Время от времени я вожусь с акустическими системами, раньше у меня была отдельная большая комната с высокими потолками для этого, отдельный стол с полноразмерным усилителем, спаяны кабели для измерения, которые я, в зависимости от измерения, заменял. Пришлось уехать оттуда из-за пожара. Сейчас места мало, решил сделать маленькую коробочку, которую можно подключить к любому компьютеру по USB, воткнуть в розетку и подключить кабель к АС - и измерять. Для воплощения фантазий нужно: УМ с минимальной мощностью, микрофонный усилитель с фантомным питанием, звуковая карточка и блок питания для всего сразу. Всё делал на отдельных платах, что бы, в случае необходимости, можно было заменить один кусок, не разбирая остальное. Всё сделал, всё получилось. Но было множество мелких проблем - подробности смотреть на форуме, здесь будет вскользь.
Теперь по порядку. Сердце всего устройства PCM2900C - USB кодек. Спасибо Алексею за подарок, без него я бы не сделал! Схемы - главный кусок, кварц QT532S, в даташите неверно расположен ключ на четвёртую ногу, на самом деле он на первой ноге. Транзистор - любой P-N-P в корпусе SOT-23, у меня BC857C и светик размера 1206 для индикации подключения к компьютеру и там же защита USB, сделаны закоротки вход-выход по обоим линиям - внутри микросхемы не было сделано соединение, хотя в даташите оно сделано явно, т.е. все диоды звонятся, но 1-6 и 3-4 ноги между собой внутри не соединены. Конденсаторы C1 и С3 - плёночная WIMA. Остальное - без особенностей. Схема:
Входы - буферный ОУ и фильтр на NE5532, топологию фильтра выбирал собирая на макетке, смотрел как оно работает в живую и слушал советы более опытных сопалатников, спасибо им. На форуме можно посмотреть АЧХ фильтра. Усиление выбрано К=2, таким, что бы на входе 1В, а на входе в АЦП получилось примерно 2В.
Выход - постфильтр на OPA171, используется только один канал на выход, второй канал через 100к сидит на земле, наверное можно было оставить болтаться в воздухе, но я посадил в землю через резистор. Усиление выбрано таким, что бы на выходе было 2В. Там же стабилизатор питания 5В 1117 - питается кодек не от USB, а от общего набортного источника питания, и источник опорного напряжения на REG101, с внешней опорой все сильно лучше, опять же подробности можно посмотреть на форуме.
Вот скриншот из PCAD - готовая платка. Все внешние соединения сделаны по одному краю платы, что бы потом можно было припаять на объеденительную общую плату. Всё смонтировано на мелкой печатной плате, нацарапал на фрезерном станочке.
Это вторая версия, первая была с внутренней опорой и я не знаю как, но я сумел сжечь первый вариант: собрал, включил, выключил, ушёл, пришёл, включил - не работает. Опорное напряжение внутреннего источника стало меньше вольта, ну я и заказал новую PCM2900. Заведётся ли с внешней опорой не попробовал, сразу выкинул, а надо было бы проверить. Ещё один вход с первого дня странно работал - усиление падало в разы. В результате вышел из строя ОУ во входном фильтре - передул его. Странно. И, возможно, из-за этого и был изначальный перекос по питанию, возможно этот ОУ жрал из положительного источника. Не исследовал я этот вопрос, а теперь уже поздно.
Следующий кусочек - микрофонный усилитель. Сделан по типовой схеме со страницы №7 из даташита на одной SSM2019, только добавил фильтр на входе и чуть изменил сопротивление резисторов, т.к. у меня фантомное питание 24, а не 48В и защита входов не стабилитронами, а сдвоенными диодами на шины питания. Усиление переключается выключателем, можно подключить параллельно R10 резистор R11, R12 или ничего. С резистором R10 2к усиление примерно 16дБ, R10+R12 получается 16+6дБ=22дБ. R10+R11 дают 16+12дб=28дБ. Т.е. переключателем можно изменять усиление микампа +6дБ и +12дБ.
Формирователь фантомного питания 24В для микрофона. DC-DC B1212S - изолированный преобразователь делает 15В, а земляной провод его я посадил на +15, т.е. суммарно получается до 30В, и за ним стоит стабилизатор на 78L24. И тут первая ошибка: я взял как первичное положительное питание, а с него уже питается источник опорного напряжения и получается +5В для звуковой карточки, а трансформатор изначально стоял впритык по напряжению - потому что для УМ я использовал TDA2030 с максимальным напряжением питания ±18В, и нестабилизированное питание, всё перекашивалось и не хватало положительного первичного напряжения для нормальной работы стабилизатора +15В. Так что я просто порезал дорожки на плате и подключил к отрицательному плечу питания - так перекос стал несколько меньше, но не пропал полностью. Было бы правильно переделать сразу это, но возможно будет работать без этого: заменить УМ на более высоковольтный и поставить трансформатор с бОльшим напряжением. Я, в конце концов, так и поступил, но об этом позже.
Плату, опять же, нацарапал на фрезере и запаял в печке. И тут второй косяк - неправильно упаковал в библиотеку DC-DC преобразователь, выводы в обратном порядке. Пришлось перевернуть корпус, еле-еле влез. Третья ошибка - так же наоборот ноги у стабилизатора 24В - пришлось сдуть, перевернуть и вкрячить криво-косо. Но отбираемый ток на фантомное питание мизерный и он и в таком положении остаётся чуть тёплым. Последние две ошибки я исправил на плате.
Следующий кусочек - усилитель мощности. Типовая схема на TDA2030 в процессе отладки высосал ее из платы и заменил на LM1875 - у неё выше максимальное напряжение питания и можно поставить трансформатор с бОльшим выходным напряжением, так что нужно сразу ставить или её или TDA2050. На входе делитель K=0,195 и усиление 11, сквозное получается K=2.145 - такая ерунда что бы избежать генерации, для TDA2030/2050 минимальное усиление 24дБ, примерно К=16, мой К=11 - это 21дБ, уже может засвистеть, если верить даташиту. У меня TDA2030 работала стабильно. Для LM1875 указано минимальное усиление 10 (20дБ) - тут точно будет работать с запасом. Схема: 
Плата разведена по нижнему слою, два проводника сверху проводками, третий - свит с сигнальным и сидит с обоих сторон на земле. Катушку выходного дросселя накрутил каким-то проводом на трёхваттный китайский резистор в три слоя. Других особенностей нет. Спаял, включил - работает. Микросхему надо надеть на какой-то небольшой радиатор.
И теперь всё что выше установлено на общую плату с блоком питания. Кроме блока питания и соединения дочерних плат с ним на этой плате выполнены все соединения плат между собой вынесены на края контакты для припайки переключателей. Вот блок схема устройства, для того, что бы примерно понимать откуда что растёт:
Это совсем упрощённо, вот список всех переключателей: питание, Z-SPL, выходное напряжение 2-2,83-4 вольта, чувствительность микрофона 0-6-12 дБ, подключение входа выхода мимо внутреннего измерителя, калибровка Z на 4 или 8 Ом или измерение. Для удобства на схеме переключатели пронумерованы по порядку - это первая цифра, вторая номер секции, третья - сколько секций, четвёртая - сколько положений. Ну то есть 3.2.3.3 - третий от левой стороны коробки, вторая секция из трёх, три положения. И замечание по переключателю 2 - 2.83 - 4 вольта: он не только переключает выходное напряжение с УМ, но и меняет чувствительность входов. Таким образом при переключении ничего не нужно подкручивать и подстраивать.
Вот маленькие участки большой схемы, тут подключается кодек к большой плате:
Здесь подключается микрофонный усилитель, переключатель усиления подключается к плате усилителя, а не к большой объединительной плате.
Здесь подключение усилителя мощности к большой плате.
Блок питания типовой на трансформаторе 6VA, с первичной стороны синфазный фильтр, и примитивный фильтр на двух резисторах и конденсаторе, предохранитель. Со вторичной стороны снаббер, диодный мост, накопительные конденсаторы и два стабилизатора на ±15В на обычных LM7815/7915. Как я писал выше, с трансформатором 2х12В переменки напряжения едва хватало для нормальной работы положительного стабилизатора, пришлось заменить на трансформатор с напряжением 2х15В и поставить более высоковольтную микросхему в УМ. Вот схема блока питания:
Плата разведена на одностороннем стеклотекстолите и нацарапана на фрезерном станке, под высоковольтной частью выбрана вся медь. Пока устройство не в коробке и подключено к сети нужно соблюдать правила безопасности.
Ну и вот всё устройство в сборе без коробки. Куча проводов, топорщится как ёжик, правильно было бы купить угловые тумблеры и паять их прямо на плату, но как вышло - так вышло. Переделывать точно не буду.
Всё устройство упаковано в коробку, которую я напечатал на принтере, получилось не очень красиво, но вполне работает, главная цель была получить компактное устройство, которое можно подцепить к любому компьютеру и сразу же пользоваться без настроек.
Верхняя сторона без вентиляции, что бы туда ничего не могло упасть, нижняя и две боковых - с вентиляционными решётками. Размер измерительного резистора я написал прямо на дне коробки, что бы не запоминать, измерил его четырёхпроводкой. Последняя фотка: оказалось, что просто провод, опаянный провод или в обжатый в гильзу зажать очень трудно и он плохо держится, поэтому я просто просверлил тело винта на сверлильном станке насквозь.
Файлы коробочки для Солидворкс и тела для печати приложены в архивах. Тела под печать АБС увеличены в 1,006 раза - коррекция на усадку. Поэтому для фрезеровки шильдика нужно взять файлик SHIELD_1-1.
Вроде бы всё, подробнее можно почитать на форуме, если есть вопросы - задавать там же.
| File | File size | Last modified |
|---|---|---|
 STL для печати. | 10965 kB | 08.09.25 |
| Файлы для Пи-КАД звуковой карточки. | 181 kB | 05.09.25 |
| Файлы для Пи-КАД микрофонного усилителя. | 107 kB | 08.09.25 |
| Файлы для Пи-КАД объеденительной платы и источника питания. | 149 kB | 08.09.25 |
| Файлы для Пи-КАД усилителя мощности. | 71 kB | 05.09.25 |
| Файлы для Солидворкс. | 6213 kB | 08.09.25 |
