Переменный резистор с цифровым управлением - ЦАП (К561ЛЕ5, К561ИЕ11, К561КП2)

Принципиальная схема электронного переменного резистора с цифровым управлением, может быть применен для кнопочного управления в самодельной и промышленной аудиоаппаратуре. Система дистанционного управления является неотъемлемым атрибутом любого современного аудиоцентра. Но так было не всегда.

У многих любителей музыки остаются в эксплуатации аудиоцентры, усилители ЗЧ, радиолы, магнитофоны, произведенные (или сделанные самостоятельно) не один десяток лег назад. В те времена такое понятие как электронная регулировка было достаточно редким явлением. В большинстве случаев регуляторы громкости, тембра, баланса строились по пассивным схемам, на переменных резисторах.

Обладая очень хорошим качеством звука (не в пример многим современным аппаратам), такая аппаратура практически не пригодна для введения в неё системы дистанционного управления, Дело в том, что система дистанционного управления управляет функциями аппарата либо по цифровой шине, либо изменяя постоянные напряжения.

В обеих случаях требуется какой-то усилитель, имеющий либо цифровой вход управления, либо электронную регулировку усиления путем изменения постоянного напряжения. Сейчас в продаже можно встретить множество импортных и отечественных микросхем с такими усилителями.

Но, это хорошо только в том случае, если вы конструируете аппарат "с нуля". Любое введение дополнительных регулируемых усилителей в уже готовый и отлаженный тракт, в котором применяются пассивные механические регуляторы, приводит к его полной разладке, и требует существенной переделки схемы предварительного усиления (фактически, - её замены).

Разумеется, "портить", таким образом, хороший и "любимый" усилитель захочется не каждому, тем более, что нет уверенности в том, что новый предусилитель или старый, но настроенный другим образом, будет работать не хуже прежнего.

В этой связи, реальным выходом из положения, не нарушающим работу прежнего предусилителя, может быть применение электронных аналогов переменных резисторов, представляющих собой цепь постоянных резисторов, точка подключения к которым переключается при помощи аналого-цифровых мультиплексоров.

Такая схема не только полностью имитирует работу переменного резистора, но и путем установки различных сопротивлений на разных ступенях регулировки позволяет задать практически любой закон регулировки, наиболее приемлемый в конкретной схеме предусилителя.

В любительских условиях проще всего за основу для системы дистанционного управления взять комплект модулей ДУ, предназначенный для модернизации советских телевизоров серии УСЦГ. Такие комплекты сейчас часто можно встретить в продаже, они неоднократно описывались в разной литературе и, поэтому, их схемотехника широко известна радиолюбителям.

Выходные сигналы такой системы ДУ, это выходы ЦАП, на которых меняются постоянные напряжения при нажатии кнопок регулировки, выход выключателя сетевого питания и восемь выходов для переключения программ телевизора. Нам нужны именно эти восемь выходов. Они дадут возможность управлять четырьмя электронными переменными резисторами, - по два выхода "уменьшить" и "увеличить" на каждый.

В связи с тем, что эти выходы системы ДУ телевизора должны работать совместно с восьмипрограммной системой переключения программ УСУ-1-15, они сделаны так, что на каждом из выходов появляется логическая единица только во время нажатия соответствующей кнопки пульта, и переходит в высокоомное состояние при отпускании кнопки пульта.

Функциональная схема

Функциональная схема дистанционного управления приводится на рис.1. Уровни от выходов модуля дистанционного управления поступают на реверсивный счетчик. Это приводит к изменению состояния счетчика и цифровой трехразрядный код с его выходов осуществляет управление перемещением движка С электронного переменного резистора между крайними выводами А и В.

Структурная схема эквивалента цифрового переменного резистора

Рис. 1. Структурная схема эквивалента цифрового переменного резистора.

Принципиальная схема

Принципиальная схема одного из простых вариантов такого устройства показана на рисунке 2. Материал размещен на сайте RadioStorage.net. Электронный переменный резистор выполнен на мультиплексоре D3.

Собственно, эквивалент переменного резистора образован цепью из семи постоянных резисторов R7-R13. величины сопротивлений этих резисторов зависят от требуемого полного сопротивления переменного резистора (сумма сопротивлений постоянных резисторов равна полному сопротивлению эквивалента переменного резистора), а так же, и от того, какой закон изменения сопротивления требуется.

От каждого из резисторов R7-R13 идет отвод к одному из выходов мультиплексора, и будучи электронным переключателем на восемь положений, мультиплексор, в зависимости от поданного на его управляющие входы двоичного кода, переключает вывод 3 на один из своих выходов.

Поскольку, у мультиплексора К561КП2, практически нет никакой разницы между входом и выходом, а организация двуполярного питания позволяет ему пропускать с минимальными искажениями через свои каналы практически любые аналоговые или цифровые сигналы, отрицательные или положительные, по модулю от нуля до 5V, то фактически, имеется эквивалент переключателя на восемь положений. Образующий с резисторами R7-R13 переменный резистор, движок которого может перемещаться восемью скачками.

Реверсивный счетчик D2 включен обычно. Изменение направления счета, согласно документации на К561ИЕ11, должно происходить между отрицательными входными счетными импульсами. Триггер D1.2-D1.3 управляет направлением счета.

Цепь C1-R5 дает некоторую задержку изменения уровня на счетном входе счетчика, чтобы наверняка обеспечить изменение уровня на выводе 10 счетчика раньше, чем появление логического нуля на выводе 15. На точки 1 и 2 подключаются два из выходов системы ДУ, допустим, выходы включения первой (1) и второй (2) программы.

Принципиальная схема эквивалента цифрового переменного резистора

Рис. 2. Принципиальная схема эквивалента цифрового переменного резистора.

В момент включения питания счетчик автоматически, при помощи цепи C2-R6 устанавливается в нуль.

При нажатии кнопки "1" пульта ДУ логическая единица напряжением 12V поступает на делитель R1-R2, служащий для согласования уровней. Триггер D1.2-D1.3 устанавливается в нулевое положение. Включается прямой счет счетчика D2.

Одновременно лог.1 поступает на один из входов элемента D1.1 и на его выходе возникает логический нуль, который с небольшой задержкой поступает на вход С D2. Состояние счетчика увеличивается на единицу. Если нажать кнопку "2" пульта ДУ, единица поступит на другой вход триггера и он установится в единичное состояние, включив реверс, а затем, состояние счетчика уменьшится на 1.

Таким образом, при каждом нажатии и отпускании кнопки "2” пульта ДУ движок "виртуального” переменного резистора перемещается вверх (по схеме) по цепи резисторов R7-R13 на одну позицию. При каждом нажатии на кнопку ”1" пульта ДУ движок перемещается на одну позицию вниз.

Счетчик D2 может управлять сразу несколькими такими ’’виртуальными* переменными резисторами, такими же как на D3 и R7-R13. Их управляющие входы (выв. 11,10,9) подключаются параллельно однозначным входам D3. Получается, например, аналог сдвоенного или строенного переменного резистора.

Для того, чтобы можно визуально определить в каком положении находится "виртуальный” переменный резистор, схему можно дополнить цифровым индикатором на дешифраторе и семисегментном индикаторе, подав коды с выхода счетчика на входы этого дешифратора. Цифровой индикатор будет показывать, на какой именно ступени находится "виртуальный" переменный резистор.

Детали

В схеме можно использовать любые аналоги приведенных микросхем, - серий К564, К561, К176, К1561 или импортные. Напряжение, приложенное к выводам "виртуального" переменного резистора, не должно выходить за пределы питания (+5V...-5V).

РК-2010-04.

0 427 АЦП и ЦАП
ЦАП переменный резистор эквивалент переменного резистора
cashback