Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.
Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.
Это статья, как и предыдущая, посвящена постройке самодельного усилителя низкой частоты. В ней описана конструкция блока электронного управления, предназначенного для регулировки громкости, стереобаланса и тембра звукового сигнала.
Самые интересные ролики на Youtube
Другие статьи посвящённые постройке этого УНЧ.
Как рассчитать и намотать силовой низкочастотный трансформатор для блока питания УНЧ? FAQ.
Блок питания для усилителя низкой частоты из доступных деталей. УНЧ, часть 3.
Блок электронной регулировки громкости, стереобазы и тембра. УНЧ, часть 4.
Блок оконечных усилителей низкой частоты. УНЧ, часть 5.
Простые технологии обработки пластмассы и металла. УНЧ, часть 6.
Финальная сборка, наладка и испытание. УНЧ, часть 7.
Какие преимущества у электронных регуляторов по сравнению с механическими?
Главное преимущество применения блока электронных регуляторов в отсутствии необходимости поиска потенциометров с разными передаточными характеристиками, но одинаковыми типоразмерами.
Сдвоенные потенциометры.
- Потенциометр типа СП3-4.
- Потенциометр импортного производства.
- Потенциометр СП3-33-24 с выводом тонкомпенсации.
Например, для регулятора громкости потребовался бы сдвоенный потенциометр с характеристикой обратной логарифмической, а для регулятора стереобазы – с линейной характеристикой.
Поиск же сдвоенного потенциометра с отводами, для организации тонкомпенсации, и вовсе мог бы не увенчаться успехом.
А при электронной регулировке сигнала, для всех регуляторов можно использовать переменные резисторы с линейной зависимостью. Микросхема сама сформирует нужную передаточную характеристику необходимую для каждого регулятора.
Электронные регуляторы не только упрощают поиск и подбор компонентов, но и снимает проблему, так называемого, «шуршания» потенциометров.
Выбор потенциометров.
Высококачественные потенциометры с линейной зависимостью часто использовались в промышленной аппаратуре прошлых лет, но их применение в аудиотехнике было ограничено именно из-за отсутствия переменных резисторов с нелинейной зависимостью. Сейчас же такие потенциометры можно купить совсем недорого на любом радиорынке по цене в 0,1... 0,3$.
Для регуляторов я подобрал потенциометры типа СП4-1, так как, при сравнительно небольших размерах, они зарекомендовали себя как вполне надёжные изделия.
Диаметр вала выбранных резисторов 3мм, а номинал - 100кОм.
В диапазоне номиналов от 22 до 100 кОм, я снял АЧХ блока регуляторов и никаких отклонений не заметил.
Можно было бы и вовсе отказаться от потенциометров, но тогда управление было бы не таким оперативным, да и возникла бы необходимость хоть в какой-нибудь индикации положения регуляторов.
Так что, я остановился на самом простом, комбинированном электронном регуляторе, сочетающем в себе достоинства электронных регуляторов и удобство механических.
Микросхема TDA1524A.
Блок регуляторов разработан на основе микросхемы TDA1524A. Выбор пал на неё просто потому, что она оказалась одной из микросхем, требующих минимальной обвязки, и её удалось приобрести на местном рынке по разумной, хотя, на мой взгляд, слегка завышенной цене, которая составила 2$.
Микросхема TDA1524 может питаться от напряжения от 7,5 до 16,5 V, при потребляемом токе 15… 56 mA.
Диапазон регулировки по высоким частотам составляет: –15… +15dB (±3dB), а по низким частотам: –19… +17dB (±3dB).
Принципиальная схема блока регуляторов.
Работает регулятор следующим образом. Полезный сигнал поступает на вход микросхемы, где и осуществляется электронная регулировка.
С движков потенциометров, включенных по схеме делителей напряжения, потенциал передаётся в микросхему, которая и производит коррекцию полезного сигнала соответственно с величиной напряжения на движке. Выключатель тонкомпенсации включает или отключает подъём низких частот при малом уровне громкости.
Электрическая схема блока регуляторов.
