Например TDA7294

РадиоКот > Лаборатория > Аналоговые устройства

Аудио колонки "GENIUS". Доработка.

Автор: Александр Борисов
Опубликовано 19.10.2011.
Создано при помощи КотоРед.

На недавно прошедшем конкурсе "Поздравь кота по человечески" была опубликована тема "Простой FM-приёмник за один вечер" от 28.08.11. Мне понравился предложенный автором вариант изготовления приёмника за короткое время из того, что есть в наличии. Это, на самом деле, быстро и не дорого. Более трёх лет назад я проделал примерно то же самое, только причина "ломать-строить" была иной. Знакомый приобрёл солидную аудио систему, а мне отдал миниатюрные пяти ваттные колонки "Genius", вид которых показан на ФОТО1:

Колонки, конечно же, не новые, но всё равно, спасибо, т.к. у меня в то время только появился ноутбук и колонки на первое время были очень кстати. Подключил как полагается и слушал. Для выключения использовал только кнопку "Power", а сетевой шнур из розетки не выдёргивал - лень было лезть за холодильник. А потом, месяца через четыре, случайно услышал еле-еле заметное "гудение" - оказывается, звук раздавался из выключенной активной колонки. Как говорится, "предчувствия его не обманули" - разобрав колонку, убедился, что выключатель "Power" - это никакой не "Power", а банальный перевод микросхемы УМЗЧ в режим "ST.BY", т.е. с самого начала всё это время трансформатор постоянно был подключен к сети ~220V. Господа-товарищи китайцы, как-то не аккуратненько получается! Вот тогда я и решил изменить схему подачи и снятия сетевого питания на активную колонку, а заодно встроить приёмник. В этой теме я хочу поделиться своим схемным решением доработки, устраняющей указанный выше недостаток. Перевод микросхемы УМЗЧ в режим "ST.BY" вместо полного отключения от сети ~220V реализован во многих китайских колонках низкой ценовой категории. Делалось это всё, конечно, не за один вечер, а когда было свободное время.

На РИСУНКЕ 1 показан сокращённый вариант принципиальной схемы активной колонки, зарисованной с печатной платы:

Перед регуляторами громкости работают цепи частотной коррекции и регуляторы тембра по высокой частоте. В качестве УМЗЧ используется микросхема DA1 типа ВА5417. Чтобы включить микросхему, надо замкнуть кнопку с фиксацией SA1, при этом на вход "ST.BY" поступит напряжение питания. В даташите указано, что для активации микросхемы на этот вход должно подаваться напряжение с уровнем от 3,5V до Vсс. В процессе доработки ёмкость конденсаторов С7 и С8 была уменьшена до С=1800pF (это снизило средние частоты и высокие стали звучать более утончённо), а ёмкость конденсатора С16 уменьшена до С=100nF (управление выводом 8DA1 стало электронным, поэтому необходимость в большой ёмкости отпала).

Идея была такая - после подачи сетевого питания на колонку, микросхема УМЗЧ активируется  и определённый промежуток времени "ожидает". Если на аудио входах нет сигнала, то микросхема переводится в режим "ST.BY". Если входной аудио сигнал продолжает отсутствовать ещё некоторое время, то происходит полное отключение колонки от сети ~220V. Эти состояния обозначены разным типом индикации (светодиод HL1 перенесён в другую цепь) и разделены звуковыми сигналами. Кнопка выключения питания не нужна - достаточно "запарковать" ноутбук (или выключить приёмник) и колонка автоматически отключится от сети. Находясь в другой комнате, по звуковым сигналам можно отследить текущее состояние колонки. Чтобы не "заморачиваться" на изготовление тоновых генераторов, в качестве источника контрольных сигналов применён бывший в употреблении квартирный звонок с батарейным питанием и возможностью выбора мелодий. Схема звонка показана на РИСУНКЕ 2:

Разберём работу узла автоматического отключения по принципиальной схеме, показанной на РИСУНКЕ 3. Схема не сложна и выполнена на распространённых деталях. Позиционные обозначения элементов продолжают нумерацию со схемы на РИСУНКЕ 1.

1. Включение активной колонки.

