Цифровой селектор входных сигналов на мультиплексорах кмоп структуры. Расширенный селектор входов и выходов умзч с универсальным декодером ду Селектор аудио входов для усилителя

Наверняка у многих радиолюбителей, особенно старшего поколения, в закромах до сих пор пылятся микросхемы «жёсткой» логики типа серий К155, КР1533, К561 и аналогичных. Многие с них начинали своё знакомство с цифровой техникой. В эпоху микроконтроллеров такие микросхемы применяются всё реже и реже, а выкинуть подобный "раритет " не у каждого поднимется рука...

Попробуем найти им хоть какое-то применение, а в разрезе нашего издания, разумеется, попытаемся их пристроить в аудиотехнику.

Предлагаемая конструкция селектора входов усилителя позволяет с помощью удобного и модного валкодера переключать входы вашего аппарата, а также выбирать какой из них будет активирован при включении питания (валкодер должен иметь функцию нажатия кнопки). Забавная схема получилась, однако.

В промышленных аппаратах это выглядит примерно так:

Теперь свой усилитель вы можете тоже оснастить таким модным коммутатором.

Плюсы устройства:

  • довольно удобная коммутация входов с различными вариантами индикации активного входа
  • низкая стоимость и доступность комплектующих элементов,
  • отсутствие тактовых сигналов (истинные аудиофилы могут смело встраивать этот селектор в свои ламповые усилители — схема генерирует импульсы только в момент переключения входов .)
  • возможность выбрать и при необходимости оперативно поменять вход, который будет активироваться при включении усилителя.
  • количество коммутируемых входов можно изменять от 2 до 10.

Справедливости ради отметим и минусы устройства:

  • нерациональное использование микросхемы памяти. В работе задействована только одна ячейка. Хотя, учитывая нынешнюю стоимость таких микросхем, этот недостаток можно считать несущественным.
  • отсутствие дистанционного управления.
  • относительная сложность. На микроконтроллере всё было бы гораздо проще, хотя не факт, что дешевле.
  • повышенное энергопотребление. Зависит от примененной серии микросхем. На фоне общего потребления электроэнергии ламповым усилителем этот недостаток тоже весьма относительный.

Принципиальная схема устройства представлена на рисунке:

Увеличение по клику

На микросхеме IC7 выполнен подавитель дребезга контактов валкодера. Элементы IC8A, IC8B, IC1a, IC1C формируют счётные импульсы в одном канале при вращении валкодера в соответствующую сторону, блокируя второй канал для предотвращения ложных срабатываний. Счётные импульсы поступают на реверсивный счётчик IC3, который является «сердцем» данного устройства.

С выходов счётчика двоичный код выбранного входа поступает на дешифратор — микросхему IC6. С выходов дешифратора сигналы через буферные каскады (на схеме не показаны) используются для управления реле или электронными ключами, которые непосредственно коммутируют входы усилителя.

Также сигналы с выводов 1 и 10 используются для блокировки счёта при достижении первого или последнего входов. В показанном на схеме варианте селектор способен коммутировать 9 входов. Если нужно меньше, например 4 входа, то вывод 6 микросхемы IC1B следует подключить к 4 выводу микросхемы IC6.

С выходов двоичного счетчика (кстати, если входов меньше 10, то можно использовать и двоично-десятичный счётчик) двоичный код выбранного входа поступает также на двунаправленный буфер IC5. При нажатии на кнопку валкодера через подавитель дребезга контактов на элементе IC8C элементами IC2a IC2B формируются управляющие сигналы для записи кода активного входа в энергонезависимую память EEPROM IC4 в ячейку с нулевым адресом.

При включении питания микросхема памяти выставляет на шину данных значение, записанное в нулевую ячейку памяти. Это значение загружается по асинхронным входам в счетчик IC3 по импульсу, сформированному цепью R6, R7, C6. Так происходит активация выбранного входа.

Организовать индикацию активного входа можно двумя способами.

Первый способ — это к выходам дешифратора IC6 подключить светодиоды. Тогда получится вариант, как показан на первом рисунке (смотри выше).

Второй способ более продвинутый. К выходам счётчика A B C D можно подключить через дешифратор типа КР514ИД1/КР514ИД2 семисегментный светодиодный индикатор, который будет показывать номер выбранного входа.

Так как высокое быстродействие от схемы не требуется, то в устройстве можно применить цифровые микросхемы разных серий, от чего будет зависеть потребляемая мощность.

Отечественные аналоги используемых микросхем:

  • IC1, IC2, IC7, IC8 — 4093 — К561ТЛ1 и аналогичные
  • IC3 — 74HC193 - КхххИЕ6, КхххИЕ7
  • IC5 — 74HC245 — КхххАП6 (АП4 или АП5 с изменением схемы)
  • IC6 — 74HC42 — КхххИД6 (можно применить другие дешифраторы в зависимости от требуемого количества коммутируемых входов)

Статья подготовлена по материалам журнала «Электор».

Вольный перевод Главного редактора «РадиоГазеты».

Удачного творчества!

Итак, захотелось мне собрать домашний усилитель для прослушивания музыки и просмотра фильмов. И надо сказать, это у меня получилось, и результатом я очень доволен.

В качестве основы, по совету моего друга, выбрал усилитель на микросхеме LM1875. Плата усилителя содержит четыре вышеупомянутых микросхемы: по одной на каждый канал, и пара работает в мостовом режиме для сабвуфера.

LM1875 заслуживает всяческих похвал, по своим показателям она значительно превосходит многие ИМС аналогичного класса, выпускаемые другими производителями. Это действительно так, на сегодняшний день, производитель(National Semiconductor) - один из явных лидеров в этой области, владеющий уникальной технологией. Но самое главное – микросхемы от NS славятся своей высокой надежностью.
Аргументы за LM 1875:
1 - гораздо надежнее, чем TDA2030
2 - характеристики лучше, чем у TDA2030
Аргументы против TDA2030:
1 - эти ИМС имеют нехорошую привычку “ гореть “, хотя, это еще мягко сказано – сам был свидетелем того, как они ВЗРЫВАЮТСЯ, разбрасывая вокруг осколки корпуса.
2 - по такому немаловажному показателю как коэффициент нелинейных искажений, TDA2030 отстает от LM1875.
3 - в продажу часто поступают явные подделки от ""левых " фирм (форма корпуса у подделок строго прямоугольная)
4 - даже среди фирменных изделий нередко встречается откровенный брак

Производитель обещает 25Вт на канал и 50Вт на сабвуфер.
В качестве бонуса на плате есть темброблок на паре операционных усилителях NE5532, который характеризуется неплохими показателями звука.
Вот такая плата усилителя:


На плате есть маркировка TDA2030, т.к. эти микросхемы, как я предполагаю, теоретически взаимозаменяемые.

Далее селектор входов. Т.к. хотелось использовать усилитель с разными источниками звука, то такой элемент очень облегчает комутацию - не надо передергивать разьемы, достаточно переключить на нужный вход галетным переключателем. Однако, для исключения помех, коммутация аудиосигнала осуществляется через реле.
Не нашел сходу фотку именно такого варианта, как у меня. Вот фото аналогичного:

У меня был уже собранный и с гнездами RCA

Теперь корпус.
В качестве корпуса я использовал видеомагнитофон с минималистическим дизайном передней панели. Нашел и купил с рук буквально за стописят рублей какой-то Goldstar

Надо заметить, что на этом фото уже собранный усилитель с ручками регулировки громкости и управлением селектора входов. Видик выглядел также, только вместо ручек были кнопки.

Вся начинка из видеомагнитофона отправилась на помойку (ну что я пишу!? На какую помойку? В коробку и в гараж. Ведь там столько всяких ништяков типа винтиков, шестеренок и пр.:)), некоторые перегородки в корпусе вырезаны:

Тут уже установлен фильтр и разъем питания.

А теперь небольшое отступление о том, какая ситуация приключилась с моим заказом.
Когда я искал плату усилителя, я хотел, чтобы она была синего цвета - это вот такая моя конструкторская блажь. Не красную, а именно синюю!
Нашел в одном магазине, но там их надо было покупать несколько штук одним лотом. Спросил у продавца - можно ли выслать один - да, можно! Но чуть дороже. Потом спросил на удачу - нет ли платы селектора у них (в магазине не было), продавец запросил фотку, того, что мне нужно и сказал - не вопрос, найдем!
Далее выслал мне счет с картинками и ценами, я оплатил и стал ждать.
Вот через месяц я получил заветную посылку и распаковал ее. Проклятье! Плата КРАСНАЯ! И конденсаторы меньшей емкости, и вообще, не то пальто!


Написал продавцу не надеясь на благоприятный исход дела…
Но, реакция продавца меня, честно говоря, порадовала! Он, вернее, как оказалось позже, ОНА, запросила фотку того, что мне пришло. Потом они там что-то порешали со своим босом и милая девушка Shirly много раз извинилась за оплошность и сказала, что скоро я получу новую плату усилителя. Не успев отойти от столь приятного известия получаю извещение с почты. Что такое? А это новая плата усилителя уже пришла! За 9 (девять) дней! Да еще и тяжелая 0.5 кг посылка. Вскрыв ее, я обнаружил там заветную плату, да еще и с массивным радиатором, который был заботливо прикручен к микросхемам! Вот так сюрприз!
Благодарности моей не было границ.
Считаю, что порядочность людей, работающих в этом магазине заслуживает уважения!

Вот этот добропорядочный коллектив поздравляет меня с Новым годом:

Вообще этот магазин занимается в основном аксессуарами для экшн-камер типа GoPro, но есть и ряд других товаров.

Это была рекламная пауза, а теперь продолжим.
Настала очередь подумать о питании. Питание усилителя сродни фундаменту для дома. Много раз читал, как подключают усилки к импульсному компьютерному БП, а потом сетуют на искажения. Чудес не бывает, для нормального звука нужны трансформаторы. А в моем случае их понадобилось два, т.к. питание у этого усилителя двуполярное. Великолепные трансформаторы обнаружились в старых бесперебойниках. Померяв сопротивления выходов находим куда подключать 220 вольт, и откуда забирать переменное напряжение для питания усилителя.

Около 14 вольт переменки под небольшой нагрузкой - то что доктор прописал!

Итак, скидываем все детали в кучу, подключаем на временных проводках, все работает, да еще как, звук приятный, искажений нет.
Замечу, ни на какой бескислородный хай-фай эта конструкция не претендует, но для озвучивания небольшой комнаты в 20м2 вполне себе подходит. В качестве акустических систем у меня пока используются полочные Attitude Alfa 20. И потом я задействовал выход сабвуфера на простенький сабик BBK 30Вт, регулятором мощности НЧ я поставил примерно 15% от максимума, иначе начинает рвать динамик.

Расположил все компоненты в корпусе:

Это селектор входов:

Заветная СИНЯЯ плата усилителя с массивным радиатором:

Вид сзади:

В планах сделать включение и выключение одной тактильной кнопкой и поставить модуль задержки включения акустики, т.к. есть щелчок при включении и выключении питания.

В заключение видео, ради чего это все затевалось и как мы «мучаем» сабик:) Т.к. сегодня день защиты детей, то главную роль в ролике играют мои дочки. ;) Запись, к сожалению, не передает всей звуковой атмосферы.

Планирую купить +52 Добавить в избранное Обзор понравился +58 +132

Стереоусилитель редко используется только с однимисточником сигнала, для оперативного переключения различных источников сигнала желательно чтобы у стереоусилителя было несколько переключаемых входов.

В простейшем случае входы можно переключать механическим переключателем. Но надежность механического переключателя весьма относительна, его контакты корродируют и в какой то момент возникают шумы, часто связанные с механическим воздействием.

В самом плохом случае даже может возникнуть акустическая обратная связь, при которой вибрации от работы акустических систем передаются изношенному механическому переключателю, контакты которого дребезжат.

