Обработка звука с помощью микроконтроллера atmega. Ctrl-Amp. Модульная система управления усилителем мощности. Схема электрическая кнопочного регулятора

Раньше использовались, да и сейчас во многой аппаратуре используются обычные аналоговые механические регуляторы громкости, представляющие собой переменные резисторы, включенные потенциометрами, и регулирующие уровень сигнала, проходящего от источника сигнала на вход УНЧ. Относительно простым путем, мало вторгаясь в схему УНЧ, можно ввести в нем электронную регулировку громкости используя микросхему типа DS1868 .

Данная микросхема выпускается фирмой Dallas-semiconductor и представляет собой аналог двух переменных резисторов, управляемых программно при помощи внешнего микроконтроллера. Регулировка возможна 256-ю ступенями изменения сопротивления (вернее, положение « ползунка » переменного резистора). Один вывод переменного резистор -НО или Н1, второй, который желательно (но не обязательно) соединять с общим минусом питания - L0 или L1. Вывод « ползунка » - W0 или W1, соответственно.

Микросхемы выпускаются в трех исполнениях по сопротивлению переменных резисторов, - DS1868-10, - 2x10 кОм, DS1868-50, - 2x50 кОм, DS1868-100, -2x100 кОм, в трех видах корпусов : 20-выводном TSSOP, 16-выводном SOIC и 14-выводном DIP (рис.1).

Структурная схема микросхемы показана на рисунке 2. Потенциометры одной микросхемы могут быть использованы как раздельно, например, для регулировки громкости в разных каналах УНЧ, так и могут быть и включены последовательно для повышения общего сопротивления (рис.З). В этом случае общим выводом, то есть, « ползунком » такого переменного резистора становится выход Sout. В этом случае число ступеней регулировки программным способом может быть увеличено вдвое (до 512). Этот вариант может быть полезным для построения схемы электронной настройки, например, УКВ-ЧМ приемника с системой АПЧ на ИМС типа К174ХА34. Микросхема DS1868 совместно с внешним микроконтроллером и ЖК-дисплеем будет выполнять функции шкалы и верньерного устройства.

Микросхемы можно каскадировать до любого количества чтобы посредством одной и той же цифровой шины управлять несколькими регуляторами. В этом случае выводы CLK соединяются вместе, выводы RST так же соединяются вместе, а вот порт контроллера, который должен быть DQ подключается только к первому каскаду. Далее, для переноса используется вывод Cout (рис.4).

Например, если в УНЧ используется электронная регулировка, в которой переменными резисторами регулируется управляющее напряжение на соответствующих входах микросхемы-предусилителя, то один из « переменных резисторов » микросхемы DS1868 можно будет использовать, например, для регулировки громкости, а второй для стереобаланса. Программное обеспечение, используемое в данной конструкции допускает раздельную регулировку для каждого « переменного резистора » микросхемы. Органом управления является микроконтроллер D2, а так же три кнопки S2-S4 и жидкокристаллический дисплей.

Кнопка S4 (Up) служит для увеличения параметра, кнопка S3 (Down) - для уменьшения параметра. Кнопкой S2 (Select) можно выбрать режим работы, регулировка левого, правого или обоих каналов одновременно. На дисплее две строки прямоугольников по длине которых можно понять положение регулятора. Кнопка S1 (Reset) - для сброса, её можно на переднюю панель не выводить (сделать дырочку чтобы тыкать ей спичкой при необходимости).

На рисунке 5 показана схема с микросхемой DS1868 в 14-выводном DIP-корпусе. Так же можно использовать микросхему и в другом корпусе, согласно рисунку 1. Схема регулировки коэффициента усиления ОУ (рис.6.1 - переменным резистором, рис.6.2 - микросхемой DS1868). Исходный код программы на языке программирования СИ и прошивка микроконтроллера PIC18F2550 доступны по ссылке ниже.

Предусилитель для мощного домашнего усилителя ЗЧ был построен на основе цифровой микросхемы аудиопроцессора TDA8425, которая управляется с помощью микроконтроллера ATTiny2313. В системе не используется ЖК дисплея, а только линейки светодиодов, на которых отображаются основные сведения о параметрах воспроизведения звука.

Усилитель имеет два независимых канала, переключаемых в полностью цифровом формате, а также регулировку громкости и тембра. В качестве регулирующего элемента используется популярный импульсник (энкодер) поворотный со встроенной кнопкой. Это обеспечивает простое и интуитивное управление, значительно уменьшая размеры панели. Переход с настроек громкости на настройки частоты осуществляется нажатием кнопки энкодера.

