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.
Платы в 3D:
Эти платы были не срочные и их заказали в Китае, кажется, тогда только появлялся pcbway.
Платы, полученные с производства:
Платы, собранные:
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,
регулируемая яркость,
низкая цена.
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?
Комментарии (62)
fk0
00.00.0000 00:00+2Вообще 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...
Ну так и дисплей нужно взять не бездушный цифровой, а тёплый и ламповый, на лампах ИН-14 или вроде того...
Или светодиодный 7-сегментный индикатор. Реверсивный счётчик с двумя входами (которым будет управлять декодер) и микросхема-дешифратор для управления индикатором -- вот и ответ. Ещё придумать что-то, чтоб ниже нуля и больше максимума не считал.
Ещё можно подходящий электролюминисцентный дисплей подыскать. Смотрится, наверное, лучше светодиодного. Но неонка конечно вне конкуренции...
Demonter
00.00.0000 00:00Ну так и дисплей нужно взять не бездушный цифровой, а тёплый и ламповый, на лампах ИН-14 или вроде того...
Добавлю, что в неонках ИН-19В есть символ dB, поэтому на них и ИН-14 (а лучше на ин-8, с правильной пятеркой) можно сделать очень приятные индикаторы. Можно еще одну ИН-19В применить для вывода знака "-", так как мы все-таки ослабляем сигнал. Единственный минус неонок - они шумноваты в плане наводок, надо их оттаскивать подальше от аудиотракта.
YDR
00.00.0000 00:00еще на серии К155, чтобы грелась и шумела по питанию...
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00+2Как шумела? Она должна для этого постоянно переключаться же. Или они в статических состояниях тоже "шумят"?))) Сам блок не подразумевал бы постоянное переключения логики. Тем более питания, земли вообще не связаны между собой. Если упростить модель, то цифровое управление здесь просто крутит виртуальный галетный переключатель.
Pyku_He_oTTyda
00.00.0000 00:00Реле нужно было взять бистабильные, тогда на нем напряжение только в момент коммутации.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Это единственный пока грамотный комментарий! Спасибо. Но это повлекло бы удорожание и немного усложнение схемы, что бы ими управлять. Данные девайсы не требовали оптимизации по энергопотреблению, так что всех всё устроило.
Pyku_He_oTTyda
00.00.0000 00:00Отсутствие напряжения на реле - налёт аудиофилии:)
Продаются готовые устройства (киты) на бистабильных реле за чуть менее, чем 1500 р. Управляется потенциометром. Контроллер с дисплеем чуть менее 2000 р.
Demonter
00.00.0000 00:00+3Жалко, что не был упомянут Никитин, по чьей схеме этот релейный регулятор был собран.
Я их лет десять назад сделал несколько штук, и на РЭС-55 (параллельно подключенные отдельные регуляторы на каждый канал), и стерео на популярных в среде самодельщиков Takamisawa RY-12W-K. Шаг переключения брал 1.5 dB, с максимальным ослаблением 96 dB.
nafikovr
00.00.0000 00:00+1Тут спорный вопрос. Никитин скорее популяризатор, чем автор.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00+2Верно. Эти штуки, если не ошибаюсь, ещё Холтон и Худ делали...
Yamazaki123
00.00.0000 00:00Тогда о них бы все знали лет на 12 раньше)
Подобная схема была опубликована Т. Giesberts в журнале Elektor Electronics за ноябрь 1994г. Однако, не думаю, что Никитин её сплагиатил. Люди часто изобретают велосипеды.
REPISOT
00.00.0000 00:00+4Вообще, дискретный регулятор имеет смысл делать, если вы делаете его с тонкомпенсацией. Вы АЧХ того, что получилось снимали?
YegorP
00.00.0000 00:00+5Тонкомпенсация любому регулятору нужна, если речь о воспроизведении музыки. Менять громкость лучше в фонах, а не в децибелах. Потому что если это делать в децибелах (одинаково по всему спектру), то с падением громкости середина спектра начинает выпирать - такая же особенность слуха, как и логарифмическое восприятие звукового давления. Поэтому без тонкомпенсации не обойтись, если стоит задача сохранить тембральный баланс на разных уровнях громкости.
smart_pic
00.00.0000 00:00Дискретный регулятор с МК управлением имеет смысл делать, если вы делаете дистанционное управление комплексом. А тут все равно приходится энкодер крутить.
