0 и от -5 до +7 В для Vb = -5 В. При эксплуатации регулятора следует позаботиться о том, чтобы не превышать указанные допустимые границы напряжений. Когда вы питаете схему от отдельного БП, необходимо убедиться, что масса потенциометра (GND) и масса схемы назначения связаны между собой.

На рисунке показаны настройки фузов для микроконтроллера ATTiny13

Схемы индикации.

Блок индикации на основе микросхемы К155РЕ3:

увеличение по клику

Непосредственно счётный узел построен на счётчиках IC1 и IC2. Переключателями S1-S5 задаётся первоначальный уровень громкости (в двоичном коде. ), который устанавливается при включении устройства. Цепь R6, C1 обеспечивает загрузку выставленного значения.

На микросхемах IC6, IC7 формируются сигналы остановки счёта при достижении крайних значений : 0 и 32 (64дБ).

Инверторы IC8 включены для устранения щелчков при регулировании громкости. Буферные транзисторы VT1-VT5 взяты с большим запасом практически под любое реле. Тип и напряжение питания реле не указываю — на Ваш выбор.

Микросхема IC3 используется как преобразователь двоичного кода в двоично-десятичный. Преобразование происходит «один в один», то есть индикация осуществляется от 0 до 32 (напоминаю, что шаг регулировки 2 дБ и соответственно глубина регулировки будет 64 дБ.) При желании сделать индикацию в децибелах, достаточно изменить прошивку IC3. (Опять напоминаю, что микросхемы К155РЕ3 однократно программируемые. Таким образом для смены прошивки придётся использовать новую микросхему). «Прошивка» очевидна, поэтому не приводится.

IC4, IC5 управляют семисегментными индикаторами с общим анодом. При использовании индикаторов с общим катодом IC4 и IC5 необходимо заменить на К514ИД1, а резисторы R7-R19 исключить.

Блок индикации на основе микросхемы К155ПР7:

увеличение по клику

Здесь всё, как в предыдущей схеме, только вместо микросхемы памяти используется специализированная микросхема для преобразования двоичного кода в двоично-десятичный. Преобразование происходит «один в один», то есть индикация осуществляется от 0 до 32 (напоминаю, что шаг регулировки 2 дБ и соответственно глубина регулировки будет 64 дБ.)

Блок индикации без микросхем памяти. Учитывая, что вышеуказанные микросхемы на сегодняшний день являются довольно труднодоставаемыми, была разработана схема индикации на обычных счётчиках:

увеличение по клику

Подробнее о схеме: непосредственно счётный узел построен на счётчиках IC1 и IC2. Для формирования двоично-десятичного кода используются IC3, IC4. Переключателями S1-S5 (в двоичном коде. ) и S6-S10 (в двоично-десятичном коде. ) задаётся первоначальный уровень громкости, который устанавливается при включении устройства. Цепь R6, C1 обеспечивает загрузку выставленных значений.

На микросхемах IC7, IC9 формируются сигналы остановки счёта при достижении крайних значений : 0 и 32 (64дБ).

Инверторы IC8 включены для устранения щелчков при регулировании громкости. Буферные транзисторы VT1-VT5 взяты с большим запасом практически под любое реле. Тип и напряжение питания реле не указываю — на Ваш выбор.

IC5, IC6 управляют семисегментными индикаторами с общим анодом. При использовании индикаторов с общим катодом IC5 и IC6 необходимо заменить на К514ИД1, а резисторы R7-R19 исключить.

Недостатки схемы: 1. необходимость двойного задания начального уровня громкость — S1-S5 в двоичном коде и S6-S10 тоже самое, но в двоично-десятичном коде.(если использовать общие группы переключателей, что часто встречается в Интернете, будет несоответствие между показаниями индикатора и реальным уровнем громкости).

2. из-за помех по цепям питания возможно несоответствие между показаниями индикатора и реальным уровнем громкости. Для избежания этого необходимо обязательно на каждый счетчик установить по цепям питания шунтирующие конденсаторы, а на выключателе питания использовать искрогасящие цепи. При такой организации схема эксплуатируется уже в течении 2 лет и показала надёжную работу!

