У своїй попередній статті про модернізацію підсилювача Kenwood я згадував про заміну регулятора гучності на більш якісний. У ролі такого був обраний вже добре зарекомендував себе сходовий атенюатор ім. А.Нікітін. Так як пристрій користується популятростью у любителів хорошого звуку, викладаю опис мого досвіду його повторення.
Не буду вдаватися в багатослівні описи різних способів організації регулювання гучності в підсилювачі, скажу, що за сукупністю характеристик, регулятор за схемою А. Нікітіна є одним з найцікавіших варіантів. При використанні хороших комплектуючих і правильно розведеною плати, він забезпечує менший вплив на сигнал, ніж популярні потенціометри, має постійний вхідний опір, більше ступенів регулювання, ніж дискретні регулятори типу DACT і більшу надійність в аварійних ситуаціях (як наприклад подача з джерела половини напруги живлення, що одного разу сталося у мене), ніж електронні регулятори. Є і ще один плюс. Плату з регулятором гучності можна розташувати безпосередньо у плати УМ, а органи управління вивести на передню панель, не турбуючись про можливі наведенням на довгі дроти і не ускладнюючи конструкцію "подовжувачем" для вала потенціометра.
На мою думку, найоптимальнішими є 2 варіанти: за допомогою потенціометра і пульта дистанційного керування. Кнопки на передній панелі підсилювача не дозволяють швидко змінити рівень гучності на значну величину, на відміну від потенціометра, який за секунду можна повернути на будь-який кут. Управління за допомогою енкодера, в порівнянні з потенціометром, позбавляє користувача одного зручності - з потенціометром завжди видно, який у підсилювача обраний рівень гучності, навіть без додаткової індикації і при вимкненому підсилювачі. Ну а пультом ДУ можна користуватися на відстані, цей плюс очевидний.
В результаті вийшли такі схемки:
1 - сходовий атенюатор з керуванням на МК
2 - стабілізована харчування для реле і мікросхем
Схема можна також завантажити в проекті EAGLE.
Першим, що було готове, стала прошивка для МК. Управління здійснюється за допомогою підключаються до плати одиночного потенціометра з лінійною характеристикою (наприклад на 10кОм). Для запобігання клацань в колонках при зміні рівня гучності застосований алгоритм, який полягає в тому, що при перемиканні реле спочатку включаються ті, які встановлюють новий рівень гучності послаблюючи сигнал, а через пару мілісекунд вимикаються предущіе. Це не допомогло на 100% позбутися від клацань, вони є, але настільки тихі, що при нормальному використанні непомітні. Більш того, якщо плавно крутити ручку потенціометра, коли грає музика, то гучність змінюється дуже плавно. У прошивку також був доданий код для управління гучністю за допомогою пульта дистанційного керування стандарту RC5 (кнопками vol +, vol- і mute). Сам приймач для пульта (TSOP4838) згодом успішно розмістився під передньою панеллю без необхідності його доопрацювання.
Алгоритм роботи, закладений в прошивці, досить простий. При включенні виставляється рівень гучності відповідно до положення ручки потенціометра. Якщо користувач покрутив ручку потенціометра - гучність змінюється. Якщо скористався регулюванням гучності з пульта ДУ - гучність також відповідно змінюється. Поки ручку не чіпають, використовується рівень гучності, виставлений з пульта. Після процедури зміни рівня гучності (тобто перемикання реле) я поставив затримку для того, щоб при крученні ручки потенціометра реле безладно не перемикайтеся. Величину затримки я вибрав на слух, так щоб реле не переключалися ні занадто часто, ні занадто рідко.
Далі була розлучена плата під рекомендовані багатьма, як одні з кращих для цього застосування, реле Fujitsu-Takamisawa RY12W-K і SMD-резистори. Розведення плати далеко не ідеальна, і вже тим більше не універсальна, але головною умовою були мінімальні розміри і заради цього чимось довелося пожертвувати. Втім, я постарався врахувати всі рекомендації по харчуванню МК. Кріплення плати всередині підсилювача зроблено за допомогою двох штирів від роз'єму, однією стороною вони запаюються в плату РГ, другий - в плату підсилювача. З'єднання входу, виходу і сигнальної землі плати РГ з платою підсилювача - за допомогою МГТФ перетином 0,35мм², які йдуть прямо між плат. Як варіант, можна поєднати плати РГ і селектора входів і розмістити їх безпосередньо у (або на) вхідних роз'ємах RCA. Плати я замовив на виробництві, все-таки, це того варто.
Для виконання логарифмічного закону регулювання, необхідно що б вхідні опору регулятора і підсилювача потужності були рівні. Цього можна домогтися перерахунком резистивної матриці під необхідну вхідну сопротіленіе регулятора, або впаивание паралельно виходу РГ резистора необхідного номіналу (наприклад, при опорах РГ 10кОм і підсилювача 100кОм необхідно впаяти резистор 11кОм). Збільшувати опір РГ не варто, так як через контакти реле в цьому випадку буде проходити дуже малий струм, що може привносити спотворення в сигнал. Хочу зазначити, що рекомендується використовувати більш якісні резистори, ніж звичайні товстоплівкові, з більш високими показниками стабільності і більшою точністю (тонкоплівкові, MELF), але мені не вдалося дістати потрібні номінали. Резистори по опору слід підбирати в пари. Я полінувався це зробити і в результаті отримав при певному рівні гучності (коли включено тільки одне реле) відчутний перекіс балансу.
Нижче наведено таблицю з номіналами резисторів для РГ вхідним опором 10кОм. Для перерахунку під інший опір можна скористатися прикладеним Excel-калькулятором.
Загалом, я намагався зробити максимально лаконічне пристрій - регулятор гучності і все. Можна було б додати будь-який варіант індикації рівня гучності або функціональність селектора входів, але для мене в цьому не було необхідності.
При відсутності постоянки на виході джерела, клацання не є проблемою (в іншому випадку вони стають голосніше), випадкову подачу 15 вольт на вхід підсилювача регулятор витримав без проблем (тільки клацання були добре чутні). В принципі, можна поставити хороший розділовий електроліт на вході, але мені не хотілося йти цим шляхом. Наведень від МК жодного разу помічено не було. Особливість, про яку слід пам'ятати, якщо РГ зібраний за оригінальною схемою, наведеною в статті Нікітіна - коли РГ знеструмлений, він не послаблює сигнал. У мого підсилювача є затримка включення акустики, тому проблемою для мене це не є. При включенні спочатку встигають включитися реле, а через пару секунд вже до виходу підсилювача підключається акустика, при виключенні живлення - навпаки, спочатку відключається акустика, і тільки через пару секунд, після того, як конденсатори харчування РГ розрядяться, відключаються реле. Можна змінити схему підключення резисторів до реле так, щоб без подачі живлення було максимальне ослаблення (тоді доведеться дещо змінити код прошивки або вирішити проблему іншим способом).
До статті додаються:
Схеми і друковані плати в EAGLE (скачати)
Калькулятор для розрахунку резистивної матриці в EXCEL (скачати)