Светодиодная ЦМУ

Автор: Sobiratel_sxem, sobiratel_sxem@mail.ru
Опубликовано 19.11.2013
Создано при помощи КотоРед.

Сегодня хочу вам предложить схему авторской цветомузыки "Свет-1". Идея сборки этой цветомузыки возникла в преддверии нового года. Сам по себе ведь новый год без мигалок, гирлянд и ЦМУ вроде как и не новый год и настроение уже не то... Так как времени оставалось совсем немного, то решил собрать компьютерный настольный вариант данной установки из того что завалялось, как говорится... Ну ладно, перейдем к делу, а-то что-то я отвлёкся от темы...

   Как таковая идея построения цветомузыки по данному принципу не нова и является практически классической. Но в связи с некоторыми техническими решениями обладает рядом преимуществ по сравнению с другими подобными устройствами, но об этом позже. Для начала рассмотрим принцип работы данной ЦМУ.

   Итак, сигнал с выхода аудиоустройства через разделительные конденсаторы С11, С12 поступает на вход смесителя каналов, собранного на резисторах R16, R17, R18. Применение данного смесителя позволяет использовать для управления устройством как стерео так и моно выход. К тому же в стерео сигнал разделен на 2 канала по частотному диапазону, а для корректной работы цветомузыки необходимы оба канала. С выхода смесителя сигнал поступает на развязывающий трансформатор. Он обеспечивает гальваническую развязку цепи управления и ЦМУ. Эта мера необходима для защиты Вашего аудиоустройства от неминуемой гибели в случае пробоя выходных транзисторов или микросхем, а так же каких либо коротких замыканий... Лучше лишний раз перестраховаться. С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на регулятор общего уровня.

   Снимаемый с данного движка сигнал через разделительные конденсаторы С1, С15, С27 поступает на входа компрессоров каналов.

   Через конденсатор С1, сигнал поступает на компрессор сигнала НЧ канала, реализованный на элементе DA1.1 микросхемы DA1. Компрессор сжимает динамический диапазон аудио сигнала (примерно 40 децибел) до динамического диапазона светодиодов и ламп накаливания (около 20 децибел). Таким образом, можно сказать он выполняет роль согласующего устройства. Благодаря применению диодов VD1, VD2 в обратной связи характеристика компрессии является логарифмической. С выхода компрессора сигнал поступает на предусилитель, реализованный на элементе DA 1.2, где и усиливается до нужного уровня. После усиления данный сигнал фильтруется двухзвенным ФНЧ фильтром Баттерворта 4-ого порядка. Данный фильтр выделяет сигнал с частотами от нескольких герц до 450 Гц и имеет ослабление около 20 децибел (10 раз) в полосе задержания. Таким образом на выход фильтра проходят такие инструменты как барабаны ,бас гитара и басовые струны акустической гитары. Отфильтрованный сигнал вновь усиливается усилителем на элементе DA 2.1 и поступает через регулятор уровня R13 на вход выходного каскада. Так как у меня дома, в прочем как наверное и у любого радиоманьяка, валяется куча старой техники и радиодеталей, в качестве выходных транзисторов были применены старые добрые МП16А. Применение германиевого транзистора позволило ещё более повысить чувствительность данной ЦМУ к слабым сигналам. В принципе данные транзисторы можно заменить любыми аналогичными германиевыми транзисторами. А для повышения нагрузочной способности применить составной транзистор.

   Через конденсатор С15, сигнал поступает на компрессор сигнала СЧ канала, собранный на элементе DA2.2 а с его выхода на предусилитель на элементе DA2.3. Назначение, принцип работы и устройство компрессора и предусилителя аналогично каналу НЧ. С выхода предусилителя сигнал поступает на вход двухзвенного полосового фильтра Чебышева. Он собран на элементах DA2.4 и DA3.1. Данный фильтр имеет более крутой фронт спада сигнала в полосе задержания, чем фильтр Баттерворта, но неравномерность сигнала в полосе пропускания находится около 3 децибел. Данный фильтр пропускает полосу частот от 450 до 3500 герц. Таким образом на выход данного канала попадет вокал и большинство музыкальных инструментов. С выхода фильтра сигнал поступает на вход усилителя, где вновь усиливается до нужного уровня и через регулятор уровня R44 поступает на вход выходного каскада. Его устройство и назначение аналогично выходному каналу НЧ.

   Канал ВЧ построен аналогично предыдущим каналам, но в качестве фильтра использован двухзвенный ФВЧ Чебышева. Он реализован на элементах DA4.1, DA4.2. На выход данного канала попадут такие инструменты как малые тарелки, 1-я и 2-я струны акустической гитары (Ну и вокал Валерия Кипелова J от которого канал ВЧ просто зашкаливает…). Остальные каскады аналогичны каскадам предыдущих каналов.

   В данной ЦМУ специально на каждый канал применён компрессор с предусилителем. Это сделано для исключения влияния одного канала на другой. Это является основным достоинством данной цветомузыки по сравнению с другими моделями. Кроме того к достоинствам ЦМУ можно отнести малое потребление тока от источника питания и при этом достаточный уровень освещенности при использовании сверхярких светодиодов и интересной конструкции экрана! В качестве пробного экрана ЦМУ были применены корпуса от гелевых ручек с вклеенными с обоих сторон светодиодами заданных цветов. Потребляемый ток при применении сверхярких светодиодов L-53PBC, L-53MGC и им подобных не превышает 0,2-0,3А. Напряжение питания ЦМУ может находится в пределах от 6 до 14 Вольт.

   Настройка данной ЦМУ очень проста. В каждом канале следует подобрать резистор обратной связи усилителя так, что бы он выдавал максимальное усиление, но не возбуждался. При этом не стоит особо обращать внимания на искажение сигнала, так как после компрессии и фильтрации вообще сложно сказать что на выходе аудио сигнал. Для канала НЧ следует подобрать резистор R23, для СЧ - R50, для ВЧ - R69. Далее остаётся только подобрать токоограничительные резисторы R15, R46 и R65 по типу применяемых светодиодов. После включения ЦМУ выводим движки резисторов R13, R44, R63 примерно в 70- 80% от максимального сигнала. Подаем на вход какой либо аудио сигнал и регулятором общего уровня R19 добиваемся нужного уровня сигнала по миганию светодиодов экрана. После этого, если нужно, подстраиваем каждый канал соответствующим регулятором уровня канала. На этом настройку ЦМУ можно считать законченной.

Применяемые детали.

Все применяемые детали указаны на схеме.

Стоит только сказать пару слов об изготовлении развязывающего трансформатора. Он наматывается на ферритовом кольце К20х12х6 проводом МГТФ-0.07 или МГТФ-0.12. И первичная и вторичная обмотки содержат по 50 витков. После намотки следует пропитать обмотки нитролаком или нитрокраской. Данные меры надежно защитят трансформатор от пробоя и коротких замыканий.

   Несколько фото с испытаний представлены ниже:

А на видео это выглядит вот так:

С уважением, Андрей Савченко!

Файлы:
Схема в формате SPlan

Все вопросы в Форум.