Нормирующий усилитель для компьютера

June 15, 2010 by admin Комментировать »

Стремительное развитие современных технологий позволяет переводить домашние архивы звуковых записей, сделанных анало­говым способом, в какой-либо из цифровых форматов, например, самый популярный в настоящее время – МРЗ. После оцифровки и компрессии всю накопленную за многие годы фонотеку, нередко достигающую сотен часов, можно сохранить на жестком диске ком­пьютера и/или дисках CD-R, CD-RW. При всей простоте процесса оцифровки, главным образом заключающегося в смене виниловых пластинок или магнитофонных кассет, катушек и манипуляциях с компьютерной мышью, можно неожиданно натолкнуться на про­блемы, создаваемые как компьютерным железом, так и установ­ленным программным обеспечением, что может значительно ухудшить качество оцифрованного звука.

Как-то раз при работе с пакетом программ «НуСО Play&Record + HyCD UDF», демонстрационную версию которого можно скачать по адресу www.hycd.conn/html/download2.html при использовании утилиты «НуСО Fx», которая считывает информацию со входа зву­ковой карты и сохраняет ее в виде несжатого файла с расширени­ем .wav, было замечено, что качество оцифрованного звука оказы­вается заметно хуже, чем аналогового. Первоначально была вы­двинута версия о взаимной несовместимости программы, установ­ленной операционной системы и «железа». Но похожая ситуация возникла и при использовании популярного пакета программ «Ahead Nero», утилита «Nero Wave Editor», www.nero.com. Те же проблемы с качеством оцифрованного звука, но в несколько меньшей степени, проявили себя и при попытке использования свободно распространяемой замечательной программы «СОех» версии 1.50, http://cdexos.sourceforge.net.

Разобраться в сути проблемы помог случай, когда компьютер понадобилось использовать в качестве запоминающего осцилло­графа. Было сразу замечено, что фронты сигнала, поданного на линейный вход звуковой карты, сильно искажены. По их характер­ной форме и при последующих измерениях было определено, что как линейный, так и микрофонный входы интегрированного в мате­ринскую плату EP-8KHAL+ звукового устройства «Realtek АС97 Audio», имеют низкое входное сопротивление и большую емкость. Кроме того, при уровне входного музыкального сигнала всего в 0,3…0,5 В наблюдалась не устраняемая регуляторами громкости "Recording Control» и другими виртуальными «переменными рези­сторами» перегрузка линейного входа. Создавалось впечатление, что вход звуковой карты рассчитан не на подключение к линейному выходу звуковоспроизводящих аппаратов, а на подключение к их усилителям мощности.

Для согласования имеющей низкое входное сопротивление зву­ковой карты с высоким выходным сопротивлением линейных выхо­дов звуковоспроизводящих устройств было собрано несложное двухканальное устройство, принципиальная схема которого дана на рис. 5.23.

Схема не содержит каких-либо особенностей. Назначение уст­ройства предопределило выбор микросхем операционных усили­телей, в качестве которых используется КР140УД18. Этот ОУ во многом похож на популярные, но морально и физически устарев­шие К140УД6, К140УД7, превосходя их по ряду параметров, на­пример, по входному сопротивлению и быстродействию. При ра­зомкнутых контактах переключателя SB1 коэффициент усиления устройства определяется отношением сопротивлений резисторов R14/R12 и R15/R5 и составляет около двух. При замыкании кон­тактов SB1.1, SB1.2 коэффициент усиления по напряжению воз­растает до 45. В этом режиме к этому устройству можно подклю­чать электретный или динамический микрофон, при этом качество записываемого звука резко улучшается по сравнению с вариан­том непосредственного подключения микрофона ко входу звуко­вой карты.

Сдвоенным переменным резистором R1 можно уменьшать чувствительность усилителя, тем самым устраняя перегрузку входа звуковой карты. Так как уровень амплитуды входного ау­диосигнала можно контролировать программно, устройство не содержит своих элементов индикации. Номинальный уровень входного синусоидального сигнала для упомянутой материнской платы составил около 0,2 В. При большем уровне сигнала наблю­дается резкий рост искажений и появляется паразитная генерация.

clip_image002

Рис. 5.23

У некоторых может возникнуть вопрос, почему бы вместо сборки этого «посредника» не уменьшить емкость конденсаторов, шунти­рующих вход звуковой карты. Во-первых, улетучивается гарантия на материнскую плату, если таковая еще не истекла. Во-вторых, отслеживание электрических путей и отпаивание от многослойной печатной платы двухмиллиметровых SMD конденсаторов может представлять некоторую трудность, хотя эти конденсаторы и рас­положены рядом с разъемом. В-третьих, и это самое главное, при снижении емкости этих конденсаторов или при их устранении резко возрастает уровень шумов, наведенных на входе звуковой карты другими узлами современного компьютера.

Операционные усилители типа КР140УД18 при изменении схе­мы включения и коррекции рисунка печатной платы можно заме­нить сдвоенными К157УД2, К157УДЗ, а при очень низком входном сопротивлении звуковой карты-двумя К157УД1. Переменный ре­

clip_image004

Рис. 5.24

зистор R1 может быть сопротивлением 22…50 кОм. Если это уст­ройство будет детектировать сигналы мощных радиостанций, то между выв. 3 обеих микросхем и общим проводом следует под­ключить блокировочные конденсаторы емкостью в несколько де­сятков или сотен пикофарад.

Чертеж печатной платы приведен на рис. 5.24. Усилитель пита­ется стабилизированным постоянным напряжением 12…15 В. Можно использовать источник питания компьютера. Из-за больших емкостей некоторых конденсаторов питание на устройство должно подаваться не позднее, чем за 20 с до начала записи звука. В пе­рерывах между записями отключать автономный источник питания нежелательно. Если усилитель собран из исправных деталей и без ошибок, то на выв. 6 DA1 и DA2 постоянное напряжение должно составлять половину напряжения питания. Устройство допускает «горячее» подключение как к источнику сигнала, так и к компьюте­ру. Замыкать контакты переключателя SB1 допускается только при

clip_image006

Рис. 5.25

нижнем по схеме положении движка резистора R1. Если использо­вать микрофон или другие устройства с низким уровнем сигнала не предполагается, то переключатель SB1 и резисторы R6, R10 мож­но не устанавливать.

Несколько слов об оцифровке фонограмм. Если не требуется редактировать создаваемые звуковые файлы, то весьма удобно поль­зоваться уже упомянутой бесплатной программой «СОех». Для этого от­крываете окно программы (рис. 5.25), заходите в Options/Setting, где задаете желаемые параметры, например, Encoder: Lame МРЗ Encoder (version 1.32, engine 3.93 ММХ); Bitrate Min: 160 kbps; Stereo; Output Samplerate 44100, массу других параметров, нажи­маете ОК. Далее нужно выбрать Tools/Record from Analog Input, где также можно задать некоторые параметры, в том числе имя и ад­рес создаваемых файлов. Эта программа позволяет кодировать звуковой поток в формат МРЗ «на лету», без промежуточных стадий. При этом занятость процессора не превышает 20 % (процессор OURON 1100, память ООН 266 МГц, 256 Мбайт). Однако даже если процессор при оцифровке и одновременной компрессии звукового потока большую часть времени простаивает, следует воздержать­ся от запуска других программ. Не следует запускать и любые из установленных проигрывателей, так как воспроизводимая, напри­мер, с помощью Winamp, фонограмма может микшироваться на создаваемую запись.

Сжимать живой звук сразу в формат МРЗ или любой другой, ва­ми любимый, кодек которого давно установлен на вашем компью­тере, целесообразно при дефиците свободной памяти на жестком диске, нехватке свободного времени или если не предполагается его редактировать. Если же вы хотите подойти к процессу оциф­ровки творчески, то записывайте файлы в виде аудиообраза (не­сжатый формат WAV). При качестве звука 1411 кб/с, стерео, 16 бит, одна композиция длительностью в 5 мин займет около 60 Мбайт. Соответственно одна аудиокассета с длительностью записи 90 мин займет на жестком диске около 1 Гбайт, что по современ­ным меркам – очень малый размер.

После того, как вы в любом хорошем, доступном Wav-редакторе исправите все дефекты оцифрованной записи, уберете шорохи от каждой пылинки, прилипшей к дорогой сердцу виниловой пластин­ке, устраните шумы и прочее… можно конвертировать файл ау­диообраза в любой удобный формат, что при сохранении высокого качества уменьшит размер фонограммы в 5-10 раз. Фонограммы невысокого качества звучания, монофонические записи можно сжать в 15-30 раз и более. При выборе формата сохранения сле­дует учитывать не только степень компрессии при равном качест­ве, но и популярность формата, его поддержку «некомпьютерны­ми» звуковыми аппаратами. На настоящий момент лидером пока является уже устаревающий формат МРЗ.

Если сигнал на вход звуковой карты поступает, но вы ничего не слышите и создается «пустой» файл, или слышите, но фонограмма не записывается, или ничего не слышите во время записи, но фо­нограмма записывается, то снимите или установите соответст­вующие флажки в "Volume Control» и в "Recording Control».

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты