Применение инкрементного энкодера в тонкомпенсированном РГ.

[Stan47]

Преобразователь инкрементного энкодера в абсолютный для регулятора громкости.

При проектировании предусилителей НЧ часто возникает необходимость в применении различных регуляторов на основе переменных резисторов. Высококачественные потенциометры с нужной характеристикой регулирования дороги, а более простые (обычно из старых запасов), как правило, не соответствуют нужной характеристике регулирования. В промышленной аппаратуре для этого иногда применяют энкодеры. Они выполняют заданные функции при помощи встроенных микроконтроллеров и соответствующих ступенчатых делителей.

Самым распространенным является инкрементный (пошаговый) энкодер, который выдает на выходе двухфазный сигнал со сдвигом, различимым от направления вращения. Без дополнительной обработки, например микроконтроллером, такой сигнал непригоден для управления.

Есть и другой тип энкодера – абсолютный, где каждому физическому положению поворотной ручки соответствует конкретный цифровой код. Нужно только в начальной и конечной точке регулирования установить ограничители. Как правило, эти энкодеры стоят дорого, а их разрядность превышает необходимую для наших потребностей. Преобразовав его код с помощью дешифратора и подключив к электронному аналоговому мультиплексору, можно организовать ступенчатое регулирование необходимого параметра.

До сих пор ведется спор. Нужен ли для высококачественного УНЧ тонкомпенсированный (ТК) РГ? Мое убеждение – нужен. Так как его назначение компенсировать не недостатки усилителя и звуковых колонок, а недостатки человеческого уха. А они свойственны всем, чисто физиологически. Даже если субъект – меломан.

Предлагаемая схема (левая половина), состоит из инкрементного энкодера и реверсивного счетчика. Она обеспечивает аппаратное 16-ти ступенчатое регулирование с электронным ограничением переполнения. Это предотвращает нежелательный сброс счетчика на краях диапазона регулирования и скачкообразное изменение регулируемого параметра. Т.е. его работа становится практически идентичной работе абсолютного энкодера, с эффектом проскальзывания не мешающему работе, а на выходе схемы формируется нарастающий или убывающий цифровой код.

В дальнейшем код подается на дешифратор и аналоговый мультиплексор. Часто функции дешифратора и мультиплексора объединены в одном корпусе (в предлагаемой схеме это 8-ми канальный дешифратор-мультиплексор CD4051). Два корпуса ИМС обеспечивают 16-ти ступенчатое регулирование.
Кроме того, в состав инкрементного энкодера входит дополнительный контакт нажимного типа. В данной схеме он использован для оперативной установки устройства в заранее заданное состояние. Это состояние программируется с помощью малогабаритных движковых переключателей S1. Например, независимо от текущей громкости, можно одним нажатием перевести усилитель в режим тишины или оптимальной громкости.
Схема разрабатывалась в виде качественного ТКРГ для УНЧ. Основу составляет реверсивный счетчик К561ИЕ11. Реверсивный счет обеспечивается непосредственным подключением энкодера к выводам 10 и 15 счетчика и добавлением дребезгоподавляющих конденсаторов С2 и С3. Диодные сборки VD2 и VD3 дешифруют крайние состояния счетчика и через логические элементы блокируют в эти моменты управляющие импульсы от энкодера, тем самым предотвращая его переполнение.

Нажимная кнопка энкодера SA2 позволяет переключить счетчик в состояние, заранее набранное на матрице SA1. Батарея B1 не обязательна, если нет необходимости сохранять последнее состояние счетчика при выключении питания. Тогда счетчик сбрасывается в «0» конденсатором С4 при включении питания. Но если память последнего состояния необходима, то нужно поставить батарею и удалить С4, а номиналы резисторов R10 и R11 увеличить раз в 10. Это должно уменьшить разряд батареи при выключении питания.

В правой части схемы изображена управляющая часть ТКРГ для одного канала. За основу взят принцип ТК повышенной точности с распределенной коррекцией разработанной П. Зуевым, Р., 1986, 8, с.49. Эту часть я еще не проверял, просто идея мне понравилась. Левая часть мной проверена и работает.

С. Вычугжанин 12.2018г.

[As]

16 ступеней регулирования - очень-очень мало! Нужно, как минимум, раза в два больше... И такие схемы были, в том же Радио, пусть с управлением не энкодером, а более привычными в те годами кнопками...

[Stan47]

Давайте наращивать разрядность.

[As]

Мне проще применить чисто механический переключатель... Ну не люблю я электронные коммутаторы - они не слишком линейны при уровне сигнала порядка вольта! Если взять для примера классический усилитель Радиотехника У-101, то там практически на 90% искажения определяются входным коммутатором, и это при входном напряжении в 0,2 вольта - при типичном для CD-плееров уровне сигнала в пару вольт, уровень искажений входного коммутатора становится неприемлемым! Выходом могло бы быть снижение уровня коммутируемого сигнала до единиц-десятков милливольт, но тогда трудно обеспечить требуемый уровень шума и помех...

[Stan47]

Ну тогда давайте что-нибудь снижать.
Меня озарило... можно поставить 64 реле.
Насчет каких-то диких искажений в мультиплексоре готов поспорить. Привожу характеристики CD4051. При прохождении сигнала амплитудой 2В проходное сопротивление в 100 Ом модулируется на такую малую величину, что ее почти нельзя рассмотреть. Учитывая, что коммутируются сигналы сопротивлением единицы и десятки кОм, это влияние ничтожно.

[As]

Качественные реле, пригодные для коммутации малых сигналов, ВЕСЬМА недёшевы! Для получения 64 ступеней громкости нужны 6 реле...

[ssc]

Меня озарило... можно поставить 64 реле.

..сколько все это будет стоить и каково по размеру..

..херней маетесь..

..переменный резистор с отводом стоит 100р, с двумя отводами - 150р, для эстетствующих - пожалуйста, альпсы..и тема закрыта..

[Stan47]

Осознал.. больше не буду.
А вот и нет... Любая , даже самая глупая идея имеет право на жизнь!
Еще подумал. Если бы мне удалось собрать РГ на 128 реле, я бы его и слушать не стал. Я бы им просто гордился.

[ssc]

Я бы им просто гордился.

..я бы первым записался в клуб ваших фанатов...

[Stan47]

Спасибо... Открываем регистрацию.
Вот, подобрал партию реле для РГ левого канала. Хотя... Это не окончательно, может лучше для правого?

[As]

Эти реле не слишком подходят для "малосигналки" (нужны с контактами из благородных металлов...)

[Stan47]

Планирую разобрать и позолотить.
Кстати, придется РГ разместить в отдельном блоке, подыскиваю подходящий.
Один из вариантов: имеется ресивер КЕНВУД. Выбрасываю из него все не нужное, будет РГ в красивом корпусе.
Трансформатор... если хватит мощности, пожалуй оставлю.

[As]

Не нужно изобретать велосипед - поищите в Сети "регулятор громкости Никитина"!
(в схеме Никитина нет тонкомпенсации - но сделать её вполне возможно...)

[Stan47]

Вы толкаете меня на плагиат.
Как по вашему мнению, он не слишком простой?

[As]

Нужно стремиться к оптимизации... Слишком много реле в Вашей схеме, никитинская попроще, а ТК в неё, в принципе, не сложно добавить... Ну, и при желании - можете использовать своё решение схемы управления, оставив от схемы Никитина только идею регулирующей части...

[Stan47]

Моя схема... хотелось бы на нее взглянуть.

[As]

Если я правильно понял Вашу идею - реле Вы хотите применить аналогично электронным ключам... это не оптимально.

[Stan47]

Спасибо всем, кто поддержал мою шутку.

[As]

В каждой шутке - есть доля шутки...

[Stan47]

Я ж не все сказал... Проект придется закрыть, т.к. не удалось достать золота подходящей пробы.