Регулятор громкости Никитина с ДУ от antecom

[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).

11.01.15 Обновил документацию - привел в соответствие с функционалом текущей версии прошивки 3.4.
Документация для версии 3.3 >>тут<<
Документация для версии 3.4 >>тут<<

FAQ (будет пополняться по мере необходимости)

Q1 - R13 и R26 на схеме регулятора по 10 ком? Они небыли впаяны...
A1 - Номинал этих нагрузочных резисторов зависит от входного сопротивления усилителя и рассчитывается по формуле Rн = 10*Rвх/(Rвх-10), где Rвх - входное сопротивление усилителя в килоомах. Например, при Rвх=47кОм, Rн=10*47/(47-10) = 12.7кОм. Можно округлить до 13кОм.

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.

[свернуть]

Максим.

[antecom]

Отсюда два вывода.
1. Схема с постоянным входным сопротивлением выбрана правильно.
2. Схема с постоянным выходным и переменным входным сопротивлением годна очень ограничено.

Согласен.

Если хочется, РГ с постоянным выходным сопротивлением (но переменным входным) можно собрать на плате Att7, без каких либо изменений самой платы. Для этого не запаиваем реле К1 и резисторы R2, R17. Резисторы R1 и R18 ставим номиналом равным желаемому выходному сопротивлению РГ (например 1кОм). Сам РГ будет шестизвенным на реле К2-К6. Резисторы звеньев рассчитываем по калькулятору.

[mellowman]

1. постоянное выходное хорошо для инвертирующего осного усилителя - сумматор ООС на инвертирующем входе. Можно "укоротить" тракт на входной повторитель/буфер. Правда, надо обеспечить "безразрывность" в регулировочной характеристике.

Неразрывность можно обеспечить конденсатором на входе усилителя

Чем не понравилось?

Что непонятно какая земля подмешивается к входу Хоть и синфазно, но всё равно такое ощущение что даже с РГ в цифре было лучше и чище. Потом подложил под Att6 землю — кусок текстолита, а на самой плате только сигнал, и даже так стало лучше. Хотя разбаланс большой, нужен спец. буфер после такого. Да, если кто так будет делать надо не забыть выпаять все земляные 10 омы, и подключить землю РГ к земле, иначе фон жуткий

Зато при средней и малой громкости, в положениях -32db и тише, выходное сопротивление примерно 250ом. Т.е. с уменьшением сигнала на выходе РГ, выходное сопротивление тоже уменьшилось, а значит уменьшились помехи и наводки на провода от РГ ко входу УМ.

Это если земля со входа усилителя к плате РГ подведена сверхпроводником

Посчитал как меняется входное сопротивление, если выполнить РГ с постоянным выходным сопротивлением 1кОм. Расчет проведен для источника с нулевым выходным сопротивлением и нагрузки РГ 100кОм. При переходе -31/-32db входное сопротивление такого РГ увеличится с 2.54к до 41.2к.

Кого это волнует?

Получается что при сопротивлении источника сигнала 1к, при повышении громкости с -32 до -31, вместо того что бы увеличиться на 1дБ, реально громкость уменьшится на 2дБ.
Выходное 1k не такая уж редкая величина для пром. аппаратуры. Если посмотреть сервис мануалы, попадаются CD проигрыватели с резистором на выходе (в цепи Mute) 1к или два по 470ом).

Очевидно, под каждое выходное сопротивление источника надо пересчитывать, или приводить к одному значению, так же как сейчас под входное приёмника.

[Игорь Гапонов]

Неразрывность можно обеспечить конденсатором на входе усилителя

всё упрощается, если применяются т.н. мостовые звенья аттенюатора - постоянно включённые в диагоналях балансные сопротивления препятствуют сильной зависимости вых. и вх. импедансов от коммутации - макс. девиация +/-0,5Rвх/вых ном. Цена : +два резистора по отношению к Т/П звену.

Собственно, я своё отношение к сабжу уже косвенно высказал. На сём заканчиваю.

[antecom]

Что непонятно какая земля подмешивается к входу

Так при балансном подключении, земли источника и приемника соединяются в любом случае. Разность потенциалов земли гальванически не связанных источника и УМ может быть десятки вольт.

Это если земля со входа усилителя к плате РГ подведена сверхпроводником

При -32 и тише, выход РГ шунтируется резистором 255ом (резистор звена -32db). С учетом что к 255ом подключены другие резисторы РГ, выходное сопротивление получается ниже 250 ом.

Очевидно, под каждое выходное сопротивление источника надо пересчитывать, или приводить к одному значению, так же как сейчас под входное приёмника.

