Недостаток механических потенциометров состоит в том, что они изнашиваются и начинают издавать трески и шорохи во время регулировки. Кроме того, управление ими с использованием, например, микроконтроллера представляет много трудностей.
Представленная схема легко устраняет эти неудобства и дополнительно позволяет регулировать баланс. Принципиальная схема электронного потенциометра приведена на рисунке.
Напряжение питания, подаваемое на разъем J1, фильтруется с помощью конденсаторов C1...C4 и стабилизируется стабилизатором US1. В то время как резисторные делители R1 / R2 и R3 / R4 добавляются свое собственное напряжение смещения 2,5 В.
Подготовленный таким образом сигнал поступает на входы «верхних» отводов потенциометров, расположенных внутри микросхемы US2 - ножки 10 и 13. Их «нижние» отводы также размещены на потенциале 2.5V, благодаря чему ток не протекает через сопротивления. Конденсаторы C7 и C8 отключают постоянную составляющую, направляя сигнал на выход, то есть разъемы J4.
Почему такое, казалось бы, ненужное усложнение схемы? Что же, экспериментальным путем было подтверждено, что цифровые потенциометры плохо работают с сигналами, в которых ток не течет только со входа на выход или с выхода на вход. Это происходит, когда напряжение отрицательное.
Это проявляется в нелинейных искажениях даже при высоких амплитудах, а также при слышимых хрипах. Самое простое и эффективное средство - «сдвинуть» весь сигнал так, чтобы он «поместился» в положительную половину. Это было достигнуто путем добавления постоянного напряжения, которое «невидимо» для самого потенциометра.
«Верхний» и «нижний» отводы потенциометра находятся под одним и тем же потенциалом, поэтому ток не протекает через сопротивление. Управление осуществляется пятью кнопками S1 ... S5.
Микросхема DS1802 имеет соответствующие подтягивающие резисторы и цепи для устранения дребезга контактов. Контакты, позволяющие управлять потенциометром, подключены к разъему J3 и позволяют использовать клавиатуру или микроконтроллер ввод низкого уровня эквивалентен нажатию кнопки.
При обсуждении управления следует добавить, что опция MUTE включается только клавишей S1, но отключается нажатием любой из клавиш. Потенциометр, как и его механический аналог, вводит только демпфирование. Объем регулируется в 65 шагов; каждый из них добавляет уровень в 1 дБ, последний отключает звук.
MUTE не отключает сигнал полностью (подавление должно идти до бесконечности) - если динамики подключены к чувствительному усилителю, вы можете слышать звук, но он достаточно приглушен, чтобы вам не мешало сделать, к примеру телефонный звонок.
Короткий импульс рассматривается как короткое замыкание контакта в течение до 1 с, но не короче 1мс. За каждым последующим импульсом должен следовать интервал не менее 1мс, в противном случае импульсы могут восприниматься как единичные. Нажатие и удерживание кнопки более секунды вызовет «скачок» в одном положении каждые 100мс.
Потенциометр не имеет энергонезависимой памяти, и после выключения и повторного включения питание включается с настройками по умолчанию. Он был собран на двухсторонней печатной плате с размерами 37 мм × 70 мм. Схема сборки показана на рисунке в тексте статьи.
Сборка выполняется обычно. Стоит использовать разъем для интегральной микросхемы US2. В потенциометре спаяны пять кнопок снизу, что обеспечивает хороший доступ к разъемам, которые затем выводятся внутрь корпуса. Правильно собранное устройство не требует пуск-наладочных работ.
Работает от напряжения не менее 8В, благодаря стабилизатору на плате. Также можно снять микросхему US1, подключив крайние ножки, замкнуть перемычкой и подать питание на электронный потенциометр от внешнего источника напряжения + 5 В. Потребляемый ток составляет около 10 мА.
