Домашний кинотеатр на процессорах pt2323 и pt2322

В статье описано схемное решение блока регулировок и коммутации на звуковых процессорах РТ2323 и РТ2322, управляемых микроконтроллером ATmega16, а также схема мощного импульсного блока питания на микросхеме TL494 для питания усилителей.

Вот он! Наконец-то работает, а ведь несколько раз уже хотел бросить затею из-за неудачных попыток. И каждый раз продолжал упорно искать неполадки… и находил. Делал больше года, так как изначально хотел сделать приставку-сабвуфер к готовому усилителю, после решил сделать полный усилитель. Но ведь его нужно чем-то регулировать и управлять? С этого и началось изучение AVR и языка Си. Кстати это моя первая конструкция на микроконтроллере. Ну, а чем же регулировать звук? Случайно в Интернете наткнулся на связку микросхем РТ2323 и РТ2322 фирмы Princeton Tehnology Corp, их параметры мне более чем понравились и я решил — делаю!

↑ Звуковой процессор

Представляет собой коммутатор входов, декодер АС3 и фильтр НЧ на микросхеме РТ2323 и регулятор громкости с возможностью ослабления каждого канала по отдельности на микросхеме РТ2322. Также в этой микросхеме есть трех полосный регулятор тембра, но так как я не приверженец улучшайзеров, то их я не использовал, отключив программно и в статье описывать не буду.
Параметры микросхем: минимальный коэффициент нелинейных искажений — 0,005%, напряжение питания +5В, минимальный уровень громкости -80дБ.


Схема взята из даташита. Как видно из схемы мы имеем коммутатор входов на микросхеме РТ2323, где один вход шестиканальный, поданный на него сигнал при активации входа проходит прямиком на регулятор громкости РТ2322, и четыре стерео входа, здесь немного сложней. Поданный на один из этих входов стерео сигнал при включении эффекта «Surround» конвертируется в пять каналов — фронт, центр и тыл. При помощи внутреннего кроссовера мы получаем сформированный сигнал для сабвуфера. Верхняя граничная частота зависит от внешней RC-цепочки — резисторов R21, R22 и конденсаторов С18, С25. У меня она составляет 200Гц, но ее можно изменить соответственно этому графику:


Также мы можем усилить сигнал кроссовера на 6дБ. Как это все управляется, описано в файле «ПУЛЬТ».
Собирал плату в основном на SMD компонентах, микросхемы в SO корпусах, они, кстати дешевле DIP почти в три раза. Входные разъемы использовал от нерабочего DVD. Стерео вход № 4 выведен на винтовые зажимы типа DG301-5.0-02P-12, пока что он не задействован, но в перспективе думаю повесить на него ЦАП. На такие же зажимы выведены питание, выход регулятора громкости и шина I2C. Питается плата от дежурного источника питания +5В.
Фото платы (не в фокусе, вырви глаз):


Шина i2c. Соединяющий провод должен быть выполнен экранированным проводом, иначе из-за наводки от блока питания сигнал на шине искажается и slave устройства не работают.

↑ Блок управления

Собран на микроконтроллере AVR ATmega16. В его задачи входит: управление звуковыми процессорами по шине i2c, включение/выключение силового блока питания, обработка команд волкодера, пульта ДУ формата Rc-5 и кнопок на лицевой панели. Также в его функции входит индикация режимов работы, индикация номера канала, текущее состояние, прием команд пульта.


Начну с органов управления. Главным из них является пульт формата RC-5.


Сигнал с пульта улавливается фотоприемником типа TSOP1736 и поступает на вход внешнего прерывания микроконтроллера. Если адрес пульта является форматом rc-5 и его адрес совпадает с адресом указанным в прошивке и код кнопки присутствует в списке используемых, то микроконтроллер начинает выполнять данное ему действие, при этом вспыхивает светодиод HL3.

Кроме пульта, некоторые функции регулируются валкодером и кнопками на «морде». Валкодер регулирует уровень громкости, а его кнопка управляет режимом «Standby». Но если валкодера нет, то можно регулировать громкость кнопками. Для удобства монтажа, кнопки опрашивает АЦП. Так на один вывод можно повесить много кнопок.

При желании с пульта можно блокировать работу кнопок и валкодера, включив защиту от детей (загорится светодиод HL1). Светодиоды HL8 — HL12 индицируют номер включенного канала, назначение остальных светодиодов подписано на схеме. Для отображения всех остальных параметров используется ЖК-индикатор LCD WH1602A-GTI-CT# фирмы WINSTAR. Ниже примеры того, что выводится на дисплее:



В устройстве при помощи энергонезависимой памяти EEPROM устроена функция сохранения перед выключением параметров настроек громкости, уровня ослабления каналов, номера работающего входа, включенных функций. При включении все параметры восстанавливаются в состояние, которое было на момент выключения. Алгоритм этой функции устроен так, что запись в ячейку энергонезависимой памяти происходит, только если параметр изменен и не равен сохраненному в этой ячейке при предыдущем выключении. Этим продляется жизнь этих самых ячеек.

↑ Прошивка

В архиве лежат два файла прошивки. Отличаются они только уровнем логического сигнала на выводе, который управляет включением блока питания. В моем случае БП включается при появлении на управляющем выводе логического 0, но если блок питания включается при помощи реле или симистора, то там должна быть логическая 1.
Прошивал программатором AVR910 PROTTOS, фьюзы выставлены таким вот образом:

↑ Сборка

Плата собрана на двухстороннем фольгированном стеклотекстолите, все элементы кроме электролита, кварца и светодиодов — SMD. Плату проектировал как фальшь панель, после с нее при помощи программы FrontDesigner была сделана лицевая панель. Вот что получилось:


Так как своего принтера у меня нет, я экспортировал изображение в формат PNG, отнес файл в фотоателье, объяснив размер. Из полученного фото вырезал окно для дисплея. В этом же ателье мне и заламинировали его. При ламинировании с тыльной стороны фото я вложил чистый лист бумаги с предварительно вырезанным окном, в том же месте, но немного большего размера. После проката в ламинаторе, уже дома изображение обрезал, отделил заднюю часть, аккуратно вырезав сзади вокруг окна и проковырял маникюрными ножницами отверстия под светодиоды. Готовую панель приклеил к заранее подготовленной панели из тонкого ДВП с аналогичными отверстиями.
Это только описание моего варианта панели и навязывать его я никому не пытаюсь. Хотя если кому-то понравится, то файл проекта скину по почте (большой рзмер 32Мб).

↑ Усилители

Их я расписывать не вижу смысла, так как и в сети и на Датагоре они описывались уже неоднократно. Это пять усилителей на микросхеме LM1875 и один ИТУН MF1 для сабвуфера. Радиаторы использовал, какие получилось достать, поэтому получилось не очень эстетично. Динамики с усилителями (кроме сабвуфера) соединил при помощи металлических шестимиллиметровых микрофонных гнезд и штекеров. Такое решение для меня на много удобней чем пружинные зажимы.

↑ Источник питания

Так как для питания усилителей общей мощностью 165Вт нужен блок питания мощностью не менее 250Вт, и этот «шлакоблок» должен размещаться в корпусе сабвуфера, то от линейного блока питания отказался сразу.
Почему-то она мне приглянулась и я начал ее собирать, но драйвер IR2110 я заменил «железобетонным» драйвером, так как читал что такой более надежный. Схема заработала, но как-то не стабильно. От вибраций при средней громкости динамика размыкались контакты реле, и он отключался, либо иногда самопроизвольно переходил в ждущий режим. Очень хорошо грелась печка из резисторов R16, R18, R20, R22, R23, R28, да и при замерах на максимальной громкости оказалось, что стабилизация здесь не нужна — просадка напряжения составляла менее 1В.

После переделки получил вот такую схему:

Частота преобразования 50кГц. Как видно, из схемы убрана стабилизация и токовая защита, добавлен дежурный БП с выходным напряжением +5В, убраны, теперь уже не нужные резисторы-печки, ШИМ запитан от отдельного источника питания. Теперь схема работает стабильно уже около года. Собран блок питания из доступных деталей.



После четырех часов непрерывной работы сердечник трансформатора Т4 нагрелся где-то градусов до 40, и больше температура не повышалась. Настройка сводится к установке напряжений стабилизаторов LM317 и настройки момента, при какой громкости усилителей начнет крутиться вентилятор.
Разместил я блок питания в отсек под днище. В крышке напротив радиаторов силовых ключей насверлены отверстия, а на задней стенке установлен кулер. Когда он включается, то холодный воздух с пола затягивает через отверстия в крышке и выгоняет кулером наружу.


Могу еще пару слов сказать о корпусе сабвуфера. Корпус, кроме боковых стенок, сделан из 18 мм ДСП, боковые стенки из 25 мм шпона. Рассчитывал в WinISD и делал из того, что было под рукой. Скручивал саморезами, промазывая стыки силиконом. Внутри оббил медицинской ватой. Корпус зашкурил, покрыл финишной автомобильной шпаклевкой. После затирки шпаклевки вскрыл ящик черным дэколаком, но мне не понравился внешний вид. И тогда на выручку пришла самоклейка. Ей же были обклеены и сателлиты. Фазоинвертор купил в киоске, где торгуют авто-акустикой. Его пришлось только слегка укоротить. Ну, вот и все. В конце немного фото.

↑ Этапы изготовления корпуса

↑ Вот уже на что-то похоже

↑ И вот что получилось в итоге

↑ Файлы проекта

Все схемы, включая усилители:
🎁shema.rar  1.29 Mb ⇣ 404

Печатные платы проекта:
🎁plati.rar  162.58 Kb ⇣ 365

Файл прошивки микроконтроллера:
🎁Первая оригинальная прошивка из статьи  16.32 Kb ⇣ 301

Добавка прошивок от 01.17.2023
🎁Вариант старой прошивки  16.22 Kb ⇣ 11
🎁Последняя прошивка от автора статьи v_2_2_4  17.76 Kb ⇣ 12
🎁Последняя альтернативная проша от ice007, с задержкой подачи звука и пр.  9.25 Kb ⇣ 11

Назначение кнопок пульта:
🎁naznachenie-knopok-pulta.pdf  406.22 Kb ⇣ 274

Полные даташиты звуковых процессоров. В сети даташитов полно, но все урезанные.
Эти полные, нашел с большим трудом.
🎁pt2322.pdf  365 Kb ⇣ 260
🎁pt2323.pdf  503.24 Kb ⇣ 259

Спасибо за внимание!

Камрад, рассмотри датагорские рекомендации