В усилителях мощности звуковой частоты (УМЗЧ), выполненных по схеме инвертирующего усилителя зачастую требуется увеличить входное сопротивление до стандартной величины, чтобы включить на входе регулятор уровня [1-3].
Предлагается регулятор на основе эмиттерного повторителя с динамической нагрузкой, обладающий небольшими нелинейными искажениями. Устройства можно применить в других УМЗЧ, не имеющих регулятора громкости на входе.
↑ Принципиальная схема и характеристики буферного каскада
После выхода моей статьи Кремний против германия в усилителях одинаковой ретро-структуры и новый германиевый кит в конце мне часто задавали вопрос о подключении регулятора громкости к усилителю (см. рис. 1).
Рис. 1. Принципиальная схема УМЗЧ с ретро-структурой на кремниевых транзисторах
В самом деле, входное сопротивление усилителя оказывается низким и определяется сопротивлением R1 (620 Ом). Для увеличения входного сопротивления до приемлемой величины, позволяющей включить на входе регулятор громкости R0 («Volume») рекомендую использовать буферный каскад (эмиттерный повторитель). На рис. 2 приведена принципиальная схема стереофонического варианта буферного каскада.
Исключён фрагмент. Полный вариант доступен меценатам и полноправным членам сообщества.
Для повышения нагрузочной способности в эмиттеры повторителей VT1, VT3 введены источники тока VT2, R3 и VT4, R5, цепи баз транзисторов которых питаются от общего параметрического стабилизатора напряжения HL1, R4. Токи источников VT2, VT4 выбраны равными около 11 мА.
Характеристики:
Напряжение питания: 15 В; Ток потребления: 26 мА; Нижняя частота по уровню – 0,5 дБ: 4 Гц; Выходное сопротивление: 3,3 Ом; Коэффициент гармоник во всем диапазоне рабочих частот (20…20000 Гц) при Uвх=1 В, Rн=620 Ом: не более 0,017%.
Обратите внимание
, что полярность конденсатора С1 в УМЗЧ (рис. 1) с учетом подключения к буферному каскаду поменяна на обратную.
Питание буферного каскада желательно осуществить от стабилизированного источника, например, от блока питания на микросхемах 7815 или LM317, включенных по типовой схеме.
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
Купить тут
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
Купить тут
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
Купить тут
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
Купить тут
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
Купить тут
Интересный вариант как для предварительного усилителя, так и для встраивания в усилитель мощности. Построен на чипе LC75342 от SANYO, он имеет темброблок.
Функционал:
- 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
Купить тут
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
Купить тут
Качественная реализация предварительного усилителя на PGA2311 от Sure. Управление уровнем осуществляется энкодером на отдельной плате.
Характеристики:
- 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
Купить тут
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.
Приятных покупок!
↑ Детали и налаживание буфера
В эмиттерном повторителе применены резисторы мощностью 0,25 или 0,125 Вт, оксидные конденсаторы радиального типа на рабочую температуру +105ºС. Светодиод красного свечения любого типа диаметром 3 мм, например BL-B51V1. Кроме указанных на схеме, могут быть поставлены транзисторы КТ3102 с любыми буквенными индексами.
Переменный резистор R0 (его сопротивление может быть от 10 до 50 кОм) – импортный, например, хороши ALPS RK09L 50k for Audio . Посмотрите также китайские дешёвые альтернативы типа R097-D16-6PIN, однако трудно быть уверенным, что они с характеристикой регулирования «А».
Список деталей буферного каскада
VT1 – VT3 – Транзистор BC546 – 4 шт., HL1 – Светодиод red d=3 мм BL-B51V1 – 1шт., R1, R6 – Рез.-0,25-68 кОм (синий, серый, оранжевый, золотистый) – 2 шт., R2, R7–Рез.-0,25-160 кОм (коричневый, синий, желтый, золотистый) – 2 шт., R3, R5– Рез.-0,25-100 Ом (коричневый, черный, коричневый, золотистый) – 2 шт., R4 – Рез.-0,25-3 кОм (оранжевый, черный, красный, золотистый) – 1 шт., R8 – Рез.-0,25-39 Ом (оранжевый, белый, черный, золотистый) – 1 шт., C1, C3 – Конд. 10/25V 0511 +105°C– 2 шт., C2 – Конд. 47/16V 0511 +105°С – 1 шт., C4 – Конд. 470/25V 1016 +105°C – 1 шт., Печатная плата 45х48 мм – 1 шт.