Пара прыжков с бубном

Ибо до танцев не дотягивает. С первого раза получилось немного не так как хотелось и регулировка работала наоборот(при вращении по часовой стрелке звук уменьшался). Решение было простым и банальным: я заменил

#define PIN_ENCODER_A 0 #define PIN_ENCODER_B 2 на #define PIN_ENCODER_A 2 #define PIN_ENCODER_B 0 то есть поменял местами входные пины.

Потом я решил, что изменение громкости на 24% при полном обороте рукоятки — это слишком медленно. И я просто дублировал код, эмулирующий нажатие кнопок увеличения и уменьшения громкости:

if (enc_action > 0) < TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_VOL_UP); >else if (enc_action < 0) < TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_VOL_DOWN); >было заменено на if (enc_action > 0) < TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_VOL_UP); TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_VOL_UP); >else if (enc_action < 0) < TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_VOL_DOWN); TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_VOL_DOWN); >А потом я подумал, что отдельная кнопка приглушения музыки музыки бесполезна — можно просто крутнуть регулировку влево. А вот возможность поставить музыку на паузу будет гораздо интереснее. Для реализации этого, я заменил TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_MUTE); на TrinketHidCombo.pressMultimediaKey(MMKEY_PLAYPAUSE); Список возможных клавиш можно подсмотреть в файле «TrinketHidCombo/TrinketHidCombo.h».

Исполнение

Звукоусилительная аппаратура высоких классов имеет регулятор с тонкомпенсацией, то есть её можно осуществить довольно просто. Регулятор изменяет уровень громкости и одновременно влияет на амплитудную и частотную характеристики тракта усилителя по кривым Флетчера-Менсона. По желанию пользователя можно как включить тонкомпенсацию, так и выключить, для чего предусмотрена специальная кнопочка. Самые простые звукоусилительные устройства позволяют регулировать тонкомпенсацию эквалайзером, темброблоком или даже вручную, изменяя амплитудно-частотную характеристику звукового тракта.

Можно использовать регулятор громкости с тонкомпенсацией. Многие любители аудио именно так и поступают, прислушиваясь к разнообразным мифам, легендам и заблуждениям. Главная цель — выставить на максимум высокие и низкие частоты, чтобы добиться нравящегося звука, даже если он совсем не такой на носителе, даже если это бренд. Эти люди знают, как включить тонкомпенсацию и для чего она нужна. Хорошо, что эквалайзер поддаётся настройкам, и можно довести звучание до того состояния, которое принесёт комфорт звуковым ощущениям.

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.

Программное обеспечение.

Прошивка для данной схемы состоит из нескольких модулей, исходный код которых можно найти в отдельных файлах. Так, например, файл motor.c содержит программу для различных функций коммутации двигателя. В файле buttons.c описаны функции соответствующие кодам стандарта RC-5 пультов ДУ.

Работа программы довольно проста. При поступлении сигнала подпрограмма обработки прерываний проверяет, соответствует ли принятый код стандарту RC-5 и в случае положительного результата передаёт полученный код для обработки основной программе.

Таблица соответствия кодов стандарта RC-5 (нажатым кнопкам на пульте) выполняемым функциям хранится в EEPROM-памяти контроллера. При необходимости изменения привязки кнопок к функциям под свои нужды достаточно изменить файл buttons.c, перекомпилировать файл прошивки и по новой запрограммировать контроллер. Для компиляции файла прошивки понадобится программа AVR-Studio или WinAVR.

Файлы для программирования микроконтроллера.

↑ Моно-версия

Следующий трюк использован в некоторых гитарных усилителях. Используются сдвоенные потенциометры, что не слишком подходит для стерео, так счетверенные линейные потенциометры достаточно дефицитны. Схема показана на рис. 5.

Приближение к логарифмической зависимости очень хорошее, по крайней мере, в диапазоне 30 дБ, это несколько лучше, чем у версии, показанной на рис. 1. Зависимость регулировки от угла поворота показана на рис. 6.

При уменьшении уровня от максимального в диапазоне 25 дБ, зависимость почти линейна (т.е. действительно логарифмическая). Это хороший способ получить хороший результат, но, как уже отмечалось, для стереоусилителя требуется счетверенный потенциометр. Это ограничивает полезность данного решения.

Подборка плат для регулировки громкости при сборке своего усилителя мощности

При сборке DIY аудиоусилителя возникает вопрос: а как регулировать громкость? Самый простой вариант сдвоенный переменный резистор. Но сейчас же 21-й век. А как же не вставая с дивана или с использованием цифровых технологий.

Рассмотрим простые аналоговые и сложные цифровые решения. Все платы продаются на на Алиэкспресс. Там самый широкий ассортимент для тех, кто интересуется звуком. Все перечисленные варианты для применения в DIY аудио проектах.

Перечислим от простого к… интересному.

Переменный резистор ALPS RK27

Открывает подборку самый простой и надежный вариант — переменный резистор. Но не совсем простой, ALPS RK27 проверенный и качественный вариант для регулировки громкости.

Номиналы 10, 20, 50, 100, 250 и 500 кОм. Диаметр вала 6 мм, длина 25 мм. Разброс сопротивления по каналам минимальный.

Плата для монтажа идет в комплекте. К ней удобнее подпаивать провода и нет риска повредить регулятор.

Моторизованный регулятор громкости с селектором входов

Это, по сути, тоже аналоговое регулирование громкости переменным резистором, но функционал тут расширенный.

• Пульт ДУ
• Селектор трех входов на реле с управлением от энкодера
• Экран
• Моторизованная громкость
• Приглушение звука «mute»

Экран (1602) показывает активный вход и уровень громкости.

Плата питается от 9 В 1 А переменного напряжения.

Моторизованный регулятор громкости с селектором без экрана

Другая версия моторизированного регулятора с пультом ДУ.

Отличие от предыдущей:

• Удобный пульт
• 4 входа сигнала
• Нет экрана, светодиодная индикация входа
• Есть вариант выбора входа кнопкой или энкодером

Шлейфы между блоками в комплекте.

Сопротивление переменного резистора типовое: 50K. Питание устройства 5-12 В переменного тока.

Релейный регулятор громкости

Это разновидность дискретного регулятора громкости. Точные резисторы (1%) тут переключаются восьмью реле, а переменный резистор непосредственно не связан с входным сигналом.

Плюсы такого решения:

• Нет треска при регулировке
• Независимые каналы
• Нет разбаланса каналов
• Можно разместить около входных разъемов, а регулятор вынести на переднюю панель

Размеры платы 86х72 мм, питание постоянным напряжением 5 В.

Плата предварительного усилителя на LC75342

Интересный вариант как для предварительного усилителя, так и для встраивания в усилитель мощности. Построен на чипе LC75342 от SANYO, он имеет темброблок.

• Пульт ДУ
• Селектор на 4 входа на реле
• Экран и энкодер
• 80 шагов регулировки громкости, шаг 1 Дб
• Регулировка НЧ (±20 дБ), ВЧ (±10 дБ) и баланса
• Приглушение звука
• Память настроек

Питание: 12 В переменного напряжения.

Плата предварительного усилителя на PGA2311

Говоря о регулировки громкости, нельзя обойти стороной PGA2311. Регулятор на этой плате на заглавном фото в подборке.

Регулировка громкости от -95 дБ до +10 дБ с шагом 1 дБ. Усиление всего 31 дБ.

Тут так же: пульт, экран и селектор трех входов с управлением энкодером.

Микросхема хорошая, точная. Одно плохо — стало много подделок. Но поменять ее тут не проблема.

Питание платы: переменное напряжение 9-0-9 В 1 А.

Реализация PGA2311 от SURE

Качественная реализация предварительного усилителя на PGA2311 от Sure. Управление уровнем осуществляется энкодером на отдельной плате.

• Регулировка: -95,5 до 10 дБ
• Шаг: 1,5 дБ
• THD+N: 0.0006%
• С/Ш: 108 дБ

Питание платы: 12 В постоянно напряжения.

Продвинутый регулятор на MUSES72320

Завершает подборку навороченный вариант на MUSES72320. Аудиофильское качество.

В лоте есть несколько вариантов экрана, в том числе VFD и несколько вариантов питания.

Регулировка от 0 до -111.5 дБ с шагом 0.25 дБ. Разделение каналов: — 120 дБ.

Для бескомпромиссного DIY.

Надеюсь, подборка плат для регулировки громкости была полезна и Вы выберете себе в DIY усилитель решение на свой вкус и бюджет.

Логарифмический регулятор громкости

В прошлой статье я вспомнил свою старую конструкцию: аудио DAC, в которой рассказал о не самой стандартной звуковой карте, и познакомил тех, кто не знал, с основными параметрами ЦАП»eй. Подумал, что логично будет рассказать про логарифмический регулятор громкости с дисплеем, который был мною разработан примерно в то же время и для той же фирмы.

Как всегда, в начале немного ликбеза.

Что это такое, для чего используется, зачем это разрабатывать, нельзя ли купить готовый и ничего не делать (как любят некоторые)? Отвечу на первые вопросы и на последний читатель ответит сам. Но для начала придётся копнуть физику, или даже биологию, не знаю…

Как мы слышим?

Человек воспринимает звук, а точнее звуковое давление барабанной перепонкой. Звуковое давление указывается в логарифмической шкале. Вот даже ГОСТик на это и картинка оттуда:

Получается у нас не линейное восприятие звука, но логарифмическое. Никогда не задумывайтесь хорошо это или плохо, просто нужно принять как данность.
Это всё от звукового давления. Получается, что линейная регулировка громкости (амплитуды выходного сигнала на громкоговорителе) не будет линейной для нашего уха.

Как правильно регулировать?

Но хочется при регулировке громкости не ловить миллиметры потенциометром в начале и не крутить по пол оборота на максимальной. Тогда логарифмический потенциометр исправит всё дело. Его линейное перемещение будет изменять для наших ушей громкость в пропорциональное количество раз.

Кстати, для этого давно придуманы звуковые потенциометры, обладающие логарифмической характеристикой, они имеют в своём названии букву «А». Приведу пример любимой многими меломанами фирмы — производителя.

Схема достаточно проста, просто резисторы разного номинала подключаются так, что бы образовать делитель:

В прошлой стране (СССР) выпускали усилители, которые имели такого рода регуляторы громкости. Например, усилитель «Корвет»:

И усилитель «Кумир»:

Последний, кажется, что выглядит технологичнее и круче, но из моего наблюдения он начинал хрустеть по мере стирания контактов и замыканий при переключении соседних, чего не было у более громоздкого корветовского, исполненного на выводных резисторах и на галетном переключателе.

Думаю, теперь понятно, для чего применяются такого рода регуляторы громкости.

Что требовалось от блока?

Заказ был примерно такой (за давностью лет всего не помню):

Блок будет устанавливаться в различные усилители низкой частоты (корпус не требуется).

Блок должен питаться от силового трансформатора усилителя, имеющего две вторичные обмотки, соединённые последовательно.

Блок должен иметь дисплей для отображения названия фирмы при включении, индикацию режима MUTE, отображение уровня выходной мощности усилителя.

Для регулировки должен быть применён энкодер с кнопкой (его выбрали для меня отдельно, так как плавность хода и кнопки имела большое значение).

Блок должен иметь 80 шагов регулировки.

Было ещё что‑то но уже не вспомню.

Схемотехника блока

Теперь, когда расставлены точки над i, к бою схеме!

Для начала выбрал реле, которые подходили по напряжению питания в достаточно широком его диапазоне, так как блок мог устанавливаться в разные усилители с разными напряжениями питающих трансформаторов. А так же те, которые можно было легко заказать.

Далее выбрал и согласовал дисплей. Тут выбор пал на то, что было под рукой и можно было запустить и показать, как работает на следующий день. LCD1602 — старая школа, без I2C. Всех устроил простотой, но при этом удовлетворил все пожелания.

Далее выбрал подходящий контроллер.

После этого подсчитал максимальную мощность потребления блоком и нарисовал схему питания. Как видно, особо ничего сложного или хитрого. Дёшево и не сердито.

Схема блока питания:

Понимая какой «сложнейший» девайс предстоит сделать, был выбран один из самых распространённых и дешёвых контроллеров, кажется, он ещё у меня в каком‑то избытке дома лежал… Соответственно отсюда родился следующий кусок схемы.

Схема питания контроллера:

Далее очень просто понял сколько пинов одного порта (для удобства управления прямо регистрами) мне нужно для реализации 80 шагов. Сразу занял ими половинку порта. Даже запас получился.

На удобные для трассировки пины поставил дисплей и энкодер.

А на всякий случай заложил и кварц.

Схема распиновки контроллера:

Энкодер можно подключать по‑разному. Кому что удобно, таймеры, прерывания, ещё что‑то?

Что касается резисторов. Можно использовать внутренние подтяжки, и нормально будет работать в большинстве случаев, но люблю по низкоомнее и свои.

