Сумматор аудиосигналов своими руками

Добавил пользователь Дмитрий К.
Обновлено: 04.09.2024

Автоматический коммутатор аудио и видео сигналов

Схема электронного коммутатора сигналов, который обеспечивает одновременное переключение звуковых и видеосигналов от двух разных источников. Это позволяет избежать трудностей многократных отключений и подключений соединителей этих устройств. Значительная часть находящихся в пользовании недорогих .

Индикатор уровня стерео сигнала на двухцветных светодиодах (AN6884)

В самодельных стерео усилителях радиолюбители часто применяют светодиодные индикаторы уровня сигнала на микросхемах вроде AN6884. Такая микросхема содержит входной усилитель - детектор и пять компараторов с выходами на светодиоды. Индикация уровня - длиной линии из пяти светодиодов .

Схема 12-уровневого индикатора сигнала НЧ на ATtiny15L

Самодельный светодиодный шкальный индикатор уровня низкочастотного сигнала на 12 уровней. Индикация осуществляется на 12-уровневой светодиодной шкале HL1-HL12 методом светящейся точки (DOT) или светящейся линией (BAR). Рис. 1. Принципиальная схема 12-уровневого индикатора сигнала для усилителя .

Схема индикатора на микросхеме AN6884, двигающаяся точка

Сейчас для индикации уровня часто используют светодиодные шкалы светящийся столб (bar) или двигающаяся точка (dot). Удобны микросхемы типа LM3914-16, у которых десять порогов индикации и можно выбрать тип индикации - bar или dot. Но Более доступны простые пятипороговые микросхемы типа AN6884 (или .

Схема пикового индикатора аудио-сигнала (CD4093)

На рисунке показана схема пикового индикатора для выхода стерео усилителя низкой частоты. В качестве компараторов используются триггеры Шмитта D1.1 и D1.2.Порог индикации устанавливают регулировкой постоянного напряжения смещения резистором R1.

Электронный переключатель для четырех аудио входов (ИЕ8, КТ3102)

Устройство предназначено для переключения двух сигнальных НЧ-цепей на четыре положения. Это может быть переключение четырех входов стереоусилителя и четырех источников видео и аудиосигналов для телевизора, чтобы, например, выбирать между спутниковым ресивером, игровой приставкой, DVD-плеером и .

Адаптер для подключения звуковой карты ПК к телефонной сети

Детектор сигнала ЗЧ для включения усилителя мощности (NE5534N, К561ЛЕ5)

Принципиальная схема датчика наличия сигнала звуковой частоты для включения различных аудио-устройств, например для усилителя мощности звуковой частоты. Усилители мощности ЗЧ сейчас обычно делают на интегральных микросхемахУМЗЧ. Это очень удобно, потому что позволяет относительно недорого и без .

Схема пикового индикатора стерео сигнала (CD4093)

Самодельный блок пиковой индикации стереофонического сигнала своими руками, схема простого пикового индикатора. Пиковые индикаторы аудиосигналов показывают факт превышения уровнемсигнала ЗЧ некоторого предварительно заданного значения. Здесь приводится описание пикового светодиодного индикатора .

Не раз обращал внимание на то, что радиолюбители применяют в своих схемных решениях неоправданно усложненные (на нескольких ОУ) или слишком упрощенные (на резисторах) сумматоры сигналов, например левого и правого каналов для сабвуфера.
В настоящей статье я предлагаю, как мне кажется, золотую середину. Простой, но эффективный сумматор на одном ОУ, лишенный недостатков своих вышеупомянутых "братьев".

Если принять во внимание, что входное сопротивление ОУ (между входами усилителя) бесконечно большое (стремиться к бесконечно большому значению), то входные и выходные токи будут стремиться к значению бесконечно малому. То есть к нулю. А при равности входного и выходного тока (или, говоря грубо, его отсутствии) формулы приведённые выше можно прировнять между собой:

Поскольку неинвертирующий вход соединён с землёй напряжение Uдиф будет бесконечно мало получаем что потенциал инвертирующего входа так же стремиться к нулю. Отсюда имеем:

То есть, полное входное сопротивление устройства будет равно R1.

Резисторы не обязательно должны быть одинаковыми. Если они различны, то на выходе получим взвешенную сумму. Это явление используют, например, в микшерах, когда необходимо суммировать несколько сигналов от различных источниках и имеющих различные уровни. Количество смешиваемых источников, также, может быть различно.

Резюмируя всё выше сказанное повторюсь об основных особенностях суммирующего усилителя:

2. Коэффициент усиления каждого канала определяется отношением R2 к соответствующему сопротивлению в каждом канале. Следовательно, К усиления может быть и больше единицы (усиливать сигнал) так и меньше единицы (ослаблять сигнал).

3. Поскольку, как отмечалось выше, входное сопротивление суммирующего усилителя целиком определяется сопротивлениями R1, R3, это накладывает некоторые ограничения по выбору Кус и входных конденсаторов (если они необходимы).

Чем рассмотренный усилитель лучше чем, скажем, простейшего резистивного сумматора?

Посмотрим на рисунок 3.

Рассмотренный способ суммирования токов достаточно распространён, в силу своей простоты. Даже при объединении выходов предыдущих каскадов (на ОУ или транзисторах) в качестве R1 и R2 могут рассматриваться выходные сопротивления соответствующих каскадов, а в качестве R3, входное сопротивление последующего.

На рисунке 4 представлена практическая схема индикатора уровня сигнала. Стрелочный и пиковый индикатор используется один, для левого и правого канала. Чтобы реализовать это на входе устройства используется сумматор на основе ОУ(DA1). Резисторы R1 и R2 выбраны достаточно большими, с целью облегчения согласования с предыдущими выходными каскадами. Конденсатор С1, образует с входными конденсаторами простейший Г-образный фильтр НЧ и ограничивает работу первого каскада устройства на уровне 15кГц. С этой же целью установлен и конденсатор С3. Конденсатор С2 устраняет постоянную составляющую сигнала.

На выходе DA1, с помощью R5 выставляется уровень переменного напряжения (на частоте 400 Гц) около 0,5V. Далее сигнал поступает на усилитель стрелочного индикатора и на пиковый индикатор.

На микросхеме DA2.2 реализован вольтметр переменного тока. Для устранения влияния постоянной составляющей на показания измерителя, на входе устройства применён разделительный конденсатор С6. Чтобы сохранить способность вольтметра измерять в области НЧ, ОУ включен по схеме неинвертирующего усилителя с сохранением большого входного сопротивления (равного R11). Применение диодного моста позволяет измерять как положительные, так и отрицательные полупериоды сигнала. А включение головки в цепь обратной связи линеаризует шкалу прибора. Общую начальную чувствительность каскада на DA2.2 можно отрегулировать подбором сопротивления R12.

Пиковый детектор собран на основе компаратора и особенностей не имеет. Резистивным делителем R9 R10 выставляется порог срабатывания устройства (около 0,25 v). При совпадении входного сигнала с пороговым, компаратор переключается и светодиод вспыхивает.

В устройстве были применены советские операционные усилители: в качестве DA1 — К140УД8, в качестве DA2 — К 157УД2. Но поскольку каких-либо требований к ОУ нет, то в устройстве работают практически любые ОУ. Единственное замечание — если использовать стрелочный достаточно высокой чувствительности (с малыми токами отклонения стрелки и шкалой высокого разрешения), в качестве DA2.2 желательно применить ОУ с как можно меньшим током смещения.

Ну вот вроде бы и всё.
С уважением, Зотов Юрий.

Опции темы

Поиск по теме

Отображение

Линейный вид
Комбинированный вид
Древовидный вид

В обсуждении: Моно или стерео на усь саба

Может вопрос и дилетантский, но мне интересно, как лучше:
1. Подать СТЕРЕО сигнал на вход 2х канального усилителя – а саб посадить на мостовой выход
2. Подать МОНО сигнал на вход 2х канального усилителя – а саб посадить на мостовой выход.

А если мы смешаем сигналы на входе – то и усиливать будет нечего? ТОгда и усилитель в холостую не будет работать. Значит с точки зрения сохранения энергии – проще на входе смешать сигнал и в пустую не раскачивать каждый свой канал и на выходе все равно получить тишину.

Если Вы впервые на нашем Форуме:

Чтобы усил играл в мосту, фаза в одном канале( внутри усила) разворачивается на 180 гр.

———- Post added at 00:46 ———- Previous post was at 00:43 ———-

Лучше подать на вход уже смешанный сигнал, т.к. в стереосигнале всё равно будут отличия по каналам и бас от этого будет страдать.

Т.е усь САМ определяет поключение по мосту и фазу переворачивает?