Предусилитель идеально подходит для работы с любым усилителем, например с . В роли источника сигнала можно использовать mp3-плеер, компьютер, магнитофон или любое устройство подобного типа, оснащенное выходами для наушников или Line-OUT.

Схема УНЧ на TDA8425 и ATTiny2313

Цифровой предусилитель на МК attiny — схема

Базой схемы является микроконтроллер U1 (ATTiny2313) вместе с кварцевым резонатором X1 (16 МГц) и конденсаторами C1 (22pF), C2 (22pF). Резисторы R1 (3,3 k) и R2 (3,3 k) подтягивают потенциал линии SCL и SDA шины I2C к плюсу питания, обеспечивая правильные условия работы МК. Обработкой сигнала звука занимается микросхема звуковой процессор U2 (TDA8425). Аудио сигнал подается на разъемы IN1 и IN2 через конденсаторы C13 — C15 (470nF). На выход предусилителя (разъем OUT) сигнал тоже попадает проходя конденсаторы C17 (2,2 мкф) и C18 (2,2 мкф). Остальные конденсаторы C6 — C12 были применены в соответствии с рекомендациями производителя на основе официального даташита.

БП предусилителя

Для питания всего устройства используется блок питания, построенный на стабилизаторах U3 (7812), U4 (7805) и фильтрующих конденсаторах C3 (470uF), C4 (47uF) и C5 (47uF). Он создает напряжения 12 В и 5 В, необходимые для работы микроконтроллера и процессора звука.

Для прошивки микроконтроллера U1 используется разъем для программирования Prog. Подключение платы контроллера с дисплеем возможно благодаря разъемам GP1 и GP2. Схема дисплея на рисунке далее.

Схема дисплея на светодиодах

Плата дисплея не содержит никаких особенностей. Основной ее частью является LED дисплей — линейка светодиодов. Ток дисплея ограничивается резисторами R1 — R10 (330 Ом). Энкодер I1 позволяет регулировать параметры усилителя, он выполняет одновременно функцию кнопки. Разъемы GP1 и GP2 обеспечивают подключение платы дисплея к плате предварительного усилителя.

Сборка конструкции УНЧ

Платы печатные

Схема управления предусилителя паяется на печатной плате. Монтаж следует начинать с установки всех перемычек (4 шт). Далее паяем резисторы и панельки под микроконтроллер и процессор звука TDA8425. В дальнейшем следует установить остальные элементы, в соответствии с принципом от самых маленьких — до самых больших. Под дисплей хорошо бы использовать прокладку, чтобы его прикрутить заподлицо с энкодером на передней панели.

Управление предварительным усилителем очень простое. Все выполняется с помощью одного энкодерара с кнопкой. Сразу после включения система находится в режиме регулировки громкости. Вращение поворотной ручки увеличивает или уменьшает уровень звука. Нажав на кнопку в энкодере переходим в настройки баса, высоких частот и выбора входа.

Два первых индикатора дисплея отображают в двоичном виде четыре режима настроек предусилителя, а остальные — это обычная линейка, в которой последовательно загорающиеся светодиоды показывают уровень настройки данного параметра — больше зажженных светодиодов это больше, например, громкость.

Файлы проекта

Все необходимые файлы — прошивка и рисунки печатных плат, можно скачать напрямую с .

В данной статье рассказано, как, используя микросхемы аудиопроцессора и микроконтроллера, можно изготовить блок цифровых регуляторов громкости и тембра системы пространственного звучания при наличии компьютера или DVD проигрывателя. Самому собрать такое устройство есть смысл, если у кого-то есть усилители со старыми добрыми AC S-30, АС-25 и различными вариантами S-90.

Описываемый цифровой регулятор тембра, громкости, баланса обеспечивает регулировку общей громкости и громкости каждого из каналов системы пространственного звучания 5.1 в отдельности. Регулировка тембра - раздельная во фронтальной, тыловой и центральной АС, а также изменение уровня НЧ, раздельно по фронту, тылу и каналу сабвуфера. В блоке возможен выбор трех дополнительных режимов: "Стерео", "Расширенное стерео 1" (+30 %), "Расширенное стерео 2" (+52 %) - раздельно для каждой пары колонок. Предусмотрен и такой вариант блока регулировок, когда возможен выбор источников сигнала с трех раздельных входов каждой микросхемы регуляторов.

Рисунок 1

"Мозгом" блока регулировок, функциональная схема которого показана на рис. 1, является микроконтроллер PIC16F628A , управляющий по шине l2C (сигналы SDA и CLK) тремя аудиопроцессорами TDA9860. Кроме того, он обрабатывает сигналы с пульта ДУ, поступающие через ИК приемник СДУ (В1), и выводит всю информацию на ЖК индикатор.

