hi-fi предусилитель на основе lm1972


Автор: Александр
При постойке усилителя почти всегда встаёт вопрос о том, чем будем регулировать уровень сигнала... Каждый решает этот вопрос по своему. Ну и из-за лени человеческой, конечно же, иногда некоторым из нас хочется ещё и удобств разных.
last update: Январь 2007



Была у меня потребность в регуляторе громкости и коммутаторе входов (штучек 4-6), а так же развести сигнал на 2 усилителя: на аккустику и на наушники. Идея сделать 8 переключателей и переменник отпала быстро, потому как удобства мало, и найти нормальный переменник не каждому под силу (у меня устойчивости психики при поиске портится ;)) )...

ВотЪ. Посему родилась идея сделать регулятор в интегральном исполнении. Выбирать приходилось из LM1872 и PGA2311. Найти вторую мне не удалось (искать я не умею, может это помешало), поэтому пришлось достать первую на заказ... 4..6 недель, надо сказать, через "Чип и Дип". Достал, поэтому рад =)

Вот... в поисках инфы так же была замечена вот такая штука: оно самое =)

Повторять чужие конструкции - сильно не спортивно, Я решил сплагиатничать :)
Чего хотелось иметь:
  • 6 входов
  • 2 выхода
  • регулировка уровня -70..0 Дб
  • режим Mute
  • ПДУ стандарта RC5

Чего откуда взялось в аналоговой части.




Из описания микросхемы LM1972 был сделан вывод: так как выход у неё имеет очень высокое сопротивление, то её просто необходимо буферизовать. Так как предполагается качественное звучание, то нужен очень шустрый ОУ. Так же нам может понадобиться работа на длинный коаксиальный кабель, отсюда нужна устойчивость к низкоомной нагрузке и относительно большой ёмкости на выходе. Из того, что попадается под руку был выбран AD826, как достаточно быстродействующий и мощный.

Так как у LM1972 выходной импеданс большой, да ещё и не постоянный (может меняться от 25к до 35к), а ток через неинвертирующий и инвертирующий входы усилителя желательно иметь равный (чтобы не допустить роста искажений во входнойм каскаже ОУ), то пришлось в ООС выходного повторителя включить резистор с компромисным номиналом в 30к. Этот же резистор зашунтирован конденсатором в 47пик чтобы удержать ОУ от генерации на ВЧ. На выходе повторителя стоит маленький резистор 4.7ом для пущей стабильности при работе на длинный кабель.

от 2006.09.23
Вообще, после длительного чтения даташита на LM1972 был сделан вывод: AD826 непригоден из-за слишком большого входного тока. Тут надо применять ОУ типа OPA2134. Такая замена была произведена, после чего несколько уменьшились интермодуляционные искажения и пропали щелчки при изменении громкости.

На входе аналоговой части стоит ФНЧ второго порядка с частотой среза 48кГц (если меня математика не подвела). Стоит он там для того, чтобы не пропускать в тракт шум ВЧ... (Ну мало ли кто какой источник и кабель использует. У меня, например, источник - комп со звуковухой Audigy 2ZS и не самым лучшим кабелем, на который наверняка радио можно принимать.) В промышленной аппаратуре такая фенька обычно идёт под названием "защита от радиопомех". Мне показалось не лишним её использование.

Такс... Рассмотрим коммутацию.



Так как мы стоим высококлассный преамп ;) то нам таки свыше приказано иметь качественный коммутатор. Качественным можно считать релюшки с золочёными контактами и питанием их обмоток от стабилизированного источника. В нашем случае приминимы практически любые герконовые (и другие разные разнообразные) реле с золочёными контактами. Мне попались под руку TRS-5VDC-SB-L15 - сдвоенные с переключаемым контактом, с обмоткой на 5 вольт.

Вот единственное, что я сделал плохо: выходы надо было сделать несколько по-другому. Тоесть чтобы когда выход выбран - он подключался бы к выходу повторителя, а когда выход не выбран - подключался бы на землю... Я этот момент упустил при разводке платы, и поэтому наблюдаю фон на выходе не выбранного усилителя :((( неприятно. Придётся порезать дорожки и перемычек накидать.




Цифровая часть.




Тут простор, конечно, большой... Можно было обойтись и AT90S2313 с кучей обвески, но мне было близко применение ATmega8515 по причинам:
  • 35 линий ввода-вывода - возможен параллельный ввод и вывод, тоесть, нет никаких изменений состояния линий в статическом ражиме - нет помех.
  • много памяти, что позволит в дальнейшем расширить функциональность, если понадобится
  • давно уже пора осваивать большие кристалы ;)

В программульке реализовано на данный момент:
  • управление с кнопочек на лицевой панели
  • управление с ПДУ стандарта RC5 (у меня от телека подошёл :) с кодами систем 0(телек) и 16(предусилитель)
  • переключение 6-и входов и 2-х выходов
  • вывод показаний на 16-символьный 2-х строчный LCD
  • регулировку уровня с валкодера
  • переход в режим MUTE - заглушение выхода
  • переход в StBy - заглушение, отключение релюшек и выключение подсветки LCD

Замеченный косячёк: с дребезгом контактов надо разобраться... как с панели так и с пульта. Лечится легко, будет исправлено.

Питание.

Реализовано питание самым дубовым образом: раздельные трансформаторы на аналоговую и цыфровую части. Стабилизаторы линейные на LM-ках или КРЕНках. В аналоговой части для питания оперов использовано напряжение +-12 вольт (потому как при низких напряжениях эти ОУ проявляют склонность к возбуждению и теряют скорость). Питание LM1972 по даташиту... +-5 вольт.

В цифровой части стабилизатор двуступенчатый только потому, что релюшки продаются такие как на 5, так и на 12 вольт. Если вы так же будете использовать 5-вольтовые, то лучше выкиньте крен на 12 вольт и примените транс с выходным напряжением вольт 9 - 12...

Трансы совковые с экономией меди (терпеть их не могу) ТП112-10 (2 по 15в 0.2а). Греются на холостом ходу жутким образом.

Деталюшки.
Всё что под руку попадалось, то и совал. Времени на поиски не было.
В питании стоят электролиты Jamicon, керамика импортная аналогичная к10-17б, в аналоговой части ёмкие неполярные - к73-17 и мелочёвка кд2 (хлам полный). Резисторы углеродистые :( дешёвые китайские. Найти нормального МЛТ не получилось.
Для приёма ИК посылок пульта применим интегральный приёмник SFH-506 или TFMS5360, или аналогичный.

Энкодер подойдёт практически любой с механическими контактами. В данном случае стоит EPS1D-F19-AE0036.

Надеюсь переделать сигнальную часть в будущем на нормальных элементах. (кстати принимаются советы на тему нормальных элементов :) )


Тест RMAA.

SB Audigy 2 ZS Audio [9400]
lm1972

Тест программы RightMark Audio Analyzer


Тестируемая цепь: External loopback (line-out - line-in)
Режим работы: 24-bit, 96 kHz




Общие результаты

ТестSB Audigy 2 ZS Audio [9400]lm1972
Неравномерность АЧХ (от 40 Гц до 15 кГц), дБ: +0.01, -0.09+0.01, -0.14
Уровень шума, дБ (А): -93.1-92.8
Динамический диапазон, дБ (А): 92.892.5
Гармонические искажения, %: 0.00410.055
Интермодуляционные искажения + шум, %: 0.0130.059
Взаимопроникновение каналов, дБ: -85.4-83.7



Частотная характеристика

Spectrum graph


Уровень шума

Spectrum graph


Динамический диапазон

Spectrum graph


Нелинейные искажения + шум (при уровне -3 дБ)

Spectrum graph


Интермодуляционные искажения

Spectrum graph


Взаимопроникновение стереоканалов

Spectrum graph




Файлики.
от 2005.08.26
наткнулся тут на 1 момент...
при программировании надо выставить флаг совместимости 8515C
и поставить External Hi Frecuency генератор...
это на тот случай, если вдруг что (ПДУ например) не будет работать.
(забыл про это, так как мегу сконфигурировал месяца 4 назад ещё, пардон)

от 2006.09.23
Написана программа с той-же функиональностью, но на языке Си под CodeVision.
Если нужен исходник, на мыло пишите запрос и цель применения исходника, вышлю. Взамен хочу получить обратно результаты изменений с описанием.

ссылочки по теме.


Фоточки. Процесс сборки.

IMG_4867.JPG
IMG_4867.JPG
IMG_4878.JPG
IMG_4878.JPG
IMG_4879.JPG
IMG_4879.JPG
IMG_4880.JPG
IMG_4880.JPG
IMG_4881.JPG
IMG_4881.JPG
IMG_4882.JPG
IMG_4882.JPG
IMG_4883.JPG
IMG_4883.JPG
IMG_4866.JPG
IMG_4866.JPG
IMG_4863.JPG
IMG_4863.JPG
IMG_4864.JPG
IMG_4864.JPG
IMG_4865.JPG
IMG_4865.JPG
IMG_4860.JPG
IMG_4860.JPG
IMG_4861.JPG
IMG_4861.JPG
IMG_4887.JPG
IMG_4887.JPG


За сим прощаюсь.

UPDATE: Вопросы задавать почтой, адрес которой указан на главной странице


the end