Моддинг по-нашему. Часть 2
Моддинг по-нашему. Часть 2
Данная статья является результатом эксперимента и не служит руководством к действию. Автор не несет никакой ответственности за поломку любого аппаратного обеспечения вашего компьютера, а также за сбои и глюки в работе любого программного обеспечения, установленного на вашем компьютере.
В прошлой статье ( КГ №27 с.г.) мы рассматривали один из возможных вариантов измерения температуры микросхем нашего "железного друга", а именно посредством изготовления цифровых термометров с последующим размещением их в корпусе компьютера. Судя по количеству отзывов, идея пришлась читателям по вкусу. Сегодня мы с вами добавим компьютеру функциональности при работе со звуком.
Известно, что последние модели некоторых звуковых плат опционально имеют цифровой регулятор громкости в виде трех контактов, устанавливаемых вертикально. И на страницах КГ уже был предложен вариант регулировки громкости посредством установки кнопок регулировки на передней панели одной из свободных заглушек системного блока отсека 5,25" и подключения их к вышеупомянутым контактам звуковой карты. Однако для того, чтобы реализовать этот мод, у вас должна быть установлена звуковая карта со встроенным цифровым регулятором громкости. Есть и второй вариант: купить мультимедиа-клавиатуру с клавишами регулировки громкости. А как же быть пользователям, у которых установлены старые звуковые карты формата стерео?
Есть еще один вариант — изготовить цифровой регулятор громкости самостоятельно. Попутно мы изготовим еще несколько аудиоустройств, которые добавят удобства при работе со звуком, а именно установим индикатор уровня сигнала для двух каналов, устройство тонкомпенсации и небольшой усилитель мощности, одновременно с этим мы выведем все необходимые аудиоразъемы на переднюю панель, что значительно облегчит жизнь обладателям 6-канальных звуковых кодеков при просмотре фильмов дома с акустикой в формате 5.1 при подключении/отключении акустических систем.
Известно, что из-за особенностей органов слуха человека при уменьшении уровня громкости наблюдается ухудшение восприятия низких и высоких звуковых частот. Обычно для регулировки громкости применяют тонкомпенсированные регуляторы громкости. В нашем же случае регулировка громкости будет осуществляться цифро-аналоговым устройством, и, как следствие, мы будем использовать иной метод компенсации, т.е. просто ослабим средние частоты, что создаст эффект поднятия низких и высоких частот. Принципиальная электрическая схема была позаимствована из [1]. Разрабатываем топологию печатной платы исходя из имеющейся элементной базы и изготавливаем ее. О том, как это сделать и какие вообще существуют методы изготовления печатных плат, можно почитать в [2].
Далее — цифровой регулятор громкости. В течение трех дней было проанализировано 11 принципиальных электрических схем электронных регуляторов громкости. Из всего множества возможных вариантов исполнения этого устройства была выбрана принципиальная электрическая схема на микросхеме КА2250[3]. Разрабатываем топологию печатной платы и изготавливаем ее. Более детально ознакомиться с особенностями микросхемы КА2250 можно в [4].
Далее — усилитель мощности. В течение 5 дней было проанализировано порядка 30 принципиальных электрических схем усилителей мощности низкой частоты. Исходя из предъявляемых характеристик (простота изготовления и настройки, возможность исполнения двухканального варианта при однополярном источнике питания) и потенциальных размеров будущей печатной платы была выбрана принципиальная схема на микросхеме TDA2004. Подробнее об особенностях вышеупомянутой микросхемы можно почитать в [5].
Я изготовил электронный регулятор громкости и усилитель низкой частоты на одной печатной плате, что позволило уменьшить количество крепежных элементов и избавиться от лишних помех и наводок. Т.к. ток покоя транзисторов выходного каскада микросхемы TDA2004 составляет 65-120 mA, то микросхему надо обязательно установить на радиатор, чтобы избежать перегрева микросхемы даже при малом уровне выходного сигнала. В качестве радиатора я использовал половину радиатора от процессора РI. Устройство тонкомпенсации и усилитель мощности в настройке не нуждаются.
Далее изготавливаем индикатор уровня сигнала. Существует великое множество схемных реализаций — как на микросхемах, так и на дискретных элементах. Мною было протестировано 4 схемы. Схемы на дискретных элементах показали неудовлетворительный результат. Индикаторы на микросхемах UAA180 и A277D показали себя несколько лучше, но все же не отлично. А вот индикаторы на микросхемах LM3915[6] показали себя с наилучшей стороны — на этих микросхемах и был изготовлен индикатор уровня сигнала для обоих каналов. При его настройке можно будет подобрать два сопротивления для получения оптимальной яркости свечения светодиодов (при свечении всей линейки светодиодов и при максимальной яркости микросхема может неслабо нагреваться). Светодиоды запаяны со стороны пайки радиоэлементов.
