Circuitul comutatorului de intrare electronică. Comutatoare analogice și multiplexoare în dispozitive pe cipuri. Interferențe în timpul comutării audio

Selector de intrare pentru amplificator releu (DIY).

Pentru a comuta mai multe semnale de intrare la un amplificator de putere fără a trage constant de cabluri, se folosesc diferite tipuri de selectoare. Mai jos este o diagramă schematică a unui astfel de selector; releele de 12 volți sunt folosite ca elemente de comutare. Circuitul este capabil să comute 4 surse audio stereo. Conectorii de intrare RCA și releu sunt amplasați pe o placă mică, ceea ce reduce zgomotul și utilizează mai puține cabluri ecranate. Selectarea intrărilor este efectuată de un comutator miniatural cu 4 poziții. Placa conține, de asemenea, un redresor și o capacitate de filtru pentru sursa de alimentare. Diagrama schematică a selectorului este prezentată mai jos:

Conectorul de alimentare este alimentat cu o tensiune alternativă de 9...12 volți de la un transformator coborâtor. În diagrama de după redresor vedem rezistența R* marcată 0R sau mai mult. Această rezistență este necesară pentru a limita curentul atunci când se utilizează transformatoare cu o tensiune mai mare de 9 volți. Când furnizați o tensiune alternativă de 9 volți, instalați pur și simplu un jumper. Când se aplică 12 volți după redresor și capacitatea de netezire, rezultatul va fi 16,92 volți, iar acest lucru este deja prea mult pentru un releu de 12 volți; instalăm un rezistor de limitare a curentului. Estimam valoarea nominala folosind formula: 16,92-12 / curent infasurare releu.

Configurația plăcii arată astfel:

În figură, punctul galben de sub rezistorul R* indică locația tăierii droshk în cazul utilizării unui rezistor limitator de curent.

Placă de circuit imprimat pentru selector de semnal de intrare releu în format LAY6:

Vedere foto a plăcii de selectare a formatului LAY6:

Conector stereo RCA – 4 buc.
Releu 12 Volți HK19F-DC12V-SHG – 4 buc.

Link către pagina produsului
Comutator cu 4 poziții - 1 buc.
Conector cu 5 pini (2,54 mm) pentru conectarea unui comutator de biscuiți – 1 buc.
Conector 2Pin cu șurub clemă (conexiune de alimentare) – 1 buc.
Conector 3Pin (conectează ieșirea selectorului la intrarea amplificatorului) – 1 buc.
Ansamblu diodă importat tip W04, W06 – 1 buc.
Puteți instala, de asemenea, ansambluri de diode precum DB102, DB103 sau similar pe placă.
Condensator electrolit 470...1000mF/25-35V – 1 buc.
Dioda 1N4001 (în paralel cu înfășurările releului) – 4 buc.
LED 5mm – 4 buc.
Rezistoare în circuitul LED 1 kOhm – 4 buc.
Rezistor limitator de curent 200R 0,25W – 1 buc.
Conectori Input1 – Input4 - 3Pin 2.54mm – 4 buc. Asta dacă nu folosiți conectori de intrare RCA standard, ci externi, care sunt instalați nu pe placa de selecție, ci pe corpul amplificatorului.
Și încă un conector Vcc - pentru furnizarea unei tensiuni de alimentare constantă a plăcii; în acest caz, variabila nu este conectată, iar ansamblul diodei nu trebuie să fie lipit.

Comutatorul comută până la patru surse audio stereo diferite. Este destinat instalării la intrarea preamplificatorului audio al unui centru audio. Comutarea este cvasi-touch, folosind patru butoane de comutare fără fixare. Indicarea numărului de intrare activată utilizând un indicator LED cu șapte segmente cu o singură cifră (citiri de la „0” la „3”).

Rolul dispozitivului de comutare este îndeplinit de un multiplexor cu două canale și patru poziții. Schema schematică este prezentată în figură. Dispozitivul cvasi-senzorial este realizat pe baza unui declanșator cu patru faze D1 - K561TM3. Patru butoane S1 - S4 sunt conectate la intrările sale. Inițial, atunci când alimentarea este pornită, toate declanșatoarele microcircuitului sunt setate în poziția zero, deoarece contactele butoanelor S1-S4 în starea inițială neapăsată furnizează zerouri logice tuturor intrărilor „D”.

