Электронный регулятор громкости звука с дистанционным управлением. Блок управления аудиоусилителем с лестничным регулятором громкости и ду Как сделать дистанционное управление автоусилителя

Моторизированный потенциометр давно не новость, есть даже готовые устройства в продаже. Цена на него можно сказать «космическая» и не по карману многим радиолюбителям, вроде меня! 🙂
Сама идея очень интересная, ведь такая связь имеет много плюсов — в звук не вносятся помехи от регулировок, легко можно связать с пультом, для дистанционного управления, само устройство можно применить в любом месте, заменив им обычный потенциометр!
Но по мимо плюсов есть и минусы — Для прямой связи потенциометра с валом подойдет только шаговый двигатель, для обычного нужен редуктор! Во время регулировки будет слышен звук мотора, мотором нужно управлять…
Однако при этих минусах пользы от такого типа регулятора все же много, и я дальше расскажу как я это реализовал!

Началось всё с того что у меня скопилось очень много разных моторов, шаговых и обычных:

Нужно было их где-то приспособить)) Шаговики трогать не стал, они нужны будут мне в других целях, а вот обычные решил скрутить с потенциометром для регулировки громкости, так как давно хотел регулировать громкость пультом, к примеру слушая радио на работе или смотря фильм на компьютере.. 🙂

Связать мотор напрямую с потенциометром не получится, мотору может не хватить сил вращать вал потенциометра, или наоборот у мотора будет столько дури что он повернет вал полностью за долю секунды! =)
Для этого мне понадобился редуктор! Но изготовить редуктор самостоятельно было трудно, у меня не было материалов… Тут и пошла в бой фантазия…
Пошел я на рынок-барахолку, прикупил дешевую китайскую инерционную машинку за 10 гривен, снял с неё очень нужную для меня деталь и попробовал связать с потенциометром:

Как видно, моторчик был «врезан» в то самое место где стоял инерционный вал, с него я снял шестеренку и одел на ось моторчика, вышла такая простая конструкция!
Первые тесты были замечательные! Мотор точно поворачивал ручку резистора, но вращал он её все равно сравнительно шустро… Тут то мне и понадобилась схема управления, но о ней позже…
Дальше я откусил кусачками не нужные части оси эдакого редуктора и при помощи надфиля сточил одну часть «под отвертку»:

Крепление получилось очень прочным, китайцы не экономили на материале для оси))
Собственно что вышло в конечном итоге:

Размеры вышли сравнительно не большие… редуктор я закрепил на кусочке текстолита термоклеем (классная штука кстати, очень полезная по хозяйству) а потенциометр просто припаял корпусом к текстолиту!
Дальше занялся схемой управления мотором… Мне нужна была индикация о уровне громкости, так как устройство находилось бы внутри корпуса, нужно же видеть в каком положении находится регулятор, очень не хорошо было бы ночью включить усилитель на максимальной громкости! 🙂

Вышла вот такая вот схемка:

Вариант конечно «сырой» но на практике всё работает очень даже не плохо!
В кратце расскажу как ОНО работает:
На транзисторах собран двенадцати ступенчатый индикатор, который выполняет дву функции — индикатор уровня громкости (когда не нажата клавиша регулировки громкости) и показ состояния громкости на пару секунд после нажатия клавиши громче или тише и переход обратно в режим индикации уровня!
Сама схема управления мотором собрана на таймере «555» который генерирует импульсы для управления моторчиком, связь с мотором происходит с помощью «Н» моста, собранном на мощных транзисторах (какие у меня были такие и использовал, а были у меня только TIP100 и TIP106). Транзисторы в мосту какие использовал я:

Импульсы драйвер генерирует всегда, но для того чтобы выбрать в какую сторону вращать мотор нам нужно замкнуть одну из пар транзисторов, подав единичку на любой из входов (L или R)! Если на эти входы подцепить ИК приемник, как например из статьи о прошлом «Усилителе с дистанционным управлением» то громкость можно регулировать любым пультом! Я дополнительно на корпус вынес две кнопки, ну не всегда же пульт эксплуатировать! 🙂
Возможно нужно будет использовать дополнительный усилитель для входа индикатора уровня (Вход LINE IN), так как на плеере mp3 ему не хватило громкости даже на максимуме чтобы показывать уровень, а вот от компьютера он работал на полную…
Также на схеме есть примерный рисунок как осуществляется подключение этой системы!
По сколько схему собирал с нуля то решил вначале делать всё обвесом… Так выглядел мой «Н» мост и всё устройство в целом:

