. : New eShop! - Mobilní verze - Pandatron.cz - Pandatron.sk - Diskuzní fórum - Zakázkový vývoj : .
 
Stereofonní zesilovač s digitálním řízením hlasitosti

Stereofonní zesilovač s digitálním řízením hlasitosti

Konstrukce stereofonního nízkofrekvenčního zesilovače s digitálním řízením hlasitosti a LCD displejem. Základem je elektronický potenciometr DS1868 a mikrokontrolér PIC.

Konstrukce stereofonního zesilovače s digitálním řízením hlasitosti a displejem využívá nejrozšířenějšího typu obvodů – LM386. Přesto že se ani zdaleka nejedná o Hi-Fi zesilovače, jejich výhodou je potřeba minimálního množství externích součástek, snadná dostupnost a velké rozšíření ve spoustě aplikací nízkonapěťových nízkofrekvenčních zesilovačů. Zájemcům však samozřejmě nic nebrání nahrazení obvodů LM386 jakoukoliv výkonnější variantou, například integrovaným zesilovačem třídy D, apod.

Na vstupu každého nízkofrekvenčního zesilovače se obvykle používají stereofonní (dvojité) potenciometry, které zajišťují plynulou regulaci hlasitosti. Samozřejmě potenciometr jako takový neslouží k řízení zesílení koncového stupně, ale pouze na vstupu zesilovače tvoří jednoduchý napěťový dělič, omezující vstupní napětí. Tato konstrukce nahrazuje klasické potenciometry dvěma integrovanými obvody pro digitální řízení hlasitosti stereofonního signálu. Těmi obvody jsou jeden dvojitý digitální potenciometr DS1868 od firmy Maxim a mikrokontrolér PIC18F2550 od firmy Microchip.


Obr. 1: Stereofonní zesilovač s digitálním řízením hlasitosti

Popis funkce:
Popisovat funkci nízkofrekvenčního zesilovače by bylo asi zbytečné, ke každému zesilovači je na internetu dostupná celá řada samostatných článků. V našem případě jsme pro zjednodušení zvolili již zmíněné obvody LM386, které jsou dnes dostupné nejen v klasickém 8-pinovém pouzdře DIL, ale také v celé řadě SMD variant od různých výrobců. Tyto obvody vyžadují pro svůj provoz pouze minimum vnějších součástek a tak následující zapojení vychází z katalogového doporučení výrobce. Pro řízení hlasitosti je před obvodem použit 10k potenciometr a jelikož se jedná o monofonní zesilovač, musí být samozřejmě v zapojení použity dva identické obvody.


Obr. 2: Typické zapojení zesilovače LM386 s řízením hlasitosti potenciometrem a výstupním výkonem až 0,5 W

Další výhodou obvodu LM386 je také potřeba pouze jediného napájecího napětí, které může být v rozsahu od 4 až do 18 V. Obvod je tedy možné napájet například klasickou 9V baterií PP3.

Pokud v obvodu chceme použít digitální řízení hlasitosti, stačí klasický 10k potenciometr nahradit libovolným digitálním potenciometrem s podobnu hodnotou. V našem případě jsme zvolili již zmíněný obvod DS1868, který přímo tvoří dvojitý digitální potenciometr, takže jediný obvod lze použít pro řízení obou výstupních kanálů. Potenciometr je řízen pomocí sériového rozhraní (dostupné jsou i jiné varianty, například pro ovládání tlačítky), zápisem 8-bitové hodnoty do interního registru. Nominální hodnota 10k ohmů je tak rozdělena na 256 kroků od 0 do 100 %. Popis digitálního rozhraní obvodů DS1868 je dostupný v dokumentaci a aplikačních poznámkách obvodu, na webových stránkách výrobce.


Obr. 3: Vnitřní blokové schéma obvodu DS1868

Následující blokový diagram přibližuje zapojení stereofonního nízkofrekvenčního zesilovače s digitálním řízením hlasitosti. V obvodu byl použít dvojitý digitální potenciometr typu DS1868-010, který se svými 10k přímo nahrazuje obvyklý mechanický potenciometr.


Obr. 4: Blokové schéma digitálně řízeného nízkofrekvenčního zesilovače

Schéma zapojení:
Na následujícím obrázku je uvedeno již finální schéma zapojení stereofonního nízkofrekvenčního zesilovače s digitálním řízením hlasitosti, kdy obvody LM386 nejsou zakresleny.


Obr. 5: Schéma zapojení digitálně řízeného, stereofonního nízkofrekvenčního zesilovače

Schéma vychází z uvedeného blokového zapojení. Základem je dvojitý digitální potenciometr DS1868, který v obvodu zesilovače nahrazuje klasické odporové potenciometry a řídí vstupní napětí do koncových zesilovačů (v našem případě dvou LM386 s výkonem 2x0,5W). Obvod je řízen 8-bitovým mikrokontrolérem PIC18F2550, který je součástí řady vývojových desek a pro snadné programování bývá jeho obsahem i USB bootloader. V uvedeném projektu byla pro vývoj použita StartUSB PIC deska, ovšem nic nebrání použití zcela libovolného jiného mikrokontroléru s dostatečným množstvím pinů.

Pro ovládání hlasitosti jsou k dispozici tři tlačítka s funkcemi UP, DOWN a SELECT. Poslední jmenované tlačítko slouží k možnosti nastavení rozdílné hlasitosti pro levý nebo pravý reproduktor, například při jejich různé vzdálenosti od posluchače.


Obr. 6: Zesilovač sestavený na zkušední desce

Jak již bylo zmíněno, ze schématu byly pro přehlednost vypuštěny oba koncové zesilovače. Piny H0 a H1 obvodu DS1868 slouží pro připojení levého a pravého vstupu zdroje nízkofrekvenčního signálu, tedy například iPodu. Na který pin je připojen který kanál je přitom lhostejné, pouze j nutné jejich dodržení i v případě následujících pinů. Piny L0 a L1 jsou jako v případě klasického potenciometru spojeny s analogovou zemí. Výstupní piny W0 a W1 se připojují na vstupy levého a pravého koncového stupně zesilovače, tedy například na piny č. 3 dvou obvodů LM386.

Dále je v obvodu použit i znakový LCD displej, který je z mikrokontroléru řízen pomocí 4-bitového rozhraní. Datové piny D4 – D7 jsou k připojeny k pinům RB4 až RB7 mikrokontroléru. Podobně jsou pak řešeny i řídicí signály displeje, tedy iny RS a E, které řídí piny RC6 a RC7.


Obr. 7: Zesilovač s připojenými reproduktory

Firmware mikrokontroléru:
Firmware pro mikrokontrolér PIC byl napsán v prostředí mikroC Pro for PIC compiler. Zatím se jedná pouze o testovací verzi, která umožňuje nastavení hlasitosti pouze v 10 krocích od nuly do maximální hodnoty. Velikost kroku tak vychází na 25, nic však nebrání jeho úpravě například na hodnotu 5 či ještě nižší.

Zdrojový kód k mikrokontroléru je včetně souboru HEX volně dostupný, ke stažení k odkazech pod článkem, nebo jeho aktualizovaná verze na webových stránkách autora konstrukce.


Obr. 8: Digitální nastavení hlasitosti levého a pravého kanálu zvlášť

Na následujícím klipu je dobře vidět způsob ovládání zesilovače a možnost ovládání levého a pravého kanálu zvlášť. Pouze upozorňuji, že zvukový doprovod klipu je nahrán pouze mono.

Závěr:
Více informací k uvedené konstrukci stereofonního nízkofrekvenčního zesilovače s digitálně řízenou hlasitostí je dostupných na stránce LM386 based stereo audio amplifier with digital volume control.

Odkazy & Download:
Domovská stránka autora
LM386 based stereo audio amplifier with digital volume control
Zdrojové kódy a HEX k zesilovači
DS1868 - Dual Digital Potentiometer Chip







GooglePlus1 FaceBook Twitter del.icio.us DiGG Google StumbleUpon Google Buzz Email RSS PDF Tisk

Komentáře (2):

Zobrazit starší 30 dnů (2)...

host
2. Dne 07. 11. 2012 v 08:53 zaslal host
Bez titulku
DS1868 mají v Digikey asi za 100 Kč a nebo tady je seznam distributorů: http://www.maximintegrated.com/company/locations


Název příspěvku: Vaše jméno: host
                 
  Zakázat formátování [Zakáže kódování a nahrazování smajlíky.]
Připojit soubory
reklama:
IPRELAY8R - IP RELÉ a teploměr s webovým rozhraním
Moduly IP RELÉ - IPRELAY8R obsahují osm releových výstupů s přepínacím kontaktem, webové rozhraní, integrovaný a externí teplotní senzor s pamětí na 10 záznamů a zobrazením naměřených hodnot v grafu.
Skladem od 1520 Kč

Informace uvedené v článcích jsou platné v době jejich vydání a samotné články jsou určeny pouze jako zdroj informací. Autor článku ani správce webu nenesou žádnou zodpovědnost za případné újmy na majetku a zdraví. Názvy společností a výrobků, loga a další multimediální materiál mohou být ochrannými známkami příslušných společností.
RSS kanály: | |
+420 723 846 377
info@pandatron.cz
Všechna práva vyhrazena | mobilní verze | © Copyright 2000 - 2016 ISSN 1803-6007