Акустичний мікшерний пульт (стр. 3 из 15)

П’яти смуговий еквалайзер

Еквалайзер виготовлений на базі мікросхеми СХА135AS фірми SONY. Схема підключення мікросхеми зображена на рис. 2.5, вона рекомендована фірмою SONY для мікросхем СХА135AS. Регулятор балансу та гучності за ненадобністю достатньо зробити на підстроючому резисторі або на постійному резисторі, зафіксував максимальне значення гучності, та оптимальне значення балансу.

Схема має наступні технічні характеристики:

Напруга живлення, В	4-10
Струм споживання, мА	8
Діапазон регулювання, дБ	-12 +14
Діпазон регулювання гучності, дБ	94 – 0
Діапазон регулювання баланса, дБ	66 – 0
Коефіцієнт гармонік,%	0,25
Відношення сигнал\шум, дБ	93

Напруга живлення мікросхеми еквалайзеру 4 – 10 В, наприклад стандарт – 9 В, напруга живлення всіх інших мікросхем в приладі – ±15В. Недоцільно робити додатковий блок живлення на 9В, тому живлення буде подаватись на мікросхему через резистор ний дільник, який буде зменшувати напругу живлення мікросхеми СХА135AS до необхідного рівня.

Рис. 2.5 - Еквалайзер п’яти смуговий

Змішувач акустичного сигналу.

На рис. 2.6. зображено акустичний змішувач двох стерео-сигналів.

Сам змішувач складається з резисторів R99 – R121, де R 107 та R108 регулятори гучності першого та другого каналів відповідно, а R117 – кроссфейдер.

Принцип роботи змішувача такий: на резисторах сигнал падає до низького рівня і після резисторів накладається один на одного, після цього отриманий змішаний сигнал низького рівня подається на підсилювач звукової частоти, де підсилюється до необхідного робочого рівня. Завдяки низьким рвням сигналів при змішуванні взаємний вплив сигналів різних каналів дуже низький, тому змішувач має добру розв’язку по каналам.

Вихідний підсилювач змішувача зроблений на базі операційного підсилювача включеного по схемі інвертуючого підсилювача, у такого підсилювача. Для змінювання коефіцієнту передачі підсилювача в зворотній зв'язок можливо вмикати змінний резистор.

Рис. 2.6 - Змішувач акустичного сигналу

Індикатор рівня сигналу (світлодіодний).

На рис 2.7 зображена схема світлодіодного індикатора рівня сигналу на 10 світлодіодах. Індикатор зроблений на мікросхемі LM3915, її напруга живлення 3 – 20 В. Максимальне значення вхідної напруги – 1,3 В, що відповідає акустичному сигналу. Світлодіоди з 1го по 6-ий повинні бути зеленими або синіми, 7,8 – жовтими, 9,10 – червоними.

На вхід подається сигнал паралельно з головним шляхом сигналу з виходів вихідних підсилюючіх каскадів.

Робочій рівень вхідного сигналу мікросхеми вибирається резисторним дільником напруги R161 R163.

Рис. 2.7 - Світлодіодний індикатор рівня сигналу

2.3 Вимоги до електричних параметрів функціональних вузлів

Мікшерний пульт складається з декількох функціональних вузлів, всі вони повинні бути за можливістю малошумлячими, та мати малий коефіцієнт нелінійних спотворень для збільшення відношення сигнал шум. Не повинно бути в пристрої сильно випромінюючіх елементів, щоб зменшити вплив випромінювання на якість сигналу, та зменшити рівень шумів пристрою.

Для уніфікації та зручності всі блоки повинні мати однакову напругу живлення, щоб не робити для кожного блоку окремі блоки живлення.

Такі вузли, як вхідні підсилювачі, повинні бути витривалі до перавантажень порядку 20 дБ.

Вузел змішування сигналів повинен бути мало залежний від параметрів вхідного опору, щоб різкі зміни параметрів сигналу одного каналу не відображались на сигналах інших каналів. Це дасть добру розвязку між каналами.

В пристрої, для регулювання загального рівня сигналів каналу, та в кросфейдері, будуть використовуватись повзункові резистори (потенціометри). Це необхідно для зручного та наглядного керування гучності та співвідношення потужності каналів. Вони повинні бути якісні, щоб не виникало шумів та різких звуків при регулюванні.

3. Розробка та обґрунтування конструкції пристрою

3.1 Обґрунтування вибору конструкції

Проектуємий пристрій представляє собою, перше за все, пульт керування. Оператор, завдяки такому пульту, буде здійснювати різноманітні маніпуляції з звуковими сигналами. Тому особливу увагу, при розробці конструкції пристрою, треба приділяти питанням ергономіки, щоб у пристрою був інтуїтивно зрозумілий інтерфейс, всі органи керування були легко доступні та не заважали один одному.

Так як проектуємий пристрій – пульт, панель органів керування буде зверху пристрою, як зображено на рис. 3.1.

Рис. 3.1 - Загальний вигляд корпуса мікшерного пульта

Вхідна, вихідна та ін. комутація буде знаходитись на задній панелі, це сигнальні вхідні та вихідні роз`єми, роз`єми живлення. Виняток – вихідний роз`єм для навушників, він повинен знаходитись або на панелі органів керування, але так, щоб не заважати легкому доступу о всіх органів керування, або на передній панелі.

Такий варіант конструкції продиктований тим, що пристрій не використовується сам по собі, а використовується разом з іншою апаратурою утворюючи цілу систему. Тому загальна конструкція не повинна кардинально відрізнятись від інших пристроїв для зручного збирання системи. Ця система не є стаціонарною, вона збирається перед використання, та розбирається після закінчення роботи. Загальний вигляд системи в якій буде використовуватись проектує мий пристрій зображена на рис. 3.2.

Рис. 3.2 - Загальний вигляд системи в якій використовується пульт

Всі компоненти системи розміщуються на столі, підєднуються один до одного сигнальними кабелями, підводяться кабелі живлення та вихідні сигнальні кабелі, тому зручно коли вони всі знаходяться позаду приладів. Їх легко збирати та розбирати, та вони не будуть заважати при роботі.

Мікшер не повинен сильно перевищувати висоту сусідніх приладів, та не бути набагато тоншим за них. Оптимальний варіант, це коли всі пристрої будуть однакової висоти. Так як на висоту таких пристроїв нема стандартів, і на стадії проектування невідомо з яким саме обладнанням буде використовуватись наш пристрій, то орієнтуватись треба на середнє значення висоти випускаємого обладнання, це 7-10 см.

Для зменшення впливу зовнішніх факторів на мікшер, для уникнення наводок, для зменшення вірогідності факторів викликаючи збільшення рівня шуму та погіршення якості сигналу, а також для збільшення міцності приладу та надійності корпус матеріалу буде металевий.

3.2 Компоновка передньої панелі пристрою. Урахування вимог ергономіки

Як було сказано, питанням ергономіки в проектуванні пристрою виділяється багато уваги, тому що для конструкції пульта це питання є одне з най головних. Від варіанту розташування компонентів керування буде сильно залежати компонування пристрою на блоки, та розміщення цих блоків в корпусі.

Загальна схема розташування органів керування має доволі стандартизований вигляд в усіх аналогічних пристроїв, вона зображена на рис.3.3.

Рис. 3.3 - Зони для розташування органів керування

Площа панелі для органів керування розбивається на зони розділені на групи по призначенню:

1. Керування, підстройка вхідного сигналу, вибір режиму роботи входу: лінійний вхід, підсилення вхідного сигналу на попередньому підсилювачі, рівня вхідного сигналу.

2. Регулювання тембру сигналу (еквалайзер).

3. Міксування каналів: вибір гучності кожного каналу, вибір каналів для виведення на навушники, вибір процентного вмісту каналів в вихідному сигналі.

4. Регулювання сигналу виводимого на навушники.

5. Регулювання параметрів головного вихідного сигналу: гучність, баланс, гучність та баланс монітору.

З урахуванням розмірів використаних радіо-компонентів, та вимог ергономіки скомпонована панель керування буде мати вигляд рис. 3.4.

Рис. 3.4 - Вигляд панелі керування мікшерного пульта

1. Керування вхідними сигналами, індикація вхідних сигналів.

2. Еквалайзер

3. Керування змішуванням сигналів

4. Настройка вихідного сигналу, індикація його рівня.

Згідно схеми розташування органів керування можна розбити проектуємий пристрій на конструктивно-функціональні вузли.

3.3 Компоновка конструктивно-функціональних вузлів

В вибраному варіанті корпусу з горизонтальним розміщенням плат можливо зробити все на одній платі, або розбити на блоки, функціональні вузли.

Робити весь прилад на одній друкованій платі досить не ефективно, та не вигідно. Це призведе до її громіздкості, складності трасування, зменшення надійності, збільшенні витрат на виготовлення, а це в свою чергу зробить більшу ціну пристрою, зменшить його надійність та ускладнить можливий ремонт.

Щоб запобігти цім проблемам розіб’ємо плату на блоки.

Розбиття та спосіб розміщення в корпусі функціональних вузлів прямо залежить від передньої панелі пристрою, тому що передня панель має велику вагу в розробці приладу. В залежності від панелі пристрій розділено на функціональні вузли наступним чином:

1. блок вхідних каскадів

2. блок корекції тембру

3. блок змішування