А как его смешать? Продают сумматоры? Или самому сделать резистивный сумматор? А слаботочный сигнал не пострадает от этого?
Я имею ввиду линейный выход ГУ?

Т.е усь САМ определяет поключение по мосту и фазу переворачивает?

Усилитель ни чего не определяет. Изначально если усилитель способен работать мостом, а это ОБЯзательно указывается и вмануале и на маркировек панели клемм выхода, то по схемотехнике тракт усиления парных каналов в противофазе. Всё что нужно сделать так это подать АБЮСОЛЮТНО ОДИНАКОВЫЕ СИГНАЛЫ НА ВХОДА парных замощённых каналов, Т.Е. МОНО СИГНАЛ.

Думаю, что для большинства людей обьяснять, что такое кроссовер-сумматор, не требуется. Но для начинающих любителей звука, желающих собственными руками собрать качественную стационарную аудиосистему, пояню:

кроссовер - он же фильтр - необходим для того, чтобы срезать частоты, не нужные для усиления в канале сабвуфера. Зачем нам расходывать лишнюю полезную мощность усилителя, и жертвовать коэффициентом нелинейных искажений, для сигнала, который мы и так практически не услышим.

сумматор - ну тут все уже в названии заложено=) обьединяем сигналы двух каналов источника сигнала, и отправляем на выход.

И вот мы уже подошли к вопросу, который назрел у многих, я думаю - "а зачем так изворачиваться, лепить схему с операционником, если можно "тупо" взять сигнал с выходов усилителей мощности, поставить парочку резисторов, обычный RC-фильтр, и все"

Поясню - а делаются эти схимы для того чтобы:
— во-первых, уменьшить коэффициент нелинейных искажений,
— во-вторых, уменьшить уровень шумов, так как сигнал с выхода усилителя довольно приличного уровня, и для того чтобы уменьшить его по амплитуде до уровня, приемлемого для подачи на вход канала сабвуфера, необходимо поставить резисторы большого номинала, которые несомненно будут давать заметный тепловой шум
— в третьих, чтобы получить крутой спад АЧХ, который невозможно получить обычным пассивным RC-фильтром первого порядка,
— в четвертых, если брать сигнал и суммировать сигнал, скажем, не с выхода УМЗЧ, а со схемы предусилителя, то сталкиваемся с еще одной проблемой, причем весьма неприятной - уменьшением затухания между каналами, то есть "по-русски" наша стререофония станивится более монофонической

И чтобы избавится от всех этих недостатков, предлагаю вашему вниманию схему активного кроссовера-сумматора, которая обладает очень высокими хар-стиками, проста в повторении, и помогает избавится от дополнительного предусилителя в канале сабвуфера, если скажем, используется мощный дискретный и слегка "туповатый" УМЗЧ.

Схема проста как апельсин=) сигналы каналов источника подаются через разделительные конденсаторы С5 и С6 на неинвертирующие входы операционных усилителей микросхеммы NE5532, срез АЧХ свыше 70 Гц задается частотозависимой ООС, которая построена на цепочке R3C1R4. далее сигналы с выходов усилителей суммируются резисторами R9 R10. Вот и все.

КНИ данного кроссовера на частотах от 20 до 70 Гц по расчетным данным составил не более 0,02%, в реальной ситуации будет составлять не более 0,05%

напряжение питания - двухполярное в диапазоне +- 12. 18 В

также в дополнение к данной схеме предоставляю проверенный вариант проекта печатной платы в Sprint Layout.

схемма уже испытана Василием из города Иванова, собственно по просьбе которого и была разработанна, и получила исключительно положительный отзыв.

При отсутствии телевизионной антенны коллективного пользования, особенно в сельской местности, часто возникает необходимость установкидвух или нескольких раздельных антенн.

Это может быть связано с необходимостью использования узкополосных одноканальных антенн для приема разных программ от одного и того же телецентра или ретранслятора, когда требуются антенны с большим коэффициентом усиления. В других случаях необходимо принимать разные программы от телевизионных передатчиков, расположенных в разных направлениях, а каждый раз заниматься поворотом антенны вручную или конструировать специальное поворотное устройство нежелательно.

В таких условиях обычно от каждой антенны спускается отдельный фидер, что нецелесообразно, так как при переходе с приема одной программы на другую приходится переставлять штекеры фидеров в антенное гнездо телевизора. Установка переключателя фидеров у телевизора также не решает проблемы: не устраняется большой расход дорогостоящего кабеля, а при слабом сигнале для компенсации затухания сигнала в фидерах пришлось бы у каждой антенны устанавливать .отдельный антенный усилитель.

