Регулятор громкости и тембра на микросхеме XR1075

Tags: [preamp]

Запилил ещё один темброблок, и на этот раз на микросхеме XR1075. Несмотря на то, что микросхема популярная и на разных торговых площадках продаётся много вариантов готовых плат на ней, о самой микросхеме в сети я нашел не много информации. В одном обзоре пишут, что микросхему разработала компания BBE Sound, Inc, но это не совсем точно. В микросхеме реализован алгоритм, улучшающий качество звука, который разработала и запатентовала компания BBE Sound, Inc. но микросхему производила компания EXAR Corporation. Можно найти фирменный datasheet, но в свободном доступе есть только его часть и ещё нашел статью на китайском языке о применении микросхемы.

Микросхема позволяет делать регулировку низких и высоких частот (по фирменному алгоритму, как я понимаю), есть режим обхода, при выборе которого (не замыкать S1), сигнал идёт транзитом без обработки. Какие я вижу плюсы у этой микросхемы: довольно низкие искажения и шумы (Кг на частоте 1кГц 0,06%, отношение сигнал/шум 80 Дб), простая схема подключения, низкая цена и наличие на маркетах в данное время.

Схема

В своей конструкции я решил не просто повторить типовое включение - этого добра и так полно в продаже, а ещё и добавить дополнительные функции.

Во-первых, я добавил в схему регулятор громкости с буфером на операционном усилителе, который даёт возможность подключения наушников. По ряду характеристик: нагрузочная способность, внутренняя коррекция для единичного усиления и цена отлично подходит JRC4556. Буфер инвертирует сигнал. Сопротивление потенциометра для регулирования громкости и его линейная характеристика хорошо согласуются с входным сопротивлением буфера, что в итоге даёт логарифмическую характеристику регулирования громкости. К сожалению, от разделительных конденсаторов на пути сигнала здесь избавиться нельзя, они все необходимы, но здесь они находятся под поляризующим напряжением, что уменьшает их негативное влияние на качество звука. Для смещения ОУ нужно подать половину напряжения питания на неинв. входы. Для этого можно использовать классический делитель на резисторах с источника питания, но поскольку выв. 2 микросхемы XR1075 является источником опорного напряжения 5.8В, я соединил этот вывод с выводами 3, 5 DA2 через цепочку R15, C16.

Во-вторых, я устранил звуки переходных процессов, возникающие при включении и выключении питания. Их основная причина - это зарядка и разрядка разделительных конденсаторов, вход в режим и выход из режима усилительных каскадов.

Назову эту часть схемы "узел устранения переходных процессов" (УУПП), чтобы можно было ссылаться на это название. Постараюсь объяснить его работу. После включения питания, реле K1 подключает выходы Rout, Lout с определенной задержкой. До этого момента, через резисторы R11, R12 начинается зарядка конденсаторов C13, C14 напряжением смещения, остальные разделительные конденсаторы тоже заряжаются. Достаточно 3-5 сек. чтобы переходные процессы завершились. Примерно через такое время срабатывает реле K1 и его контакты подключают выходы без какого либо заметного хлопка в наушниках или колонках. Время задержки определяется длительностью заряда конденсатора C25 до напряжения открывания транзистора VT1 (у применённого транзистора порог 4В), с выбранными величинами C25, R20 время задержки составляет примерно 4 сек.

Также необходима не только задержка включения реле, но и как можно быстрое его выключение, до начала появления переходных процессов. Для этого, УУПП питается от своей собственной фазы выпрямительного моста, где установлен сглаживающий конденсатор очень маленькой ёмкости. И ещё, благодаря диодам VD5, VD6 после выключения питания не происходит подпитки УУПП от конденсатора C17. Когда напряжение после стабилизатора VR1 падает ниже 10В, пороговый элемент VD7, R19 разрывает цепь питания затвора VT1, далее конденсатор C25 разряжается через VD8, R20 на R19 и ещё светодиод HL1 помогает преобразовать в свет остатки энергии заряда конденсаторов.

В питании снаббер на элементах R18, C22 оказался нужен. Без этой цепочки при включении или выключении часто происходил сбой воспроизведения у USB звуковой карты, когда я использовал её в качестве источника сигнала, как я понимаю от воздействия какой-то помехи. Я не стал глубоко вникать в эту проблему, но установка снаббера её решило.

Также в питании я применил керамические конденсаторы достаточно большой ёмкости. Последовательно с ними добавил резисторы, которые уменьшают добротность паразитных резонансов (звона), в пренебрежении этого правила возможно и кроется причина, почему керамические конденсаторы портят звук.

Детали

Для питания нужно использовать небольшой трансформатор на 12В или отдельную обмотку в составе усилителя мощности.

Список элементов прилагается:

Плата

Односторонняя, размеры платы: 70x85 мм.

Фото

Для тех, кто захочет повторить

Файлы: 1075-3.zip

Звук

После непродолжительного прослушивания поделюсь своими впечатлениями. При включенном режиме обработки сигнала чувствуется провал на средних частотах. Очень напоминает картину, как в былые времена в кассетных магнитолах настраивал графический эквалайзер: поднимал левые и правые ручки выше, а средние опускал ниже. Но это улучшает звук на не очень качественной аппаратуре, а на качественной это делать не стоит. Мне понравилась такая настройка: ручка НЧ почти на самом минимуме, а ручка ВЧ ближе к 3/4 конца хода потенциометра. Звук становится насыщенный и яркий, прямо цепляет! Регулировка НЧ немного странная, их как бы уже и так достаточно на минимуме, а прибавление баса приводит к его избытку и даже бубнению, чувствуются искажения. Жаль пока не могу снять АЧХ и построить графики, было бы интересно посмотреть наглядно как это работает. Если появится такая возможность, сделаю дополнение. Я думаю, такой регулятор будет востребован в сочетании с недорогими наушниками или колонками и данным темброблоком можно будет скорректировать их звучание. Могу сказать, что микросхема интересная и может быть альтернативой LM1036, у неё есть свои особенности в звуке, плюсы и минусы, но это моё субъективное мнение.

Надеюсь это будет кому-то полезно.

Смотрите также:

• Пассивный регулятор тембра и громкости "волшебная штучка"
• Регулятор громкости на микросхеме LM1972
• Темброблок на микросхеме LM1040
• Трехполосный активный регулятор тембра и громкости
• Темброблок на микросхеме KA2107
• Темброблок на микросхеме TDA1524A
• Темброблок на TA7630 с двуполярным питанием

Tags: [amp, preamp, karaoke, source, add, pow]