Рисунок 2

Принципиальная схема подключения аудиопроцессора TDA9860 представлена на рис. 2. Аналоговые входы звукового процессора подключают к источникам многоканальных или стереофонических аудиосигналов - УКВ приемнику ("FM"), звуковой карте ("PC"), аудиовыходам телевизора или DVD проигрывателя ("TV"). Выходы LO, R0 аудиопроцессоров (А1-A3 на рис. 1) подключают соответственно к УМЗЧ левого и правого каналов для фронтальных (А1) и тыловых (А2) громкоговорителей либо центрального и сабвуферного каналов (A3). Следует отметить особенность подключения вывода 25 микросхемы TDA9860. Для шести каналов необходимы три печатных платы с аудиопроцессорами, причем у двух из них (А1 и А2 на рис. 1) он соединен с общим проводом, а у третьего (центрального и НЧ каналов) - с плюсовым проводом питания. Уровнем напряжения на этом выводе и определяется адрес устройства. На печатных платах этот выбор осуществляется с помощью перемычек.

Технические характеристики блока регулировок и системы в целом определяются аудиопроцессорами TDA9860, а также примененными усилителями мощности. Схема включения TDA9860 отличается от типовой введением эмиттерных повторителей на транзисторах VT1, VT2, которые включены на выходе устройства. Они обеспечивают лучшее сопряжение его с усилителем мощности (автором в качестве УМЗЧ использованы пять микросхем TDA7294 и две TDA7293 в "тандемном" включении для сабвуфера).

class="eliadunit">

В блоке предусмотрена запись в память всех предустановок регуляторов; при включении блока происходит плавное нарастание громкости до установленного ранее уровня. Есть режим понижения (выключения) громкости - Mute. Все режимы регулировок отображаются жидкокристаллическим индикатором на русском языке.

Все регулировки возможны посредством четырех кнопок на лицевой панели блока, а также с обычного пульта ДУ от телевизора. Хотелось бы отметить, что практически все надписи "зашиты" в EEPROM микроконтроллера, поэтому их можно менять, не затрагивая основной программы. Исключение составляют приветствие, а также названия режимов, которые выводятся на английском языке. Это связано с ограниченным объемом памяти EEPROM микроконтроллера, а также с целью максимальной совместимости ЖК индикаторов. Если кто-то не найдет русифицированного индикатора, в этом случае достаточно изменить русские надписи английскими в EEPROM микроконтроллера; информация об этом представлена ниже.

С помощью кнопок "1", "2" и "3" пульта ДУ есть возможность выбирать между тремя входами аудиопроцессора, причем переключение происходит одновременно всех трех пар входов. А вот посредством кнопок на лицевой панели блока можно выбирать вход отдельно для каждого аудиопроцессора, в результате при желании в одной паре колонок будет воспроизводиться радиопередача, в другой - музыка от компьютера, ну а в третьей - звук от телевизора или DVD проигрывателя. Многое зависит от используемого варианта коммутации входных разъемов, соединительных кабелей и вашей фантазии.

Подробно описывать перемещение по меню не имеет смысла, достаточно перечислить фактические функции используемых кнопок пульта ДУ:
"1" - переключение трех аудиопроцессоров на первый вход (например, FM-тюнер);
"2" - переключение трех аудиопроцессоров на второй вход (например, TV- приемник);
"3" - переключение трех аудиопроцессоров на третий вход (например, компьютер PC);
"М" - запись в память всех предустановок;
"SL" - вызов главного меню;
"Р+" - передвижение по меню вверх;
"Р-" - передвижение по меню вниз; "+" - увеличение выбранного параметра;
"-" - уменьшение выбранного параметра;
"Mute" - включение и выключение звука.

Рисунок 3

Схема узла управления, показанная на рис. 3, проста и особых пояснений не требует. Использован LCD индикатор SC1602EULT-SH-GB с размерами экрана 106x35 мм (видимая часть - 99x24 мм), у которого ток для подсветки достигает 750 мА. Можно рекомендовать также индикатор SC1602BULT-SH-HS-G с размерами экрана 71x25 мм (видимая часть - 65x16 мм). Чтобы не нагружать лишний раз блок питания, было решено ввести программное выключение подсветки, когда она не нужна. Для плавного изменения подсветки в устройство введены элементы VT1, VD1, СЗ, R2- R4. Резистор R4 следует подобрать как по сопротивлению, так и по мощности либо вовсе обойтись без него с учетом имеющегося индикатора. Для большого индикатора мощность резистора R4 может доходить до 2 Вт, для меньшего - достаточно 0,5 Вт. Кроме того, транзистор VT1 при токе 750 мА следует использовать с теплоотводом, например, алюминиевой пластиной размерами 20x30 мм.