Чаше всего РГ устанавливается внутрь усилителя. Поэтому по выходу его достаточно согласовать один раз.
Вот если встраивать РГ в источник, то вполне разумно выполнить его с постоянным выходным сопротивлением. Причем желательно что бы это сопротивление было поменьше. Скажем 300ом. А входное такого РГ во многих положениях получится чуть меньше 1кОм, что повышает требования к нагрузочной способности выхода источника.

[mellowman]

Так при балансном подключении, земли источника и приемника соединяются в любом случае. Разность потенциалов земли гальванически не связанных источника и УМ может быть десятки вольт.

Я и не говорю что земли надо рвать. Я говорю что их не надо к сигналу подмешивать. Звук, он в воздухе, а не на земле

При -32 и тише, выход РГ шунтируется резистором 255ом (резистор звена -32db). С учетом что к 255ом подключены другие резисторы РГ, выходное сопротивление получается ниже 250 ом.

То что называется на плате РГ "земля" — на самом деле точка смешивания токов земель усилителя, РГ и источника. 255 ом шунтирует как раз на ЭТО, а не на землю

Чаше всего РГ устанавливается внутрь усилителя. Поэтому по выходу его достаточно согласовать один раз.
Вот если встраивать РГ в источник, то вполне разумно выполнить его с постоянным выходным сопротивлением. Причем желательно что бы это сопротивление было поменьше. Скажем 300ом. А входное такого РГ во многих положениях получится чуть меньше 1кОм, что повышает требования к нагрузочной способности выхода источника.

Чаще. Но есть и те кто делают что-то не чтобы продавать, а для себя. Т.е. кому универсальность не так важна, как звук, или инженерная красота.

[antecom]

Я и не говорю что земли надо рвать. Я говорю что их не надо к сигналу подмешивать. Звук, он в воздухе, а не на земле

Можно и не подмешивать. Соединить друг с другом земли половинок аттенюатора, но не соединять их с общим проводом схемы. 10ом резисторы R33 и R34 (по схеме Att7) не устанавливать.

То что называется на плате РГ "земля" — на самом деле точка смешивания токов земель усилителя, РГ и источника. 255 ом шунтирует как раз на ЭТО, а не на землю

По могу понять о чем мы спорим. Я писал о выходном сопротивлении РГ:
"при средней и малой громкости, в положениях -32db и тише, выходное сопротивление примерно 250ом."
Вы с этим не согласны?

Чаще. Но есть и те кто делают что-то не чтобы продавать, а для себя. Т.е. кому универсальность не так важна, как звук, или инженерная красота.

Купите резисторы нужных номиналов самостоятельно. Это не сложно. Плату переделывать не нужно.

[mellowman]

Можно и не подмешивать. Соединить друг с другом земли половинок аттенюатора, но не соединять их с общим проводом схемы. 10ом резисторы R33 и R34 (по схеме Att7) не устанавливать.

Так не пробовал, должно быть лучше чем сейчас

По могу понять о чем мы спорим. Я писал о выходном сопротивлении РГ:
"при средней и малой громкости, в положениях -32db и тише, выходное сопротивление примерно 250ом."
Вы с этим не согласны?

Не знаю какой спор, 250, ну и 250 — я пишу куда именно эти 250 подключены. В первом упоминании двухсотпятидесяти было продолжение, что это автоматически означает что ни шумов ничего, а на самом деле это очень зависит от сборки.

Купите резисторы нужных номиналов самостоятельно. Это не сложно. Плату переделывать не нужно.

Выпаивать реле желания не очень много, поэтому либо куплю тогда чистую, либо всё-таки нарисую свою, если не лень будет. Есть мысль может ещё герконы попробовать. Но с ними конечно надо думать, чего куда будет магнититься

[antecom]

Не знаю какой спор, 250, ну и 250 — я пишу куда именно эти 250 подключены. В первом упоминании двухсотпятидесяти было продолжение, что это автоматически означает что ни шумов ничего, а на самом деле это очень зависит от сборки.

Для этого и сделана возможность гальванразвязки. Что бы в совсем параноидальном случае поставить по отдельному аттенюатору возле соответствующего входа усилителя и запитать каждый аттенюатор от своего комплекта батареек (или от питания УН, через параметрический стаб). Больше, для борьбы с земляными петлями, тут сложно что то придумать.

Выпаивать реле желания не очень много, поэтому либо куплю тогда чистую, либо всё-таки нарисую свою, если не лень будет. Есть мысль может ещё герконы попробовать. Но с ними конечно надо думать, чего куда будет магнититься

Можно выпаять только резисторы 82кОм. А реле K1 оставить, переведя контакты в нужное положение и перерезав дорожку к обмотке.

[Buhta]

Хотелось бы уговорить antecom, чтоб сделал прошивку к контроллеру, чтоб одну пару разъемов можно было при включении фиксировать на максимальную громкость, чтоб подключать как мощник к ресиверу дом кинотеатра на фронты.
( думаю это полезно будет многим )
т.к. решение по перерезанию дорожек и отдельной проводки на вход ( в теме было) не красиво и в моем, к примеру, случае в ноосфере эхо, при подпаивании после РГ можно ухудшить качество..

Думаю не я один в составе имею ДК.

Заранее большое спасибо!!!

[antecom]

Хотелось бы уговорить antecom, чтоб сделал прошивку к контроллеру, чтоб одну пару разъемов можно было при включении фиксировать на максимальную громкость, чтоб подключать как мощник к ресиверу дом кинотеатра на фронты.

Сделаю, не переживайте. Я занес эту функцию в список доработок.

[DAZZER]

А если вместо Г-образных звеньев поставить Т-образные, то будет и входное и выходное сопротивление постоянным.

[antecom]

А если вместо Г-образных звеньев поставить Т-образные, то будет и входное и выходное сопротивление постоянным.

Этой идеи сто лет в обед.
Независимость входного и выходного сопротивлений от ослабления это конечно плюс.
Но для аудио применений желательно что бы входное сопротивление было существенно выше выходного. В РГ Никитина так и получается для ослаблений больше 16дБ.
А в РГ на Т или П звеньях выходное сопротивление будет равно входному. Если входное 10кОм, то и выходное 10кОм, а это очень много.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

...

1. Этой идеи сто лет в обед....

2. Но для аудио применений желательно что бы входное сопротивление было существенно выше выходного...

3. А в РГ на Т или П звеньях выходное сопротивление будет равно входному. Если входное 10кОм, то и выходное 10кОм, а это очень много.

Скрытый текст

1. Правильно. Проблема "пассивного аттенюатора" в виде 4-х полюсника была решена к 30-м годам прошлого века. Все разновидности решения найдены, включая "трансформаторное" решение.

2. Это "желательно" навязывается нулевым внутренним передатчика/источника и бесконечным входным приёмника, а не областью применения. Но даже для "аудио" довольно часты случаи, когда эта стратегия таки "нежелательна". И в конце концов такая стратегия заставляет применять активные коммутируемые повторитель/буфферы на входе и выходе самого РГ. Есть и другой критерий оптимума - согласование импедансов приёмника и источника.

3. Не верно. Для резистивных П-Т звеньев можно выбрать любое соотношение Rвх/вых из допустимого диапазона затуханий. Допустимый диапазон довольно сложно (нелинейно) зависит от 2-х параметров (выходного источника, входного приёмника) и ограничен неотрицательными и ненулевыми значениями элементов R.

[свернуть]

[antecom]

Offтопик:

2. Это "желательно" навязывается нулевым внутренним передатчика/источника и бесконечным входным приёмника, а не областью применения. Но даже для "аудио" довольно часты случаи, когда эта стратегия таки "нежелательна". И в конце концов такая стратегия заставляет применять активные коммутируемые повторитель/буфферы на входе и выходе самого РГ. Есть и другой критерий оптимума - согласование импедансов приёмника и источника.

3. Не верно. Для резистивных П-Т звеньев можно выбрать любое соотношение Rвх/вых из допустимого диапазона затуханий. Допустимый диапазон довольно сложно (нелинейно) зависит от 2-х параметров (выходного источника, входного приёмника) и ограничен неотрицательными и ненулевыми значениями элементов R.

2. Нет желания развивать здесь эту тему. Я знаю, что передача мощности в нагрузку максимальна при сопротивлении нагрузки равном сопротивлению генератора. И про отражения от несогласованной линии передачи (у меня даже Р4-37 в хозяйстве имеется, позволяющий измерять КСВ и не только).
Факты таковы, что большинство аудио источников сигнала обеспечивают низкие искажения при нагрузке от 2кОм и выше. Для универсальности выбрано 10кОм.
А искажения усилителей как правило снижаются при уменьшении сопротивления источника (в данном случае выходного сопротивления РГ).