Покупаем на рынке в Ждановичах две кнопки без фиксации (регулировка громкости), 4 ответных разъема "тюльпан" (In/Rear Speaker Out и Front Speaker Out), 3 гнезда под пальчиковый стереоштекер (In, Out и на всякий случай) и один тумблер на два положения (включение тонкомпенсации). Это все мы будем устанавливать на переднюю панель заглушки для отсека 5,25". Также нужно приобрести все необходимые радиоэлементы и пару метров экранированного кабеля в изоляции. На рынке в Ждановичах предлагается экранированный кабель, внутри которого экранирующие проводники расположены с одной стороны от центральной жилы, что не может гарантировать отсутствие помех и наводок. При условии исполнения мода в качестве внутреннего необходимо приобрести качественный экранированный кабель, у которого экранирующие проводники выполнены в виде плотной оплетки, что сведет к минимуму проникновение помех и шумов извне.
После того, как все необходимое приобретено и изготовлены все печатные платы, запаиваем все радиоэлементы и тестируем наш мод. В свободной заглушке отсека 5,25" сверлим отверстия необходимого диаметра и в нужном количестве для крепления всех устанавливаемых разъемов, гнезд, кнопок и тумблера, предварительно их разметив. Печатная плата индикаторов уровня сигнала установлена непосредственно на переднюю панель заглушки 5,25" вместе со светодиодами. Для двух линеек светодиодов были прорезаны дремелем два отверстия прямоугольной формы. Если нет дремеля, можно сверлом диаметром 2 мм просверлить отверстия по периметру обозначенных прямоугольных отверстий и перешейки, соединяющие соседние отверстия, перекусить кусачками и довести отверстия до прямоугольной формы посредством надфиля.
Для того, чтобы вывести разъем In/Rear Speaker Out и Front Speaker Out на переднюю панель и подать сигнал с выхода аудиокодека на вход нашего мода, можно запаять сигнальные кабели непосредственно на материнскую плату. Но чтобы не терять гарантию на материнскую плату, я использовал нерабочую звуковую карту, предварительно отрезав дремелем (это можно сделать и ножовкой по металлу) основную часть платы, оставив только ту, которая содержит разъемы Speaker, Line In, Mic и Game/Midi. Далее изготавливаем два переходника-мини-джека, каждый из которых содержит отрезок (12-15 см) экранированного стереофонического шнура и два одинаковых пальчиковых разъема стерео (как у наушников), которые запаиваются на концы обоих отрезков экранированного шнура. После этого при помощи одного мини-джека соединяем выход нашего аудиокодека с одним из разъемов заглушки (этот разъем служит для подачи сигнала на вход нашего мода); при помощи второго мини-джека соединяем вход аудиокодека со вторым разъемом на заглушке (этот разъем служит для вывода сигнала In/Rear Speaker Out на переднюю панель заглушки отсека 5,25". Заглушку (часть звуковой платы с разъемами Speaker, Line In, Mic и Game/Midi) с подпаянными двумя кабелями устанавливаем в свободное гнездо любого слота расширения на заднюю стенку корпуса. При установке мода в системный корпус я использовал обе (верхнюю и нижнюю) части от шасси дисковода 3,5", чтобы избежать шумов и наводок.
Почти все последние материнские платы содержат 6ch-аудиокодек, что дает возможность просматривать фильмы с акустикой в формате 5.1. Что делать, если у вас старая материнская плата без аудиокодека либо на ней установлен обычный стереоаудиокодек, т.е. возможность переключения Line In в режим Rear Speaker Out отсутствует, либо установлена старая звуковая карта, на которой установлены разъемы Speaker, Line In, Mic и Game/Midi, т.е. в простом двухканальном исполнении, а фильмы с объемным звуком посмотреть-таки хочется или послушать музыку в четырехканальном исполнении? И здесь есть вариант реализации данной возможности на простой звуковой карте с обычным стереовыходом. Как? Да просто изготовить квадропреобразователь ABC. В [1] приведены две электрические принципиальные схемы для реализации данного мода. Первая из них — простой квадропреобразователь системы АВС. В качестве тыловых громкоговорителей использовано по одной широкополосной динамической головке 4ГД-35. Широкополосные головки обеспечивают относительно высокое звуковое давление, что компенсирует потери мощности в цепи R1, L1 и позволяет получить необходимое соотношение громкости звучания тыловых и фронтальных громкоговорителей. Номинальная мощность тыловых громкоговорителей может быть в 1,5-2 раза ниже фронтальных при одинаковой активной составляющей их сопротивления, т.к. обычно сигналы частотой ниже 200 Гц в стереоканал синфазны, а электрическая прочность звуковых катушек широкополосных динамиков достаточно высока. Катушка L1 содержит 90 витков провода ПЭВ-1 0.51, намотанного в два слоя на каркасе диаметром 50 мм (длина намотки — 3 мм). Резистор R1 сопротивлением 9 Ом изготовлен из отрезка нихромового провода. Если у вас есть четырехканальный усилитель мощности звуковой частоты (можно спаять самому четыре одинаковых канала), то декодирующее устройство системы АВС ставят на входе. Принципиальная электрическая схема такого декодера содержит четыре ОУ DA1-DA4, позволяющих точно суммировать и вычитать сигналы, и масштабные резисторы R5, R7, R9, R11 и R13-R18, подобранные с точностью до 1%. Эти резисторы образуют прецизионные делители напряжения на инвертирующих входах DA1-DA4. Налаживание декодера заключается в проверке соотношения выходных сигналов ЛФ-Л, ПФ-П, ПТ-ПФ-0.7ЛФ и ЛТ-ЛФ-0.7ПФ. В процессе эксплуатации какой-либо регулировки устройства не требуется. Единственный недостаток схемы — двухполярное питание, в силу чего устройство можно сделать внешним.
Литература:
1. Д.И. Атаев, В.А. Болотников. Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения//М., "Радио и связь", 1989, МРБ, вып. 1140.
2. http://www.radioradar.net/radio_amator/plata.php#1 .
3. С. Сыч. Электронный регулятор громкости//"Радиолюбитель", №12, 1999 ( http://radio-tech.by.ru/Shematic_PCB/Audio/audio.htm ).
4. http://kulibin2000.narod.ru/sprav/ic/ka/ka2250.pdf .
5. http://kulibin2000.narod.ru/sprav/ic/tda2004a.pdf .
6. http://asu.info.kuzbass.net/documentation/pdf/lm/lm3915.pdf .
Удачного моддинга вам.
Апранич Сергей aka Pryanick, pryan@mail.ru
Данная статья является результатом эксперимента и не служит руководством к действию. Автор не несет никакой ответственности за поломку любого аппаратного обеспечения вашего компьютера, а также за сбои и глюки в работе любого программного обеспечения, установленного на вашем компьютере.
В прошлой статье ( КГ №27 с.г.) мы рассматривали один из возможных вариантов измерения температуры микросхем нашего "железного друга", а именно посредством изготовления цифровых термометров с последующим размещением их в корпусе компьютера. Судя по количеству отзывов, идея пришлась читателям по вкусу. Сегодня мы с вами добавим компьютеру функциональности при работе со звуком.
Известно, что последние модели некоторых звуковых плат опционально имеют цифровой регулятор громкости в виде трех контактов, устанавливаемых вертикально. И на страницах КГ уже был предложен вариант регулировки громкости посредством установки кнопок регулировки на передней панели одной из свободных заглушек системного блока отсека 5,25" и подключения их к вышеупомянутым контактам звуковой карты. Однако для того, чтобы реализовать этот мод, у вас должна быть установлена звуковая карта со встроенным цифровым регулятором громкости. Есть и второй вариант: купить мультимедиа-клавиатуру с клавишами регулировки громкости. А как же быть пользователям, у которых установлены старые звуковые карты формата стерео?
Есть еще один вариант — изготовить цифровой регулятор громкости самостоятельно. Попутно мы изготовим еще несколько аудиоустройств, которые добавят удобства при работе со звуком, а именно установим индикатор уровня сигнала для двух каналов, устройство тонкомпенсации и небольшой усилитель мощности, одновременно с этим мы выведем все необходимые аудиоразъемы на переднюю панель, что значительно облегчит жизнь обладателям 6-канальных звуковых кодеков при просмотре фильмов дома с акустикой в формате 5.1 при подключении/отключении акустических систем.
Известно, что из-за особенностей органов слуха человека при уменьшении уровня громкости наблюдается ухудшение восприятия низких и высоких звуковых частот. Обычно для регулировки громкости применяют тонкомпенсированные регуляторы громкости. В нашем же случае регулировка громкости будет осуществляться цифро-аналоговым устройством, и, как следствие, мы будем использовать иной метод компенсации, т.е. просто ослабим средние частоты, что создаст эффект поднятия низких и высоких частот. Принципиальная электрическая схема была позаимствована из [1]. Разрабатываем топологию печатной платы исходя из имеющейся элементной базы и изготавливаем ее. О том, как это сделать и какие вообще существуют методы изготовления печатных плат, можно почитать в [2].
Далее — цифровой регулятор громкости. В течение трех дней было проанализировано 11 принципиальных электрических схем электронных регуляторов громкости. Из всего множества возможных вариантов исполнения этого устройства была выбрана принципиальная электрическая схема на микросхеме КА2250[3]. Разрабатываем топологию печатной платы и изготавливаем ее. Более детально ознакомиться с особенностями микросхемы КА2250 можно в [4].
Далее — усилитель мощности. В течение 5 дней было проанализировано порядка 30 принципиальных электрических схем усилителей мощности низкой частоты. Исходя из предъявляемых характеристик (простота изготовления и настройки, возможность исполнения двухканального варианта при однополярном источнике питания) и потенциальных размеров будущей печатной платы была выбрана принципиальная схема на микросхеме TDA2004. Подробнее об особенностях вышеупомянутой микросхемы можно почитать в [5].
Я изготовил электронный регулятор громкости и усилитель низкой частоты на одной печатной плате, что позволило уменьшить количество крепежных элементов и избавиться от лишних помех и наводок. Т.к. ток покоя транзисторов выходного каскада микросхемы TDA2004 составляет 65-120 mA, то микросхему надо обязательно установить на радиатор, чтобы избежать перегрева микросхемы даже при малом уровне выходного сигнала. В качестве радиатора я использовал половину радиатора от процессора РI. Устройство тонкомпенсации и усилитель мощности в настройке не нуждаются.
Далее изготавливаем индикатор уровня сигнала. Существует великое множество схемных реализаций — как на микросхемах, так и на дискретных элементах. Мною было протестировано 4 схемы. Схемы на дискретных элементах показали неудовлетворительный результат. Индикаторы на микросхемах UAA180 и A277D показали себя несколько лучше, но все же не отлично. А вот индикаторы на микросхемах LM3915[6] показали себя с наилучшей стороны — на этих микросхемах и был изготовлен индикатор уровня сигнала для обоих каналов. При его настройке можно будет подобрать два сопротивления для получения оптимальной яркости свечения светодиодов (при свечении всей линейки светодиодов и при максимальной яркости микросхема может неслабо нагреваться). Светодиоды запаяны со стороны пайки радиоэлементов.
Покупаем на рынке в Ждановичах две кнопки без фиксации (регулировка громкости), 4 ответных разъема "тюльпан" (In/Rear Speaker Out и Front Speaker Out), 3 гнезда под пальчиковый стереоштекер (In, Out и на всякий случай) и один тумблер на два положения (включение тонкомпенсации). Это все мы будем устанавливать на переднюю панель заглушки для отсека 5,25". Также нужно приобрести все необходимые радиоэлементы и пару метров экранированного кабеля в изоляции. На рынке в Ждановичах предлагается экранированный кабель, внутри которого экранирующие проводники расположены с одной стороны от центральной жилы, что не может гарантировать отсутствие помех и наводок. При условии исполнения мода в качестве внутреннего необходимо приобрести качественный экранированный кабель, у которого экранирующие проводники выполнены в виде плотной оплетки, что сведет к минимуму проникновение помех и шумов извне.
После того, как все необходимое приобретено и изготовлены все печатные платы, запаиваем все радиоэлементы и тестируем наш мод. В свободной заглушке отсека 5,25" сверлим отверстия необходимого диаметра и в нужном количестве для крепления всех устанавливаемых разъемов, гнезд, кнопок и тумблера, предварительно их разметив. Печатная плата индикаторов уровня сигнала установлена непосредственно на переднюю панель заглушки 5,25" вместе со светодиодами. Для двух линеек светодиодов были прорезаны дремелем два отверстия прямоугольной формы. Если нет дремеля, можно сверлом диаметром 2 мм просверлить отверстия по периметру обозначенных прямоугольных отверстий и перешейки, соединяющие соседние отверстия, перекусить кусачками и довести отверстия до прямоугольной формы посредством надфиля.
Для того, чтобы вывести разъем In/Rear Speaker Out и Front Speaker Out на переднюю панель и подать сигнал с выхода аудиокодека на вход нашего мода, можно запаять сигнальные кабели непосредственно на материнскую плату. Но чтобы не терять гарантию на материнскую плату, я использовал нерабочую звуковую карту, предварительно отрезав дремелем (это можно сделать и ножовкой по металлу) основную часть платы, оставив только ту, которая содержит разъемы Speaker, Line In, Mic и Game/Midi. Далее изготавливаем два переходника-мини-джека, каждый из которых содержит отрезок (12-15 см) экранированного стереофонического шнура и два одинаковых пальчиковых разъема стерео (как у наушников), которые запаиваются на концы обоих отрезков экранированного шнура. После этого при помощи одного мини-джека соединяем выход нашего аудиокодека с одним из разъемов заглушки (этот разъем служит для подачи сигнала на вход нашего мода); при помощи второго мини-джека соединяем вход аудиокодека со вторым разъемом на заглушке (этот разъем служит для вывода сигнала In/Rear Speaker Out на переднюю панель заглушки отсека 5,25". Заглушку (часть звуковой платы с разъемами Speaker, Line In, Mic и Game/Midi) с подпаянными двумя кабелями устанавливаем в свободное гнездо любого слота расширения на заднюю стенку корпуса. При установке мода в системный корпус я использовал обе (верхнюю и нижнюю) части от шасси дисковода 3,5", чтобы избежать шумов и наводок.
Почти все последние материнские платы содержат 6ch-аудиокодек, что дает возможность просматривать фильмы с акустикой в формате 5.1. Что делать, если у вас старая материнская плата без аудиокодека либо на ней установлен обычный стереоаудиокодек, т.е. возможность переключения Line In в режим Rear Speaker Out отсутствует, либо установлена старая звуковая карта, на которой установлены разъемы Speaker, Line In, Mic и Game/Midi, т.е. в простом двухканальном исполнении, а фильмы с объемным звуком посмотреть-таки хочется или послушать музыку в четырехканальном исполнении? И здесь есть вариант реализации данной возможности на простой звуковой карте с обычным стереовыходом. Как? Да просто изготовить квадропреобразователь ABC. В [1] приведены две электрические принципиальные схемы для реализации данного мода. Первая из них — простой квадропреобразователь системы АВС. В качестве тыловых громкоговорителей использовано по одной широкополосной динамической головке 4ГД-35. Широкополосные головки обеспечивают относительно высокое звуковое давление, что компенсирует потери мощности в цепи R1, L1 и позволяет получить необходимое соотношение громкости звучания тыловых и фронтальных громкоговорителей. Номинальная мощность тыловых громкоговорителей может быть в 1,5-2 раза ниже фронтальных при одинаковой активной составляющей их сопротивления, т.к. обычно сигналы частотой ниже 200 Гц в стереоканал синфазны, а электрическая прочность звуковых катушек широкополосных динамиков достаточно высока. Катушка L1 содержит 90 витков провода ПЭВ-1 0.51, намотанного в два слоя на каркасе диаметром 50 мм (длина намотки — 3 мм). Резистор R1 сопротивлением 9 Ом изготовлен из отрезка нихромового провода. Если у вас есть четырехканальный усилитель мощности звуковой частоты (можно спаять самому четыре одинаковых канала), то декодирующее устройство системы АВС ставят на входе. Принципиальная электрическая схема такого декодера содержит четыре ОУ DA1-DA4, позволяющих точно суммировать и вычитать сигналы, и масштабные резисторы R5, R7, R9, R11 и R13-R18, подобранные с точностью до 1%. Эти резисторы образуют прецизионные делители напряжения на инвертирующих входах DA1-DA4. Налаживание декодера заключается в проверке соотношения выходных сигналов ЛФ-Л, ПФ-П, ПТ-ПФ-0.7ЛФ и ЛТ-ЛФ-0.7ПФ. В процессе эксплуатации какой-либо регулировки устройства не требуется. Единственный недостаток схемы — двухполярное питание, в силу чего устройство можно сделать внешним.
Литература:
1. Д.И. Атаев, В.А. Болотников. Функциональные узлы усилителей высококачественного звуковоспроизведения//М., "Радио и связь", 1989, МРБ, вып. 1140.
2. http://www.radioradar.net/radio_amator/plata.php#1 .
3. С. Сыч. Электронный регулятор громкости//"Радиолюбитель", №12, 1999 ( http://radio-tech.by.ru/Shematic_PCB/Audio/audio.htm ).
4. http://kulibin2000.narod.ru/sprav/ic/ka/ka2250.pdf .
5. http://kulibin2000.narod.ru/sprav/ic/tda2004a.pdf .
6. http://asu.info.kuzbass.net/documentation/pdf/lm/lm3915.pdf .
Удачного моддинга вам.
Апранич Сергей aka Pryanick, pryan@mail.ru
Компьютерная газета. Статья была опубликована в номере 39 за 2003 год в рубрике hard :: моддинг
