Реле для регулятора громкости никитина

Реле для регулятора громкости никитина

В своей предыдущей статье о модернизации усилителя Kenwood я упоминал о замене регулятора громкости на более качественный. В роли такого был выбран уже хорошо зарекомендовавший себя лестничный аттенюатор им. А.Никитина. Так как устройство пользуется популятростью у любителей хорошего звука, выкладываю описание моего опыта его повторения.

Автор: aleyer

Не буду вдаваться в многословные описания различных способов организации регулировки громкости в усилителе, скажу, что по совокупности характеристик, регулятор по схеме А. Никитина является одним из самых интересных вариантов. При использовании хороших комплектующих и правильно разведенной платы, он обеспечивает меньшее влияние на сигнал, чем популярные потенциометры, имеет постоянное входное сопротивление, больше ступеней регулировки, чем дискретные регуляторы типа DACT и большую надежность в аварийных ситуациях (как например подача с источника половины питающего напряжения, что однажды случилось у меня), чем электронные регуляторы. Есть и еще один плюс. Плату с регулятором громкости можно расположить непосредственно у платы УМ, а органы управления вывести на переднюю панель, не беспокоясь о возможных наводках на длинные провода и не усложняя конструкцию „удлинителем“ для вала потенциометра.

Авторское описание регулятора и принцип его работы находятся в СТАТЬЕ, опубликованной в журнале РадиоХобби 2/2002г. В статье очень доходчиво описано устройство РГ, однако не приведен способ управления релюхами. При желании можно собрать схему управления регулятором с применением логики, но мне больше по душе микроконтроллеры. Остановился я на представителях семейства ATtiny. Преимущество управления при помощи МК, заключается в том, что можно выбрать и реализовать в прошивке любой способ управления громкостью: кнопками, с пульта дистанционного управления, при помощи потенциометра, либо энкодера.

По моему мнению, самыми оптимальными являются 2 варианта: при помощи потенциометра и пульта ДУ. Кнопки на передней панели усилителя не позволяют быстро изменить уровень громкости на значительную величину, в отличие от потенциометра, который за секунду можно повернуть на любой угол. Управление при помощи энкодера, по сравнению с потенциометром, лишает пользователя одного удобства — с потенциометром всегда видно, какой у усилителя выбран уровень громкости, даже без дополнительной индикации и при выключенном усилителе. Ну а пультом ДУ можно пользоваться на расстоянии, этот плюс очевиден.

В моем случае, главным условием была максимальная компактность готового устройства. На плате должны были размещаться 6 реле, а также 2 микросхемки: микроконтроллер, через который будет совершаться управление реле, и 7-канальный драйвер реле ULN2003. Естественно, варианты установки микросхем в DIP корпусах были изначально отброшены из соображений экономии места на плате. Вторым условием было то, что для управления устройством предполагалось использовать родную ручку регулятора громкости, правда, уже с другим потенциометром, также максимально компактным. В качестве МК был выбран ATtiny44A в корпусе SO14, так как он идеально подходил для проекта, как по расположению пинов, так и по наличию АЦП, который нужен для реализации управления громкостью при помощи потенциометра. ATtiny24 также подходил, но разница в цене была минимальна, поэтому выбрал МК с большим объемом памяти. Старые версии чипов (без буквы А) также подходят.

В итоге получились такие схемки:

1 — лестничный аттенюатор с управлением на МК

2 — стабилизированное питания для реле и микросхем

Cхемы можно также скачать в проекте EAGLE.

Первым, что было готово, стала прошивка для МК. Управление осуществляется при помощи подключаемых к плате одиночного потенциометра с линейной характеристикой (например на 10кОм). Для предотвращения щелчков в колонках при изменении уровня громкости применен алгоритм, который заключается в том, что при переключении реле сначала включаются те, которые устанавливают новый уровень громкости ослабляя сигнал, а через пару миллисекунд выключаются предущие. Это не помогло на 100% избавиться от щелчков, они есть, но настолько тихие, что при нормальном использовании незаметны. Более того, если плавно крутить ручку потенциометра, когда играет музыка, то громкость изменяется очень плавно. В прошивку также был добавлен код для управления громкостью при помощи пульта ДУ стандарта RC5 (кнопками vol+, vol- и mute). Сам приемник для пульта (TSOP4838) впоследствии успешно разместился под передней панелью без необходимости его доработки.