В этом смысле, электронный переключатель значительно надежнее. На рисунке показана схема простого электронного переключателя трех входов стереоусилителя, с квазисенсорным управлением и светодиодной индикацией включенного входа.

Схема селектора каналов

Схема состоит из устройства управления, выполненного на микросхеме D1 и электронного переключателя на микросхеме D2.

Рис. 1. Принципиальная схема электронного коммутатора входов для стерео усилителя мощности.

Схема на микросхеме D1 представляет собой широко известную схему трехфазного RS-триггера, реализованную на микросхеме К561ЛА7. Изменение состояния триггера осуществляется кнопками S1-S3, подающими на его три входа логические нули (активный уровень - логический ноль). Соответственно, есть и три выхода (активный уровень тоже - ноль).

Трехфазный триггер может принимать три состояния, в каждом из которых логический ноль есть только на одном из его выходов. Соответственно, на выходе элемента D1.1, D1.2 или D1.3. Состояние триггера индицируется светодиодами HL1-HL3, подключенными к его выходам через транзисторные ключи VТ1-VТЗ.

Ключи выполнены на транзисторах р-п-р структуры, поэтому они открываются логическими нулями, поступающими на их базы с выходов логических элементов через резисторы R4-R6.

Электронный переключатель сделан на микросхеме D2 типа К561КП1. Микросхема содержит два переключателя на два направления и четыре положения, управляемые цифровым кодом, поступающим на управляющие входы. Код управления цифровой и двухразрядный. То есть, всего четыре положения «00», «01», «10» и «11».

Соответственно, открываются каналы «0», «1», «2» и «3». Для управления переключателем берутся логические уровни только с двух выходов трехфазного триггера на D1. В результате, в различных состояниях триггера на D1 получаются коды «01», «10» и «11».

Этого достаточно для управления микросхемой К561КП1 для переключения на три положения («1», «2» и «3»).

Входные сигналы от разных трех источников сигналов поступают на парные разъемы Х1, Х2 и ХЗ. Каждый из них представляет собой пару коаксиальных гнезд «тюльпанов», сейчас широко используемых в различной аудио и видео технике.

Выходным является такой же разъем Х4, но на практике, если переключатель входов будет размещен внутри стереоусилителя, этой пары Х4 может и не быть, просто с выводов 13 и 3 сигнал по экранированным кабелям поступает на вход предварительного УНЧ.

Детали и подключение

Микросхема К561КП1 может коммутировать как цифровые, так и аналоговые сигналы. Но, при коммутации аналогового сигнала нужно чтобы он находился между полюсами питания, желательно посредине (при этом будут минимальные искажения аудиосигнала).

Поэтому, второй вывод минуса питания ключей (вывод 7), который обычно соединяется с общим минусом питания, здесь соединяется с отрицательным источником питания (-5V). Таким образом, питание переключателя двухполярное.

С этим нет никаких проблем, так как предварительные УНЧ обычно делают по схемам на ОУ, также, питающимся от двуполярного источника. Если напряжение источника более ±7V, нужно на схему подавать питание через понижающие стабилизаторы, например, на интегральном стабилизаторе 7805 сделать источник +5V, а отрицательный на простои параметрическом стабилизаторе из стабилитрона на 4,7-5,6V и резистора. Светодиоды HL1-HL3 - любые индикаторные, например, АЛ307 или их аналоги.

Селектор входов для усилителя на реле (DIY).

Чтобы коммутировать несколько входных сигналов на усилитель мощности без постоянного передергивания шнуров используются различного рода селекторы. Ниже представлена принципиальная схема такого селектора, в качестве коммутирующих элементов в ней применены реле на напряжение 12 Вольт. Схема способна коммутировать 4 стереофонических источника звукового сигнала. Входные разъемы RCA и реле располагаются на одной небольшой плате, это позволяет снизить помехи и использовать меньшее число экранированных кабелей. Выбор входов осуществляется миниатюрным галетным переключателем на 4 положения. Так же на плате расположены выпрямитель и фильтрующая емкость блока питания. Принципиальная схема селектора приведена ниже:

На разъем питания подается переменное напряжение 9...12 Вольт от понижающего трансформатора. На схеме после выпрямителя мы видим резистор R* с маркировкой 0R or more. Это сопротивление нужно для ограничения тока при использовании трансформаторов с более высоким напряжением, чем 9 Вольт. При подаче переменного напряжения 9 Вольт просто ставится перемычка. При подаче переменки 12 Вольт после выпрямителя и сглаживающей емкости получится 16,92 Вольта, а это для 12-ти вольтового реле уже многовато, ставим токоограничивающий резистор. Номинал прикидываем по формуле: 16,92-12 / ток обмотки реле.

Конфигурация платы выглядит следующим образом:

На рисунке желтой точкой под резистором R* обозначено место разреза дрожки в случае применения токоограничительного резистора.

Печатная плата релейного селектора входных сигналов в формате LAY6:

Фото-вид платы селектора LAY6 формата:

Разъем RCA стерео – 4 шт.
Реле 12 Вольт HK19F-DC12V-SHG – 4 шт.

Ссылка на страницу товара
Галетный переключатель на 4 положения – 1 шт.
Разъем 5Pin (2,54mm) подключения галетного переключателя – 1 шт.
Разъем 2Pin с болтовым зажимом (подключение питания) – 1 шт.
Разъем 3Pin (подключение выхода селектора на вход усилителя) – 1 шт.
Импортная диодная сборка типа W04, W06 – 1 шт.
Так же на плату можно поставить диодные сборки типа DB102, DB103 или подобные.
Конденсатор электролит 470...1000mF/25-35V – 1 шт.
Диод 1N4001 (в параллель обмоткам реле) – 4 шт.
Светодиод 5mm – 4 шт.
Резисторы в цепь светодиода 1 кОм – 4 шт.
Токоограничительный резистор 200R 0,25W – 1 шт.
Разъемы Input1 – Input4 - 3Pin 2,54mm – 4 шт. Это если вы будете использовать не штатные RCA входные разъемы, а внешние, которые установлены не на плате селектора, а на корпусе усилителя.
И еще один разъем Vcc – для подачи на плату постоянного напряжения питания, в этом случае переменка не подключается, да и диодную сборку можно не впаивать.

категория Схемы аудиотехники материалы в категории Подкатегория Схемы устройств коммутации и индикации аудиосигналов и предусилителей

Данный селектор предназначен для переключения шести источников сигнала на входе усилителя НЧ музыкального комплекса. Устанавливается он перед предварительным усилителем.

Селектор состоит из двух мультиплексоров К561КП1 и шести-канального переключателья-триггера на микросхеме К04КП020, которая применялась в переключателях каналов отечественных телевизоров 2,3 УСЦТ.

Схема селектора

Триггер К04КП020 включен по стандартной схеме. К нему подключены шесть отдельных кнопок S1....S3, при помощи которых производится выбор нужного канала. Сама микросхема работате таким образом что при нажатии на каждую кнопку на соответствующих выводах появляются логические "нули".
Например: нажимаем на кнопку S1. Она подключена к ячейке "1" (вывод 6). Нуль" появляется на соответствующих ячейках: вывод 2, 1 (при этом загорится светодиод VD1) и вывод 3.
Если нажать на, к примеру, на кнопку S3, то "Нуль" появится на выводах 24, 23 и 25.
Причем данное положение триггера будет сохраняться как угодно долго до тех пор пока на микросхеме присутствует питание.

Таким образом мы имеем три набора выходов которые могут управлять назывисимыми функциями: один из них переключает световыю индикацию, второй набор управляет мультиплексорами (которые в общем-то и переключают источники сигналов) а третий набор может управлять питанием отдлеьных устройств- например включать магнитофон, тюнер, DVD проигрыватель и так далее.

Одна из таких возможных цепей управления сетевым питанием показана на рисунке: это транзистор VT1 и реле P1. Использовать в качестве ключевого коммутатора симистор автор не рекомендует так как они могут вносить помехи в сигнал.
Реле можно использовать любое, главное требование это напряжение срабатывания 12 Вольт, а мощность контактов подбирается исходя из коммутируемой нагрузки.