Страшно конечно, не спорю, но зато работает =))))
Позже я сделал для него печатную плату, которую выложил на форуме… Сразу говорю — я её НЕ проверял, делал на скорую руку и в ней могут быть ошибки! Буду благодарен тому кто проверит её! 🙂

Несмотря на ужасный вид устройство очень даже хорошо работает, плавно регулирует громкость, в сочетании с пультом очень удобно вышло!
Ну и напоследок приведу видео:
На видео может показаться что громкость регулируется резко, это из-за того что я подключил тестовый усилитель (на TDA8563) напрямую через потенциометр к компьютеру! При подключении через темброблок регулировка гораздо плавнее!
Вначале на видео показана индикация состояния громкости, я замыкаю контакт «Громче» и индикация переходит в режим уровня громкости, полоска светодиодов заполняется, через пару секунд когда я отпускаю контакт индикация возвращается в режим показа уровня сигнала (VU Meter). Включаю усилитель, подаю сигнал… Для тестов использовал усилок на TDA8563 и автомобильный динамик, который вибрацией перевернул мне всё на столе! 🙂

Сделал я усилитель SE на ГУ-50 и как обычно встал вопрос о регуляторе громкости. Ставить обычный СП не хотелось, да и ДУ (дистанционное управление) проблемно прикрутить. Покупать потенциометр известной фирмы APLS дорого, да и нет их у наших торговцев.
Частенько видел в Сети схемы регуляторов на резистивных делителях, в народе их называют «регуляторами Никитина».
Наконец дошли руки попробовать.

Схема аттенюатора

Схемы, представленные в различных источниках, имели шаг регулировки 1 или 2 Дб, и максимальное ослабление сигнала 63 или 127 Дб.

Я решил сделать промежуточный вариант с шагом 1,5Дб и ослабление 94,5 Дб. Сопротивление 10 кОм для лампового усилителя маловато, пересчитал на 33 кОм. Получилось 6 ступеней с резисторами следующих номиналов.

На различных сайтах, предлагающих конструкторы регуляторов, пишется о критичности резисторов, используемых в делителе. Рекомендуют настоятельно использовать 0,5% ряд, в крайнем случае 1%. Резисторов у меня достаточно и я просто отобрал наиболее близкие к расчетным, уделяя особое внимание симметричности между каналами. Пример: по расчетам нужен резистор 9,638 кОм, подобрал 9,653 и 9,654 (на 2 канала).

К реле тоже предъявляются требования не хилые. Я взял реле от старой мини АТС, реле фирмы Alcatel на 24 вольта с 2 группами контактов.
Ну такие просто есть.

Функции моего блока управления

По функциональности регулятор громкости развился до блока управления со следующими возможностями:
- Дистанционное управление по ИК
- Регулировка громкости
- Включение/выключения усилителя
- Переключение 4 входов
- переключение 2 акустических систем
- Переключение режима индикаторов (выходное напряжение/ ток анода)
- Задержка включение анодного напряжения
- Принудительное включение/отключение анодного напряжения с пульта ДУ

Схема БУ

Разрабатывая схему я хотел сделать управление реле статическое, без высокочастотных цепей. Для этого применены регистры, а схема индикации уже использовалась в моих предыдущих конструкциях. Микроконтроллер подошел по ресурсам PIC12F675 .

Программу я писал на ассемблере с нуля, без чужих врезок. Работа устройства достаточно проста, измеряем напряжение на аналоговых входах (AN0, AN1), и в зависимости от их значения, включаем необходимые реле. Одновременно слушаем цифровой порт GP3 на наличие посылки от пульта ИК. На выход GP2 выставляем данные, а по портам GP4 и GP5 стробируем в нужную пару регистров.
При каждом изменении бита последовательно пишем 2 байта. Цепочки R25, C8, R28 фильтруют высокочастотную помеху при записи в регистры. Время записи 192 мкС.

Конструкция и детали БУ

Конструктивно устройство разделено на две части.
Блок индикации, на нем и установлен контроллер, расположен на передней панели.

Релейный модуль, расположен около входов.

Печатные платы выполнены технологией ЛУТ. На плате делителя верхний слой фольги оставлен используется как экран.

В конструкции можно использовать реле на другое напряжение, соответственно подключив к другому блоку питания. Транзисторы можно заменить на аналогичные, но необходимо учесть, что в КТ972 встроен диод. Регистры ИР23 могут быть серий 155, 1533, 555, импортные 74S374 или, при изменении платы, ИР8 серий 155 и т.п. Особенность ИР23 – высокая нагрузочная способность.
Я использовал ИК-приемник KRT-30. Можно использовать любые другие марки, главное, чтобы частота модуляции пульта соответствовала частоте приемника, иначе может сильно понизиться дальнобойность ДУ.

Блок питания может отличаться от указанного. У мня дежурное напряжение 15В стабилизируется в 12В, оно же используется для питания блока индикации, а 24В берется с основного трансформатора УЗЧ. Реле включения усилителя рассчитано на 12В и питается от дежурного БП.

Отдельно скажу о питании реле делителя и селектора входов: оно должно быть хорошо стабилизировано, поэтому реле на более высокое напряжение подходит лучше (меньше потребляемый ток).

Переключатель селектора входов, выходов на схеме изображен под галетный переключатель, также можно использовать переменный резистор (аналогично регулятору громкости).

Работа регулятора

После включения тумблера питания усилитель находится в дежурном режиме, на индикаторе "--".
Для включения необходимо повернуть ручку громкости либо изменить положение переключателя входов, на индикаторе отображается величина затухания в дБ «32» (пример, соответствует положению регулятора громкости).
Реле анодного напряжения включается примерно через 70 сек. Далее регулируем громкость, переключаем входы, т.е. управляем, как желаем.

С пульта ДУ доступны следующие функции:
0 - включение / выключение питания
1 - громкость [+]
2 - громкость [-]
3 - переключение входов по кольцу [+]
4 - переключение выходов
5 - переключение режима индикаторов
6 - переключение входов по кольцу [-]
7 - кнопка mute
8 - выключение / включение анодного
9 – не используется

Обучение ДУ

Постоянное использование предыдущей конструкции выявило недостаток привязанности к конкретному пульту, поэтому здесь я сделал ДУ обучаемое.
Можно использовать пульты популярных протоколов NEC, RC-6, RC-5.

В полностью выключенном устройстве выводим громкость на максимальное ослабление, а переключатель в положение 2/4 (максимальное).
Включаем устройство, в течении 3 секунд надо нажать на любую клавишу пульта ДУ.
Если пульт подходит, то на индикаторе высвечивается "H0" - предлагается выбрать первую клавишу (из списка выше), нажимаем.
Блок принимает код, на индикаторах высвечивается "H1" и т.д. Цифра - номер функции из списка. Ненужные функции можно забить любыми уже используемыми кнопками.

Если за 3 секунды после включения клавишу на ДУ не нажали или пульт не подходит по протоколу, то устройство переходит в дежурный режим.

При включении усилителя начальные значения установок (громкость, входы, выходы) берутся из положения ручек на передней панели.
При программировании можно смело жать на кнопки в течении 1 секунды или более (повтор не обрабатывается).
При желании, считав программатором данные энергонезависимой памяти контроллера, увидим коды клавиш - два старших бита от кода устройства.

Упрощенный вариант

Для тех кому нужен только регулятор громкости привожу упрощенную схему.

Запрограммировать две кнопки ДУ можно и без индикатора. Переводим SA1 в разомкнутое состояние, регулятор громкости в положение максимального затухания, включаем питание, нажимаем в течении 3 секунд любую кнопку пульта.
Если пульт подходит, то при переключении SA1 все реле остаются выключены (максимальное ослабление).
Программируем сами кнопки, нажимаем 1 раз любую не используемую кнопку, и далее
1 - громкость [+]
2 - громкость [-]
Теперь выключаем устройство, либо нажимаем любую клавишу пульта 7 раз. Все кнопки запрограммированы.

Результаты

Работа регулятора меня полностью удовлетворила, громкость регулируется плавно и с мелким шагом. В наушниках слышно переключение реле (слабый шелест только в момент регулирования), в АС регулирования практически не слышно.
Индикатор показывает ослабление в децибелах, что очень практично.
Измерение показали полностью линейную АЧХ, отсутствие искажений формы сигнала, погрешность ослабления на всем диапазоне регулирования не превышает 0,25Дб, несимметричность по каналам крайне мала.
Устройство удалось.

Файлы

В архивах файлы: схемы, печатные платы (для полной схемы), прошивка МК (протокол NEC), прошивка МК (протокол RC-6), дополнительные материалы.
▼

Организация регулировки громкости в высококачественной аппаратуре всегда была вопросом важным и не простым. Используемый для этого потенциометр должен обладать высокой идентичностью каналов (для спаренных потенциометров), хорошей износостойкостью, отсутствием посторонних звуков (шорохов и тресков) при регулировке. Сегодня на смену обычным переменным резисторам приходят галетные переключатели, схемы на реле или интегральных микросхемах. При существенной стоимости и сложности такие варианты, решая одни проблемы, порождают другие. Поэтому многие любители качественного звука до сих пор предпочитают «старомодные» потенциометры.

Задавшись целью — найти качественный потенциометр для вашего усилителя, вы обязательно и довольно быстро натолкнётесь на продукцию фирмы ALPS . Действительно, их изделия используются в дорогих аппаратах и имеют высокие характеристики при разумной цене. ALPS выпускает как обычные, так и моторизованные потенциометры. Именно последние позволяют регулировать громкость с помощью пульта дистанционного управления . Необходимо лишь подключить схему управления.

В данной статье представлена схема, которая позволяет дистанционно управлять моторизованными потенциометрами ALPS , а также переключать пять входов усилителя с помощью стандартного пульта, работающего по протоколу RC-5.

Одна микросхема.

Не считая стабилизатора напряжения питания, схема содержит всего одну микросхему — это микроконтроллер ATmega от Atmel, которая отвечает за декодирование сигналов стандарта RC-5, формирование сигналов для управления двигателем и сигналов управления реле коммутатора входов.

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке:

увеличение по клику

Схема достаточна проста и подробных разъяснений не требует. Остановимся лишь на некоторых важных моментах.

Порты PD2-PD6 через разъём K3 можно использовать для управления реле коммутатора входов предварительного усилителя.

Выводы портов PC и PB соединены параллельно для увеличения выходного тока. Именно они используются для управления приводом потенциометра через разъём К1. Максимальный ток двигателя по документации ALPS составляет 150 мА. Максимальный ток порта микроконтроллера по документации Atmel около 40 мА. Запараллелив 6 выходов, мы можем получить ток управления больше 200 мА.

Для индикации вращения двигателя параллельно ему включён светодиод D1. Здесь необходимо использовать двухцветный светодиод и по цвету свечения будет понятно, в какую сторону вращается двигатель. При желании его можно вывести на переднюю панель усилителя.

Питать конструкцию можно от отдельно трансформатора, который подключается к разъёму K5. Или постоянным напряжением от блока питания самого усилителя. В этом случае напряжение подаётся на плату через разъём К4, а элементы В1 и С10-С13 можно не устанавливать.

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».

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».

С развитием и усовершенствованием микросхем для усилителей звука (как предварительных так и оконечных), возникает желание модернизировать и управление. А лучше всего задействовать для этого контроллер. Данный проект меня очень заинтересовал в плане функциональности, автор схемы регулятора и самой прошивки приложил немало усилий для доведения программы управления до совершенства (за что ему огромное спасибо!). Далее копирую описание автора с небольшими сокращениями.

Принципиальная схема основного блока

Предварительный усилитель с микроконтроллерным управлением на Atmega16 построен по модульному принципу, то есть отдельные модули каждый может выполнить по своему желанию и предпочтениям. Особенно это относится к выходным усилителям мощности, источникам питания, защиты акустических систем. В этом материале мы рассмотрим входной модуль на микросхеме TDA7313 и процессорный блок управления. Микросхема TDA7313 включена по типовой схеме и особенностей не имеет. Питается блок от источника питания напряжением +9 Вольт. Больше этот блок особенностей не имеет. Файлы печатной платы этого и других модулей в архиве на форуме , там же есть принципиальные схемы на подключение клавиатуры, оконечный усилитель и БП.

Основные параметры модуля:

1. Регулировка громкости (16 уровней);
2. Регулировка усиления (4 уровней);
3. Регулировка тембра НЧ (16 уровней);
4. Регулировка тембра ВЧ (16 уровней);
5. Регулировка баланса фронтальных колонок (16 уровней);
6. Регулировка баланса тыловых колонок (16 уровней);
7. LOUDNESS - Вкл/выкл тонконпесации;
8. Режим MUTE;
9. Режим STANDBY;
10. Показ времени в режиме MUTE и STANDBY а также по истечению 10 секунд, когда не было нажатий на клавиатуре и других управляющих воздействий;
11. Управление всеми функциями с клавиатуры, пульта дистанционного управления (ПДУ) ПДУ работает по стандарту RC-5, как одним из самых распространенных;
12. Управление с помощью Валкодера (encoder);
13. Контроль температуры радиаторов или внутренней температуры в корпусе по двум каналам на основе датчиков от DALLAS DS18x20. При превышении установленной температуры контроля включается вентилятор охлаждения.

В модуле применены в основном SMD элементы. Микросхемы в DIP корпусах. Диод VD10 установлен с противоположной стороны платы. Управление усилителем производится с помощью клавиатуры, валкодера и пульта ПДУ. Можно применить любой пульт, который работает по стандарту. Клавиатура построена в виде матрицы из 12 кнопок (4х3):

INPUT1 - выбор 1 канала;
INPUT2 - выбор 2 канала;
INPUT3 - выбор 3 канала;
LOUDNESS - включение/выключение режима тонконпенсации;
MUTE - выключение звука (выключение происходит плавно, а не резко). Повторное нажатие включает звук;
STANDBY - выключение усилителя. Происходит отключение усилителя мощности и его источника питания, процессорный модуль работает в дежурном режиме;
MENU - кнопка для входа в дополнительное меню, в нем можно установить дополнительные параметры, таких как время, дата, температура срабатывания датчиков температуры контроля радиаторов. Повторное нажатие на эту кнопку в этом режиме происходи возврат в основное меню управления усилителем без сохранения параметров. Чтобы новые параметры были сохранены, надо нажать на кнопку SET .
SET - как сказано выше, это сохранения введенных новых параметров в подменю. В главном при нажатии на клавишу SET можно посмотреть температуру радиаторов, информация выводиться в течении 3 сек.
UP/DOWN - переход к предыдущему/следующему пункта меню или субменю;
LEFT/RIGHT - уменьшение/увеличение соответствующего параметра, который отображается на индикаторе.

Основные кнопки отрабатываются программой практически мгновенно, а вот нажатие и отклик на кнопку STANDBY требуется нажатии в течении приблизительно 3 секунд. Кнопок MUTE и LOUDNESS около 1 секунды. Это сделано для исключения срабатывания при случайном нажатии на эти кнопки особенно если используется пульт ДУ. Главное меню программы по управлению усилителем состоит из следующих пунктов:

Volume (Громкость)
Attens (Усиление)
Bass (Тембр НЧ)
Treble (Тембр ВЧ)
Balans F (Баланс фронтальных колонок)
Balans R (Баланс тыловых колонок)

В этом режиме работает также клавиша SET , при нажатии на которую в течение 3 секунд выводятся значения температуры от датчиков. При нажатии на кнопку MENU мы попадем в дополнительное меню для установки параметров времени, даты и максимальной температуры для срабатывания защиты температуры. Это меню состоит из пунктов:

"Set Time: Hour " (установка времени - часы),
"Set Time: Min " (установка времени - минуты),
"Set Time: Sec " (установка времени - секунды),
"Set Date: Day " (установка даты - день),
"Set Date: Mes " (установка даты - месяц),
"Set Date: Year " (установка даты - год),
"Set MAX DS18x20 " (установка температуры срабатывания тепловой защиты).

В этом режиме движение по меню осуществляется клавишами UP/DOWN (и клавишами ПДУ), а регулировка параметра клавишами LEFT/RIGHT (и валкодером). В любом из пунктов, если мы нажмем на клавишу MENU , то мы вернемся в главное меню без записи новых значений, а если нажмем клавишу SET , то с сохранением введенных параметров. Для удобства, автор привел прошивки на английском, русском и украинских языках. Как вариант, для себя решил управлять лишь пультом, поэтому валкодер и клавиатуру собирать и устанавливать не хочу. Плату, что привел автор, делал под себя, так что решил развести свою.

