Мікропроцесорний комутатор аудіосигналів

  • Час 22-06-2015, 18:33
  • Автор admin
  • Коментарів 0 Комент.
  • Силка url

За допомогою комутатора можна легко поєднувати джерела звуку до тим чи іншим звуковоспроизводящим пристроїв в будь-якому поєднанні.

Кількість побутової звуковідтворювальної апаратури збільшується в наших квартирах з кожним роком. Новий музичний центр, домашній кінотеатр або акустика для комп'ютера призводять до все більшого числа міжблочних з'єднань. У певний момент до всього різноманіття апаратури додаються бездротові навушники, виключно для мирного співіснування домашніх у вечірні години, коли руба постає питання: що важливіше для духовного розвитку - двадцята серія реаліті-шоу або прослуховування улюбленого альбому на CD. Для перегляду DivX-фільму на ПК буває зайвим буде підключити до комп'ютера потужну акустичну систему домашнього кінотеатру. В такий момент неминуче доводиться розбиратися в хитросплетінні проводів в тісному смердючому просторі за задній панелі телевізора або комп'ютера.

Кардинальним рішенням є придбання комутатора, який легким натисканням кнопок дозволяв би поєднувати джерела звуку до тим чи іншим звуковоспроизводящим пристроїв в будь-якому поєднанні. Проблема полягає в тому, що такі комутатори зустрічаються виключно в професійній апаратурі і коштують досить дорого.

Для комутації виходу звукової карти комп'ютера був розроблений найпростіший мікропроцесорний комутатор аудіосигналів. Він вирішує цілком певні завдання, а саме: підключає до комп'ютера або активні акустичні системи 2.1, або бездротові навушники або гарнітуру з мікрофоном для роботи в програмі Skype. Комутатор має структуру 1-3, тобто перемикає сигнал з одного входу на один з трьох виходів. Так як комутує елемент є пасивним двонаправленим ключем, з'являється можливість використовувати комутатор і для протилежної завдання - підключати до активних колонок один з трьох джерел сигналу. Зрозуміло, даний комутатор можна використовувати з будь-якої іншої звуковідтворювальною апаратурою.

Мікропроцесорний комутатор аудіосигналів

Принципова електрична схема мікропроцесорного комутатора аудіосигналів

Принципова електрична схема комутатора наведена на малюнку. Як комутуючого елемента виступає аналоговий комутатор на мікросхемі CD4052. Для комутації двуполярных сигналів на висновок Vee необхідно подати негативне напруга не менше амплітуди подається на вхід аналогового сигналу. Негативне напруга формується з допомогою мікросхеми 561ЛА7, на якій зібраний генератор прямокутних імпульсів, і випрямляча на діодах за схемою множення напруги. Струм споживання по лінії Vee пренебрежимо малий, тому генератор на 561ЛА7 споживає всього 100 мкА по лінії живлення. Робоча частота генератори обрана в районі 35 кГц, тобто за межами звукового діапазону.

На мікроконтролері PIC16F84 зібраний керуючий вузол, що опитує кнопку вибору напрямку комутації S1, формує керуючі сигнали для мікросхеми CD4052 і відображає поточний стан з допомогою світлодіода HL1. Тактова частота 3,5 МГц не є критичною і може бути обрана в будь-яких межах від 3 до 4 МГц. Файли програми прошивки мікроконтролера доступні на сайті журналу. На мікросхемі TPA6110A2 зібраний високоякісний стереоусилитель для навушників. Необхідність підсилювача викликана тим, що сигнал з виходу звукової карти комп'ютера не завжди здатний забезпечити достатню гучність в пасивних навушниках. Підсилювач працює з коефіцієнтом посилення, рівним 1, однак при бажанні посилення легко збільшити, зменшуючи опір резисторів R9 і R10. Підсилювач розрахований на роботу з навушниками з вихідним опором не менше 16 Ом. Коефіцієнт нелінійних спотворень підсилювача менше 0,03% на частоті 1 кГц. Мікросхема підсилювача TPA6110A2 (Texas Instruments) може бути замінена мікросхемою LM4881 (National Semiconductor). При складанні пристрою слід звернути особливу увагу на правильність розведення ліній живлення і землі.

При включенні пристрою активним завжди стає аудіовихід 1. Послідовним натисненням на кнопку S1 можна підключати інші аудивыходы «по кільцю»: 12-3-1-2-.. . Підключення чергового виходу супроводжується одноразової звуковою індикацією, при цьому число поданих звукових сигналів відповідає номеру виходу. Світлодіод постійно показує номер підключеного виходу відповідним числом коротких спалахів з паузою між серіями. Для зручності експлуатації кнопку S1 можна вивести за межі корпусу і розташувати в зручному місці, в той час як сам комутатор розташувати ближче до місця зосередження роз'ємів комутованій аудіоапаратури. В якості джерела живлення використовується вільний USB-порт комп'ютера. Сумарний споживаний схемою струм не перевищує 10 мА. Даний комутатор легко модернізувати, розширивши її можливості. Наявність вільних портів мікроконтролера дозволяє ускладнити схему індикації, наприклад, поставивши індивідуальні світлодіоди для індикації підключення кожного виходу. Для збільшення числа комутованих виходів до 4 достатньо додати роз'єм і підключити його до ліній 11 і 4 мікросхеми СD4052 (при відповідній зміні програми). Споживання струму можна суттєво зменшити, відмовившись від світлодіодним індикації і використовуючи режим переривання по натисненню кнопки S1. Якщо відмовитися від підсилювача на мікросхемі D3 і оптимізувати роботу генератора (включати його на короткий період для зарядки С7), то можна побудувати комутатор з батарейним живленням. При цьому комплекту з трьох лужних батарей розміру АА буде вистачати на кілька років безперервної роботи комутатора. Ще один напрям підвищення експлуатаційних характеристик - заміна кнопки S1 на управління за допомогою пульта на ІЧ-променях або по радіоканалу. Обчислювальних ресурсів мікроконтролера з запасом вистачить на всі перераховані вище доопрацювання.

Кварц 3,5 МГц
Процесор: PIC16c84 (PIC16F84A, PIC16F84)
CP OFF, WDT OFF, PWRTE ON, XT OSC

Прошивка:
:020000040000FA
:020000000528D1
:0800080037298316173081002F
:100010000F308600E23085008312850186010D21B4
:10002000ED20E6201A211A211A2106128612051542
:10003000EF20851C4728EF20851C47280511EF205D
:10004000851C4728EF20851C4728EF20851C472862
:10005000EF20851C4728EF20851C4728EF20851CB2
:100060004728EF20851C4728EF20851C4728EF20D4
:10007000851C4728EF20851C4728EF20851C472832
:10008000EF20851C4728EF20851C47281528E620EF
:100090001C211C21EF20EF201C211C21061286169A
:1000A0000515EF20851C8E28EF20851C8E28051154
:1000B000EF20851C8E28EF20851C8E280515EF204B
:1000C000851C8E28EF20851C8E280511EF20851CAD
:1000D0008E28EF20851C8E28EF20851C8E28EF208F
:1000E000851C8E28EF20851C8E28EF20851C8E28ED
:1000F000EF20851C8E28EF20851C8E28EF20851C84
:100100008E28EF20851C8E28EF20851C8E28EF205E
:10011000851C8E28EF20851C8E284E28E6201E2167
:100120001E21EF20EF201E211E21EF20EF201E2197
:100130001E21061686120515EF20851C1128EF20BA
:10014000851C11280511EF20851C1128EF200515AD
:10015000EF20851C1128EF20851C11280511EF20A8
:10016000851C1128EF200515EF20851C1128EF2094
:10017000851C11280511EF20851C1128EF20851CF6
:100180001128EF20851C1128EF20851C1128EF2055
:10019000851C1128EF20851C1128EF20851C1128B3
:1001A000EF20851C1128EF20851C1128EF20851CCD
:1001B0001128EF20851C1128EF20851C1128EF2025
:1001C000851C1128EF20851C1128992806168616F3
:1001D0000800C830F3286430F3283230F3280A309E
:1001E000F3280530F3289100F820910BF42808003B
:1001F00008308F00F930900064006400900BFC28F8
:100200008F0BFA28032964000800F8308F0064007F
:100210008F0B07290B29640008001A211A21EF20EF
:100220001C211C21EF201E211E21EF202021202136
:10023000202108004130222937302229303022295C
:10024000243022298C0023308D0005142E212829EA
:10025000000005102E218D0B252908000C088E00AA
:1002600031293229332934298E0B3029080009001D
:02400E00F93F78
:00000001FF

СУЧАСНА ЕЛЕКТРОНІКА № 6 2006

Tags

Коментарі до новини