Zaloguj
- umożliwia nie tylko tłumienie, ale i wzmocnienie sygnału regulowanego,
- regulacja odbywa się z wysoką liniowością, lepszą od 1% w zakresie –90...+10 dB,
- zmieniając wartości elementów, można dostosować zakres regulacji do wymagań aplikacji,
- zasilanie o napięciu ±15 V i wydajności ok. 200 mA.
Zaprezentowany układ regulatora głośności działa na nieco innej zasadzie. Do regulacji głośności zastosowany jest wysokiej jakości układ VCA (Voltage-Controlled Amplifier) – wzmacniacz kontrolowany napięciem, popularny w profesjonalnym sprzęcie audio układ THAT2162, którego budowa wewnętrzna została pokazana na rysunku 1.
Domyślnymi zastosowaniami układu są wszelakiego rodzaju kompresory, limitery i miksery, lecz nic nie stoi na przeszkodzie, aby zastosować go jako regulator wzmocnienia.
Układ posiada dwa kanały VCA, których wzmocnienie regulowane jest napięciem sterującym – wyprowadzenia EC+ lub EC–. Co bardzo istotne – regulacja wykonywana liniowo zmienianym napięciem daje logarytmiczną charakterystykę regulacji wzmocnienia. W odróżnieniu od potencjometru lub układów regulacji pasywnej na przekaźnikach i fotoelementach, układ THAT2162 umożliwia nie tylko tłumienie, ale i wzmocnienie sygnału regulowanego. Regulacja odbywa się z wysoką liniowością, lepszą od 1% w zakresie –90...+10 dB, co jest nieosiągalne dla klasycznych potencjometrów mechanicznych.
Budowa i działanie
Schemat stereofonicznego modułu regulatora został pokazany na rysunku 2. Elementy pracujące w torze jednego kanału mają oznaczenia z dodatkową literą A, drugiego kanału – z literą B, natomiast elementy wspólne mają oznaczenia bez dodatkowej litery. Sygnał wejściowy z gniazda IN (kanały A i B) doprowadzony jest do bufora U1, wykonanego z użyciem wysokiej klasy wzmacniacza operacyjnego przeznaczonego do torów audio, układu typu SSM2135 od Analog Devices. Wejścia wzmacniacza odseparowane są kondensatorami foliowymi C2, C3.
Buforowany sygnał podawany jest na wejścia układu U2 – THAT2162. Obwody R4, C4 zapewniają stabilność U2. Po regulacji poziomu sygnał dostępny jest na wyjściach OUT (prądowych) i po konwersji I/U w układzie U3 doprowadzony jest do złącza wyjściowego OUT. Do wyprowadzeń 3 i 14 (SYM) układu U2 podłączone są potencjometry RV umożliwiające regulację dla osiągnięcia najmniejszych zniekształceń nieliniowych. Do regulacji wzmocnienia, używane są wejśca 4, 13 (EC–).
Do nastawiania wzmocnienia służy linowy potencjometr RV podłączony do złącza VOL. Dopuszczalny zakres napięć na pinach EC wynosi ±1 V, wejścia EC powinny być sterowanie ze źródeł o niskiej rezystancji wewnętrznej. Sygnał z potencjometru doprowadzony jest do wzmacniacza U4 o wzmocnieniu 0,047. Rezystor R1 ogranicza zakres regulacji wzmocnienia do ok. –90...+10 dB.
Zmieniając wartości elementów RV, R1, R2, R3 możemy dostosować zakres regulacji do wymagań aplikacji, pamiętając o ograniczeniu napięcia EC do ±1 V (przekroczenie zakresu powoduje w większości przypadków uszkodzenie drogiego THAT2162A). Układ ma możliwość opcjonalnej regulacji z dwoma nachyleniami charakterystyki, tak jak to zostało pokazane w nocie aplikacyjnej DN116. Po uzupełnieniu układu o D1, R3=1,2 kΩ, R4=100 kΩ i zmianie R1=125 kΩ, R2=4,99 kΩ i zwarciu rezystora R1 charakterystyka regulacji odbywa się z nachyleniem –R5/R2 dla tłumienia sygnału i (–R5||R3)/R2 dla wzmocnienia sygnału zgodnie z rysunkiem 3.
Zastosowanie podwójnej diody U1 typu BAV70 zapewnia kompensację temperaturową układu.
Montaż i uruchomienie
Układ został zmontowany na niewielkiej dwustronnej płytce drukowanej, której schemat, wraz z rozmieszczeniem elementów, pokazuje rysunek 4. Montaż elementów przebiega zgodnie z ogólnymi zasadami i nie wymaga szczegółowego opisu. Gotowy moduł wymaga zewnętrznego niskoszumnego zasilacza o napięciu ±15 V i wydajności ok. 200 mA.
Zmontowane urządzenie wymaga tylko wyregulowania poziomu zniekształceń lub ewentualnie doboru zakresów regulacji. Do wejścia należy doprowadzić sygnał 1 kHz, 0 dB, ustawić wzmocnienie na 1 (0 dB EC– = 0 V) i potencjometrami ustawić minimalne możliwe zniekształcenia nieliniowe sygnału wyjściowego dla każdego kanału.
Do regulacji można wykorzystać kartę dźwiękową PC i program Adobe Audition lub Analog Discovery2. Po ustawieniu najniższego poziomu harmonicznych pozostaje tylko wpięcie regulatora do toru audio i przetestowanie działania na własnych uszach.
Adam Tatuś, EP
- R1: 15 kΩ SMD0805 1%
- R2, R4: 100 kΩ SMD0805 1%
- R3: 1,2 kΩ SMD0805 1%
- R5: 4,7 kΩ SMD0805 1%
- R1A, R1B, R2A, R2B: 47 kΩ SMD1206
- R3A, R3B, R6A, R6B: 20 kΩ SMD1206
- R4A, R4B: 6,8 kΩ SMD1206
- R5A, R5B: 510 kΩ SMD0805 1%
- RV: 20 kΩ potencjometr liniowy
- RVA, RVB: 50 kΩ 3296W helitrim pionowy
- C1…C9: 0,1 µF SMD0805 ceramiczny X7R/50 V
- C1A, C1B, C2A, C2B, C3A, C3B: 4,7 µF 7,2×7,2 foliowy Wima 5 mm
- C4A, C4B: 100 pF SMD0805 ceramiczny NP0/50 V
- C5A, C5B: 22 pF SMD0805 ceramiczny NP0/50 V
- CE1…CE6: 4,7 µFT/20 V 3528 tantalowy SMDA
- CE7, CE8: 100 µF/25 V elektrolityczny Low ESR
- D1: BAV70 (SOT-23) dioda podwójna SMD
- U1, U3: SSM2135P (SO8)
- U2: THAT2162Q16 (QSOP16)
- U4: NE5543AD (SO8)
- IN, OUT, PWR, VOL CONN: złącze śrubowe DG381 3 piny