Закончил сборку предусилителя - всё открывается и регулируется. Так как датчиков нет, то и они не определены (в виде черточек в дежурном режиме). Плату развел свою под SMD, но процессор в Dip корпусе, по сему плата под него по размерам индикатора - это основная причина, по которой не выкладываю плату в Lay .

Вторая плата будет самого предварительного усилителя на TDA7313. Третья плата - модуль управления источником питания и дежурный режим. Вот фото:

Пришло время испытаний. Играет супер! Радует глубина регулировки НЧ и ВЧ, бас мягкий, высокие до "циканья" пищалок (хотя с ОМ будет конечно веселее), тонкомпенсация особенно понравилась очень впечатлительным подъёмом на НЧ. В общем по устройству пока могу сказать только одно - сплошные плюсы!

Погоняв с пол дня не обнаружил каких-либо недочётов в прошивке, работа на пульт четкая, В общем если кто решит повторить эту схему, то не пожалеет! Автор схемы - Андрей Дойников . Сборка и испытание - ГУБЕРНАТОР .

Обсудить статью МИКРОКОНТРОЛЛЕРНОЕ УПРАВЛЕНИЕ В УНЧ

Чаще всего в каскадах регуляторов громкости высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуры непосредственно в качестве регуляторов используются переменные резисторы, позволяющие постепенно или плавно изменять усиление сигнала. Однако нередко в ламповых усилителях НЧ применяются и ступенчатые регуляторы громкости, выполненные на постоянных резисторах и переключателях.

Самым простым и распространенным схемотехническим решением регулятора громкости лампового УНЧ при выборе плавной регулировки является введение потенциометра с переменным коэффициентом деления напряжения во входную цепь, в межкаскадную цепь или в цепь отрицательной обратной связи усилителя. Перемещением движка этого потенциометра и осуществляется непосредственно регулировка громкости. При этом в качестве регулировочного потенциометра рекомендуется использовать переменные резисторы с так называемой логарифмической характеристикой (характеристика типа В), чтобы обеспечивалось равномерное изменение громкости воспроизводимого сигнала при различных уровнях входных сигналов.

Регулятор громкости с плавной регулировкой при желании можно заменить регулятором со ступенчатой регулировкой. Для этого достаточно произвести соответствующую замену регулирующего элемента, то есть вместо потенциометра установить цепочку последовательно соединенных постоянных резисторов, количество которых и соотношение их номиналов определяет диапазон и закон регулирования.

При выборе схемы регулятора громкости не следует забывать о том, что человеческое ухо имеет различную чувствительность к сигналам разной частоты и громкости. На практике это явление проявляется в том, что при уменьшении громкости воспроизводимого звукового сигнала у слушателя создается впечатление изменения тембра звучания, которое выражается в кажущемся значительно большем уменьшении относительной громкости составляющих низших и высших частот по сравнению с сигналами средних частот. Поэтому в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре применяются тонкомпенсированные регуляторы громкости, в которых при уменьшении громкости осуществляется необходимый подъем составляющих низших и высших частот для обеспечения равной громкости восприятия. С увеличением громкости требуемый подъем составляющих граничных частот уменьшается. Основу тонкомпенсированных регуляторов громкости обычно составляют потенциометры с одним или двумя отводами, к которым подключаются соответствующие RC-цепочки.

Обычно регулятор громкости используется для изменения уровня выходного сигнала УНЧ с минимальными вносимыми искажениями. При этом чаще всего в качестве такого регулятора применяется переменный резистор, включаемый либо на входе усилителя, либо между предварительным и оконечным каскадами. Вместо переменного резистора, как уже отмечалось, может использоваться и ступенчатый регулятор, выполненный на основе переключателя и кассеты резисторов с разным сопротивлением. Упрощенные принципиальные схемы простейших регуляторов громкости приведены на рис. 1.

Рис.1. Упрощенные принципиальные схемы регуляторов громкости

Чтобы предотвратить возможность перегрузки первой лампы усилителя при большой амплитуде входного сигнала, используется схема подключения регулятора громкости, изображенная на рис. 1, а. В этом случае переменный резистор применяется непосредственно в качестве нагрузки предыдущего устройства. Если же максимальная амплитуда входного сигнала мала, переменный резистор регулятора громкости можно установить в цепи управляющей сетки одного из последующих усилительных каскадов, как показано на рис. 1, б. Преимуществом такого подключения является ослабление воздействия внешних помех, так как на регулятор подается полезный сигнал, уже усиленный до необходимого уровня.

Регулировка уровня громкости в ламповых УНЧ может осуществляться и с помощью специальных каскадов, в которых обеспечивается изменение крутизны характеристики лампы. Принцип действия таких регуляторов громкости основан на том, что при использовании в усилительном каскаде лампы с большим внутренним сопротивлением усиление такого каскада будет пропорционально крутизне ее характеристики (S). Поэтому при использовании лампы с переменной крутизной характеристики для изменения усиления каскада достаточно переместить рабочую точку на участок с другой величиной крутизны. Изменение положения рабочей точки и, соответственно, коэффициента усиления может осуществляться разными способами, например изменением величины напряжения смещения или напряжения на экранной сетке лампы. Упрощенные принципиальные схемы таких регуляторов громкости приведены на рис. 2.

Рис.2. Упрощенные принципиальные схемы регуляторов громкости с изменением крутизны характеристики лампы

Необходимо отметить, что рассмотренные регуляторы громкости, в которых используется принцип изменения крутизны характеристики лампы, могут применяться лишь в первых каскадах УНЧ при относительно малых амплитудах входного сигнала (не более 200 мВ). При более высоких уровнях входного сигнала могут возникнуть значительные нелинейные искажения, вызванные криволинейностью динамической характеристики.

Для регулировки громкости в ламповых усилителях низкой частоты нередко используются регуляторы, которые обеспечивают компенсацию низких частот при малых уровнях входного сигнала. Принципиальная схема одного из таких регуляторов приведена на рис. 3.

Рис.3. Принципиальная схема регулятора громкости с компенсацией низких частот при малых уровнях входного сигнала

На вход каскада подается входной сигнал с фиксированным подъемом уровня низших частот воспроизводимого диапазона. Этот уровень определяется величинами сопротивлений резисторов R1, R2 и R3, образующими входной делитель, а также значением емкости конденсатора С2. С выхода регулятора в цепь сетки лампы через делитель, образованный элементами R7 и С2, поступает сигнал обратной связи. Чем выше уровень громкости, тем значительнее и обратная связь. Величина сопротивления резистора R7 определяет соотношение ослабления низших частот в цепи обратной связи к подъему этих частот во входной цепи. В идеальном случае подбором сопротивления резистора R7 следует добиться того, чтобы ослабление низших частот в цепи обратной связи было равно их подъему во входной цепи. В этом случае форма частотной характеристики сигнала на выходе каскада будет близка к линейной. Приведенные на рис. 3 номиналы элементов рассчитаны на использование одного из триодов лампы 6Н2П.

При уменьшении громкости сигнала с помощью потенциометра R6 уменьшается и значение обратной связи, однако фиксированный подъем низших частот остается прежним. В результате уровень низших частот в выходном сигнале возрастает. При очень малых значениях громкости обратная связь практически отсутствует, а характеристика каскада определяется только параметрами цепочки R1, R3 и С2. При этом подъем низших частот максимальный.

Одним из недостатков данной схемы является то, что триод включен перед регулятором громкости, поэтому при очень сильном входном сигнале он может перегружаться. Однако сигнал с входа подается на управляющую сетку лампы через делитель, который даже на частоте 50 Гц обеспечивает ослабление более чем в 4 раза. Вследствие этого данная схема может работать без искажений при уровне входного сигнала до 4-5 В. Также необходимо отметить, что рассматриваемая схема чувствительна к уровню фильтрации анодного напряжения, поэтому применение фильтра R8C5 в цепи питания анода лампы является обязательным.

При конструировании лампового УНЧ радиолюбители нередко ставят перед собой задачу включения в его состав каскада, с помощью которого можно регулировать громкость дистанционно. Применение в обычных регуляторах выносных пультов с размещенными в них потенциометрами вряд ли можно считать удачным решением, поскольку чаще всего такие пульты соединяются с усилителем с помощью длинных кабелей, что приводит к появлению весьма существенных искажений. Однако существуют разнообразные схемотехнические решения, обеспечивающие регулирование громкости на расстоянии, например, посредством изменения управляющего напряжения постоянного тока, при практическом отсутствии искажений. Принципиальная схема одного из вариантов регулятора громкости с дистанционным управлением приведена на рис. 4.

Рис.4. Принципиальная схема регулятора громкости с дистанционным управлением

Отличительной особенностью рассматриваемого регулятора является включение вместо катодного резистора триода усилительного каскада еще одного триода, который выступает в роли регулирующего элемента. При изменении величины постоянного отрицательного напряжения, подаваемого на сетку второго триода, изменяется величина его сопротивления. В результате меняется глубина отрицательной обратной связи для первого триода. Так, например, при возрастании внутреннего сопротивления второго триода отрицательная связь возрастает, а усиление первого триода снижается. В данной схеме импортный двойной триод типа ЕСС82 можно заменить, например, отечественной лампой 6Н1П.

В высококачественной ламповой звуковоспроизводящей аппаратуре широкое распространение получили регуляторы громкости с тонкомпенсацией. Необходимость применения таких регуляторов громкости объясняется тем, что чувствительность уха человека изменяется в зависимости от частоты и громкости воспринимаемого звукового сигнала. Так, например, лучшая чувствительность соответствует восприятию составляющих средних частот по сравнению с составляющими высших и особенно низших частот. Поэтому при уменьшении громкости у слушателя появляется субъективное ощущение, что одновременно уменьшается уровень составляющих высших и низших частот воспроизводимого диапазона. В результате проведенных в этой области исследований были составлены определенные зависимости, которые получили название кривых равных громкостей.

Чтобы при разных уровнях громкости все частотные составляющие воспроизводимого сигнала воспринимались одинаково, в высококачественной звуковоспроизводящей аппаратуре применяются регуляторы громкости, в которых при уменьшении громкости осуществляется необходимый подъем составляющих низших и высших частот, а с увеличением громкости подъем составляющих граничных частот уменьшается. Такие регуляторы называют тонкомпенсированными или частотно-зависимыми. Естественно, разработчики стремятся к тому, чтобы характеристики тонкомпенсированных регуляторов громкости были как можно ближе к кривым равной громкости.

Самым простым вариантом построения частотно-зависимого регулятора громкости является объединение непосредственно регулятора громкости и регулятора тембра с использованием спаренных переменных резисторов. Принципиальные схемы таких регуляторов громкости приведены на рис. 5, а и 5, б. Нередко в тонкомпенсированных регуляторах громкости используются потенциометры с одним или с двумя отводами, к которым подключаются соответствующие RC-цепочки. Принципиальная схема одного из вариантов такого регулятора громкости приведена на рис. 5, в.

Рис.5. Принципиальные схемы простых тонкомпенсированных регуляторов громкости

Токомпенсированный регулятор громкости может иметь и ступенчатую регулировку. К достоинствам таких регуляторов, помимо отсутствия потенциометра соответствующей конструкции, следует отнести возможность выбора значительно более широкого диапазона регулировки. Принципиальная схема одного из вариантов входного каскада лампового УНЧ с таким регулятором приведена на рис. 6.

Рис.6. Принципиальная схема тонкомпенсированного регулятора громкости со ступенчатой регулировкой

Тонкомпенсация в регуляторах громкости может быть реализована и с помощью специальных фильтров. Принципиальная схема регулятора с фильтром тонкомпенсации приведена на рис. 7.

Рис.7. Принципиальная схема регулятора громкости с фильтром тонкомпенсации

В рассматриваемой схеме фильтр тонкомпенсации представляет собой двойной Т-мост, коэффициент передачи которого для составляющих средних частот воспроизводимого диапазона меньше, чем коэффициент передачи для составляющих низших и высших частот. В режиме максимальной громкости движок потенциометра R4 должен находиться верхнем по схеме положении, при этом фильтр замкнут накоротко и не влияет на форму частотной характеристики. Для уменьшения громкости движок потенциометра R4 следует перемещать вниз, при этом уменьшается шунтирующее действие верхней части данного потенциометра на фильтр. В результате через фильтр начинают проходить составляющие определенных частот в соответствии с его частотной характеристикой. Поскольку составляющие средних частот ослабляются этим фильтром в большей степени, чем составляющие крайних частот, изменение частотной характеристики усилителя происходит по зависимости, близкой к кривым равной громкости. Потенциометр R4 должен иметь логарифмическую характеристику (тип В).