Эти проблемы могут быть решены исключительно путем объединения сигналов, принятых антеннами, с канализацией их к телевизору по одному общему фидеру. Однако, непосредственно соединять между собой разные антенны невозможно в связи с тем, что нарушится их согласование с фидерами: сигнал, принятый одной антенной, будет разветвляться и лишь частично поступать в фидер.

Другая антенна, подключенная параллельно фидеру, может представлять собой такую нагрузку, что уровень сигнала от первой антенны, поступающий в фидер, окажется недопустимо малым. Поэтому необходимо, специальное устройство для сложения сигналов, которое не нарушало бы согласования антенн.

На рис. 1 показана схема фильтра сложения сигналов (ФСС) метрового диапазона. Назначение фильтра состоит в том, чтобы сигнал, принятый антенной 1, полностью поступил в фидер и не ответвлялся в цепь антенны 2, а сигнал, принятый антенной 2, также полностью поступил в фидер и не ответвлялся в цепь антенны 1.

Рис. 1. ФСС с использованием ФНЧ и ФВЧ.

Эта задача реализуется использованием двух фильтров. Фильтр, образованный элементами LI, Cl, L2, С2 и С5, представляет собой фильтр нижних частот (ФНЧ), а фильтр, образованный элементами L3, С3, L4, С4 и L5, - фильтр верхних частот (ФВЧ). Если антенна 1 рассчитана на прием сигнала с меньшим номером,канала, то есть с меньшей частотой, чем антенна 2, то сигнал от антенны 1 свободно проходит . через ФНЧ и поступает в фидер, не ответвляясь в цепь антенны 2, так как ФВЧ представляет для него большое сопротивление.

Аналогично, сигнал, принятый антенной 2, беспрепятственно проходит через ФВЧ и поступает в фидер, а ФНЧ, имеющий для этого сигнала большое сопротивление, не пропускает pro к антенне 1. Во избежание отражения сигналов, принятых антеннами, от ФСС характеристические сопротивления обоих фильтров должны приблизительно составлять 75 Ом.

Катушки индуктивности фильтра наматываются проводом ПЭВ-2 диаметром 0,6 мм виток к витку на каркасах из полистирола или оргстекла: диаметром 5 мм. Катушки L1. L4 располагаются на одном общем каркасе, расстояния между катушками должны быть не менее ,8 мм. Катушка L5 наматывается на отдельном каркасе и конструктивно размещается так, чтобы ее ось была перпендикулярна оси других катушек. Количество витков катушек и емкости конденсаторов для разных комбинаций каналов приведены в таблице 1.

Таблица 1. Данные для катушек и конденсаторов.

Номер канала антенны		Количество витков катушек			Емкость, пФ
1	2	L1, L2	L3, L4'	L5	С1,С2	С3, С4	С5
1-5	6-12	2	11	3	12	12	20
1	3	3,5	8,5	6	47	39	33
1	4	3,5	7	5	47	36	33
1	5	3,5	5	6	47	43	33
2	3	3,5	8,5	6	47	39	30
2	4	3	7	5	47	36	30
2	5	3	5	6	43	43	30
3	5	2,5	5	6	33	43	30

Рассмотренный вариант ФСС компактен и дешев в изготовлении, но страдает одним недостатком: в любительских условиях невозможно учесть паразитные емкости монтажа и индуктивности выводов катушек, конденсаторов и соединительных проводов, которые на частоте десятков и сотен Мегагерц оказывают существенное влияние на работу.

Поэтому добиться паспортных значений ослабления сигнала не более, чем на 1 дБ и развязки между антеннами не менее, чем на 15 дБ в любительских условиях трудно. По этой причине нельзя предложить ФСС по этой схеме, который позволил бы подключить к общему фидеру две антенны, работающие в диапазоне 6-12 каналов.

Рис. 2. Способ намотки катушек.

Более широкими возможностями обладает ФСС, схема которого показана на рис. 3. Он собран из шести отрезков коаксиального кабеля той же марки, что и фидеры.

Рис. 3. ФСС из отрезков кабеля.

Работа этого фильтра основана на трех важнейших выводах теории длинных линий:

Фильтр рассчитан на подключение двух антенн: антенны с меньшим-номером канала - ’’а” и антенны с большим номером канала - "б". Размеры отрезков кабеля выбираются следующим образом. Длина отрезка 2 равна половине длины волны в кабеле для канала "б", длина отрезка 3 - четверти длины волны в кабеле для канала ”6”, длина отрезка 4 - четверти длины-волны в кабеле для канала "а”, а длина отрезка 6 - половине длины волны в, кабеле для канала "а".

Длина,отрезков 1 и 5 выбирается так, чтобы суммарная длина отрезков 1 и 2 составляла половину длины волны в кабеле для канала1 "а”, а суммарная длина отрезков 5 и 6 - несколько полуволн в кабеле для ! канала "б".

Рассмотрим прохождение сигнала от антенны канала "а". Поступая по фидеру к точке соединения отрезков 1 и 2, сигнал свободно проходит через отрезок 3 и далее в фидер к телевизору, так как отрезки 1 и 2 в сумме имеют длину в полволны для этого канала, и их сопротивление бесконечно велико.

Сигнал не ответвляется в отрезок 4. в связи с тем, что отрезок 6 для него равен половине длины волны и замыкает накоротко конец отрезка 4, а длина этого отрезка составляет четверть длины волны для канала "а", так что входное сопротивление отрезка 4 бесконечно велико.

Аналогично проходит сигнал от антенны канала "б" с тем лишь различием, что в сумме длина отрезков 5 и 6 равна нескольким половинам длины волны для канала "б". Размеры отрезков, 2, 3, 4 и 6 для разных каналов сведены в табл. 2, а размеры отрезков 1 и 5 - в табл. 3. Здесь выше диагонали приводятся размеры В, а ниже диагонали - Г.

Таблица 2. Размеры отрезков, 2, 3, 4 и 6 для разных каналов.

Номер канала	1	2	3	4	5	6	7	8	9	10	И	12
А	933	791	613	558	512	276	265	254	244	234	226	218 ,
2А	1865	1581	1227	1116	1023	553	529	508	487	469	452	436

Приведем пример определения элементов фильтра для подключения антенны 2-го канала и антенны 7-го канала к общему фидеру. Тогда индекс ”а” соответствует каналу 2, а индекс ”б” - каналу 7. Из табл. 8.2 находим размеры отрезков: 2 - 529 мм, 3 - 265 мм, 4 - 791 мм, 6 - 1581 мм. Из табл.

3 в строке для канала 2 и столбце для канала 7 находим длину отрезка 1 (В) - 1052 мм, а в строке для канала 7 и столбце для канала 2 -длину отрезка 5 (Г) - 535 мм.

Из табл. 3 видно, что в диапазоне 6-12 каналов антенны соседних каналов соединять с помощью ФСС нельзя, но и в тех случаях, когда номера каналов отличаются на 2, длина некоторых отрезков оказывается малой, меньше 50 мм, а такой фильтр будет работать хуже обычного, так как погрешность длины отрезка составит значительный процент от его длины.

По этой же причине не удается создать ФСС для дециметровых каналов или для сочетания метрового и дециметрового каналов. В этих случаях проблема может быть решена коммутацией антенн с помощью электромагнитного реле.

Рис. 4. Схема коммутации антенн.

На рис. 4 показана схема такой коммутации двух антенн на один общий фидер. При этом реле располагается на мачте поблизости от антенн и управляется дистанционно от телевизора с помощью тумблера. Питание реле осуществляется от источника питания телевизора и подается по фидеру.

Резистор R предназначен для гашения излишнего напряжения, а конденсаторы препятствуют замыканию постоянного напряжения питания реле антеннами и входной цепью телевизора, пропуская без потерь высокочастотный сигнал. В схеме используется электромагнитное реле РЭС15 паспорт РС4.591.001П2 или РС4.591.008П2. Можно также использовать реле РЭС10 паспорт РС4.524.301П2 или РС4.524.313П2, но при этом сопротивление резистора R необходимо уменьшить до 6,8 кОм.

Используя схему коммутации, можно подключать к общему фидеру две раздельные дециметровые антенны или метровую и дециметровую антенны. Если же совместить схему коммутации с ФСС, можно подключить к общему фидеру три или четыре метровые антенны, а также две метровые и одну дециметровую антенны. При этом пара антенн подключается к входам ФСС, а выход ФСС - к схеме коммутации.

Никитин В.А., Соколов Б.Б., Щербаков В.Б. - 100 и одна конструкция антенн.

Читайте также: