Четырехканальный усилитель для домашнего кинотеатра. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Усилители мощности транзисторные

 Комментарии к статье

Усилитель выполнен на микросхемах, поэтому не требует налаживания, удобен в эксплуатации и имеет достаточно высокие технические характеристики.

При разработке и изготовлении устройства автор исходил из следующих соображений.

При эксплуатации домашнего кинотеатра (ДК) желательно управлять им с пульта ДУ, а их в быту набирается довольно много.

Рис. 1

В этой конструкции управление осуществляется с пульта ДУ DVD плейера, используя кнопки управления телевизором (см. фото на рис. 1).

От "старых добрых времен" у многих остались различные колонки и динамические головки, которые и выбросить жалко, и применить некуда. Популярные в свое время AC 35AC-01 или их модификации с успехом можно применить в качестве фронтальных. В этом случае сабвуфер становится ненужным, а в качестве центрального громкоговорителя с успехом можно использовать АС телевизора, тем более что ПДУ есть у всех современных телевизоров. Нелишне заметить, что качество дисков на рынке оставляет желать лучшего. Мне попадались диски формата 5.1 (особенно с переводом на русский язык), при воспроизведении которых звук центрального канала приходилось вообще выключать. При исключении центрального канала и сабвуфера (в настройках воспроизведения DVD) звуковая информация распределяется между фронтальными каналами.

Известно, что из-за особенностей строения слухового аппарата человека локализация звуковых образов в стерео-панораме происходит в среднечастотном диапазоне. Поэтому в качестве тыловых можно использовать практически любые широкополосные динамические головки в акустическом оформлении.

Замечено, что хотя оба источника звука (TV тюнер и DVD плейер) - цифровые с аналоговыми выходами, тембр у них все-таки разный, поэтому настройки тембра было решено сделать для каждого источника звука независимыми. В формате 5.1 номинальные уровни звука во фронтальных и тыловых каналах должны быть примерно одинаковыми. В формате же 2.0 тыловые каналы используются в качестве "подсветки", поэтому уровень в этих каналах должен быть понижен. Регулировки баланса также должны быть независимыми от режима работы.

Во многих местностях, особенно в глубинке, качество электросети пока еще оставляет желать лучшего. Внезапное отключение и еще более внезапное включение света, перекос фаз, протекание потолка и т. п. происшествия наводят на мысль, что оставлять электроприборы постоянно включенными в сеть нецелесообразно. Хотя многие уже привыкли к тому, что подобные устройства постоянно готовы к употреблению, т. е. находятся в дежурном режиме. Поэтому было принято решение, помимо дежурного режима, иметь возможность полного отключения ДК от сети. А специально для забывчивых введен отключаемый таймер питания. Кроме того, при нахождении устройства в дежурном режиме свыше 5 мин при выключенном таймере на экран дисплея периодически выводится уведомление о том, что таймер выключен и, следовательно, устройство необходимо выключить принудительно.

Управление ДК должно быть максимально простым, а индикация дисплея - информативной и интуитивно понятной. Поэтому решено оперативно управлять переключением рабочего и дежурного режимов, регулировкой общей громкости, выбором источника звука и его режимом. Остальные регулировки можно вызывать через меню.

Детали должны быть доступны и дешевы; наконец, самодельная конструкция - это всегда собственный выбор и предпочтения, что немалого стоит для радиолюбителя. Все это реализовано в предлагаемой конструкции.

Схема устройства

Принципиальная схема устройства показана на рис. 2. Включение всех микросхем и модулей - типовое, рекомендованное производителями. Микросхема четырехканального УМЗЧ TDA7384 с максимальной кратковременной мощностью 4x25 Вт на нагрузке сопротивлением 4 Ом (при напряжении питания 14 В) пользуется популярностью не только у автолюбителей [1].

Рис. 2

Входные цепи организованы так, чтобы имелась возможность выбирать кнопкой AV источник звука и его режим по кольцу D2-D4-S2-D2 и т. д. Режим D4 используется при просмотре DVD фильмов, имеющих звуковое сопровождение формата 5.1. Режим D2 используется при просмотре DVD фильмов со звуковым сопровождением формата 2.0 и прослушивании аудиодисков; при этом реализуется режим стерео с "подсветкой". Режим S2 используется при приеме каналов со спутникового ресивера или любого другого источника стереосигналов.

В ДК применены две микросхемы звуковых процессоров TDA7313 (DA1, DA2), имеющие одинаковые адреса. С целью реализации преимуществ двухпроводной шины, экономии выводов портов микроконтроллера и обеспечения возможности регулировки баланса по фронту и глубине сигналы на усилитель мощности подаются с разных выходов микросхем TDA7313: на фронтальные каналы - с основных выходов одной микросхемы (DA1), а на тыловые - с дополнительных выходов другой (DA2).

Как видно из схемы, модуль жидкокристаллического индикатора (ЖКИ) питается выходным током порта микроконтроллера. Типовой ток потребления примененного модуля - около 1 мА, а нагрузочная способность выходов портов микроконтроллера ограничена 20 мА. Такое решение позволяет программно включать и выключать модуль и снимает все проблемы с инициализацией. Ключ на VT1 управляет светодиодом подсветки модуля ЖКИ. Ток подсветки - не более 50 мА; его устанавливают подбором резистора R1. Вывод 3 HG1 предназначен для регулировки контрастности индикатора, в моем экземпляре оказалось достаточным соединить его с общим проводом.

Выход RB1 микроконтроллера использован для автоматического управления питанием. Сразу после инициализации микроконтроллер устанавливает на нем высокий уровень. При срабатывании таймера или принудительном выключении питания уровень становится низким. Этот сигнал можно использовать для управления электромеханическим или электронным реле включения питания.

В качестве источника питания применен квазирезонансный преобразователь напряжения, описанный в [2], с некоторыми изменениями.

О деталях

Никаких особых требований к деталям "обвязки" микросхем не предъявляется, однако в сигнальных цепях процессоров и усилителя не рекомендуется применять керамические конденсаторы с ненормированным ТКЕ групп Н50-Н90. Оксидные конденсаторы нужно проверить на емкость, утечку и допустимые значения ЭПС. Стабилизаторы можно заменить любыми маломощными, в том числе и на дискретных элементах. Узел фотоприемника - любого типа; важно лишь, чтобы его резонансная частота совпадала с несущей частотой сигналов ПДУ.

В устройстве применен однострочный модуль ЖКИ с размерами знакоместа 9,7x4,84 мм - BC1601DGPLCH. Применение однострочного модуля продиктовано желанием минимизировать высоту корпуса устройства. Данный модуль выполнен на основе контроллера KS0066 и имеет следующую особенность. Одна 16-символьная строка фактически состоит из двух, по 8 символов. Это несколько усложняет программное управление модулем, но уменьшает его стоимость.

В качестве HL1 применен малогабаритный сверхъяркий светодиод (например, синий НВЗВ-448АВСА) с током начального свечения менее 1 мА.

О программе

В качестве контроллера выбран PIC16F84, как один из самых распространенных, простых и освоенных многими любителями.

Программа разрабатывалась и отлаживалась в системе Proteus_6.7sp3, она не использует сторожевой таймер и занимает примерно 80 % объема памяти программ (есть место для усовершенствования). Конфигурация контроллера и данные для EEPROM находятся в тексте программы.

Следует заметить, что в симулято-ре Proteus_6.7sp3 имеется модель однострочного модуля ЖКИ под именем LM020L, однако у нее несколько отличий от ВС1601. Во-первых, у нее единая 16-символьная строка, во-вторых, разряд управления сдвигом экрана проинвертирован и, в-третьих, не совпадает кодовая таблица. Минимизировать отличия можно следующим образом: в окне редактирования компонента LM020L заменить строку {ROW1=80-8F} строкой {ROW1=80-87 С0-С7}; файл LCDALPHA.DLL в папке MODELS программы Proteus 6 Professional заменить файлом TOPICMODELLCDALPHA.DLL из папки в дополнительных материалах (см. примеч. ред.).