Алгоритм работы, заложенный в прошивке, достаточно прост. При включении выставляется уровень громкости в соответствии с положением ручки потенциометра. Если пользователь покрутил ручку потенциометра – громкость меняется. Если воспользовался регулировкой громкости с пульта ДУ – громкость также соответственно изменяется. Пока ручку не трогают, используется уровень громкости, выставленный с пульта. После процедуры изменения уровня громкости (то есть переключения реле) я поставил задержку для того, чтобы при кручении ручки потенциометра реле беспорядочно не переключались. Величину задержки я выбрал на слух, так чтобы реле не переключались ни слишком часто, ни слишком редко.

Далее была разведена плата под рекомендованные многими, как одни из лучших для этого применения, реле Fujitsu-Takamisawa RY12W-K и SMD-резисторы. Разводка платы далеко не идеальна, и уж тем более не универсальна, но главным условием были минимальные размеры и ради этого чем-то пришлось пожертвовать. Впрочем, я постарался учесть все рекомендации по питанию МК. Крепление платы внутри усилителя сделано при помощи двух штырьков от разъема, одной стороной они запаиваются в плату РГ, второй — в плату усилителя. Соединение входа, выхода и сигнальной земли платы РГ с платой усилителя — при помощи МГТФ сечением 0,35мм², которые идут прямо между плат. Как вариант, можно совместить платы РГ и селектора входов и разместить их непосредственно у (или на) входных разъемах RCA. Платы я заказал на производстве, все-таки, это того стоит.

Что касается диапазона регулировки громкости, стандартные варианты, когда 6 реле обеспечивали ослабление с шагом в 1дБ в диапазоне от 0 до -63дБ, либо в 2дБ в диапазоне от 0 до -127дБ, показались мне неудачными. Максимальное ослабление в -127дБ чрезмерно, а в -64дБ, по крайней мере для меня, недостаточно, так как я люблю слушать музыку ночью, с уровнем где-то в -80..-70дБ. Проверить это мне помог плеер Foobar2000, в котором можно регулировать громкость, имея перед глазами текущий уровень громкости, выраженный в дБ (громкость на усилителе во время этого теста устанавливается на максимум). После недолгих размышлений было выбрано простое и гениальное решение проблемы: шаг увеличивался в 1,5 раза. Таким образом, ступени характеризуются ослаблением в -1,5 -3 -6 -12 -24 и -48дБ, а максимальное ослабление составило 94,5дБ. Необходимые номиналы резисторов для РГ рассчитывались в Excel, а на практике получались путем запараллеливания пар из 1%-х резисторов типоразмера 1206.

Для выполнения логарифмического закона регулирования, необходимо что бы входные сопротивления регулятора и усилителя мощности были равны. Этого можно добиться пересчетом резистивной матрицы под необходимое входное сопротиление регулятора, либо впаиванием параллельно выходу РГ резистора необходимого номинала (например, при сопротивлениях РГ 10кОм и усилителя 100кОм необходимо впаять резистор 11кОм). Увеличивать сопротивление РГ не стоит, так как через контакты реле в этом случае будет проходить слишком малый ток, что может привносить искажения в сигнал. Хочу отметить, что рекомендуется использовать более качественные резисторы, чем обычные толстопленочные, с более высокими показателями стабильности и большей точностью (тонкопленочные, MELF), но мне не удалось достать нужные номиналы. Резисторы по сопротивлению следует подбирать в пары. Я поленился это сделать и в результате получил при определенном уровне громкости (когда включено только одно реле) ощутимый перекос баланса.

Ниже представлена таблица с номиналами резисторов для РГ входным сопротивлением 10кОм. Для пересчета под другое сопротивление можно воспользоваться прилагаемым Excel-калькулятором.

Источник

Тема: Регулятор громкости Никитина с ДУ от antecom

Опции темы

Регулятор громкости Никитина с ДУ от antecom

В этой теме предлагаю делиться опытом применения, выкладывать фото, задавать вопросы по Регулятору громкости Никитина с ДУ моей реализации.

26.09.11 Готова новая версия аттенюатора с 7-ю реле. Условное название Att7.
Вся информация в прикрепленном руководстве пользователя (Att7_Manual.pdf).

Q2 — Непонятно, что значит энкодер «с кнопкой»?
A2 — «с кнопкой» — в энкодер встроена кнопка с нормально разомкнутым контактом, без фиксации. Другими словами у энкодера есть два дополнительных вывода, которые замыкаются при нажатии на вал. Их можно использовать по своему усмотрению. Например, подключить вместо кнопки “Power” или “Mute”.

Q3 — Для регулировки громкости и переключения входов нужен один или два энкодера?
A3 — Можно использовать как два отдельных энкодера, так и один общий.
Общий энкодер должен быть со встроенной кнопкой, которая подключается вместо кнопки “Input+“. При этом при вращении энкодера без нажатия на вал, будет меняться громкость. Нажали вал и вращаем, удерживая нажатым – меняется номер входа.

Q4 — -63db это наименьший показатель или каким то способом можно еще занизить? Все-таки маловато -63
A4 – если при ослаблении регулятора громкости в 63дБ, музыка играет недостаточно тихо, необходимо использовать Att7, максимальное ослабление которого 99дБ.
Второй вариант — использовать Att6 в режиме «шаг 2дб, 6 реле». Контроллер поддерживает такой режим начиная с версии 3.1. Максимальное ослабление составит 98дБ.

Q5 — Какой ток потребляет Ваше устройство?
А5 — Около 110мА. Подробнее здесь.

Q6 — Появилась надобность в софт старте. Подскажите какое реле подойдёт и куда цеплять?
А6 — Ответ здесь

Q7 — Где глянуть, как прошить контролер?
А7 — Руководство по перепрошивке здесь. Видеоролик процесса здесь. (записан Александром chagoo )

Q8 — Нужно ли шунтировать диодами обмотки реле софтстарта, подключаемые к выходам ON1-ON3?
А8 — Не нужно. Диоды гашения противо ЭДС встроены в ULN2003.

Q9 — Вопрос по поводу опции гальваноразвязки в аттенюаторе Att7. Что это?
А9 — Ответ здесь.

Q10 — А есть возможность подключения регулятора тембра?
А10 — Да, контроллер позволяет управлять регулятором тембра Матюшкина. Подробности здесь.

Q11 — Какую максимальную нагрузку могут держать выходы для реле софстарта?
А11 — Около 200мА на один выход. Подробнее здесь.

Q12 — Проблема у меня следующая: в какие-то моменты регулятор (Att7, режим Мастер) начинает постоянно щёлкать реле, как из пулемёта строчит.
А11 — Ответ здесь.

Последний раз редактировалось Konkere; 13.10.2019 в 00:18 . Причина: Заменил файл с документацией.

Источник

Тема: Регулятор громкости Никитина с ДУ от antecom

Опции темы

Регулятор громкости Никитина с ДУ от antecom

В этой теме предлагаю делиться опытом применения, выкладывать фото, задавать вопросы по Регулятору громкости Никитина с ДУ моей реализации.

26.09.11 Готова новая версия аттенюатора с 7-ю реле. Условное название Att7.
Вся информация в прикрепленном руководстве пользователя (Att7_Manual.pdf).

Q2 — Непонятно, что значит энкодер «с кнопкой»?
A2 — «с кнопкой» — в энкодер встроена кнопка с нормально разомкнутым контактом, без фиксации. Другими словами у энкодера есть два дополнительных вывода, которые замыкаются при нажатии на вал. Их можно использовать по своему усмотрению. Например, подключить вместо кнопки “Power” или “Mute”.

Q3 — Для регулировки громкости и переключения входов нужен один или два энкодера?
A3 — Можно использовать как два отдельных энкодера, так и один общий.
Общий энкодер должен быть со встроенной кнопкой, которая подключается вместо кнопки “Input+“. При этом при вращении энкодера без нажатия на вал, будет меняться громкость. Нажали вал и вращаем, удерживая нажатым – меняется номер входа.

Q4 — -63db это наименьший показатель или каким то способом можно еще занизить? Все-таки маловато -63
A4 – если при ослаблении регулятора громкости в 63дБ, музыка играет недостаточно тихо, необходимо использовать Att7, максимальное ослабление которого 99дБ.
Второй вариант — использовать Att6 в режиме «шаг 2дб, 6 реле». Контроллер поддерживает такой режим начиная с версии 3.1. Максимальное ослабление составит 98дБ.

Q5 — Какой ток потребляет Ваше устройство?
А5 — Около 110мА. Подробнее здесь.

Q6 — Появилась надобность в софт старте. Подскажите какое реле подойдёт и куда цеплять?
А6 — Ответ здесь

Q7 — Где глянуть, как прошить контролер?
А7 — Руководство по перепрошивке здесь. Видеоролик процесса здесь. (записан Александром chagoo )

Q8 — Нужно ли шунтировать диодами обмотки реле софтстарта, подключаемые к выходам ON1-ON3?
А8 — Не нужно. Диоды гашения противо ЭДС встроены в ULN2003.

Q9 — Вопрос по поводу опции гальваноразвязки в аттенюаторе Att7. Что это?
А9 — Ответ здесь.

Q10 — А есть возможность подключения регулятора тембра?
А10 — Да, контроллер позволяет управлять регулятором тембра Матюшкина. Подробности здесь.

Q11 — Какую максимальную нагрузку могут держать выходы для реле софстарта?
А11 — Около 200мА на один выход. Подробнее здесь.

Q12 — Проблема у меня следующая: в какие-то моменты регулятор (Att7, режим Мастер) начинает постоянно щёлкать реле, как из пулемёта строчит.
А11 — Ответ здесь.

Последний раз редактировалось Konkere; 13.10.2019 в 00:18 . Причина: Заменил файл с документацией.

Источник

Всё о регуляторе громкости А.Никитина (часть 6) — говорят, что царь ненастоящий.

Опубликовано: 16 декабря, 2014 • Рубрика: регуляторы громкости

Схема регулятора громкости, разработанного Алексеем Никитиным, была опубликована в журнале «Радиохобби» №2 за 2002 год, в статье «Регуляторы громкости в Hi-Fi аппаратуре». С тех пор схема стала довольно популярна среди радиоинженеров и радиолюбителей, появились различные реализации схем управления — как на «жесткой» логике, так и на микроконтроллерах. Длинные «ветки» с обсуждениями этого регулятора можно найти на различных аудиофильских форумах. И название как-то само собой закрепилось — регулятор громкости Никитина.

Однако, разбирая старые журналы, Главный редактор «РадиоГазеты» наткнулся на статью с названием «Релейно-контроллерный потенциометр», опубликованную в журнале Elektor Electronics аж в ноябре 1994 года, автор Т. Giesberts. То есть за 8 лет до публикации А. Никитина.

Статья небольшая. Вот её перевод:

Стандартным потенциометрам свойственны некоторые недостатки, такие как треск при старении, рассогласование каналов для стерео-регуляторов. Хорошей альтернативой может быть релейное управление резистивным делителем. Представленный вариант обеспечивает затухание в 64 дБ. Для значений резисторов, указанных на схеме, шаг регулирования составляет 1 дБ и охватывает диапазон от 0 до -63 дБ. Каждое звено регулятора имеет входной и выходной импеданс равный 10 кОм. Это означает, что какие-либо звенья могут быть исключены из схемы без ущерба для входного и выходного импеданса всего устройства.

В состоянии покоя (все реле выключены) «потенциометр» обеспечивает максимальное затухание. Звено, обеспечивающее наибольшее затухание, включено ближе к выходу устройства. Такая конфигурация показала наилучшее отношение сигнал/шум. Следовательно контакт «А» является младшим битом управления, а контакт «F» — старшим битом.

Управление потенциометром может осуществляться с помощью шестиразрядного двоичного реверсивного счётчика, дополненным соответствующим буфером под конкретный тип реле. Возможно также использование микроконтроллера.

Ошибки в коэффициенте ослабления сигнала каждого звена имеют кумулятивный эффект. Поэтому расчётные значения сопротивлений резисторов были реализованы как можно точнее за счёт параллельного включения двух резисторов с точностью 1%. Для ещё большей точности рекомендуется использовать резисторы с допуском 0,1%.

При встраивании регулятора в предварительный усилитель следует иметь ввиду, что выходное сопротивление каскада, к которому подключается регулятор, должно быть относительно низким, иначе придется изменить номиналы резисторов R1 и R2. Входное сопротивление каскада, подключенного к выходу регулятора, шунтирует резистор R25, следовательно, оно должно быть значительно больше 10 кОм.

Выбор типа реле зависит от конкретных требований к конструкции. Потребляемая «потенциометром» мощность зависит от типа используемых реле.

Таким образом, этот регулятор по праву может называться регулятором громкости Гисбертса. Вероятно, из-за того, что статейка занимала всего полстраницы, на неё мало кто обратил внимание. Статья Алексея была более пространная и акцентировала внимание читателей на достоинствах этой схемы.

Мы ни в коем случае НЕ ОБВИНЯЕМ никого в плагиате. Возможно, Алексей, сам того не зная, «изобрёл велосипед». Но! Он преподнёс конструкцию под правильным «соусом» в результате чего она приобрела широкую популярность именно под его именем.

Источник