Размещение элементов на печатной плате эмиттерного повторителя показано на рис. 3.
Рис. 3. Размещение деталей на печатной плате
Режимы по постоянному току приведены на схеме, изображенной на рис. 2. При правильном монтаже и исправных деталях налаживания, как правило, не требуется. Напряжения на эмиттерах транзисторов VT1, VT3 при необходимости можно подкорректировать подбором резисторов R1 и R6 соответственно.
Предисловие
Девас был сделан чисто из спортивного интереса, просто захотелось сделать такую поделку. В основе устройства энкодер и Digispark — небольшая Arduino-совместимая платка от Digistump на базе микроконтроллера Attiny85. Есть платы c разъемом микро-USB, я использовал вариант с обычным разъемом USB типа А, ссылка:
Ну и выше названный инкрементальный энкодер с кнопкой, ссылка:
Схема устройства
Красный и зеленый провод это кнопка энкодера, замыкается при нажатии на ручку. Синий, черный и коричневый это выход энкодера для отслеживания вращения ручки.
↑ Итог
Подобные буферные каскады можно использовать и с усилителем на германиевых транзисторах [1, рис. 5], а также с усилителем нашего кита Project 008 «GeAmp1970». Стерео (2 канала) усилитель на германиевых транзисторах. Набор для сборки . Поскольку указанные усилители питаются от источника отрицательной полярности, в буферном каскаде целесообразно установить p-n-p транзисторы BC556 (КТ3107), а полярность светодиода HL1 и всех оксидных конденсаторов С1 – С4 поменять на обратную.
Описываемый регулятор уровня будет уместен с УМЗЧ Quad и другими [3, 4].
Печатная плата и корпус
Решил сделать устройство в цилиндрическом корпусе с большой «крутилкой». Из массива бука выточил заготовку под корпус.
Такого же диаметра из алюминия выточил ручку для энкодера.
По размерам внутреннего диаметра деревяной заготовки нарисовал плату в Sprint-Layout
Ссылка для скачивания — тут
С помощью ЛУТ изготовил плату
Установил энкодер и разъём USB (выбрал USB типа B для надежности), у платки Digispark немного обрезал «разъем» и припаял ее к основной плате. К энкодеру подключил Digispark проводками.
Для того что бы ровно закрепить плату в корпусе, с обратной стороны приклеил шайбы под крепежными отверстиями.
В деревяном корпусе вырезал прямоугольное отверстие для разъёма USB типа B. Это оказалось самым трудоёмким процессом, корпус относительно мал, пришлось максимально аккуратно работать. После этого дерево обработал льняным маслом
Саморезами закрепил внутренности в корпусе
Энкодер немного «гулял» внутри корпуса, чтобы его зафиксировать изготовил из текстолита такую пластину
Пластина надевается на ось энкодера, фиксируется двумя гайками, её размеры точно по внутреннему диаметру корпуса. Теперь энкодер сидит как влитой
Осталось одеть большую алюминиевую «крутилку»
Демонстрация работы устройства
↑ Список упомянутых источников
1. Кремний против германия в усилителях одинаковой ретро-структуры и новый германиевый кит в конце. 2. Project 008 «GeAmp1970». Стерео (2 канала) усилитель на германиевых транзисторах. Набор для сборки . 3. Project-009 v.2 «QUAD CLONE». Классический усилитель Hi-Fi (2 канала, без ПП). Набор для сборки . 4. Китайский Quad 405 пищит (возбуждение?) на большой громкости со смарта и ноута.
Спасибо за внимание!
С Новым годом!
3Описание последовательного сигнала управления регулятором громкости M62429
Для управления микросхемой M62429 используется последовательный интерфейс с пакетной передачей данных. Длина одного пакета данных – 11 бит. Структура пакета приведена на рисунке.
Структура пакета управления микросхемой M62429
Первым битом передаётся номер канала, вторым – использовать ли независимое управление каналами или одновременное, далее 7 бит отведены под код громкости, и завершают пакет два бита, равные «1».
Важно знать параметры импульсов частоты и данных. Микросхема управляется меандром (скважность равна 2), минимальная длительность импульса tWHC (как и tWLC) – 1,6 мкс, а период tcr – 4 мкс. Остальные характеристики импульсов приводятся в техническом описании (datasheet), которое можно скачать по ссылкам ниже.
Временная диаграмма сигнала информационного обмена с микросхемой M62429
