Схемы селектора входов для унч. Электронный коммутатор входов (переключатель) для усилителя мощности (К561ЛА7, К561КП1). Детали и подключение

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.

В большинстве недорогих отечественных и импортных телевизоров есть только одна пара аудио-видеовходов, в то время, как «домашняя видеосистема» сейчас редко ограничивается одним только видеоплейером, и для того чтобы к такому телевизору подключать DVD-плеер, игровую приставку, приходится все время переключать штеккера в эти разъемы.

Имеющиеся в некоторых телевизорах дополнительные аудио-видео входы на передней панели проблемы не решают, так как они подключены параллельно основным и для подачи на них сигнала все равно нужно отключать аппаратуру из основного разъема.

Если в вашем телевизоре тюнер с аналоговым переключением диапазонов (три вывода по питанию переключаются тремя транзисторными ключами, управляемыми контроллером управления), в телевизоре можно сделать до трех переключаемых при помощи пульта ДУ входов.

Дело в том, что радиоканал большинства телевизоров, при переходе на режим «AV» не выключается, а только отключается по низкой частоте. При этом, на выходных разъемах есть видео и аудиосигналы телепередачи. Значит, предварительный выбор телепрограммы сохраняется, а вместе с ним и выбор диапазона тюнера.

Идея в том, чтобы сделать три дополнительные настройки на три программы, работающие в разных диапазонах и присвоить их номера видеовходам. Например, если в вашей местности принимается десять телепрограмм, то, просто делаем три дополнительные настройки (№11, №12, №13) на любые из программ, работающих в разных диапазонах и присваиваем их номера самодельным видеовходам (например, 1-й вход - программа №11, 2-й -программа №12, 3-й - программа №13).

А переключать входы можно при помощи транзисторных ключей и электромагнитных реле, собрав простую схему, показанную на рисунке.

Разъемы V IN и A IN , - это штатные разъемы, выведенные на заднюю панель телевизора, они не переключаются. Остальные три пары разъемов - дополнительные, они переключаются электромагнитными реле К1-К3. Для управления ключами VT1-VT3 подаются на их базы напряжения с выходов переключателя диапазонов тюнера (с дрожек идущих к выводам BU, ВН и BL тюнера).

В данной схеме используются малогабаритные реле типа BT24S, с обмотками на 24V и двумя контактными группами. При номинальном напряжении на обмотке 24V эти реле хорошо работают и на пониженном напряжении до 12-15V. Это позволяет для питания обмоток использовать источник питания УМЗЧ телевизора, напряжение которого в разных моделях может быть от 12 до 20V.

Дополнительные разъемы монтируются непосредственно на задней стенке корпуса телевизора. Реле и ключи монтируются рядом объемным способом на специально установленной контактной плашке. Все три реле собирают в один блок и склеивают корпусами вместе и к задней стенке телевизора (клей типа «Момент-1М»). Соединение с разъемами основного входа. - двухпроводным экранированным проводом, со схемой телевизора, - пятипроводным ленточным кабелем.

Переключают входы так, - включаете программу, которой присвоен номер входа, а затем, нажимаете «AV». Если нужно сменить вход, - включаете «TV», затем программу, которой присвоен номер нужного входа, затем снова «AV».

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.

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!