C1, C5, C6, C12 – 0,1mkF
C2, C9 – 2,2mkF
C3, C10 – 56nF
C4, C11 – 15nF
C7 – 100mkF
C8 – 220nF
R1 – 2,2k
R2, R6, R7, R11 – 47k
R3, R8 – 24k
R4, R9 – 24k
R5, R10 – 200R
IC1 – TDA1524A
Резисторы R4(R9) и R3(R8) представляют собой делитель напряжения на два, который обеспечивает согласование уровня аудио сигнала с предварительным усилителем микросхемы на уровне 250мВ (эфф.). При этом предполагается, что входное номинальное напряжение оконечного усилителя будет 0,5В(эфф).
Конденсаторы C1, C5, C6, C12 устраняют «шуршание» и наводки, которые могут проникнуть в цепи управления.
Конденсаторы C2, C9 – разделительные.
Резисторы R5, R10 защищают выход микросхемы от перегрузки.
Конденсатор C7 – фильтр внутреннего источника питания.
Конденсатор C8 – блокировочный.
Конденсаторы C3, C4, C10, C11 формируют АЧХ темброблока.
Печатная плата.
Данная Печатная Плата (ПП) была сконструирована исходя из имеющихся в наличии потенциометров СП4-1 и выбранного корпуса. При этом ПП крепится не к корпусу УНЧ, а к токоведущим контактам потенциометров, что устраняет необходимость использования соединительного кабеля между регуляторами и ПП.
Отмеченные стрелками отверстия проходят через центры валов потенциометров и могут использоваться для разметки соответствующих отверстий в корпусе усилителя.
Площадь некоторых дорожек ПП была увеличена для повышения надёжности крепления ПП к ножкам потенциометров. Площадь сплошных заливок была видоизменена для получения приемлемого качества при использовании изношенного принтерного картриджа. Подробно об этот технологии можно почитать здесь.
А это уже готовая печатная плата, изготовленная по описанной здесь технологии. Для соединения ПП с другими блоками, в соответствующие отверстия ПП заклёпаны медные штырьки.
Окончательная сборка.
Для точного совмещения валов потенциометров с отверстиями в корпусе усилителя, окончательная пайка была произведена после того, как резисторы были временно закреплены с внешней стороны корпуса. На картинке иллюстрация этого процесса.
This movie requires Flash Player 9
|
||
В этом окошке можно посмотреть на печатную плату с разных сторон. Потяните изображение курсором или воспользуйтесь кнопками со стрелками.
Тестирование темброблока.
На картинке схема включения блока регуляторов при снятии Амплитудно-Частотных Характеристик (АЧХ).
Я использовал для снятия АЧХ программу «SpectraLAB», как в качестве Генератора Качающейся Частоты (ГКЧ), так и в качестве анализатора спектра.
Правда, пришлось запустить сразу две копии программы. ГКЧ на одном компьютере, а анализатор на другом.
При запуске генератора и анализатора на одном и том же компьютере, из-за малого затухания между входами и выходами моей встроенной аудио карты, погрешность измерения была неприемлемой.
На графике АЧХ блока регуляторов при включённой тонкомпенсации и среднем положении регуляторов ВЧ и НЧ.
АЧХ темброблока, снятая при максимальном подъёме (верхняя кривая) и максимальном завале (нижнаяя кривая) ВЧ и НЧ.
Выделите ошибочный текст мышкой и нажмите Ctrl + Enter
Объясните пожалуйста из этого списка:
C1, C5, C6, C12 – 0,1mkF
C3, C10 – 56nF
C4, C11 – 15nF
C8 – 220nF
Где какие конденсаторы?
Владислав, я не понял вопроса.
Если Вас интересует тип конденсаторов, то я использовал самые дешёвые и мелкие, какие смог купить на нашем радиорынке. Но, если у Вас есть касса и выбор ничем не ограничен, то можно подобрать С3, С4, С8, С10, С11 с малым тангенсом угла потерь. Только я сильно сомневаюсь, что разницу можно будет определить на слух. Не того уровня этот эквалайзер.
Остальные конденсаторы блокировочные и они на качестве звука отразиться не могут. Напряжение конденсаторов от 10 Вольт и выше, если, конечно, питание, как у меня – 8,5В.