3. Да, на самом деле не верно. Про равенство написал для упрощения. Нет времени считать, но прикидочно для РГ на комбинации Т-П звеньев с ослаблением 1-2-4-8-16-32дБ, входным сопротивлением 10кОм и постоянным выходным, минимально реализуемое выходное сопротивление 8-9кОм. Это не сильно отличается от 10кОм.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:


3. Да, на самом деле не верно. Про равенство написал для упрощения. Нет времени считать, но прикидочно для РГ на комбинации Т-П звеньев с ослаблением 1-2-4-8-16-32дБ, входным сопротивлением 10кОм и постоянным выходным, минимально реализуемое выходное сопротивление 8-9кОм. Это не сильно отличается от 10кОм.

Offтопик:

по пункту 2. Вот поэтому и следует помнить первоисточник - что писал открытым текстом сам Никитин в своей статье про достоинства и недостатки упрощённого дискретного каскадного резистивного РГ.

3 ...при 10кОм входного и ослаблении -32дБ (прибл. 40раз) можно сделать выходное менее 250 Ом . На самом деле поиск оптимальной структуры резистивного аттенюатора по заданным затуханиям и входному/выходному довольно сложен, это точно.

[antecom]

Offтопик:

3 ...при 10кОм входного и ослаблении -32дБ (прибл. 40раз) выходное менее 250 Ом . На самом деле поиск оптимальной структуры резистивного аттенюатора по заданным затуханиям и входному/выходному довольно сложен, это точно.

Г-звено можно рассматривать как T-звено, в котором один из резисторов имеет нулевое сопротивление. Очевидно, что Г-звено позволяет получить максимальное отношение Rвх\Rвых для заданного ослабления. РГ Никитина состоит из Г-звеньев, поэтому имеет минимально реализуемое выходное сопротивление при заданном входном. Так при входном 10кОм, и шаге 1дБ, три последовательно включенных звена 1-2-4дБ имеют выходное сопротивление 4.7кОм. Т.е. это минимально реализуемая величина для РГ такой структуры.
Если попытаться сделать каскадный РГ на Т-П звеньях с входным 10кОм и постоянным выходным (4.7кОм или больше), то быстро станет очевидно что для звена 4дБ, минимально реализуемое выходное 6.3кОм, для звена 2дБ 8кОм.
Тасовать последовательность включения звеньев тоже не вариант, т.к. последним оптимально поставить звено с максимальным ослаблением, что бы иметь минимальное выходное сопротивление на малых уровнях (для увеличения отношения сигнал/помеха).
В общем, структура РГ предложенная Никитиным, на мой взгляд оптимальна.

[Jekson]

Offтопик:

Сделаю, не переживайте. Я занес эту функцию в список доработок.

В список доработок, не помешало бы добавить возможность - запоминать коррекцию громкости канала 8, при выключении. Еще лучше, иметь возможность - оперативной коррекции хотя бы 3-х разных каналов (лучше 4-х, или всех 8-ми), и соотв. запоминать при выключении. Гораздо больше добавит удобств, при использовании в системах с активной фильтрацией.

[antecom]

В список доработок, не помешало бы добавить возможность - запоминать коррекцию громкости канала 8, при выключении.

Я не стал делать это сразу т.к.
1. При перерыве в прослушивании, пользователь может забыть о том, что коррекция не нулевая и слушать с неправильным уровнем 8-го канала.
2. Существуют параметры 51-58 в которых можно задать "постоянную" коррекцию.

Еще лучше, иметь возможность - оперативной коррекции хотя бы 3-х разных каналов, и соотв. запоминать при выключении. Гораздо добавит удобств, при использовании в системах с активной фильтрацией.

А как все это индицировать? На мой взгляд это только запутает.

[Игорь Гапонов]

Offтопик:

В общем, структура РГ предложенная Никитиным, на мой взгляд оптимальна.

оптимальной (и, слава Богу, для Вас это не секрет) является структура согласованными импедансами и с безобрывным регулированием. В сабже как минимум нет первого. Поэтому ФЧХ (даже до фени "передаваемая мощность" и кпд) может гулять 10гр. на 100пиках уже с частот 10кГц, а то и меньше.

[antecom]

оптимальной (и, слава Богу, для Вас это не секрет) является структура согласованными импедансами и с безобрывным регулированием. В сабже как минимум нет первого. Поэтому ФЧХ (даже до фени "передаваемая мощность" и кпд) может гулять 10гр. на 100пиках уже с частот 10кГц, а то и меньше.

В понятие оптимальности, помимо прочего, я включаю универсальность и себестоимость.
Посмотрел в симуляторе - на 10кГц на нагрузке 10кОм||100пФ, фаза "валится" на 1.15 градусов в положении -7дБ. В других положениях меньше.