W każdym wzmacniaczu domowym przydaje się układ korekcji barwy dźwięku. W tym artykule postaram się omówić najciekawsze elementy zestawu do samodzielnego montażu z Aliexpress zrealizowanego na - moim zdaniem oczywiście - najciekawszym układzie scalonym LM1036.
Zestaw (bo taniej, a przy okazji trochę "wkładu własnego") dostajemy w torebce antystatycznej zawierającej wszystkie elementy potrzebne do złożenia kompletnego modułu:
Wysypujemy wszystko i sprawdzamy, czy czegoś nie brakuje.
Przy okazji okazuje się, że mimo braku schematu ideowego problemów z montażem być nie powinno; wszystkie elementy są opisane na płytce. Wystarczy odczytać jedynie wartości elementów (lub zmierzyć omomierzem, jak ktoś nie pamięta kodu barwnego) i... do roboty.
Zanim jednak więcej do oglądania, pozwolę sobie wyjaśnić moje stanowisko określające układ LM 1036 jako "ciekawy". Każdy konstruktor (nawet ten bardziej doświadczony) wie, że największym problemem jest uniknięcie przydźwięku sieci. Taki przydźwięk potrafi przysporzyć kilka nowych siwych włosów, a jego zlikwidowanie bywa czasochłonne i wymaga wielu kombinacji; ale właściwie dlaczego?
Zajmijmy się na razie tylko tą częścią, której dotyczy artykuł - przedwzmacniaczem z możliwością zmiany barwy, głośności itp. funkcji, jakie przeważnie występują w większości wzmacniaczy domowych.
Wstęp
Po kolei: mamy np. CD, z którego chcemy posłuchać muzyki. Podłączamy więc odpowiednim kabelkiem wyjście z CD do wejścia wzmacniacza opisanego jako CD lub ew. AUX - co dalej się dzieje z rzeczonym sygnałem? Przede wszystkim z gniazda trafia na układ selektora - układu elektronicznego lub najprostszego przełącznika wielosekcyjnego (co najmniej dwie sekcje i ilość położeń zależna od ilości wejść we wzmacniaczu). O ile jest to układ elektroniczny może być fizycznie bardzo blisko gniazd, a więc odpadają długie połączenia między przełącznikiem a gniazdami - potencjalne "anteny" zbierające z otoczenia wszelkie tam istniejące "śmieci" - zakłócenia.
Jeśli przełącznik mechaniczny wyjścia są dwa - albo przełącznik mocujemy na płycie czołowej i łączymy go z każdym gniazdem odrębnym przewodem w ekranie, albo mocujemy przełącznik blisko gniazd a na panel czołowy wyprowadzamy "przedłużkę" z pręta lub rurki, by nań nałożyć pokrętło/gałkę.
W obu wypadkach są wady i zalety - w pieszym to gęstwina przewodów - potencjalnych "antenek", które mimo ekranu mogą jakieś szczątków śmieci zbierać i w gratisie dokładać je do odsłuchiwanego sygnału. W drugim konieczność dorobienia odpowiedniej przedłużki, jej elastycznego (!) połączenia (bo nigdy nie uda się idealnie scentrować osi potencjometru z przedłużką i otworem w panelu - wiem to z praktyki...), jej podparcie i ew. dodatkowe łożyskowanie... Ogólnie biorąc - wszystko to, z czym większość "młodych zdolnych" elektroników woli nie mieć do czynienia. Pomijam tu już konieczność samego zaplecza narzędziowego, ale czasem nawet zdobycie "głupiej" rurki czy pręta jest kłopotliwe, a co dopiero prace mechaniczne?
No nic, ten aspekt na razie zostawmy ad acta - myślę, że wrócę do niego w którymś z następnych artykułów.
Z selektora sygnał trafia do układu regulacji barwy, wzmocnienia, balansu, ew. konturu czy innego loudnesa i ten fragment nas będzie dziś interesował.
Samo wzmocnienie można przecież zrealizować prościutko - wystarczy jeden potencjometr stereofoniczny i już - powiecie. Fakt. Wiele wzmacniaczy tak właśnie ma realizowane wzmocnienie. Potencjometr włączony pomiędzy sygnał wejściowy i masę ze strony wyjścia z selektora a między masę i suwak zbierany i prowadzony dalej do wejścia wzmacniacza mocy.
Tak można, ale... ale mogą wystąpić problemy z np. trzaskami przerywaniem sygnału itp. No i z czasem potencjometr się zużywa, wymaga wymiany, a dostanie takiego, jaki siedział oryginalnie w naszym wzmacniaczu może być nierealne.
A co gdyby można było sterować głośnością w jakiś sposób niewymagający "przechodzenia" sygnału (fizycznie) przez potencjometr? Byłoby lepiej, bo odpadają ww. problemy, a w wypadku konieczności wymiany potencjometru wystarczyłoby znaleźć taki o PODOBNEJ wartości tylko... Dokładnie taki sam problem stwarza układ realizujący korekcję barwy - i receptą na te wszystkie problemy jest opcja sterowania wszystkimi tymi korekcjami napięciowa - poprzez podanie na odpowiednie wejście określonego (ustawianego potencjometrem na płycie czołowej) napięcia stałego... Niemającego nic wspólnego z sygnałem, a więc odpornym na wszelkie zakłócenia. Taki właśnie układ scalony wykorzystywany jest w KiT'cie omawianym w tym artykule.
LM 1036 jest stary i mogę się założyć, ze wielu "młodych zdolnych" ma od niego więcej lat, a mimo to nie zestarzał się tak całkiem. Owszem - są produkowane podobne w działaniu układy scalone, są też i takie sterowane nie napięciem z potencjometru, ale sygnałem z procesora po linii I2C na przykład... są. Niemniej jednak omawiany LM 1036 jest w miarę dobry (o ile zostanie wykorzystany zgodnie z aplikacją producenta) i to zarówno pod względem zniekształceń, jak i samego działania, a przy tym praktycznie biorąc bezawaryjny.
Kilka słów o jego idei:
Po pierwsze - potencjometr głośności (elektroniczny- zawarty w strukturze wraz ze wszystkimi innymi od barwy czy balansu) jest wstawiony na początku i na końcu drogi sygnału. Dzięki temu wraz z ustawieniem większej głośności szumy układu korekcji barwy (niezmiernie trudne do wyeliminowania w klasycznych okładach korekcji) nie są tak słyszalne. Taki kontrkandydat naszego LM 1035 czyli TDA 1524 pod tym względem był zdecydowanie gorszy - poziom głośności regulowany był PRZED układami barwy dźwięku, a wiec przy ustawieniu na max podbicia niskich i (szczególnie) wysokich przy braku sygnału słyszalny był szum - niezależny od ustawionej głośności sygnału. LM tak nie miał - szum - owszem był, jak to w każdym układzie analogowym, ale dzięki dwupunktowemu umieszczeniu regulacji wzmocnienia był zależny od położenia potencjometru wzmocnienia - czyli najsilniejszy był tylko przy ustawieniu max głośności. Przy niskich poziomach praktycznie nie był słyszalny.
Bardzo dobrze wyjaśnia to np. rysunek blokowy wnętrza LM (do znalezienia w datasheet tego układu): https://www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/1/0/LM1036.shtml
Znajdziemy tam również wiele interesujących danych - parametrów, aplikacji i charakterystyk. Te ostatnie pokażę i ja - ale już zdjęte z tytułowego modułu. Postaram się przy okazji opisać kilka "sztuczek" niepodanych w ww. aplikacjach.
Wracamy do zestawu:
Wysypujemy elementy i robimy przegląd części:
Wszystko jest?
Zaczynamy więc montaż:
Chyba trzeba przyspieszyć, bo obserwowanie jak ktoś inny się męczy, bywa nudne...
Jak widać, niczego nie zabrakło, montaż prosty i bezkonfliktowy. Nawet jak ktoś jeszcze przed operacją zaćmy i z niedowładem jednej ręki - da się zrobić.
Dla zainteresowanych podaję jeszcze wymiary (przydaje się w razie, gdy mamy jakieś miejsce do wykorzystania
).
Czas na testy...
Poniżej wykresy charakterystyki częstotliwościowej dla różnych poziomów głośności i ustawionej barwie dla niskich na 7/8 obrotu potencjometru, wysokich na max i wyłączonym przełączniku Loudness:
...i kilka innych charakterystyk dla różnych ustawień regulatorów:
Tu mamy wizualizację działania filtra Loudness:
W zależności od ustawionej głośności (barwa na ok. 5/8 obrotu potencjometrów) widać, że podbicie skrajnych częstotliwości zależne jest od poziomu głośności, a ściślej od położenia potencjometru WZMOCNIENIE. Wynika z tego ważna rzecz- sygnał wejściowy na moduł barwy musi być dość dokładnie dopasowany - z tego, co zdołałem sprawdzić dla sygnału wejściowego o poziomie rzędu 0,4V RMS nie można jeszcze doprowadzić do przesterowania sygnału wyjściowego - nawet przy podbitych korekcjach na max i wzmocnieniu na max. W większości wypadków jest to wartość wystarczająca dla zdecydowanej większości źródeł sygnału przy uwzględnieniu ew. spadku na układzie selektora sygnału.
Kolejny obrazek to zakres regulacji wysokich i niskich częstotliwości (regulacja barwy na max/min i potencjometry w okolicy zera (środka obrotu). Widać, że dość trudno jest idealnie ustawić połowę obrotu na potencjometrze bez założonej gałki... Nie miałem żadnej pod ręką - za co przepraszam. W praktyce przy poprawnie ustawionych potencjometrach charakterystyka częstotliwościowa jest płaska od ok. 13Hz do 10kHz (niestety ten zakres niezależny ode mnie). Z tego, co sprawdziłem już "na piechotę" płaska charakterystyka sięga powyżej 40 kHz.
Aha - jedna działka w osi pionowej to 5dB.
Jak na tak prosty (by nie powiedzieć "prościuchny") układ, parametry są więcej niż zadowalające.
Nie będę też ukrywał, że znam ten układ od... 25 lat? (jak nie dłużej) i dla pierwszych zastosowań miałem co do niego mieszane odczucia. Czemu? Bo mimo wyraźnie mniejszych szumów jednak szumiał... Kombinowałem długo, aż nie wpadłem na coś, co (aż wstyd się przyznać) powinienem wiedzieć od samego początku; mianowicie producent w aplikacji (a te, które robiłem były zawsze w wersji podstawowej - "producenckiej", że tak powiem) zaleca kondensatory sprzęgające o pojemności. Wejściowe 0,4 i wyjściowe (te zależne od rezystancji kolejnego bloku - w tym wypadku rezystancji wejściowej wzmacniacza mocy) również elektrolityczne - ja dawałem ok. 10uF. I tu problem, bo kondensator nie powinien pracować niespolaryzowany, a tym bardziej spolaryzowany przeciwnie. Okazało się, że układ wzmacniacza mocy, jaki zastosowałem w tym pierwszym wzmacniaczu z udziałem LM 1036 posiadał na wejściu większy sygnał niż na wyjściu LM. Wystarczyło wlutować kondensatory odwrotnie niż na aplikacji i... problem znikł. Inna opcja (tę stosowałem już we wszystkich kolejnych układach z LM, a było ich... kilkanaście? Może i więcej, nie liczyłem) wystarczyło wstawić kondensatory masowe (monolityczne) - w tym zastosowaniu sprawowały się świetnie, a przy pojemności 4,7uF ich wielkość była o wiele mniejsza od podobnej pojemności kondensatorów foliowych ("Perełka" o rastrze 5mm).
Tak jak i opisywany moduł wszystkie "moje" sprawowały się po prostu świetnie. Oczywiście - nie jest to układ najwyższej jakości. Nie do takich zastosowań jednak jest on dedykowany. Śmiem jednak twierdzić, ze mimo fabrycznych zaleceń co do stosowania go w sprzęcie przenośnym (jamniki, boomboxy, itp.) nawet w dobrym sprzęcie domowym ma co pokazać. Ja w każdym razie nie narzekam - zresztą w obecnej "wieży" DiY (w jakimś temacie nawet wstawiłem fotkę - można sprawdzić jak ktoś zainteresowany) w klocku wzmacniacza mocy siedzi właśnie przedwzmacniacz zrealizowany na LM 1036 - bohaterze tego artykułu. I powiem że jak nawet na "młodsze" ( a na pewno mniej zniszczone wiekiem) uszy, wszyscy zgodnie twierdzili, że "gra ładnie", zaś jeden z Kolegów nawet stwierdził że "nareszcie słuchałem muzyki w naprawdę dobrej jakości"...
Jak wspominałem - układ ma pewne uwarunkowania i takim podstawowym jest przestrzeganie napięcia zasilania - LM musi być zasilany stabilizowanym i dobrze odfiltrowanym napięciem 12V. Nawet w omawianym module jest ten warunek zapewniony - określone w informacji minimalne napięcie wejściowe wynika z zastosowania LM7812 w roli stabilizacji napięcia. Dodatkowo producent modułu zadbał o możliwość zasilania nawet napięciem zmiennym - "na pokładzie" jest bowiem miejsce na mostek prostowniczy i duży kondensator filtrujący. I tu uwaga: w razie wykorzystywania do zasilania tegoż modułu z już wykorzystywanego w naszej konstrukcji napięcia zadbać należy, by nie zrobić zwarcia (to przy zasilaniu napięciem zmiennym) prostownikiem podłączonym do zasilania np. końcówki mocy.
W takim wypadku ("podebranie" napięcia już w naszej konstrukcji istniejącego) należy pominąć mostek w module, a zasilanie podpiąć bezpośrednio pod kondensator główny filtra zasilania (w wypadku montowanego modułu z tematu było to 1000uF/35V - nie mam pewności czy w innych egzemplarzach nie będzie innych). Oczywiście LM7812 pozostaje, musimy jedynie zapewnić dopuszczalny dla niego zakres napięcia zasilającego. W wypadku, gdy istniejące napięcie przekracza ten zakres, trzeba znaleźć inne rozwiązanie.
Na koniec kilka fotek już zmontowanego modułu:
Pozdrawiam.
Cool? Ranking DIY
A mam zamiar wykorzystać do wzmacniacza... Może zna Kolega jakiś "trik" na zmniejszenie szumów? 
W każdym razie plus ode mnie.