Для этого кратковременно нажимают кнопку без фиксации SA1. Тогда питание со стабилизаторов напряжения DA2 и DA3 поступит на все узлы схемы. Конденсатор С45 сформирует импульс с уровнем лог.0 на входе "М1" звукового модуля и он начнёт воспроизводить первую мелодию. Импульсы ШИМ-сигнала с выхода звукового модуля установят триггер DD2.1 в "нулевое" состояние по входу "R", а триггер DD2.1, в свою очередь, лог.1-цей с выхода 12DD2.1 установит в "нулевое" состояние триггер DD2.2. Реле К2 и К3 останутся обесточенными, а двухцветный индикатор HL2 погашенным. От лог.1 на выходе 3DD3.1 в ячейках выдержки времени начинают заряжаться конденсаторы: С7 через резистор R25, С38 - через R26 и С39 - через R27, поэтому, на выходах логических элементов DD3.2, DD3.3 и DD3.4 будут лог.1-цы. С выхода 4DD3.2 через R33 лог.1 откроет транзистор VT5 и реле К1 сработает. Контакты К1.1 зашунтируют кнопку SA1 и напряжение сети ~220V будет постоянно подаваться на трансформатор Т1. С выхода 11DD3.4 через R34 лог.1 должна активировать УМЗЧ DA1, но, пока поступают импульсы ШИМ-сигнала на затвор VT6, он разряжает конденсатор С16, запрещая включение DA1. Когда музыкальный фрагмент закончится, транзистор VT6 закроется, разрешив работу DA1. Одновременно (или немного раньше) зарядится конденсатор С38. На входах 8,9DD3.3 теперь лог.1 (диод VD13 открыт лог.1-цей с выхода 11DD3.4), поэтому лог.0 на выходе 10DD3.3 включит индикатор питания HL1.

2. Ожидание подачи входного аудио сигнала.

Пока аудио сигнал не подан на входы XS1 или на XS2, как указывалось выше, лог.1 на выходе 3DD3.1 заряжает конденсаторы в ячейках выдержки времени, причём С38 зарядится первым и элемент DD3.3 переключится, при этом индикатор HL1 постоянным свечением укажет, что DA1 находится в рабочем режиме. Через время, определяемое номиналами R27 и С39 (чуть более 4-х минут) переключится элемент DD3.4, и на его выходе 11DD3.4 появится лог.0, который через R34 поступит на вход "ST.BY" микросхемы DA1 и переведёт её в режим пониженного энергопотребления. Конденсатор С47 сформирует короткий импульс на входе "М3" звукового модуля и заиграет вторая мелодия. Диод VD13 закроется, а так как элемент DD3.3 вместе с резистором R32 и конденсатором С43 образуют генератор импульсов, то индикатор HL1 начнёт мигать с частотой F=2...3Гц. Получили режим, который был в колонке до переделки, только индикатор HL1 "Power" теперь мигает. Далее, приблизительно через 6-ть минут переключится и элемент DD3.2. С его выхода 4DD3.2 лог.0 выключит индикатор HL1, а через С46 запустит третий музыкальный фрагмент. Через R33 должен закрыться VT5, но этого не произойдёт, пока мелодия не доиграет до конца, т.к. импульсы ШИМ-сигнала через VD14 заряжают конденсатор С44, который удерживает VT5 в открытом состоянии. По окончании мелодии С44 разрядится через R33, транзистор VT5 закроется, реле К1 отпустит и колонка отключится от сети ~220V. За счёт обратной связи с выхода 4DD3.2 на вход 2DD3.1 эти элементы превращены в одновибратор-защёлку. Поэтому лог.0, появившийся на входе 2DD3.1 делает процесс выключения необратимым. Сделано это чтобы отсечь манипуляции с источником усиливаемого звука, т.е. любые возмущения на входах XS1 и XS2 при отключении колонки.

3. Подача входного аудио сигнала.

На микросхеме DD1 построен двухканальный аналоговый усилитель. Я преднамеренно отказался от объединения двух каналов посредством резисторного или транзисторного смесителя. С приведённым схемным решением входное сопротивление практически не изменилось и не уменьшилась глубина разделения каналов, т.е. влияние схемы встраемого узла на характеристики колонки сведены к минимуму. Каналы объединяются в точке соединения катодов VD6 и VD7. В исходном состоянии на выходах 6DD1.5 и 8DD1.6 уровень напряжения составляет порядка 2-х вольт. На резисторе R23 это напряжение ещё меньше на величину падения на диодах. В результате на входе 1DD3.1 присутствует напряжение с уровнем лог.0-ля. Конденсаторы С30 и С31 - антипомеховые. При подаче МОНО сигнала на любой из входов XS1, XS2 или СТЕРЕО сигнала на оба входа одновременно, на резисторе R23 формируется напряжение сложной импульсной формы с уровнем немногим менее напряжения питания. Эти импульсы инвертируются элементом DD3.1 и поступают на ячейки выдержки времени. Диоды VD9, VD10 и VD11 периодически открываются и разряжают времязадающие конденсаторы, тем самым каждый раз как бы "отдаляя" процессы, описанные в пункте 2. В паузах между звуковыми треками конденсатор С38 успевает зарядиться (постоянная времени R26-С38 относительно мала), поэтому элемент DD3.3 переключается и светодиод HL1 индицирует отсутствие сигнала на входах. При появлении сигнала, элемент переключается в исходное состояние и HL1 гаснет.

