Блок управления устройством

[rad54]

Предлагаю начать обсуждение....

присоединяюсь

Предполагаю использовать "идею" viewtopic.php?f=94&t=434.

Согласен

По аттенюатору:
1. Балансный вариант (возможно, стоит подумать о возможности трансформации в стерео небалансный вариант).

Да, балансный

2. Склоняюсь к SMD, включая реле. Обсуждаемо.

да

3. Реле бистабильные.

очень да

4. Микроконтроллер непосредственно на плате для автоматической реализации всех функций. Обсуждаемо.

скорее да, но посмотреть бы схему сначала

5. Управление реле? Непосредственно микроконтроллер/сдвиговый регистр с защелкой/без защелки/адресуемый?

Думаю,это выплывет после окончательно принятого способа управления бистабильным реле.
т.е. делаем ли это двумя выходами на одно реле от блока управления или с использованием идеи RC цепи одним выходом.
Что проще и надежнее? Я до сих пор строил аналогичные схемы на двух противофазных выходах. В RC варианте меня смущает возможная потеря емкости и вытекающая из этого нестабильность переключений реле + самО количество дополнительных емкостей.

Спойлер

Показать

Правильно ли я предполагаю, что при включении последовательно с бистабильным реле конденсатора соответствующей емкости управление этим реле может осуществляться одним активным цифровым комплиментарным выходом? Т.е. по следующей цепи "Упр. цифровой выход --- бистаб. реле --- емкость --- земля. Если управляющий выход после каждого изменения держать в новом состоянии постоянно до следующего переключения реле, то вроде все должно работать. Надо бы просчитать и проверить.

6. Регулировка баланса?

Думаю - не нужна, достаточно раздельной регулировки по каналам.

7. Разрядность?

Шесть , это как я понял с запасом на "идею" viewtopic.php?f=94&t=434. Реально по числу шагов регулировки достаточно 5.

8. Размеры/компоновка?

Сходу сказать трудно. Опять же, думаю, выплывет после утверждения схемы РГ.

9. Универсальная плата баланс/небаланс. Как переключаться? Активная цепь, пассивная цепь, трансформатор? (моё мнение - активная цепь - балансный входной каскад, но это - усложнение конструкции, возможно, не всем близко)

Активная цепь - это имеется ввиду схема с активными элементами (например типа дифкаскада)?
Тогда я за активное решение.

Что касается входов, то у меня есть идея, правда, не знаю, насколько она всем понравится. Можно сделать плату, которую можно собрать в варианте, допустим, 5 входов

3 входа переделываемые баланс/не баланс и 2 входа небаланс.

не знаю пока сложности переделываемого "баланс/не баланс", но я бы предложил схему: 1 баланс+2 небаланс+ 1 переделываемый

10. Разъёмы впаиваются в плату. Можно впаять XLR или RCA, но не оба сразу.

Здесь полагаюсь на коллективный практический опыт, особенно Евгения.

11. Количество входов? Предполагаю 5.

Да, хорошее число, 4 - чуть хуже.

12. Управление: автономное (микропроцессор на плате)/внешнее (допустим, от микропроцессора аттенюатора)?

Надо функции, которые возлагаются на контролеры РГ и селектора, четко обозначить. И перечислить все остальное, включая индикацию, дистанционное управление (ДУ) и общее жизнеобеспечение усилителя.
И тогда решить сколько вообще в усилителе контролеров потребуется.
По моему надо их раздельными делать: для РГ, для селектора и общеуправляющий. Сами проще будут, система в целом живучее и разработанные узлы РГ и селектора проще в других устройствах использовать в будущем будет. Правда, при этом возникает проблема обмена информацией между контролерами...

13. Разные платы аттенюатора и селектора. (на обсуждении)

Давайте обсуждать.
Меня, например, интересует возможность установки в данный проект других типов РГ.
При компоновке лицевой панели и пространства за ней для РГ и селектора входов будут вписываться как минимум три энкодера. Хотелось бы учесть запас побольше на разные по размеру энкодеры или РГ.