În acest caz, ieșirile declanșatorilor sunt, de asemenea, setate la zero, iar prima intrare este pornită, deoarece intrările de control (pinii 10 și 9) ale multiplexorului D2 primesc zerouri prin rezistențele R6 și R7 și primele canale ale multiplexerul sunt deschise. În același timp, aceleași zerouri sunt furnizate intrărilor decodorului D3 și indicatorul H1 indică „0”.

Când apăsați butonul S1, poziția nu se schimbă. Când apăsați butonul S2, unul este trimis la pinul 7 de la D1 la R3 și, în același timp, un zero este trimis la intrările comune ale C1 (pin 5) prin S2. Ca rezultat, starea de la intrarea D a celui de-al doilea flip-flop este transferată la ieșirea sa și al doilea flip-flop al microcircuitului D1 este setat la starea unică. În acest caz, o unitate este setată la pinul 10 D1, care este alimentată prin dioda VD2 la pinul 10 D2 și pinul 5 D3. Ca rezultat, multiplexorul își închide primele canale și îl deschide pe al doilea, conectând intrarea 2 (X2) la ieșirea (X5). Pe indicator apare numărul „1”.

Când apăsați butonul S3, unul trece prin R4 la intrarea D a celui de-al treilea declanșator (pin 13), iar zero merge la intrarea generală C1 (pin 5). Ca rezultat, al doilea declanșator, setat anterior la unu, revine la zero, iar al treilea merge la unu. În acest caz, unul este setat la pinul 11 ​​al lui D1, care este alimentat prin dioda VD3 pentru a controla intrarea 2 (pinul 9) a lui D2 și la pinul 3 al lui D3. Ca rezultat, conectorul X5 comută prin canalele interne ale multiplexorului D2 la a treia intrare (conector X3), iar numărul „2” este afișat pe indicatorul H1.

Când apăsați butonul S4, al patrulea declanșator intră în starea unică, iar al treilea, sau altul care a fost pornit înainte, este setat în poziția zero. Ca urmare, la pinul 1 al D1 apare o unitate și prin diodele VD1 și VD4 este alimentată simultan ambelor intrări de control D2 și ambelor intrări D3. Ca rezultat, a patra intrare (X4) este activată, iar numărul „3” este afișat pe indicator.

Astfel, apăsarea oricărui buton duce la setarea unui declanșator, la intrarea D de care este conectat acest buton, într-o singură stare. În acest caz, orice alt declanșator care a fost setat anterior la o singură stare este transferat forțat la zero. Prin urmare, butonul S1 este folosit pentru a transfera toate celelalte trei declanșatoare în stări zero și, astfel, codul „00” este obținut la intrare. D2 și prima intrare este activată.

Multiplexorul D2 este alimentat de tensiune bipolară, tensiunea negativă furnizată pinului 7 nu trebuie să fie mai mare de 5V și nu mai puțin de 1 V, servește la transferul semnalului de intrare în secțiunea liniară a caracteristicii de transfer a canalului deschis al multiplexorului. , în care coeficientul de distorsiune neliniară a semnalului pe depășește 0,01 %. În absența tensiunii negative, SOI poate crește la câteva procente. Trebuie avut în vedere că diferența de potențial aplicată între pinii 16 și 7 ai D2 nu trebuie să depășească 15V (9+5=14V).

În absența unui decodor K176ID2 sau a unui indicator cu șapte segmente, indicațiile pot fi făcute folosind patru LED-uri, cu care butoanele sunt iluminate. LED-urile trebuie conectate prin comutatoare cu tranzistori la ieșirile tuturor celor patru declanșatoare D1 (ieșirea primului este pinul 2, nu este prezentat în diagramă).

Multiplexorul K561KP1 poate fi înlocuit cu două multiplexe K561KP2, folosind doar jumătate din fiecare (K561KP1 comută opt intrări cu un singur canal). Cipul K561TM3 poate fi înlocuit cu un K176TM3. K176ID2 poate fi înlocuit cu K176IDZ sau KR514ID2, dar sursa de alimentare va trebui redusă la +5V. Diodele KD522 pot fi înlocuite cu KD521, KD503 sau chiar D9 sau D220-D223.

Dacă se utilizează indicatorul H1 cu catozi comuni, trebuie să conectați pinul său comun la firul comun și să aplicați un zero logic pinului 6 al D3.

Scopul creării acestui proiect a fost dorința de a crea un dispozitiv simplu și fiabil care să îndeplinească funcțiile de comutare a intrărilor și ieșirilor unui amplificator de înaltă calitate.

Acest proiect este complet open source. Postez codul sursă, schema de circuit și proiectul în .
Codul sursă a fost scris în limbajul C de nivel înalt în mediul CVAVR literalmente într-o seară. Este bine comentat și oricine cunoaște această limbă măcar puțin poate modifica cu ușurință proiectul pentru a se potrivi scopurilor sale.

Selectorul funcționează astfel:
Când este aplicată alimentarea, există o întârziere de două secunde pentru a elimina clicurile difuzoarelor în timpul tranzitorii, în timp ce toate intrările și ieșirile sunt dezactivate. După o întârziere, al 4-lea octet al EEPROM este comparat cu numărul 0x22; dacă numărul se potrivește, încărcăm datele din memoria nevolatilă. Dacă nu se potrivește, înseamnă că datele sunt deteriorate sau datele au fost șterse, încărcați valorile implicite (AC1 oprit. AC2 oprit. CD pornit). Când selectați intrarea dorită, LED-ul intrării selectate clipește scurt și apoi pur și simplu se aprinde, acest efect mărește funcționalitatea vizuală a dispozitivului în ansamblu.
Cei care din anumite motive nu au nevoie de o grămadă de butoane pot folosi 1 buton (selectare), care comută intrările într-un cerc.

De asemenea, ieșirile AC nu trebuie utilizate; pentru aceasta pur și simplu nu trebuie să lipiți diodele și butoanele responsabile cu controlul ieșirilor și să nu lipiți comutatoarele releului de comutare AC1 și AC2. După ce am selectat intrarea sau ieșirea dorită, începe să conteze cronometrul programului, care după aproximativ 10 secunde (dacă butoanele nu sunt apăsate din nou) scrie date în memoria EEPROM. Când alimentarea este îndepărtată și reaplicată, intrările și ieșirile își păstrează starea după o întârziere, ceea ce este, de asemenea, foarte convenabil.

Releele pot fi oricare pe care le aveți la dispoziție. Dar este mai bine să-l folosești în difuzoare 16A din seria SHRACK RT. Recomand releul RTD14005 pentru 5V sau RT314012 pentru 12V pentru acest rol (la folosirea unui releu de 5V trebuie sa inlocuiti tranzistoarele cu altele mai puternice, de exemplu KSE340 sau MJE340). Și ca relee în circuitele de semnal, ar trebui să utilizați relee de semnal specializate, care sunt acum disponibile comercial în cantități mari. Recomand relee duble miniaturale 12V TQ2-12V sau A5W-K la 5V

Când clipește cipul, nu trebuie să atingi siguranțele!

Mai jos puteți descărca firmware-ul, sursa și proiectul de la

Lista radioelementelor

Un amplificator stereo este rareori folosit cu o singură sursă de semnal; pentru a comuta rapid diferite surse de semnal, este de dorit ca amplificatorul stereo să aibă mai multe intrări comutabile.

În cel mai simplu caz, intrările pot fi comutate folosind un comutator mecanic. Dar fiabilitatea unui comutator mecanic este foarte relativă; contactele sale se corodează și la un moment dat apare zgomot, adesea asociat cu acțiunea mecanică.

În cel mai rău caz, poate apărea chiar și feedback-ul acustic, în care vibrațiile de la funcționarea sistemelor de difuzoare sunt transferate la un comutator mecanic uzat, ale cărui contacte zdrăngănește.

În acest sens, comutatorul electronic este mult mai fiabil. Figura prezintă un circuit al unui comutator electronic simplu pentru trei intrări ale unui amplificator stereo, cu control cvasi-touch și indicare LED a intrării incluse.

Circuit selector de canal

Circuitul este format dintr-un dispozitiv de control realizat pe cipul D1 și un comutator electronic pe cipul D2.

Orez. 1. Schema schematică a unui comutator electronic de intrare pentru un amplificator de putere stereo.

Circuitul de pe cipul D1 este un bine-cunoscut circuit de declanșare RS trifazat implementat pe cipul K561LA7. Modificarea stării declanșatorului se realizează prin butoanele S1-S3, care furnizează zerouri logice celor trei intrări ale sale (nivelul activ este zero logic). În consecință, există trei ieșiri (nivelul activ este, de asemenea, zero).

Un declanșator trifazat poate lua trei stări, în fiecare dintre ele există un zero logic la doar una dintre ieșirile sale. În consecință, ieșirea elementului este D1.1, D1.2 sau D1.3. Starea de declanșare este indicată de LED-urile HL1-HL3 conectate la ieșirile sale prin comutatoarele tranzistorului VT1-VTZ.

Cheile sunt realizate pe tranzistoare cu structură pnp, deci sunt deschise prin zerouri logice care ajung la bazele lor de la ieșirile elementelor logice prin rezistențele R4-R6.

Comutatorul electronic este realizat pe un cip D2 de tip K561KP1. Microcircuitul conține două întrerupătoare cu două direcții și patru poziții, controlate de un cod digital furnizat intrărilor de control. Codul de control este digital și format din două cifre. Adică, există doar patru poziții „00”, „01”, „10” și „11”.

În consecință, canalele „0”, „1”, „2” și „3” se deschid. Pentru a controla comutatorul, nivelurile logice sunt luate de la doar două ieșiri ale declanșatorului trifazat pe D1. Ca urmare, în diferite stări ale declanșatorului pe D1, se obțin codurile „01”, „10” și „11”.

Acest lucru este suficient pentru a controla microcircuitul K561KP1 pentru a comuta în trei poziții („1”, „2” și „3”).

Semnalele de intrare de la trei surse de semnal diferite sunt furnizate conectorilor perechi X1, X2 și X3. Fiecare dintre ele este o pereche de mufe coaxiale lalele, acum utilizate pe scară largă în diverse echipamente audio și video.

Ieșirea este același conector X4, dar, în practică, dacă comutatorul de intrare este plasat în interiorul unui amplificator stereo, această pereche X4 poate să nu existe; semnalul de la pinii 13 și 3 este pur și simplu furnizat prin cabluri ecranate la intrarea pre-ULF.

Detalii și conexiune

Microcircuitul K561KP1 poate comuta atât semnalele digitale, cât și cele analogice. Dar, la comutarea unui semnal analogic, este necesar ca acesta să fie între polii de putere, de preferință la mijloc (acest lucru va avea ca rezultat o distorsiune minimă a semnalului audio).

Prin urmare, al doilea pin al sursei de alimentare minus a tastelor (pin 7), care este de obicei conectat la minusul comun al sursei de alimentare, este aici conectat la o sursă de alimentare negativă (-5V). Astfel, sursa de alimentare a comutatorului este bipolară.

Nu există probleme cu aceasta, deoarece ULF-urile preliminare sunt de obicei realizate folosind circuite op-amp, alimentate și de la o sursă bipolară. Dacă tensiunea sursei este mai mare de ± 7V, trebuie să alimentați circuitul prin stabilizatori descendente, de exemplu, faceți sursa de +5V pe stabilizatorul integrat 7805 și faceți sursa negativă pe stabilizatorul parametric inactiv dintr-un 4,7-5,6V diodă zener și o rezistență. LED-uri HL1-HL3 - orice indicator, de exemplu, AL307 sau analogii acestora.

În practica amatorilor, este adesea nevoie de a conecta periodic diverse surse de sunet la un amplificator final. Rearanjarea conectorilor de fiecare dată este o sarcină obositoare. Este mult mai convenabil să conectați sursa de sunet dorită prin simpla rotire a butonului comutatorului unui comutator de semnal electronic stereo, care poate fi asamblat din setul propus. Este destinat atât pentru utilizare ca parte a unui amplificator de joasă frecvență amator (de exemplu, seturi NM2011 sau NM2012 - ULF, seturi NM2111 sau NM2112 - unitate de control al tonului și volumului), cât și pentru utilizare independentă în diferite dispozitive de amplificare de joasă frecvență.

Specificații

Tensiune de alimentare [V]............................................. ...... ...................6-23

Consumul de curent nu mai mult de [mA]............................................. ........ .................5

Banda de frecvență [kHz]............................................. ...... .................0.02-1000

Tensiune de zgomot [µV]............................................. .............................................5

Nivelul maxim al semnalului de intrare (rms) [V].................5

Impedanța de intrare nu mai mică de [kOhm].......................................... ...100

Impedanța de ieșire nu mai mult de [Ohm].......................................... ..400

Coeficientul armonic nu mai mult de [%]............................................. ......... ..0.03

Atenuarea diafoniei între intrări nu mai mică de [dB]...................75

Descrierea funcționării comutatorului electronic

Ansamblul tabloului de comutare este prezentat în Fig. 1. Circuitul electric al unui comutator electronic stereo (Fig. 2) se bazează pe microcircuitul TDA1029, care este un multiplexor analogic stereo cu patru canale. Dispozitivul finit are cinci intrări stereo și o ieșire.