Там же, в дополнительных материалах, в папке TOPICMODEL имеются исходный текст программы (unch.asm), соответствующий ему НЕХ-файл (UNCH.HEX) и модель устройства для системы Proteus (unch.DSN). Модель можно запустить кликом мыши на исполнение и посмотреть ее в работе.

Питание включается кратковременным нажатием кнопки "POWER" БП (на схеме не показан) на лицевой панели устройства. При этом загорается светодиод HL1, а устройство переводится в дежурный режим. Кнопкой POWER переводят ДК в дежурный (ST-BY) режим. Повторное нажатие на эту кнопку, если устройство находится в дежурном режиме, приводит к выключению питания ДК либо по таймеру, либо немедленно (если таймер выключен). Последняя минута работы таймера индицируется на дисплее с обратным отсчетом времени. Перевод ДК из дежурного режима в рабочий производится посредством любой кнопки управления ПДУ (разумеется, в зоне управления) в любой момент, пока светится светодиод HL1, который индицирует дежурный режим (ST-BY).

Кнопкой AV переключают входы и режим входа по кольцу (см. выше). При этом при каждом переключении происходит плавное нарастание громкости до ранее установленного уровня и загружаются соответствующие настройки баланса и тембра.

Кнопками PR- / PR+ листают пункты меню в прямую и обратную стороны. Если в левой части дисплея появляется знак S2 или D2/4, то это означает, что настройка индивидуальная для выбранного режима.

Кнопками VOL- / VOL+ изменяют значение параметра регулирования, название которого индицируется на дисплее в данный момент. Если параметр имеет цифровое значение, то оно индицируется в правой части дисплея, в децибелах для уровней (с шагом, предусмотренным для TDA7313) и в секундах для временных параметров. Незначащие разряды погашены. Положение регуляторов тембра отображается со знаком, а баланса - в виде разности условных уровней (например, фронтальный уровень больше тылового на 5 дБ). Направление регулировки назначено следующим образом. Кнопкой VOL+ смещают точку локализации звука вправо или в сторону фронта, а
кнопкой VOL- соответственно влево или в сторону тыла.

Если устройство находится в рабочем режиме и никакие команды с ПДУ не подаются, то через промежуток времени, определяемый параметром WIPE, будет происходить циклическая индикация всех доступных для изменения параметров (своеобразная заставка). В режиме "заставка" при подаче команды VOL- или VOL+ программа перейдет на регулировку громкости, по командам PR- или PR+ - на предыдущую или следующую от "ГРОМКОСТЬ" функцию соответственно.

Пункт меню "БАС" может иметь состояние ВКЛ или ВЫКЛ.  При этом включается/выключается коррекция АЧХ в области нижних частот (тонком-пенсация).

Таймер также имеет два состояния: либо ВКЛ (примерно 5 мин), либо ВЫКЛ.

Параметр WIPE определяет период смены информации на дисплее в режиме "заставка" и время индикации уведомления о выключенном таймере, см. выше. Его можно изменять от состояния "Выключено" до 60 секунд шагами по 5 с.

Запись параметров в энергонезависимую память происходит автоматически при выключении питания, а чтение в оперативную память - после включения. С целью экономии ресурса микроконтроллера в энергонезависимой памяти обновляются только те параметры, которые изменились в текущем сеансе работы.

Все текстовые сообщения, за исключением некоторых символов, которые формируются программно, находятся в EEPROM. Программа использует адрес текста и число знаков в нем, при замене надписи это нужно учитывать.

Протоколом I2C предусмотрен специальный сигнал подтверждения (АСК), который формирует приемник (TDA7313) при успешном приеме информации от передатчика (микроконтроллер). В данной конструкции сигнал АСК формируется программно. Это решение обусловлено следующими соображениями.

Шина управления I2C достаточно универсальна и предназначена для работы с разным числом ведущих и ведомых устройств, которые могут иметь различные тактовые частоты, быстродействие, технологии изготовления, напряжение питания, и тогда вопросы помехоустойчивости и достоверности имеют принципиальное значение. Сигнал подтверждения и служит одним из элементов обеспечения этих требований. Но в нашем случае мы имеем монопольное управление ведущего устройства практически одним ведомым, а передатчик и приемник расположены на одной плате на минимальном расстоянии друг от друга. Поэтому помехоустойчивость здесь обеспечивается конструктивно. Подробно цифровая шина I2C описана в [3].

О дистанционном управлении

Данная конструкция разрабатывалась для DVD плейера LG DF599X со встроенным декодером многоканального звука. Если модель DVD плейера совпадает с авторской, то нужно учитывать, что для управления телевизорами разных производителей изготовителем плейера предусмотрено девять типов кодировок. В авторском варианте использована кодировка № 9 (она же зашита в модель системы Proteus). Выбор именно этой кодировки обусловлен тем, что структура ее команд в корне отличается от подавляющего большинства других.

Рис. 3

На рис. 3 представлены осциллограммы команд для всех используемых в конструкции кнопок ПДУ. Наглядный анализ структуры этих сигналов оказался возможен с помощью программы для редактирования звука Audacity.

Из рис. 3 видно, что команды достаточно короткие - всего 12 информационных импульсов, из них только 8 - собственно, код кнопки. Длительности импульсов соотносятся как 4:2:1. Таким образом, самый короткий импульс интерпретируется как 0, удвоенной длительности - как 1 и учетверенной - стартовый. Четыре последних импульса можно использовать для обеспечения помехоустойчивости и идентификации стопа (высокий уровень). При отсутствии несущей на выходе фотоприемника всегда действует высокий уровень, поэтому активным будет низкий.

Помехоустойчивость обеспечивается троекратной передачей команды. При удержании кнопки генерируются сами команды, а не специальная кодовая комбинация, как в других кодировках. Числовые значения кодов кнопок, за исключением одной, образуют последовательный ряд, что позволяет очень просто организовать вычисляемый переход в программе. Таким образом, дешифрация команд получается чрезвычайно простой и надежной, за время эксплуатации (более года) не было ни одного сбоя.

Разумеется, можно использовать и другие ПДУ с другой кодировкой. Для этого нужно изучить структуру команд, измерить временные параметры и определиться с их интерпретацией.

Архив с дополнительными материалами.

Литература:

1. Долгов О., Чуднов В. Усилитель мощности 34 TDA7384A. - Радио, 1999, № 10, с. 43, 44.
2. Гайно Е., Москатов Е. Полумостовой квазирезонансный блок питания. - Радио, 2004, № 6, с. 35, 36.
3. Коннов А., Пескин А. Цифровая система управления I2C. - Радио, 1996, № 10, с. 14, 15.

Автор: Г. Воронцов, г. Борисоглебск Воронежской обл.; Публикация: radioradar.net

Смотрите другие статьи раздела Усилители мощности транзисторные.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Микропластик в атмосфере - скрытый ускоритель глобального потепления 31.05.2026

Микропластик уже давно признан одним из самых масштабных загрязнителей планеты. Он проникает в океаны, почву, организмы животных и даже в тело человека. Однако до недавнего времени мало кто задумывался о его влиянии на климатические процессы. Новое исследование показало, что микро- и нанопластик в атмосфере способен поглощать тепло, тем самым внося дополнительный вклад в глобальное потепление. Ученые обнаружили, что воздействие пластиковых частиц на климат зависит от их цвета. Светлые частицы отражают солнечный свет и способствуют некоторому охлаждению, в то время как более темные - активно поглощают тепло и излучение. Со временем пластик в атмосфере темнеет под воздействием ультрафиолета, что усиливает его согревающий эффект. Этот процесс напоминает пожелтение пластиковых парковочных талонов, оставленных на солнце. Соавтор исследования, заслуженный профессор наук о Земле в Университете Дьюка Дрю Шинделл отметил, что влияние микропластика на изменение климата пока относительно не ...>>

Универсальный бытовой робот-гуманоид GigaAI SeeLight S1 31.05.2026

Развитие робототехники постепенно переносит сложные машины из промышленных цехов прямо в повседневную жизнь людей. Китайская компания GigaAI сделала важный шаг в этом направлении, представив SeeLight S1 - первую в стране модель универсального бытового робота-гуманоида. Эта разработка призвана взять на себя рутинные домашние дела и стать настоящим помощником в повседневной жизни. Уже в конце текущего месяца сотня роботов SeeLight S1 начнет проходить испытания в специализированном жилом комплексе, предназначенном для работников высокотехнологичных отраслей. По словам генерального директора GigaAI Чжу Чжэна, в первой половине 2027 года роботы будут переданы для бесплатного тестирования обычным семьям в Ухане - столице провинции Хубэй. Такой подход позволит собрать реальные данные о работе устройства в домашних условиях. В демонстрационном видео робот, передвигающийся на колесах, уверенно справляется с множеством бытовых задач. Он нарезает овощи, жарит яйца, загружает стиральную маши ...>>

Вкусовые пристрастия формируются еще в утробе 30.05.2026

Предпочтения человека к еде закладываются задолго до первого прикорма. Современная наука подтверждает, что ребенок начинает знакомиться с ароматами и вкусами пищи еще до рождения, через околоплодные воды. Новое международное исследование показало, что регулярное потребление определенных продуктов беременной женщиной может формировать долгосрочные пищевые предпочтения у ребенка, сохраняющиеся даже спустя годы после появления на свет. Ученые из университетов Великобритании, Франции и Нидерландов провели эксперимент с участием беременных женщин. Одной группе будущих мам давали капсулы с порошком капусты кейл, другой - с порошком моркови. Реакцию детей на эти запахи проверяли в три этапа: сначала в утробе матери с помощью 4D-УЗИ на поздних сроках беременности, затем в возрасте трех месяцев и, наконец, когда детям исполнилось три года. Результаты оказались весьма убедительными. Дети женщин, принимавших порошок кейла, положительно реагировали на запах этой капусты, но негативно - на ар ...>>

Случайная новость из Архива Разработана самая легкая краска 04.04.2023 Канадские ученые разработали самую легкую в мире краску, которая весит всего 2,5 нанограмма на квадратный сантиметр и может покрыть поверхность размером с самолет Boeing 747, потратив около 3 килограммов краски. Этот инновационный продукт имеет потенциальное применение в различных отраслях промышленности, включая аэрокосмическую, где он может помочь снизить вес самолетов и, в конечном счете, сократить потребление топлива. Новая краска была создана исследователями из Университета Торонто и состоит из полых наночастиц диоксида кремния, которые невероятно малы и легки, и могут рассеивать свет таким образом, что отражает определенный цвет. Частицы суспендированы в жидкости, которую можно легко распилить на поверхности. Уникальные свойства этой краски отличают ее от традиционных цветов, полагающихся на пигменты для создания цветов. Полые наночастицы кремнезема в новой краске не поглощают свет, а напротив, отражают его, создавая нужный цвет. Это делает краску невероятно легкой, но очень эффективной. Кроме потенциального использования в аэрокосмической отрасли новая краска также может найти применение в автомобильной промышленности, где она может быть использована для облегчения транспортных средств и повышения их топливной эффективности. Она также может быть использована в строительной отрасли для создания высокоотражающих покрытий, которые помогут снизить количество энергии, необходимой для обогрева и охлаждения зданий. Разработка этой самой легкой в мире краски является значительным прорывом в материаловедении и имеет потенциал для революции в различных отраслях промышленности. Ее способность отражать свет, оставаясь невероятно легкой, открывает перед дизайнерами и инженерами целый ряд новых возможностей для создания более энергоэффективных продуктов.

Другие интересные новости:

▪ Мониторы iiyama ProLite XU2490HS-B1 и XU2590HS-B1

▪ Мягкий робот для океана

▪ Каждое процессорное ядро получит маршрутизатор

▪ Ловушка для фальшивомонетчика XXI века

▪ Intel представила чип для мобильных устройств с поддержкой WiMax

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Основы первой медицинской помощи (ОПМП). Подборка статей

▪ статья Нормальные герои всегда идут в обход. Крылатое выражение

▪ статья Почему павлин распускает перья? Подробный ответ

▪ статья Шафран. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Контроль исправности заднего фонаря. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Стерео - в простом УКВ приемнике. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

[an error occurred while processing this directive] Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026