4. УКВ/FM-приёмник.

На микросхеме DD2 построен узел управления приёмником. Работает следующим образом: при первом нажатии на кнопку SB1 короткий импульс, сформированный антидребезговой цепью R12, С26, R16, поступит на тактовые входы "С" обоих триггеров. Так как до подачи импульса на входе "D" триггера DD2.1 была лог.1, то она запишется в этот триггер, а триггер DD2.2 не изменит своего состояния. Теперь DD2.1 находится в "единичном" состоянии и на выходе 12DD2.1 - лог.0, а на выходе 13DD2.1 - лог.1, которая откроет VT2. реле К2 сработает и своими контактами К2.1 и К2.2 переключит входные цепи усилителя на выходы декодера DA4. Одновременно лог.0 на выходе 12DD2.1 включит зелёную секцию светодиода HL2, которая укажет на включенное состояние приёмника в УКВ диапазоне. Второе нажатие на кнопку SB1 состояние триггера DD2.1 не изменит, но переключит триггер DD2.2, т.к. на его входе "D" ранее появилась лог.1, а на входе "R" - лог.0. С выхода 1DD2.2 лог.1-ца откроет VT3 и сработает реле К3. Своими контактами К3.1 оно оключит конденсатор С33 от катушки гетеродина микросхемы приёмника, в результате чего станет возможен приём частот в FM-диапазоне. Одновременно лог.0 на выходе 2DD2.2 погасит зелёную секцию HL2, а лог.1-ца с выхода 1DD2.2 включит красную секцию, указывающую на включенное состояние приёмника в FM диапазоне. Третье нажатие на SB1 запишет в DD2.1 лог.0 с выхода 2DD2.2. на выходе 12DD2.1 появится лог.1, которая сбросит триггер DD2.2 в "нулевое" состояние по входу "R", т.е. узел управления вернётся в исходное состояние - приёмник выключится, индикатор HL2 погаснет, а к входным цепям усилителя опять подключатся разъёмы XS1 и XS2. В качестве приёмника может применяться любая модель дешёвого приёмника с автоматическим поиском станций, например, разного рода "PALITO", "MANBO", "POSSON", "SANLY" и тому подобная дребедень, которой завалены торговые точки. Приёмник получает питание от простейшего параметрического стабилизатора R30, VD12, С35. Для увеличения чувствительности добавлен апериодический каскад на транзисторе VT1, усиленный сигнал с которого поступает на антенный вход приёмника. Способ заставить буржуйские приёмники работать в "советском" диапазоне известен давно. Для этого увеличивают число витков катушки гетеродина, либо параллельно ей подключают добавочный конденсатор с ориентировочной ёмкостью С=30...40pF, что и сделано. В стерео декодере работает микросхема DA4 типа TDA7040. На вход DA4 сигнал с приёмника подаётся через фильтр R24, С34, улучшающий качество декодированного сигнала. Резистором R28 можно подстроить режим работы внутреннего опорного генератора, тем самым добиться лучшего разделения каналов. Неиспользуемый выход 7DA4 можно дополнить схемкой светодиодного индикатора наличия КСС.

5. Конструктив.

На РИСУНКЕ 4 показано назначение органов управления.

Первое, что нужно сделать, это убрать фиксацию в кнопке SA1, затем перерезанием печатных проводников платы подготовить выводы SA1 и HL1 для работы в других цепях. Светодиод HL1 заменён сверх ярким синего цвета (был обычный, красный). Телескопическая антенна WA1 к колонке крепится винтовым соединением. Корпус реле К3 желательно соединить с общим проводом схемы, а само реле расположить в непосредственной близости от платы приёмника. Плата встраиваемого узла крепится к плате УНЧ винтами через пластмассовые стойки со стороны печатных проводников. Вместо музыкального модуля от квартирного звонка можно применить любую "мулюлюкалку", даже плату от детского музыкального "сотового" телефончика - там куча всяких звуковых эффектов. Схема доработки легко упрощается - удаляются музыкальный модуль или приёмник с узлом управления, или всё вместе. А можно вообще практически ничего не делать - выключатель SA1 установить в цепь первичной обмотки трансформатора Т1 и всё. В конечном итоге, всё зависит от интереса и желания. Внешний вид активной колонки после доработки, а также фрагменты внешнего и внутреннего монтажа показаны на ФОТО:


Все вопросы в Форум.


ID: 1016