Выход RA0 контроллера можно использовать для управления режимом "Mute". После включения аудиосистемы, пока происходит инициализация индикатора, считывание памяти и приветствие, переходные процессы в усилительном тракте заканчиваются и на выводе RA0 устанавливается высокий уровень, разрешая работу усилителей. Этим устраняется характерный щелчок в момент включения (напомню, что у микросхемы TDA7294 есть выводы управления режимами "Mute" и "St-by").

Теперь о программировании микроконтроллера. В НЕХ-файле отсутствует слово (байт) конфигурации, поэтому его нужно задать в опциях программатора: WDT - выключен, PWRTE - включен, тип генератора - XT.

В табл. 1 (лежит в архиве) представлены коды русифицированного индикатора, которые понадобятся, если потребуется изменить надписи, выводимые на индикатор. Каждая надпись (табл. 2) начинается с определенного адреса и обязательно заканчивается нулем. Этим ограничивается число символов заменяемой надписи. Вновь вводимая надпись не должна превышать число символов в заменяемой. Например, изменим надпись "ГРОМКОСТЬ" на "VOLUME". Слово "ГРОМКОСТЬ" состоит из девяти символов, a "VOLUME" - из шести, поэтому проблем с заменой не будет. Согласно табл. 1, в шестнадцатиричном представлении слово "ГРОМКОСТЬ" выглядит так: 0хА1, 0x50, 0x4F, 0x4D, 0x4В, 0x4F, 0x54, 0x62. Слово "VOLUME" записывают так: 0x20, 0x56, 0x4F, 0х4С, 0x55, 0x4D, 0x45, 0x20, 0x20. Коды "0x20" - это пробелы (см. табл. 1). Находим адрес EEPROM, с которого начинается надпись, в нашем примере это 0x27, и последовательно заменяем ее. Еще раз обращаю внимание, коды 0x00 в EEPROM изменять нельзя, по ним программа определяет конец надписи!

Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике "регулятор громкости" на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .

Что такое "регулятор громкости" и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина "регулятор громкости".

Каждый из каналов устройства состоит из эмиттерного повторителя (VT1, VT2), аттенюатора (R5, R6), активного полосового фильтра (VT3, VT4) и аналогового суммирующего усилителя (VT5, VT6). Эмиттерные повторители согласуют выходное сопротивление предшествующего воспроизводящего... Существует множество всевозможных регуляторов, от простого переменного резистора до современного цифрового регулятора. Каждому из них присущи как определенные достоинства, так и недостатки. Достоинство простого резистора в том, что он не вносит искажений, а недостаток... Двухканальная схема регулировки громкости, тембра, баланса пред назначена для применения в переносной и стационарной звуковое производящей аппаратуре среднего и высокого классов. Назначение выводов микросхемы КА2107... Применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных входа... Микросхема LM1040 применяется в автомобильной, переносной и стационарной звуковоспроизводящей радио- и телеаппаратуре среднего и высокого класса. Дополнительный управляющий вход обеспечивает простое управление компенсацией громкости. Четыре контрольных... Изображение печатной платы приведено на рис. 3.1. Один из вариантов внешнего электронного регулятора громкости представлен на рис. 3.2. Расположение элементов представлено на рис. 3.3. Рис. 3.1. Изображение печатной платы... Применяется в переносной и стационарной бытовой аппаратуре среднего и высокого класса. Микросхема представляет собой двухканальный цифровой регулятор громкости с кнопочным управлением. Типовая схема включения... Поскольку регулятор громкости КА2250 (ТС9153) содержит два стереорегулятора с различным шагом регулировки (2 дБ и 10 дБ), то можно попытаться использовать ее в четырехканальном включении. Дополнив стандартную схему простым генератором... Особенности: высокая стабильность работы благодаря встроенному стабилитрону; низкий уровень рассеивания; компактный SIP9 корпус. В данном усилителе предусмотрена защита выходного... Двухканальный мостовой усилитель мощности низкой частоты с электронным регулятором громкости. В усилителе предусмотрена защита выходного каскада от короткого замыкания, а также защита от бросков напряжения и статических электрических разрядов. Данный усилитель можно применять как... Описанный в публикациях УМЗЧ высокой верности разрабатывался для субъективной экспертизы звучания цифровых лазерных проигрывателей компакт-дисков (ПКД). При проведении экспертизы к выходу УМЗЧ подключались мощные высококачественные акустические системы (АС), а его вход соединялся С выходом ПКД с целью обеспечения минимальных фазовых и нелинейных... Тонкомпенсированный регулятор громкости на переменном резисторе группы В без отводов можно выполнить по схеме ниже. Необходимый при уменьшении громкости подъем АЧХ на низших и высших частотах создается последовательными колебательными контурами L1C1 и L2C2, настроенными соответственно на... Схема самодельного регулятора громкости с сенсорным управлением, рассчитан на работу с усилителем мощности., имеющим входное сопротивление не менее 10 кОм и номинальное входное напряжение в пределах 0,1-0,7 В. Устройство собрано на основе пятиканального интегрального коммутатора К190КТ1. Два из входящих в... Принципиальная схема регулятора глубины стереоэффекта на микросхеме операционном усилителе К140УД1Б. В небольшой комнате не всегда удается разместить громкоговорители на требуемом (2...3 м) расстоянии друг от друга, поэтому стереофонический эффект проявляется слабо. Описываемое устройство позволяет электрическим путем увеличить ширину стереобазы вдвое и тем улучшить звучание... В электронных музыкальных инструментах, .где в процессе игры приходится непрерывно изменять громкость звучания, нельзя применять обычные регуляторы на переменных резисторах, так как они создают значительные помехи, ухудшающие качество звучания. Бесконтактный регулятор громкости свободен... Микросхема SSM2160, SSM2160P, SSM2160S, SSM2161, SSM2161P, SSM2161S представляет собою четырех/шестиканальный регулятор громкости и баланса с цифровым управлением. Напряжение питание = +10...+20 (+5...±10) В; SSM2161 = четыре канала; SSM2160 = шесть каналов; 7-рвзрядная... Микросхема TC9210P, TC9211P представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания: при однополярном питании (Vgnd = 0 В) Vсс = 6...17В, при двухполярном питании (Vgnd = 0 В) Vcc = ±6...±17 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,005%; Диапазон... Микросхема TC9235P, TC9235F представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания = 4,5...12В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,01 %; Диапазон регулировки коэффициента передачи = 100 дБ; Встроенный ЦАП для управления индикатором уровня; ... Микросхема TC9260P, TC9260F представляет собою двухканальный аттенюатор с цифровым управлением. Напряжение питания = 4,5...12 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,01%; Диапазон регулировки коэффициента передачи = 100 дБ; 40 ступеней громкости; Коэффициент взаимного влияния каналов... Микросхема TC9421F представляет собою двухканальный регулятор громкости, баланса и тембра с управлением по трехпроводной шине. Напряжение питания = 6...12 В; Коэффициент нелинейных искажений = 0,005%; Диапазон регулировки коэффициента передачи. .0...-78дБ; Шаг регулировки в диапазоне...

Темброблок, представленный далее в статье, обладает функциями как: предусиление, регулирование громкости звука, регулировка тембра, регулировка баланса. Схема темброблока, сравнительно простая и удобная в эксплуатации. Глядя на схему, видим, контроллер и много светодиодов. Можно сказать, что схема больше напоминает какой-нибудь автомат световых эфектов, но все же это не так.

Темброблок сделан в виде двух модулей: модуль микроконтроллера и модуль аудиопроцессора.
"Мозгом" блока регулировок, является микроконтроллер ATmega8, управляющий по шине l2C (сигналы SDA и CLK) аудиопроцессором TDA7449.

Вся информация отображается светодиодами - индикация выбраного режима регулировки, выбор аудио входа, уровень регулируемого параметра.

6 кнопок дают возможность выбора входного канала (А или Б), а также выбора регулировки одного из предусмотренных параметров аудиопроцессора. С помощью энкодера производится регулировка выбранного параметра.
Модуль микроконтроллера и модуль аудиопроцессора обмениваются данными на шине I2C по линиям SDA (data - данные) и SCL (clock - синхронизация).

В блоке предусмотрена запись в память всех предустановок регуляторов во внутренней EEPROM контроллера, поэтому при выключении питания устройства все настройки не теряются и при последующем включении, регулятор будет в том же состоянии, что и до выключения. Все режимы регулировок отображаются светодиодами выведенными на переднюю панель. Светодиодная индикация - динамическая.

Принципиальная схема подключения аудиопроцессора TDA7449 представлена на рисунке ниже подключена по типовой схеме. Аналоговые входы звукового процессора подключают к источникам стереофонических аудиосигналов — DVD проигрывателю, УКВ приемнику, mp3 плейеру и т.д. Выходы Out R и L аудиопроцессора подключают соответственно к УМЗЧ левого и правого каналов.

C этой схемой также часто просматривают: