Схема коммутатора аудио и видео сигналов на три канала
Входные A/V сигналы поступают от трех источников на блоки «тюльпанов» Х1, Х2 и ХЗ. Для переключения аудиосигналов используется микросхема К561 КП 1, представляющая собой мультиплексор аналоговых и цифровых сигналов.
Принципиальная схема
В данной схеме используется шесть из восьми каналов этой микросхемы.
Одно из свойство каналов микросхемы К561КП1 в том, что при коммутации аналоговых сигналов нужно либо на вывод 7 подать отрицательное, относительно вывода 8, напряжение, либо создать напряжение смещения на каналах, находящееся между плюсом и минусом питания.
В противном случае аналоговый сигнал будет сильно искажаться. Здесь выбран второй вариант, и на каналы подается напряжение смещение, равное половине напряжения питания, при помощи резисторов R6-R9.
Рис. 1. Принципиальная схема трехканального коммутатора аудио и видео сигналов на К561КП1 и NJM2246.
Для коммутации видеосигналов используется специализированная микросхема NJM2246. Она так же, как и К561КП1 управляется двоичным двухразрядным кодом, задающий численно номер канала.
Входные видеосигналы от трех групп «тюльпанов» XI, Х2 и ХЗ поступают на выводы 1, 3 и 5 D1 через разделительные конденсаторы С7 — С9. Для усиления мощности выхода, на выходе микросхемы 02 включен дополнительный эмиттерный повторитель на транзисторе VT1.
Управление осуществляется двухразрядным двоичным кодом, поступающим на выводы 10 и 9 D1 и 2 и 4 D2.
Детали и налаживание
Напряжение питания узла может быть от 5 до 12V.
Источник
Аудио коммутация и индикация
Входные A/V сигналы поступают от трех источников на блоки «тюльпанов» Х1, Х2 и ХЗ. Для переключения аудиосигналов используется микросхема К561 КП 1, представляющая собой мультиплексор аналоговых и цифровых сигналов. В данной схеме используется шесть из восьми каналов этой микросхемы .
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 .
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 .
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 .
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 .
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.
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 .
Устройство предназначено для согласования уровней входа звуковой карты компьютера и телефонной линии и защиты звуковой карты во время набора номера или звонка. Вход устройства подключается параллельно телефонной линии, выход — к линейному входу звуковой карты. Полярность подключения .
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 .
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 .
Источник
Микропроцессорный коммутатор аудиосигналов
С помощью коммутатора можно легко соединять источники звука к тем или иным звуковоспроизводящим устройствам в любом сочетании.
Количество бытовой звуковоспроизводящей аппаратуры увеличивается в наших квартирах с каждым годом. Новый музыкальный центр, домашний кинотеатр или акустика для компьютера приводят к возрастающему числу межблочных соединений. В определённый момент ко всему многообразию аппаратуры добавляются беспроводные наушники, исключительно для мирного сосуществования домашних в вечерние часы, когда ребром встаёт вопрос: что важнее для духовного развития – двадцатая серия реалити-шоу или прослушивание любимого альбома на CD. Для просмотра DivX-фильма на ПК бывает нелишне подключить к компьютеру мощную акустическую систему домашнего кинотеатра. В такой момент неизбежно приходится разбираться в хитросплетении проводов в тесном пыльном пространстве за задней панели телевизора или компьютера.
Кардинальным выходом является приобретение коммутатора, который лёгким нажатием кнопок позволял бы соединять источники звука к тем или иным звуковоспроизводящим устройствам в любом сочетании. Проблема состоит в том, что такие коммутаторы встречаются исключительно в профессиональной аппаратуре и стоят довольно дорого.
Для коммутации выхода звуковой карты компьютера был разработан простейший микропроцессорный коммутатор аудиосигналов. Он решает вполне определённые задачи, а именно: подключает к компьютеру либо активные акустические системы 2.1, либо беспроводные наушники, либо гарнитуру с микрофоном для работы в программе Skype. Коммутатор имеет структуру 1-3, т.е. переключает сигнал с одного входа на один из трёх выходов. Так как коммутирующий элемент является пассивным двунаправленным ключом, появляется возможность использовать коммутатор и для противоположной задачи – подключать к активным колонкам один из трёх источников сигнала. Разумеется, данный коммутатор можно использовать и с любой другой звуковоспроизводящей аппаратурой.
Принципиальная электрическая схема коммутатора приведена на рисунке. В качестве коммутирующего элемента выступает аналоговый коммутатор на микросхеме CD4052. Для коммутации двуполярных сигналов на вывод Vee необходимо подать отрицательное напряжение не менее амплитуды подаваемого на вход аналогового сигнала. Отрицательное напряжение формируется с помощью микросхемы 561ЛА7, на которой собран генератор прямоугольных импульсов, и выпрямителя на диодах по схеме умножения напряжения. Ток потребления по линии Vee пренебрежимо мал, поэтому генератор на 561ЛА7 потребляет всего 100 мкА по линии питания. Рабочая частота генераторы выбрана в районе 35 кГц, т.е. за пределами звукового диапазона.
На микроконтроллере PIC16F84 собран управляющий узел, который опрашивает кнопку выбора направления коммутации S1, формирует управляющие сигналы для микросхемы CD4052 и индицирует текущее состояние с помощью светодиода HL1. Тактовая частота 3,5 МГц не является критичной и может быть выбрана в любых пределах от 3 до 4 МГц. Файлы программы прошивки микроконтроллера доступны на сайте журнала. На микросхеме TPA6110A2 собран высококачественный стереоусилитель для наушников. Необходимость усилителя вызвана тем, что сигнал с выхода звуковой карты компьютера не всегда способен обеспечить достаточную громкость в пассивных наушниках. Усилитель работает с коэффициентом усиления, равным 1, однако при желании усиление легко увеличить, уменьшая сопротивление резисторов R9 и R10. Усилитель рассчитан на работу с наушниками с выходным сопротивлением не менее 16 Ом. Коэффициент нелинейных искажений усилителя менее 0,03% на частоте 1 кГц. Микросхема усилителя TPA6110A2 (Texas Instruments) может быть заменена микросхемой LM4881 (National Semiconductor). При сборке устройства следует обратить особое внимание на правильность разводки линий питания и земли.
При включении устройства активным всегда становится аудиовыход 1. Последовательным нажатием на кнопку S1 можно подключать другие аудивыходы «по кольцу»: 12-3-1-2-.. . Подключение очередного выхода сопровождается однократной звуковой индикацией, при этом число подаваемых звуковых сигналов соответствует номеру выхода. Светодиод постоянно индицирует номер подключенного выхода соответствующим числом коротких вспышек с паузой между сериями. Для удобства эксплуатации кнопку S1 можно вывести за пределы корпуса и расположить в удобном месте, в то время как сам коммутатор расположить ближе к месту сосредоточения разъёмов коммутируемой аудиоаппаратуры. В качестве источника питания используется свободный USB-порт компьютера. Суммарный потребляемый схемой ток не превышает 10 мА. Данный коммутатор легко модернизировать, расширив его возможности. Наличие свободных портов микроконтроллера позволяет усложнить схему индикации, например, поставив индивидуальные светодиоды для индикации подключения каждого выхода. Для увеличения числа коммутируемых выходов до 4 достаточно добавить разъём и подключить его к линиям 11 и 4 микросхемы СD4052 (при соответствующем изменении программы). Потребление тока можно существенно уменьшить, отказавшись от светодиодной индикации и используя режим прерывания по нажатию кнопки S1. Если отказаться от усилителя на микросхеме D3 и оптимизировать работу генератора (включать его на короткий период для зарядки С7), то можно построить коммутатор с батарейным питанием. При этом комплекта из трёх щелочных батарей размера АА будет хватать на несколько лет непрерывной работы коммутатора. Ещё одно направление повышения эксплуатационных характеристик – замена кнопки S1 на управление с помощью пульта на ИК-лучах или по радиоканалу. Вычислительных ресурсов микроконтроллера с запасом хватит на все вышеперечисленные доработки.
Кварц 3,5 МГц
Процессор: 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
Источник
Заметки радиолюбителя
Релейный аудио коммутатор. Описание конструкции
Запись опубликована aitras · 9 апреля 2019
2 868 просмотров
Мое увлечение электроникой находится, если можно так сказать, в области аудиотехники — усилители, ЦАПы и т.п. Поэтому кроме типовых источников сигнала в виде ноутбука или смартфона имеются самодельные ЦАПы, а усиливается сигнал либо усилителем мощности, либо усилителем для наушников, либо вообще выводится в некоторых случаях на колонки монитора. Поэтому со временем мне поднадоело переключать межблочные кабели между устройствами, и я задумался о сборке коммутатора аудиосигналов.
Техническое задание
Требования к коммутатору я поставил следующие:
1. Должен уметь коммутировать стерео аудиосигнал с одного из четырех входов (минимум) на один из четырех выходов (минимум).
2. Должен вносить как можно меньшие искажения в коммутируемый сигнал.
3. Иметь высоту корпуса не выше 50 мм.
4. Иметь простое управление.
Далее, чтобы определиться с конструкцией устройства, я стал продумывать дизайн передней панели и остановился на таком эскизе:
Органами управления являются три кнопки — POWER для включения и выключения устройства, SELECT IN для выбора входа и SELECT OUT для выбора выхода. Отображать информацию я решил на полюбившемся мне индикаторе HCMS-2915. Он имеет восемь знаков, каждый из которых имеет 5х7 точек.
Элементная база
Коммутировать аналоговый сигнал можно различными способами, мой выбор пал на сигнальные реле. Это один из наиболее простых и качественных способов коммутации при условии применения хороших сигнальных реле с позолоченными контактами. Мною уже применялись реле IM03TS, поэтому в данный проект я заложил именно их (хотя реально я купил их аналог — HFD4/5).
Управлять всем этим будет микроконтроллер AVR. 4 входа и 4 выхода в сумме подразумевают использование минимум 8 реле с двумя переключающими группами контактов. А восемь реле очень удобно складываются в один байт данных, необходимых для управления, и для экономии выводов МК удобно управлять ими через сдвиговый регистр. Одно реле потребляет около 30 мА тока, что в принципе укладывается в допустимый диапазон выходных токов стандартного сдвигового регистра модели 595, но для большей универсальности в плане применения реле я применил TPIC6B595 с мощными (до 150 мА) выходами, тем более они были в наличии. Загружаться данные в регистр будут по интерфейсу SPI.
Конструкция
Конструктивно все устройство я решил разделить на части. Одна плата является коммутационной и содержит в себе входные разъемы, реле и сдвиговый регистр. Вторая плата является платой управления и содержит в себе микроконтроллер ATtiny44 с обвязкой, индикатор для отображения информации и разъемы для подключения платок с кнопками, чем и является третий вид плат в коммутаторе.
Коммутационная плата — релейный модуль
Плата управления
Плата кнопки
Как можно заметить на рисунках, я решил не останавливаться на 8 входах, а сделать коммутационную плату расширяемой — к ней можно подключить точно такую же плату, и входов/выходов станет 16, а можно сделать и 32.
Схемы каждой из плат довольно простые, ниже приведена схема основного модуля — релейного.
Интерфейс
При включении коммутатора в сеть он находится в дежурном режиме, что индицирует свечение светодиода POWER. Нажатие кнопки POWER переводит коммутатор в активный (рабочий) режим, при котором включается индикатор. Хоть он и имеет всего 8 символов, его вполне хватает для отображения всего, что требуется.
Цифрами обозначаются выбранные вход и выход, и их циклическое изменение производится кнопками SELECT IN и SELECT OUT. Кроме этого имеются два дополнительных значка. Значок между цифрами входа/выхода в виде стрелки индицирует включение режима MUTE и может иметь два типа отображения (включен MUTE / отключен MUTE):
При включении режима MUTE сигнал со входа не передается ни на один из выходов. Наличие или отсутствие стрелки интуитивно дает понять, что сигнал со входа проходит или не проходит на выход. Включается и выключается режим долгим нажатием (1 с) на кнопку SELECT OUT.
Значок блокировки отображает включение режима, при котором кнопки SELECT IN и SELECT OUT не меняют вход. Сделано для защиты от случайной смены входа или выхода. Включается и выключается долгим нажатием (1 с) на кнопку SELECT IN.
Как было сказано ранее, количество коммутационных плат может меняться по желанию пользователя, но как правило оно определяется при создании устройства и не меняется в нормальном режиме эксплуатации. Поэтому реализована настройка количества релейных модулей, и для ее включения необходимо в дежурном режиме нажать кнопку POWER с зажатой кнопкой SELECT OUT. Назовем это первоначальной конфигурацией коммутатора. Первым этапом настройки будет выбор количества релейных модулей.
Их максимальное количество я ограничил 4 штуками, чего должно быть более чем достаточно для разумных применений. Изменение параметра осуществляется нажатием кнопок SELECT IN и SELECT OUT. В этом режиме нажатие кнопки POWER включает следующий режим настройки — настройку количества входов и выходов. Можно распределить входы и выходы между имеющимися 8 разъемами — доступны все варианты от 1/7 до 7/1. По умолчанию включено 4/4.
Нажатие кнопки SELECT IN прибавляет количество входов, уменьшая при этом количество выходов, нажатие кнопки SELECT OUT прибавляет количество выходов, уменьшая количество входов.
Следующее нажатие кнопки POWER включает настройку яркости индикатора:
Доступны 16 градаций яркости, отображаемых в %, которые переключаются кнопками SELECT IN и SELECT OUT. Яркость индикатора при этом изменяется в соответствии с выбранным вариантом.
Следующее нажатие кнопки POWER переводит устройство в активный режим работы.
В процессе эксплуатации может потребоваться изменить настройки, но количество релейных модулей, как правило, остается постоянным. Поэтому реализован режим настройки, в котором доступна только настройка распределения входов/выходов и яркости индикатора. Переход в него осуществляется одновременным зажатием кнопок SELECT IN и SELECT OUT на 1 с. Выход из режима осуществляется точно также.
Все настройки, выбранные вход и выход, а также информация о активности режимов сохраняется в энергонезависимой памяти микроконтроллера и считывается при включении коммутатора.
Источник