Извиняюсь, я новичок.
Я имел ввиду что керамические или пленочные.
Я взял пленочные:
C1, C5, C6, C12 – 0,1mkF 250В
C3, C10 – 56nF 100КС(а 100 КС в вольтах это сколько?)
C4, C11 – 15nF 400КС
C8 – 220nF 400В
Потом посмотрел что на плате они плохо вмещаются и понял что по ходу не то взял.
И еще, сколько вольтный и сколько ватный трансформатор нужен под TDA1524A?
Если схема блока питания была собрана по вашей схеме \"Блок питания для усилителя низкой частоты. УНЧ часть 3.\"
Заранее спасибо.
Владислав, в маркировке конденсаторов сам чёрт ногу сломит, как отечественных, так и импортных. Например, одни и те же латинские а кириллические символы соответствуют разному допуску по ёмкости и предельному напряжению.
Более точную информацию можно получить, если посмотреть метод маркировки конкретного типа конденсаторов в справочнике или даташите, если конденсатор импортный. Беда только в том, что не всегда по внешнему виду можно определить тип или производителя конкретного конденсатора.
Обычно, о примерной величине пробивного напряжения можно судить по размерам конденсатора. Что касается высоковольтных конденсаторов (250В и выше), то максимально допустимое напряжение указывается на корпусе.
Отклонение значения ёмкости для любителя вообще непринципиально, так как конденсаторы перед установкой всё равно нужно проверить. Например, блокировочные миниатюрные конденсаторы дёшевы, но имеют очень большой разброс по ёмкости. Тем не менее, их можно успешно использовать, если предварительно подобрать нужные номиналы.
Опять не понял вопроса. Могу только гадать, что Вы имеете в виду.
Максимальное потребление микросхемы около 0,9 Ватт, но это для неё критический режим. Если предположить, что напряжение питания менее 10 Вольт, то и потребление, думаю, снизится до 200… 300 мВатт. Только какой смысл в том, чтобы для темброблока задействовать отдельный трансформатор. Темпброблок ведь обычно используют совместно с каким-нибудь УНЧ, и он определяет основное потребление энергии. Если это усилитель на 5… 10 Ватт в канале, то потреблением темброблока можно смело пренебречь.
Но, конечно, темброблок нужно питать от стабилизированного источника напряжения. Входное напряжение стабилизатора должно превышать выходное, да ещё и с учётом падения на регулирующем элементе стабилизатора. Кроме этого входное напряжение должно обеспечивать нормальную работу стабилизатора по время снижения напряжения сети. Подробнее о расчёте трансформатора для УНЧ и темброблока можно почитать здесь.
Вы так и не ответили на мой вопрос, использовать керамические или пленочные конденсаторы??
C7, C2, C9 — электролит.
C1, C5, C6, C12, C3, C10, C4, C11, C8, где пленка, где керамика??
Владислав, я использовал импортные современные малогабаритные керамические конденсаторы самой низкой стоимости. На 0,1мФ — взял блокировочные конденсаторы (какой они конструкции точно даже не знаю). Но, думаю, что это не столь принципиально. Это же низкочастотная конструкция, мегагерц тут нет, так что подойдут и плёночные конденсаторы.
Кстати, на картинке эти конденсаторы видны.
R3, R8 – 24k
R4, R9 – 24k
На фото они разные, и вообще зачем на вход резисторы?
Владислав, про «фото» и «разные» не понял. Не знаю, что Вы там разглядели и на каком фото.
Резисторы определяют входное сопротивление блока, являются разрядной цепью входных разделительных конденсаторов и входным делителем на два. Делитель согласовывает уровень входного сигнала с предварительным усилителем. В этой микросхеме не предусмотрено внутреннего регулятора усиления. Использование для этих целей регулятора громкости снизит динамический диапазон регуляторов.
Вообще, это стандартный приём и его всегда используют в подобных случаях. Предварительный же усилитель имеет некоторый запас по усилению. Это логично, ведь микросхема при этом становится более универсальной.
Спасибо, а вот еще вопрос, а этот темброблок можно включать с Активным фильтром НЧ?
и в какой последовательности?
Т.е темброблок -> ФНЧ -> УНЧ или
ФНЧ -> темброблок -> УНЧ?
Владислав, наверное можно, только в чём смысл?
Если вы строите что-то вроде кроссовера для многополосной АС, то можно просто прицепить по регулятору к каждому активному фильтру. Темброблок к этому никакого отношения не имеет, так как его обычно использует для коррекции АЧХ всего сигнала, а не отдельных полос. Кроссовер, естественно, нужно подключать после темброблока, перед УНЧ соответствующей полосы.
Если речь идёт о фильтре инфранизких частот для проигрывателя грампластинок, то его лучше включить до темброблока, чтобы положение регуляторов последнего не отражалось на работе фильтра. Однако лишнее преобразование ничего хорошего не сулит. Уж тогда лучше поискать более функциональную микросхему, в которой уже предусмотрен такой фильтр. Или использовать интегральный эквалайзер, который позволит более точно формировать частотную характеристику.
я и сюда свои 5 копеек вставлю)
Владислав, опять же не понятно, что вы подразумеваете под Активным фильтром нч.
в советские времена фильтр нч (т.е. подавляющий низкочастотную составляющую сигнала) был широко распространён в электрофонах и многих усилителях с входами для проигрывателей виниловых пластинок). удалял из общего сигнала все частоты ниже 20 гц, если мне память не изменяет. на слух заметно снижал гул от двигателя и от коробленных пластинок. если же вам надо наоборот — выделить из общего спектра нч составляющую и подать на отдельный усилитель (для сабвуфера, полагаю), то я делал так. на входе у меня стоял предварительный усилитель собранный по схеме то ли солнцева, то ли сухого… (до сих пор где то в гараже валяется), с него сигнал через резисторы в 47 ком шёл на усилитель сч-вч (стерео) и с него же через сумматор шёл на фильтр, выделяющий частоты 20-100 гц из общего сигнала. потом на моноусилитель для саба. мощность была подобрана так: сч-вч — 2 по 25 вт и нч — 75 вт. не скажу, чтоб играло))). динамики в сабе (2по50вт) были сразу порваны ввиду их преклонного возраста, а вч-сч живы до сих пор.
вся эта шняга была задумана для озвучки компа и в результате была заменена на комплект 2.1 стоимостью около 70$. в 3 раза минимум дешевле самоделки. играет.
а темброблок по предложенной схеме у меня так и не заработал (собирал сначала по даташиту, потом купил кит с печаткой, потом уже распаянный)… кроме шороха в динамиках и тииихого искажённого звука ничего не услышал, увы(((. бп и ум всегда были разные.
упс… тут же есть комент от админа… опоздал. что то у меня сайт не очень корректно отображается(
Здравствуйте, Юрий.
Иду по вашим стопам: усилитель собрал, очередь дошла до регулятора и тут заминка.
Подключаю регулятор перед усилителем. Всё выполнил по вашим схемам и чертежам.
Исключения С3, С10 — 68 nF, R2, R6, R7, R11 — 200k, усилитель запитал от компьютерного блока питания (-12В — 0В — +12В) и блок регуляторов тоже (0В — +12В).
При включении питания в динамиках тихо, при настройке регуляторов иногда появляется шум, шипение, писк.
Подскажите пожалуйста как мне быть.
у компьютерного БД сильная только +12 линия, -12 линия в основном не больше 1 ампера.
Владислав, так и есть. При перегрузке блок питания отключается, мой не отключался при максимальной громкости.
Артём, изменения, произведённые вами в схеме не должны нарушить её работоспособность, если, кончено, нет других ошибок. Чтобы исключить сомнения, бывает полезно собрать схему сначала на макете, а при окончательной сборке использовать уже проверенную микросхему.
При наладке схем обычно поступают следующим образом. (Наедаюсь, что оконечный УНЧ Вы проверили заранее).
1. Тщательно проверяем монтаж. Для этого ПП промываем спирто-бензиновой смесью и разглядываем под лупой все подозрительные места. «Сопля» (перемычка) может оказаться в самом непредсказуемом месте, а её толщина может быть меньше волоса.
2. Проверяем номиналы элементов и полярность конденсаторов. Вообще-то, все детали следует проверять перед монтажом, но это мало, кто делает. Ну, если всё уже смонтировано, то, тут уже ничего не поделаешь. Желательно иметь некоторый опыт проверки уже впаянных резисторов и конденсаторов, а так же стрелочный прибор, у которого измерительный ток меняется в зависимости от диапазона изменения сопротивлений.
3. Проверим питание: полярность, напряжение, ток и убеждаемся, что минус и плюс присутствуют на соответствующих ножках микросхемы одновременно. Поверьте, часто бывает, что на обеих ножках плюс. Полезно сравнить напряжение на функционально одинаковых ножках микросхемы. Так, например, можно найти пробитый конденсатор. Ну, и наконец, меняем микросхему.
Имейте также в виду, что подобные микросхемы обычно требует развязки по постоянному току. Всегда проверяйте, не смещает ли по постоянному току предыдущий каскад последующий. Причины могут быть разные, но чаще всего это утечка или переполюсовка электролитических конденсаторов.
Если ничего не поможет, создайте, пожалуйста, тему в форуме, добавьте побольше информации по вашему девайсу (иногда хорошо бы увидеть картинки) и будем разбираться вместе.
Создал тему на форуме https://oldoctober.com/forum/viewtopic.php?f=15&t=322&start=0
Здравствуйте ! Что обозначает S1 ?
Ильнур, это включение/выключение тонкомпенсации. Смотрите параграфы «Принципиальная схема блока регуляторов» и «Тестирование темброблока». Этот выключатель не обязательно использовать. Я его предусмотрел, но на панель управления усилителя не вывел.
Здравствуйте, а вы не могли бы предоставить формулы расчета электрической схемы блока регуляторов?
Заранее благодарен.
Здравствуйте Данил!
Всё уже рассчитано до нас. Номиналы схемы приведены в даташите на микросхему.
У нас в городе нету радио-рынков и я не могу найти ваши конденсаторы на сайте chipdip.ru
C3, C10 – 56nF
C4, C11 – 15nF
C8 – 220nF
Кирилл, это стандартная линейка. 15нф нанофарад в чипдипе среди дешёвых есть по 0,9руб (проверил). Вместо 56нф можно установить 47нф тоже по 90 коп. С8 — произвольный, любой «сухой» конденсатор, номиналом не меньше указанного.
А не скинете ссылку если не трудно,ну не могу найти что-то (
Вот ссылка Кирилл: chipdip.ru/catalog/disc-ceramic-capacitors/
Тут нету 48 есть 47 (http://www.chipdip.ru/product0/11539/) такой пойдет?
Кирилл, конечно, 47. Это я просто не на ту кнопку попал.
сломался потенциометр СП3-33-24 на усилителе радиотехника у 101.не могу нигде найти чем можно его заменить подскажите пожалуйста.регулятор громкости.
Сергей, ответ на ваш вопрос есть в подробной статье о потенциометрах>>>
да на фото я нашол не могу найти родной в магазине.или аналог хотя бы.
Сергей, в России можно и по Интернету заказать, если в городе нет радиорынка.
У меня возник следующий вопрос, если я не собираюсь использовать баланс, как мне поступить с этим выводам, оставить в покое, или что то на него надо все таки подать?
Александр, если в даташите не указано, то установите для пробы только конденсатор. Если баланс уползёт, то подключите к делителю из двух постоянных резисторов. Но, конденсатор в любом случае нужен, чтобы не было наводок.
Спасибо, разобрался. Если верить кривой баланса из даташита, то для идеального баланса на ногу 16, должно приходить ровно половина напряжения с ноги 17. Тоесть, проще всего поставить подстроечный резистор на 47кОм и им выставить баланс.
Александр, баланс нужен крайне редко, тем более, что его можно установить в аудио карте. Его отсутствие вы заметите, когда он вам таки понадобится в самом усилителе, хотя такое случается и крайне редко.