[poty]

Итак, неделя прошла в интенсивном изучении возможных вариантов. Хотя я бы поспорил по поводу интенсивности - загрузка у меня сейчас такая, что вечером уже не до разработок и голова "варит" весьма туго.

Первое, что я хотел бы анонсировать, я не собираюсь встраивать микропроцессоры в разрабатываемые платы, вместо этого хочу использовать платы проектов Arduino в необходимом количестве и номенклатуре. Если есть знатоки платформы Arduino - прошу помочь.
- имеется недопонимание по возможностям использованных в платформах процессоров и их воплощением. Например, платформа Micro использует процессор ATmega32u4. Смотрим его данные по выводам:
DC Current per I/O Pin . . . . . . . . . . . . . . . . . . 40.0mA
DC Current VCC and GND Pins . . . . . . . . . . 200.0mA
смотрим данные по платформе Micro:
Постоянный ток через вход/выход . . . . . . . . . 40 мА
Постоянный ток для вывода 3.3 В . . . . . . . . . 50 мА
Вопрос: это обусловлено встроенным стабилизатором?
Кроме того, непонятно, допустим, платформа Micro имеет внутреннее напряжение 3,3В? Это несколько обескураживает... Есть ли платформа на 5В?

Второе, я собираюсь исключить какие-либо сдвиговые регистры. Выводов отдельного процессора хватает для управления реле напрямую, стоимость же базовых плат Ардуино выйдет меньше, чем покупать сдвиговые регистры с обвязкой. Т.о., реле будут подключаться между двумя выводами процессора. Точную схему выложу позднее. Реле будут располагаться непосредственно на платах, где требуются их контакты, процессор будет подключаться либо шлейфом, либо через прямые или угловые разъёмы. Кроме того, SPI (или другие порты) будут свободны для внутриблокового "общения".

Третье, "архитектура" предполагается такой:
Центральный процессор
|-Процессор селектора
|-Процессор аттенюатора
|-Процессор индикации
|-Процессор управления

Далее буду расписывать функции каждого процессора с одновременным приведением схемы того, чем он управляет.

[rad54]

Если есть знатоки платформы Arduino - прошу помочь.

По Arduino пока не могу, а на CPLD Altera серии EPM могу прикинуть реализацию требуемых функций.

Кроме того, непонятно, допустим, платформа Micro имеет внутреннее напряжение 3,3В? Это несколько обескураживает... Есть ли платформа на 5В?

По Микро не знаю точно, но тенденция работать ТОЛЬКО на 3,3 безусловно у производителей контролеров есть. У Altera, например, все новые кристаллы с 5 В расстались уже.
Поэтому для прямого подключения к выводам ЧИПа приходится выбирать и реле на 3,3. Благо у них запас по напряжению для срабатывания хороший.

Т.о., реле будут подключаться между двумя выводами процессора.

Значит по мостовой схеме со стробированием, без емкостей последовательных?

[poty]

на CPLD Altera серии EPM могу прикинуть реализацию требуемых функций.

Мне в целом платформа неважна, главное, чтобы это было подъёмно по цене и реализуемо в плане программирования. Давайте попробуем!

[rad54]

Далее буду расписывать функции каждого процессора с одновременным приведением схемы того, чем он управляет.

... в целом платформа неважна, главное, чтобы это было подъёмно по цене и реализуемо в плане программирования. Давайте попробуем!

Ок, тогда ждем для оценки возможностей. Платформы и моих.
А может, и еще кто-нибудь присоединится.

[Евгений Михеев]

Так, я полистал страницы neutrik - у них есть достойные xlr на панель под печатную плату.

вот например, устанавливается с обратной стороны на панель, именно то, что нам надо.
Есть нюанс насчёт установки с rca в одну плоскость, но я придумал, как это лечить.
Больший размер будет иметь xlr.
RCA при этом мы устанавливаем на панель, а оставшееся место между платой и разъемом наращиваем моножилкой. Там надо будет 8-9 мм.
То есть крепим XLR к плате, прикручиваем RCA на панель, потом прикручиваем XLR на панель. Со стороны платы вставляем моножилку и припаиваем ее со стороны разъема и платы. Как по мне - вариант отличный.

