Электронные регулятор громкости на микросхемах

Усилители на микросхемах

Существуют аналогичные микросхемы с энергонезависимой памятью, но они в несколько раз дороже и, как правило, одноканальные (моно). Наиболее распространена микросхема DS1804, являющаяся 100-ступенчатым “переменным резистором” (рис.5а).
ds1804_mikroshema
Так как микросхема дороговата, а для стереоаппаратуры требуется 2 таких микросхемы, то имеет смысл использовать ее совместно с более дешевым электронным стереорегулятором, как показано на рис.56. Но при этом ухудшается качество звука: параметры “переменного резистора” DS1804 гораздо лучше, чем у любого электронного регулятора (это относится и ко всем остальным микросхемам ф.DALLAS).

Правда, заметить это “ухудшение” сможет только специалист, и только по специальным приборам. Так что решайте сами, что важнее — чуть более высокое качество звука или доступная цена. Микросхемы выпускаются в 8-выводных корпусах типа DIP, SOIC, pSOP и Flip Chip Package, сопротивление “переменного резистора” бывает равным 10, 50 и 100 кОм (оно указывается 3-значным числом в конце названия, например, DS1804-050 — с 50-килоомным резистором).

Граничная частота сигнала (по уровню -3 дБ) на выводах “резистора” составляет 1 МГц для микросхемы с резистором 10 кОм, 200 кГц — для 50 кОм и 100 кГц — для 100 кОм. Напряжения на обоих “крайних” выводах резистора могут быть любыми, но не должны более чем на 0,5 В выходить за пределы напряжения питания.
Управляется микросхема через 3-проводной интерфейс:

  • вход CS — разрешается/запрещается регулировка громкости (соответственно, уровнем “0V1”);
  • вход U/D — направление изменения громкости (при “1” — громкость увеличивается);
  • вход INC — тактирующие импульсы.

После выбора оптимальной громкости желательно установить на входе CS уровень “1” (уменьшится потребляемый микросхемой ток). Если в этот момент и на входе INC — “1й, информация сохраняется в энергонезависимой памяти микросхемы (после выключения и включения питания установится именно эта громкость).

Цикл записи в память длится около 10 мс. Когда на входе INC —”0”, информация не сохраняется. Злоупотреблять записью в память нельзя: ресурс микросхемы — всего 50000 циклов записи (для ежедневной работы в течение 10 лет изменять записанную информацию в памяти можно не более 14 раз в сутки).

Здесь нужно заметить, что у всех “нормальных” микросхем памяти ресурс раз в 20 больше. Для работы с этой микросхемой нужна специальная схема управления, простейший вариант которой показан на рис.5б.

Схема ориентмрована на работу с сенсорными кнопками, поэтому сопротивление резисторов R1, R2 довольно велико. Параллельно выводам сенсоров SB1. SB2 желательно подсоединить конденсаторы емкостью 0,01…0,1 мкФ — иначе возможны ложные срабатывания от наводок. Для обычных кнопок сопротивления резисторов лучше уменьшить до 10… 100 кОм.

Тактовый генератор собран по классической схеме на элементе DD1.4, элементы VD1-R3-C1 подавляют дребезг контактов. Элемент DD1.3 “записывает” информацию в ПЗУ микросхемы при выключении питания. Как только напряжение питания устройства (9 В) уменьшается до 6…7 В, этот элемент переключается и формирует нарастающий фронт импупьса на входе CS. На входе INC в это время — “1” (если не нажаты кнопки), т.е. возникает разрешающая запись комбинация.

Для надежной работы такой схемы емкость СЗ должна быть невелика, а С4 — наоборот, побольше.  Но у таких микросхем оказывается уж слишком много изменяемых параметров, поэтому все они (аудио- процессоры), как правило, управляются внешним процессором через последовательный интерфейс (чаще всего — I²С). Другими словами, “снаружи” нужно поставить заранее запрограммированный управляющий процессор (контроллер), который будет принимать информацию от кнопок, обрабатывать ее и преобразовывать в понятный формат дня выбранного аудиопроцессора.

В современной технике, помимо регулятора громкости, должна быть регулировка тембра и баланса, к примеру, взять цифровой аудио-процессор CSP-4.8, который наделен “спецэффектами” обработки и коммутации звуковых сигналов, более подробно по адресу.

Из современных недорогих аудиопроцессоров наибопее распространены микросхемы серии ТЕАбЗхх. Все они — с эффектом “стерео-псевдо- квадра”, т.е. с 2-канальным входом и 4-канальным выходом, имеют регуляторы громкости, тембра и баланса. а также несколько переключаемых входов. Наиболее “навороченные” и выгодные по цене микросхемы этой серии — ТЕА6320 (корпуса DIP-32 и SOIC-32) и ТЕА6321 (только SOIC-32).

tea6320_mikroshema

Никаких аудиоэффектов в этих микросхемах нет. Также в стереотехнике часто используется микросхема TDA8425 (все микросхемы — производства ф Philips). Эта стереомикросхема имеет пару переключаемых входов и несколько любопытных, но, по сути, бесполезных аудиоэффектов. Схема включения ТЕА6320 (ТЕА6321) показана на рис.6 Так как они рассчитаны на управление внешним процессором через выводы SCL. SDA интерфейса 12С (подробнее об этом интерфейсе можно прочитать в [1]), то никаких “удобств” управления не предусмотрено.

В микросхемы просто встроены несколько пар ЦАП Каждая пара ЦАП (стерео!) регулирует свой параметр (громкость, тембр и пр.), значения которых готовит и пересылает в микросхему внешний процессор. Никаких функций вроде “увеличить громкость на 1 шаг” нет — все это лежит на плечах” внешнего процессора, то есть в этом случае он сам должен в своей памяти увеличить число в ячейке “громкость” на 1 единицу, и переслать результат в аудио- процессор.

С точки зрения программиста это удобно: всегда гораздо проще написать новую программу (ведь все равно придется ее создавать), чем пытаться найти более “удобный” аудио- процессор, но, в то же время, поставлен “жирный крест” на беспроцессорном варианте схемы. “Заставить” микросхему работать с помощью обычных цифровых микросхем и механических переключателей практически невозможно.

harakteristiki_mikroshem

Для “серьезных” и, в то же время, недорогих устройств автор рекомендует микросхему ТЕА6320 или ТЕА6321. По всем параметрам они заметно опережают большинство других микросхем даже в своей серии, это хорошо видно из табл.1. Количество шагов (плавность) регулировки у них в полтора-два раза больше, чем у большинства современных телевизоров и автомагнитол, а стоимость — одна из самых низких на рынке аудиопроцессоров.

Если в большинстве промышленных квадра-стереоаудиоустройств сбалансировать громкость четырех колонок можно только через регуляторы “перед-зад” (фронт-тыл) и “правый-левый” (баланс), что, мягко говоря, довольно утомительно, то у этих микросхем (и только у них из всей серии ТЕАбЗхх!) громкость каждого из 4-х громкоговорителей регулируется отдельно.

Дополнительно микросхемы имеют 4 пары независимых стереовходов (обычно достаточно всего 2-3 пар входов) и один моноканал (для сигнала “пик”). ТЕА6321 имеет чуть больший диапазон регулировки “басов”, но и внешних элементов для нее нужно чуть больше. У этих микросхем коэффициент усиления больше единицы (при максимальной громкости), т.е. они позволяют в некоторых случаях обойтись без предварительного усилителя.

А в целом схема включения ТЕА6320 (ТЕА6321) никаких особенностей не имеет (рис.6). Элементы С2…С4, R1, R2 — обратная связь предварительного усилителя, конденсаторы С5 и С6 — внешние элементы регуляторов тембра НЧ и ВЧ. Всс регулировки и коммутация входов производятся через последовательный интерфейс, с помощью кнопки можно только приглушить звук (режим “Mute”).

Несмотря на наличие 4 выходов, эти микросхемы — обычные стереопроцессоры: на передний и задний каналы подаются одни и те же сигналы, без всяких задержек и инверсий фазы. Но возможность регулировки громкости в каждом канале и невысокая цена оправдывают использование таких микросхем.

Управляется микросхема 8 байтами данных, формат команд такой: “Старт” — код микросхемы (80h) — адрес байта данных — данные — “Стоп”. Микросхема работает только в режиме записи данных, хотя и “отзывается” на команду чтения (читаются всегда FFh). За 1 раз можно передать любое количество байт данных.

Например, если нужно изменить тембр НЧ и ВЧ, передаем команды:
“Старт” — 80h — 05h (адрес байта “НЧ”) — байт “НЧ” — байт “ВЧ” — “Стоп”.

Если нужно изменить идущие не подряд байты, например, общую громкость и тембр, то или подаем две команды, или в одной команде последовательно записываем в микросхему все байты от громкости до тембра.

Начала статьи здесь продолжение здесь

Оцените статью
radiochipi.ru
Добавить комментарий

Нажимая на кнопку "Отправить комментарий", я принимаю политику конфиденциальности.

Adblock
detector