Semnalele furnizate la intrarea IN1 merg direct la cip. Acest lucru face posibilă utilizarea întregii game de frecvențe, care depășește 1 MHz. Cu toate acestea, recomand

poate fi utilizat numai pentru un set limitat de surse de semnal. Acest lucru se datorează faptului că, din cauza lățimii de bandă excesiv de largi a microcircuitului, pot apărea interferențe de la stațiile radio care funcționează în domeniul de unde lungi și generatoarele care funcționează în domeniul de frecvență ultrasonică (25...100 kHz). Pentru a slăbi efectul posibilelor interferențe, în circuitele de intrare IN2...IN4 ale circuitului comutatorului sunt introduse filtre de joasă frecvență (LPF) de ordinul întâi (R1...R6, C9...C14). Selectând caracteristicile filtrului, puteți seta lățimea de bandă necesară a intrării corespunzătoare.

Intrările IN/OUT4 și IN5 sunt multifuncționale. Intrarea IN/OUT4 poate funcționa ca o intrare obișnuită, universală, echivalentă cu intrările IN2 și IN3. Dacă este necesar să folosiți un microfon, la comutator este conectat suplimentar un amplificator de microfon (nu este inclus în acest set), a cărui ieșire este conectată la intrarea IN5 (etichetată pe placă ca „amplificator pentru microfon de intrare”). În acest caz, conectorul IN/OUT4 servește ca o ieșire suplimentară pentru un amplificator de microfon, de exemplu pentru înregistrare. Dacă este necesar să setați blocarea sunetului, cele trei contacte ale intrării IN5 trebuie conectate cu un jumper și, prin instalarea comutatorului SA2, să îl utilizați ca blocare rapidă a sunetului (modul „Mute”). După cum se poate observa din fig. 2, apăsând SA2 se va comuta imediat la intrarea blocată IN4. iar sunetul se va opri. Când eliberați butonul, sursa care era acolo înainte se va conecta imediat. Dar în acest caz, dispozitivul poate comuta doar trei intrări.

Comutatorul SA1 poate fi de orice tip si este instalat pe panoul frontal al amplificatorului. În fig. 2 arată poziția săgeții

SA1 la selectarea sursei de semnal conectată la prima intrare (IN1). LED-urile VD1...VD4 sunt de asemenea instalate pe panoul frontal și servesc la indicarea canalului activat. Când butonul SA2 este instalat, LED-ul VD4 indică modul „Mute”.

Comutarea canalelor multiplexorului are loc atunci când o combinație de cod este aplicată la pinii de control ai microcircuitului. Corespondența dintre codul furnizat la ieșirile de control și canalul activat este dată în tabel. 1.

Tensiunea de intrare de la sursele de semnal stereo este furnizată la intrările 1...8 ale microcircuitului TDA1029. În plus, o tensiune de polarizare este furnizată de la pinul 10 la intrările 1...8 ale microcircuitului prin rezistențele R7...R14.

Condensatorii Cl...C8 sunt condensatori de separare. Sunt proiectate pentru a decupla circuitele de intrare folosind o componentă constantă.

Blocurile de conector RCA („lalea”) sunt folosite ca conectori de intrare IN1...IN4.

Ansamblul comutatorului

Înainte de a asambla tabla, citiți recomandările date la începutul acestei cărți. Pentru a evita defectarea elementelor radio, încercați să urmați regulile de instalare general acceptate. Lista tuturor elementelor incluse în set este prezentată în Tabel. 2. Dispunerea elementelor pe placă este prezentată în Fig. 3.

Când conectați comutatorul la un ULF existent, este recomandabil să efectuați instalarea de interconectare folosind un fir ecranat pentru a reduce influența interferențelor. Dacă acest lucru nu este posibil, este necesar să utilizați un fir de montare cu secțiune transversală mai mare pentru magistrala comună.

Un dispozitiv asamblat corect nu necesită configurare. Multă baftă!