[poty]

Выкладываю свои соображения по "устройству" входного селектора:

Обратите внимание, из-за особенностей отображения на форуме, для более комфортного просмотра файлов их нужно загрузить или открыть в отдельном окне/вкладке.
Итак, имеются:
1. Модуль балансного входа (может использоваться и как модуль балансного выхода - разрисую чуть позже, принцип по управлению реле не изменяется).
2. Модуль небалансного входа (по поводу небалансного выхода - думаю, очень много пока для меня вариантов, не хочется терять положительных свойств).
3. Внутренний модуль преобразования баланс/небаланс, имеет также реле чувствительности входа.
4. Модуль балансного фоновхода (может использоваться как MC, MM, управляется одним резистором).
5. Коммутационная панель (внутренний модуль) линейных входов + микропроцессорное управление .
6. Коммутационная панель (внутренний модуль) фоновходов.
Обязательно прорисую более правильно модуль балансного выхода (упомянутый в п.1) и, возможно, модуль небалансного выхода.
Модуль цифрового входа будет заменять один из имеющихся типов модулей и коммутироваться по выходу.
Если будет модуль усилителя для наушников - он будет подключен к общему выходу усилителя и управляться с главного процессора.
Всего внешних модулей (входов и выходов) может быть 8, любого направления (вход/выход) и вида (балан/небаланс/фоно/цифровой). Я планирую эти платы сделать отдельными и набирать исходя из требований каждого пользователя.
Внутренний модуль (один) п. 5 должен быть обязательно. Внутренний модуль (один) п. 6 должен быть если имеются фоновходы. Внутренний модуль (один) п. 3 должен быть если есть небалансные входы.

Переключение входов/выходов осуществляется с помощью набора реле. С одной стороны реле подключены к линиям CL-1 - CL-12, с другой - к CCL-1, CCL-2. Линии, к которым подключаются реле, выбираются с помощью перемычек. Предполагается, что к CL-1 подключается первый вход/выход, к CL-2 - второй и т.п. Линии CL-9 - CL-12 предназначены для управления реле внутренних модулей. Для исключения перегрузки выходов процессора реле одного входа могут включаться последовательно за счёт двух общих шин (CCL-1, CCL-2). Выбор общих шин также осуществляется перемычками.

Все напряжения на линиях обеспечивает микропроцессор управления входами (МУВ). Линии должны быть подключены к входам с тремя состояниями. Перед установкой микропроцессора в блок для каждой линии CL-1 - CL-8 в постоянной памяти должны быть установлены:
1. Тип (0 - балансный вход, 1 - небалансный вход, 2 - фоновход, 3 - цифровой вход, 4 - балансный выход, 5 - небалансный выход) - можно уместить в 3 бита;
2. Чувствительность (0 - 0дБ, 1 - -6дБ, применяется только для небалансного входа и, возможно, для будущего цифрового входа) - можно уместить в 1 бит;
3. Использование общей линии CCL-1 (0 - не используется, 1 - используется) - можно уместить в 1 бит.
4. Использование общей линии CCL-2 (0 - не используется, 1 - используется) - можно уместить в 1 бит.
5. Включен (активен)/выключен (0 - выключен, 1 - включен) - можно уместить в 1 бит.
6. Присутствует/отсутствует (0 - отсутствует, 1 - присутствует).
Т.о., должна быть зарезервирована постоянная память 8 бит.
Для простоты можно хранить также активный вход (номер линии) AIL и активный выход (номер линии) AOL. AIL и AOL может быть = 0, если никакая линия не активна.

Кроме того, от процессора управления входами должен поддерживаться выход Mute, который будет подключен к центральному процессору и блокировать переходной процесс. Сигнал должен представлять собой притягивание выхода к земле. Третье состояние выхода - отсутствие сигнала Mute.

Со стороны центрального процессора на процессор управления входами через последовательный порт будут выдаваться команды вида:
NS,
где N - номер линии (1-8, 0-начальная инициализация: выключение всех входов и выходов) - занимает 4 бита,
S - команда (0-переключить на эту линию вход или выход, 1-изменить чувствительность) - занимает 1 бит.
Т.о., обмен с центральным процессором будет осуществляться одним байтом (8 бит, из которых 5 бит - действующие).

В аттачменте - первая версия алгоритмов переключения, чтобы можно было понять требования к процессору.

Описание алгоритма.zip

(1.79 КБ) 293 скачивания

[Евгений Михеев]

Владислав, ну я сразу, чтобы на вахту наскринить
Расскажите про конвертор RCA в баланс

[poty]

В общем смысле всё делается известным способом. Если Вы посмотрите на типичный выходной транзисторный каскад пуш-пул (например, здесь), то увидите, что hot-side балансного сигнала идёт на одну половину выходного каскада, cold-side - на другую (в оригинале - перед этим стоит фазоинвертор для получения разнополярных сигналов, но у нас-то они уже есть!). Центральная точка между этими половинами не заземлена и с неё снимается сигнал на акустические системы. Т.е., если делать транзисторный вариант, то просто повторяем пуш-пул и кормим его балансным сигналом.
Но для ламп всё становится несколько сложнее. У нас нет ламп разной проводимости: на аноде должен быть обязательно плюс, на катоде - минус. Т.о., нам приходится соединять две одинаковых, а не разнополярных половинки. К счастью, мы точно знаем, что существует целый класс totem-pole (двухэтажных) конструкций, которые выполняют ровно ту же задачу: SRPP, WCF, даже каскод может быть использован. Единственное отличие - в псевдобалансных конструкциях мы применяем методы для самофазировки каскада, здесь мы можем подавать уже сфазированный сигнал. Естественно, всё это происходит с применением большого количества конденсаторов (на входе и на выходе) и не самым благоприятным способом сказывается на звуке. Полученный таким образом небалансный сигнал можно, конечно, подключить непосредственно к выходу, но, сами понимаете, выходной импеданс может не блистать, что приведёт к добавлению, допустим, буферного каскада. Решение быстро становится похожим на полноценный предварительный усилитель по сложности (пример - здесь) и возникает вопрос: а зачем тогда вообще эта "добавка", если можно просто весь усилитель сделать небалансным?
Не могу не сказать о традиционном решении: согласующий трансформатор. Гораздо более вменяемое, хотя и дорогостоящее решение.
Я к тому, что, возможно, стоит сделать отдельное устройство - разбалансер, а не встраивать что-то в существующий балансный усилитель.

[Евгений Михеев]

Спасибо! Заскринил, на работе буду читать)

[rad54]

Выкладываю свои соображения по "устройству" входного селектора: ...

Ого, сколько и как глубоко наработано уже! На побитовом уровне. Медленно вникаю..
Хорошо бы еще набросать общую ( не только входных/выходных цепей и блоков селектора) графическую структурную схему управления и взаимодействия отдельных составляющих ВСЕГО усилителя. В ней же указать систему и формат команд взаимодействия. Думаю, при этом неизбежно возникнут какие-нибудь неучтенности, нестыковки или трудности реализации.
Без такой схемы (мне - точно, не знаю как другим) тяжело сходу вникнуть в предлагаемые решения и понять все однозначно, не наделав ошибок в рассуждениях.

Не могу не сказать о традиционном решении: согласующий трансформатор. Гораздо более вменяемое, хотя и дорогостоящее решение.

Очень здраво, стоит продумать!
Кстати, недавно натыкАлся на довольно здравое, со знанием предмета, обсуждение использования для малых амплитуд звука готовых микротрансформаторов, изготавливаемых для линейных цепей свичей, роутеров и т.п. Может посмотреть подробнее эту тему как вариант?