А для аналогового управления уровнем аудио сигнала разработана масса самых разных решений и выпускается масса различных компонентов от переменных резисторов с нужной характеристикой до специализированных микросхем.
Регулятор Никитина как раз появился , когда стали делать дистанционное управление звукоусилительным комплексом.
YDR
00.00.0000 00:00+3Какая-то несуразная статья... То не объясняется, как здорово, что чувствительность у органов человека логарифмическая, то устаревший индикатор, то схемы в jpeg, фотки с избытком стола, 2 одинаковых канала друг под другом, много уделяется схеме питания, которая явно - не лучший вариант.
Разводка земли... я бы реле тогда вообще отдельным блоком сделал, с экранированием аналоговой части.
Реле для этих целей, в принципе, считаю допустимыми и имеющими преимущества.
80 шагов регулировки по ТЗ и 128 по схеме. Как уложить? Зачем столько много? Предполагаю, 32 шага было бы достаточно (это на испытаниях должно проясниться). Сколько у энкодера шагов на оборот?
Если есть возможность, энкодер предлагал бы к STM32 всегда подключать к таймеру.
Ключи для реле можно было в виде ULN2003 поставить. Преобразователи уровня...? Возможно.
У реле в аудиотехнике бывают еще проблемы с термопарным эффектом.
Аудиофилизм, нет измерений, есть традиции и верования.
С другой стороны, описано подробно, есть что пообсуждать. Считаю, что лучше обсудить, чем минусовать.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00"После этого подсчитал максимальную мощность потребления блоком и нарисовал схему питания. Как видно, особо ничего сложного или хитрого. Дёшево и не сердито." Я реально много уделил схеме питания? Ну предложение, конечно, не короткое получилось)))
Вообще то индикатор в эту схему подбирался когда он был вовсе не устаревший. Блоку около 10 лет.
Идея вынести реле отдельным блоком весьма удивила. А зачем?! Те же линии управления катушками реле станут длиннее только. А экранировать для чего?
YDR
00.00.0000 00:00ULN2003 тоже рядом с реле поставить. Хотя, и контроллер тогда туда же.. И все остальное - та же схема и получится :-) Экранировать - от ёмкостных наводок.
aitras
00.00.0000 00:00+1У меня в подобной конструкции без соединения аналоговой и цифровой земель было небольшое еле слышное гудение в звуке. После соединения - полная тишина.
Это так - к сведению, может пригодится.
fk0
00.00.0000 00:00+1Как земли могут быть не соединены??? Оно или соединяется явно, или через миллион паразитных цепей. Обычно цифровая схема (или аналоговая, не важно) делается отдельно, но земля в одной точке соединена, возможно через небольшое сопротивление.
aitras
00.00.0000 00:00+1Если бы это была смешанная схема - АЦП или ЦАП, я бы согласился. А тут не совсем очевидно. Схема сама по себе аналоговая, в которой есть коммутация сигнальных цепей при помощи реле. Контакты реле гальванически не связаны с катушкой, поэтому логично не объединять земли сигнальных и управляющих цепей. Я так в свое время рассуждал, и гляжу у автора так же сделано.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Всё верно. Как и во всём, главное понимать общий концепт изделия и понимать что делаешь. Данный блок подключался к отдельным обмоткам силового питающего трансформатора усилителей, к которой подключалось много всего ещё. И зашиты и индикации и чего-то ещё. Так что данная схема просто как галетный переключатель с цифровым управлением.
aitras
00.00.0000 00:00И отвечая на вопрос автора в статье - есть два усилителя с регулятором Никитина - большой и для наушников.
homesoft
00.00.0000 00:00Ещё криатифф. Можно взять к пакетнику с резисторами приделать шаговый двигатель. А ещё лучше электромагнит с храповиком. И всё это запихнуть в корпус в стиле "стимпанк" :)
Да, и вместо ЖК должна быть обязательно неонка :)
Шутки шутками, а вполне решение, которое будет работоспособно и совместимо с дистанционным управлением. А ещё будет красиво само крутить ручкой с характерным похрустыванием.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Шутки ради посмотрите в интернете "шаговый искатель". Вот и электромагнит с храповиком.
Ну если вовсе флудить и если совсем погрузиться в панк культуру (только не Стим, Стим всё же пар), то регулятор громкости на трансформаторе.
konstanttin
00.00.0000 00:00+5Я тут не всё понял, но почему бы не использовать микросхему PGA2311 - цифровое управление усилением, хоть от ардуино: Low Noise and Distortion:– 120-dB Dynamic Range– 0.0004% THD+N at 1 kHz (U-Grade)– 0.0002% THD+N at 1 kHz (A-Grade) ?
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Можно и её использовать для подобных задач. Ответ в ТЗ от заказчика.
И дело в полной развязке питания (и земель в том числе) данного блока от аналогового тракта усилителей. В серьёзных усилителях на трансформаторе делалась (да и сейчас в некоторых встречал) отдельная вторичная обмотка (экранированная) для питания периферии. Это питание является грязным. От него может быть много всего запитано: блок защиты, индикация, селекторы входов, иногда даже dac и всегда подсветка. В данной конструкции регулятор ни как не связан с тем питанием.
B0Z0NHIGGSA
00.00.0000 00:00-1Обмотки трансформатора экранировали, но переменку прям на плату подтянули :) пусть помеха от переключения выпрямительных диодов будет поближе к сигналу!
А PGA можно было отвязать от земли процессора оптронами без всей возни. И это точно было бы дешевле требующихся дорогих реле и точных резисторов.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Для тебя поближе и подальше это некая магия, которая не ясно как работает. И чем дальше, тем лучше. Для меня же всё поддается расчётам. Очень не сложно узнать на какое расстояние допустимо подвести один провод к другому, что бы на том получить помеху определенно уровня. Для этого требуется знать несколько вещей. Понять какой более будет характер помехи. Будет емкостная связь, индуктивная? Знать ток в цепи, которая будет потенциальным источником помехи. Знать скорости нарастания сигнала. Знать сопротивлении линии помехи и линии, на которую считается наведённая помеха. И длину линий.
И вдруг потом выясняется, что на расстоянии в 15 см эти провода можно вообще вести одним плотным жгутом, не получив и 100мкВ уровня наведенного напряжения.
Надо учиться
B0Z0NHIGGSA
00.00.0000 00:00-2Ну приведи расчеты. Или «потерял» за давностью лет? Поучи, так сказать. Покажи грамотность.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Зачем мне тебя учить, сам учись. Не я же свою некомпетентность демонстрирую. Начни, например с прочтения Джонсона или Гончаренко.
B0Z0NHIGGSA
00.00.0000 00:00-1Тебе не понравилась критика платы. Лучший ответ на нее - замеры (emi - пробники нынче не проблема)+ спектралаб без пиков на 50 и 100Гц или расчеты. Ты показал и статья выглядит приятней, а я неуч и твое ЧСВ подросло.
Тип использованных реле на какой минимальный ток?
А так - ты просто балабол.
«Ну или если вы профи и в состоянии грамотно реализовать разводку земель в усилителе, то можно крепить и металлом. Кто в теме — тот понимает»
Вот зачем это на Хабре? Для кого статья и зачем статья? Потешить самолюбие? А те «кто не в теме» - дураки получается? Если пишешь на ИТ-ресурсе про аудио или поясняй развернуто или не пиши вообще.
KbRadar
00.00.0000 00:00+1Не было ли проблем при введении больших аттенюаторов, 32 или 64 дБ?
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Нет, всё ОК. Вообще данный блок был единожды отлажен мною вместе с заказчиком и всё. Кажется вводил какую-то компенсацию в скорость регулировки, которую отладили на слух. Возможно это было у границ 32-64...
KbRadar
00.00.0000 00:00Я немного о другом. С деталями 1% сложно сделать 32 или 64 дБ заметно точнее чем +-1дБ, поэтому при переключении 31-32 и 63-64 можем наблюдаться скачок заметно отличающийся от 1 дБ.
YDR
00.00.0000 00:00может, я что-то не понимаю, но 3дБ это примерно в 2 раза. Зачем здесь прецизионные резисторы? Да и идеальность регулировочной характеристики особо не нужна, как я понимаю.
Вот каналы должны ослабляться одинаково, да.
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00+1Если прочитать статью, прежде чем писать комментарий, то можно увидеть такую строку:
"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. "
gena_k
00.00.0000 00:00+1Подскажите, пожалуйста, про реле для аудио: ранее были в продаже реле Amplimo LR-24 для коммутации колонок. Там сначала замыкались контакты из вольфрама, следом - позолоченные из серебра. Отключение - в обратном порядке. Сейчас что подобное никто не встречал/использовал?
RV3EFE Автор
00.00.0000 00:00Здравствуйте! Честно скажу: вообще впервые слышу про такие реле. Увы, не смогу подсказать, не знаю.
fk0
Жуть какая, зачем столько реле? Бывшая Maxim Integrated (сейчас это Analog Devices) выпускаяет (впрочем и другие фирмы тоже) микросхемы так называемых "цифровых потенциометров". Всё то же самое, как с реле, но в одной микросхеме и не нужно где-то искать прецизионные резисторы (без которых всё насмарку). И переключается без дребезга и шороха. Там даже были вроде варианты с переключеним кнопками (от валкодера) и с запоминанием уровня в самой микросхеме. Чтоб можно было сделать без микроконтроллера.
Впрочем, то же самое можно сделать разными методами, скорей нужна какая-то форма усилителя с усилением управляемым напряжением и формирователь управляющего напряжения, который можно сделать на одном линейном (не логарифмическом) переменном резисторе. Потому, что на паре ОУ можно сделать фильтр НЧ (против шороха) и экспоненциальный усилитель. Конечно математически результат будет заметно далёк от варианта с галетным переключателем или микросхемой цифрового потенциометра, но зато аналоговая схема представляет гладкую функцию регулировки, без каких-либо ступенек, и в целом похожую на логарифмическую (или скорей экспоненциальную). В результате схема может быть полностью аналоговой, не требовать программирования МК, и умещаться в пару микросхем. Пример подобного регулятора: https://www.edn.com/op-amp-linearizes-attenuator-control-response/
Непонятно, зачем микроконотроллеру кварцевый резонатор. Особая точность частоты здесь никому и ни к чему не нужна. Емкость конденсаторов в цепи резонатора кажется избыточной (ещё сам МК добавляет десяток пФ).
В цепи сброса прецизионный резистор ни к чему. И во всех других местах.
Схема сброса МК вообще для многих современных МК не нужна (есть встроенные схемы для того). И самое главное, что и не работает толком при краткосрочных провалах питающего напряжения, а при старте постоянная времени этой RC-цепочки едва ли не меньше, чем скорость нарастания питающего напряжения (ограниченная частотой сети 50Гц).
Не понимаю вот эти слова про "разводку земли". Оно актуально для высоких частот, где все проводники -- индуктивности с заметным импедансом. В остальных случаях скорей осмысленно подключение "звездой".
С одной стороны трансформаторы на торе весом по многу килограмм, а с другой размышления о разводке земли и да, разумеется петли с непонятными путями обратного тока для сигнала при отказе от использования дифференциальных пар, и тут же рядом шумный микроконтроллер и клацающие реле. Кладающие как на шинах питания и земли, так и буквально, акустически. Я преувеличиваю, но всё же как-то не логично.
Питание переменным током от двух обмоток трансформатора -- странный выбор. Не всякий усилитель внутренне может иметь двуполярное питание, вообще не импульсный источник питания, или удобные напряжения. Логичней иметь DC/DC с широким входным диапазоном (в меня полетели тухлые помидоры со стороны аудиофилов, кощунство!) Тем более, что когда все реле включены, да ещё подсветка дисплея, оно потребляет порядочно уже, чтоб линейному стабилизатору мог потребоваться радиатор.
PS: к дисплею Winstar все припаивают провода всегда, что жутко не технологично и чревато что они обломаются в месте пайки, там явно напрашивается какой-то коннектор, есть вроде подходящие выводные IDC.
Для кнопок можно не то, чтобы можно было использовать встроенные резисторы, можно их опрашивать динамически, тогда достаточно скорей последовательного резистора и конденсатора (МК заряжает конденсатор переключая ножку на выход, потом на вход и смотрит какой уровень). Хотя в таком подходе в данном случае особых преимуществ нет.
Регулировку яркости/контраста можно было сделать программно, ШИМ-ом. Что экономит подстроечные резисторы.
Для включения реле существуют специальные драйверы, выглядящие как транзистор, что позволило бы сэкономить на внешнем диоде. Но не факт, что целесообразно.
Клеммы под винт крайне не технологичны если их сколько-нибудь много. Отключение прибора представляет собой проблему. Лучше использовать "PCB to board" коннекторы.
AKudinov
Вроде, у электронных ключей (на которых собраны интегральные "потенциометры") недостаточно хорошо (для качественного звука) обстоят дела с линейностью. Потому для переключения входов в усилителях используют электромагнитные реле.
homesoft
Каждая лишняя ИС в аудиотракте - это дополнительный источник шума, гармонических и не очень искажений и прочего (это ведь смешанные цифро-аналоговые ИС, как там дела с развязкой?). А реле, являясь тупо переключателем, ничего такого (на звуковых частотах) вносить не должно. Кстати, тип резисторов тоже очень важен.
fk0
Ну так и каждый лишний резистор источник шума. И теплового и дробового. Что теперь? Вопрос не в качественно наличии шума, ав количественном.
Если ИС цифровая -- это, сходу, ещё ничего не значит. Для начала многие цифровые ИС работают на высоких частотах, много выше аудио-диапазона. Поэтому интересна спектральная мощность шума. Какой-нибудь генератор будет не заметен. А микроконтроллер, счётчики-делители и другие схемы формирующие низкие частоты -- могут быть очень заметными. Даже программу для МК можно написать так, что она будет генерировать разное количество низкочастотного шума. Выполнение какой-нибудь команды HALT (WFI) может быть фатальным с точки зрения увеличения шума, и лучше бы программа крутилась постоянно в одинаковом цикле и делала монотонную одинаковую работу.
Утверждение, мол ИМС цифровая то это всё сразу портит сродни религиозной вере в радиолампы. Разумеется эти ИМС специально предназначены для такой задачи и всё там нормально с "развязкой", много лучше, чем придумаешь сам сходу. Достаточно буквально следовать рекомендациям по применению. И в большинстве таких микросхем скорей нет собственного источника тактового сигнала и тактируются они SPI/I2C шиной в момент получения данных. В остальное время статически хранят загруженное состояние.
В конечном счёте желающие могут ознакомиться с даташитом, где указаны конкретные количественные характеристики возникающих шумов. Утверждать, что мол раз цифровое -- шум, а реле мол -- аналоговое и безшумное -- глупо. Оно же щёлкает, чем может раздражать.
homesoft
Соглашусь полностью :)
Главное это удовлетворяет ли решение изначально требуемой спецификации или нет. Дальше уже детали реализации (тип резисторов или конкретной ИС, фильтры, развязки, экранирование, даже тип текстолита если мы в СВЧ и т.п.)
Если сравнивать ИС и дискретный тонкоплёночный резистор - последний шумит меньше хотя-бы потому, что он один в цепи, а втури ИС там целый зоопарк всего, каждый вкладывает свою лепту. Плюс элементы внутри меньше по размеру, больше плотность тока на элемент, больше шум.
fk0
Если там внутри нет встроенного усилителя, то это практически как если бы реле заменили мосфетами. Откуда там нелинейные искажения сигнала? Собственно и можно реле заменить мосфетами. Ну да, появится небольшая ёмкость.
А даже если и есть усилитель, то есть вполне приличные цифровые потенциоментры с очень низким THD, PSRR и широченной полосой пропускания, но чуть подороже. Явно не стоит сравнивать с реле и 1% резисторами.
А с реле знаете будет что? Если это не какие-нибудь специальные (и дорогие) герконы или реле с золочёными контактами, то через непродолжительное время контакты закиснут, и перестанут толком проводить ток. Если бы через цепи текли сколько-нибудь заметные токи (т.н. "wetting current"), порядка десятка вольт и десятка же миллиампер, контаты реле бы самоочищались. А тут с одной стороны ловим микровольты, а с другой -- закисший механический контакт. Который через некоторое время задребезжит в такт басам. Перед началом прослушивания, видимо, рекомендуется почаще крутить ручку чтоб такого не было.
homesoft
На самом деле везде есть преимущества и недостатки. Хорошее решение по-любому дешевым не бывает. Нужны специальные сигнальные реле (но герконовых реле полно разных, Omron вон сколько разных призводит). У схемы с реле есть нюанс с переключением (например переход из кода 15 в код 16, у реле разная скорость срабатывания и будет глич, который нужно сгладить как-то)
А мосфет тоже имеет паразитную связь с цепью управления (а что там творится?) через затворную ёмкость.
Нет в мире совершенства :)
zatim
Del
sshemol
Любой полупроводниковый элемент в тракте - это разной степени нелинейность. А нелинейность эначит гармонические искажения.
fk0
И какой из этого вывод? Не использовать полупроводники вообще? Тогда, в первую очередь, откажитесь от бездушных холодных диодов в выпрямителе источника питания. Есть же тёплые и ламповые кенотроны прямого накала...
Суть, повторюсь, не в линейности как таковой, а в количественной её оценке. И для специализированной микросхемы, где в даташите даже приводится THD с двумя нулями после запятой, это ничтожная величина на фоне всего остального усилителя.
VT100
С языка снял про то, что скоммутировать механическим контактом десятки мВ при десятках мкА — отнюдь не фунт изюму.
А нелинейность ключа на MOSFET — как раз уменьшается при уменьшении амплитуды сигнала (когда напряжение управления на затворах становится больше и даже много больше напряжения сигнала). Можно ещё использовать инвертирующее включение ОУ, чтобы один из сигнальных выводов полупроводникового ключа был под постоянным потенциалом виртуальной земли.
nafikovr
PPS: Есть еще ниша (потенциометр между ламповыми каскадами), где диапазон рабочих напряжений сильно сужает номенклатуру доступных цифровых потенциометров до фактически ничего.
Пардон, ответил не на тот комментарий
VT100
Раз уж попалось — прокомментирую:
nafikovr
Редко, но ставят. В гитарной теме вообще регулярно.
Связь по постоянке конечно еще реже (но встречал), но там точно потенциометра не будет ибо смещение. Но и переменного значения хватит для создания проблем
nafikovr
По поводу реле - собранный в период увлечения звуком регулятор на omron g6k уже лет 7 как прекрасно работает.
THD (а уж тем более PSRR) в полностью пассивной схеме взяться практически неоткуда. резисторы никто не мешает использовать и с допуском в 0.1% + подбор никто не отменял. так что вопрос очень спорный.
ИМХО недостатки лестничного переключателя только в цене и габарите. хотя приличные цифровые потенциометры могут по цене потягаться.
PS: имея большой опыт работы с цифровыми потенциометрами в стендовом оборудовании могу добавить что там просто куча маркетинга в характеристиках и большинство превращаются в тыкву при прочтении даташита. Например были случаи, когда минимальное сопротивление было порядка 5% от номинала (первые 10-12 ступеней попросту не влияли на сопротивление нижнего плеча, при том что верхнее менялось). Есть те, где гордо указанная точность в 1% справедлива только для полного сопротивления, при этом ступени имеют допуск уже в 10%. Про термостабильность вообще молчу. По итогу для получения необходимых точностей иногда требуется параллелить до 10 микросхем и калибровать несколько суток в термокамере (благо процесс полностью автоматизирован).
RV3EFE Автор
@ В результате схема может быть полностью аналоговой, не требовать программирования МК @
То есть делаем как хочется, а не как ТЗ требует? На дисплей-то всё равно информацию выдавать с мк. Энкодер был выбран заказчиком, о каком резисторе речь?!
@Непонятно, зачем микроконотроллеру кварцевый резонатор. @
В тексте же написано. Надо уметь читать, а то многие читать ещё не научились, а уже пишут, то прям по классику выходит))) (https://www.inpearls.ru/1041481)
@Емкость конденсаторов в цепи резонатора кажется избыточной (ещё сам МК добавляет десяток пФ).@
Снова мимо! Вы далеки от представления о ёмкостях. Вывод мк - 0.5-0.8 пФ, дорожка примерно столько же...
@В цепи сброса прецизионный резистор ни к чему. И во всех других местах. @
Совершенно без разницы. Я уже 10 лет как не использую резисторы хуже 1%, так как по цене они не дороже 5ти процентных. Только на партиях от 10000 штук, но и там цены не сильно отличаются.
@едва ли не меньше, чем скорость нарастания питающего напряжения (ограниченная частотой сети 50Гц). @
Опять мимо. Про ёмкость то в питании забывать не надо.
@В остальных случаях скорей осмысленно подключение "звездой". @
И тут мимо. Не во всех вариантах.
@и тут же рядом шумный микроконтроллер и клацающие реле. Кладающие как на шинах питания и земли, так и буквально, акустически. Я преувеличиваю, но всё же как-то не логично. @
Тут вы правы, вы преувеличиваете. Ну какой шумный микроконтроллер? Какой уровень шума? Как он должен быть связан с аналоговыми цепями, что бы что-то зашумело в них? Каплинг, индуктивная связь с большими токами в рядом лежащих дорожка, супер скорость нарастания переключения? Знаете какие зазоры должны быть, что бы это было заметно?
Тем более блок переключателя ни как не связан с аналоговым усилителем. Можно представить что галетный переключатель крутится.
@Питание переменным током от двух обмоток трансформатора -- странный выбор. Не всякий усилитель внутренне может иметь двуполярное питание @
Что просили то и реализовано. В тексте же написано. Более достойно сначала читать, а потом уже думать и после только комментарии писать))