Схема подключения энкодера:

А вот с дисплеем чуть‑чуть интереснее, но не сильно. Ему бы уровни 5В… Подтяжки к +5В и толерантные пины. Тут ещё можно подстроечник добавить для регулировки яркости.

Схема подключения дисплея:

И мой любимый разъём для «шитья» с небольшой защитой.

Схема разъёма программирования:

И осталось самое главное, ради чего это всё и затевалось. Аттенюатор. Резисторы можно всегда выбрать нужного номинала, каких только сейчас ни бывает в Е192-м ряду. А можно и собрать из стандартного ряда, который лежит в тумбочке под рукой. Так и вышло. Для корректной работы необходимо настроить выходы порта с подтяжкой к земле. Это обезопасит от ложных срабатываний, так как внешних резисторов от базы на землю не заложил.

Схема самого регулятора:

Немного про текстолит

В габаритах меня никто не ограничивал, но и сильно большую плату делать особого смысла нет. Больше плата — больше цена. Скомпановал по длине в размер плотно установленных реле. По ширине энкодер задал габариты, не налезая на реле.

Платы TOP и BOTTOM:

И вот через не большой промежуток времени получилась двусторонняя плата. Плата простая, по стандартному классу изготовления, толщиной 1.6мм. Так как я забыл сделать зону без меди вокруг отверстий крепления, то есть особенность: крепить плату стоит или с помощью изоляционных шайб или пластиковыми стойками, так как при металлических возможно замыкание земель и в некоторых случаях (далеко не всегда) образование земляной петли и появление наведённых 50Гц в колонках. Ну или если вы профи и в состоянии грамотно реализовать разводку земель в усилителе, то можно крепить и металлом. Кто в теме — тот понимает.

Эти платы были не срочные и их заказали в Китае, кажется, тогда только появлялся pcbway.

Платы, полученные с производства:

Пусконаладка и логика работы

Что мы делаем, когда платы собраны? Правильно, мы прозваниваем ответственные цепи на наличие КЗ и, если всё ОК — подаём питание и мигаем светодиодом. Так как светодиодов на плате нет, то первым делом стал запуск дисплея и написание своеобразного привета миру (на самом деле товарищу).

Кстати, если кто-то не знаком с этими дисплеями:

Что мы делаем, когда платы собраны? Правильно, мы прозваниваем ответственные цепи на наличие КЗ и, если всё ОК – подаём питание и мигаем светодиодом. Так как светодиодов на плате нет, то первым делом стал запуск дисплея и написание своеобразного привета миру (на самом деле товарищу).они бывают разных цветов,

под них есть разные либы,

есть с поддержкой разных символов,

подключать можно по 4 или по 8 битам, сейчас есть уже с I2С шиной,

Как выглядит дисплей:

Ну а в конце реализовал работу энкодера, регулятора, и какие‑то функции кнопки.

Как работает регулятор. Всё совершенно просто!

Включая 1 реле — получается 1db ослабления сигнал.

Включается второе реле и выключается первое — получаем 2dB ослабление.

Включаем первое реле, но второе не выключаем — получаем 3dB ослабление.

Включаем 3 реле, выключаем первые два — получаем 4dB ослабление.

Потом к нему добавляем первое, потом второе без первого, потом к ним опять первое и так далее… Перечислять можно 128 раз (или 127, если нуль в деле ��).

На фото запечатлён процесс отладки.

Вообще говоря, если бы не дисплей, с каким бы удовольствием я это реализовал бы на логике (счётчик, регистры, таймер…), но вывод информации на логики в дисплей, простите, но для меня это слишком.

Ещё встречал интересную реализацию подобного девайся, разумеется, тоже без дисплея, на АЦП. Примерно так:

Идея совершенно проста: берётся 8 битный АЦП с параллельным выходом, на его вход подключается потенциометр (с линейной характеристикой). А на 8 выходов АЦП подключаются реле. И вот готов регулятор. Но есть нюанс.

Многих интересует всегда цена того, что получилось. Сколько будет стоить сейчас сей девайс даже не представляю, реле хорошие. Тогда это стоило копейки. А на общем фоне усилителей, в которые его встраивали, он был по цене метизов, как мне кажется.

Интересно, а у тех, кто прочитает статью, нет ли случайно дома усилителя с этим блоком?