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ENCYCLOPÉDIE DE LA RADIOÉLECTRONIQUE ET DU GÉNIE ÉLECTRIQUE Commutateur audio à microprocesseur
Encyclopédie de l'électronique radio et de l'électrotechnique / l'audio À l'aide du commutateur, vous pouvez facilement connecter des sources sonores à divers appareils de reproduction sonore dans n'importe quelle combinaison. Le nombre d'équipements de reproduction sonore domestique augmente chaque année dans nos appartements. Un nouveau centre de musique, un home cinéma ou des haut-parleurs d'ordinateur entraînent un nombre croissant d'interconnexions. À un certain moment, des écouteurs sans fil s'ajoutent à toute la variété des équipements, exclusivement pour la coexistence pacifique de la maison le soir, lorsque la question se pose: qu'est-ce qui est le plus important pour le développement spirituel - la vingtième série d'une émission de téléréalité ou d'écoute à votre album préféré sur CD. Pour regarder un film DivX sur un PC, il peut être utile de connecter un puissant système d'enceintes home cinéma à votre ordinateur. À un tel moment, vous devez inévitablement comprendre les subtilités des fils dans un espace poussiéreux exigu derrière le dos d'un téléviseur ou d'un ordinateur. La solution cardinale est l'achat d'un interrupteur qui, en appuyant légèrement sur les boutons, vous permettrait de connecter des sources sonores à l'un ou l'autre appareil de reproduction du son dans n'importe quelle combinaison. Le problème est que de tels interrupteurs se trouvent exclusivement dans du matériel professionnel et sont assez chers. Pour commuter la sortie d'une carte son d'ordinateur, un simple commutateur de signal audio basé sur un microprocesseur a été développé. Il résout des tâches assez spécifiques, à savoir : il connecte soit des systèmes de haut-parleurs actifs 2.1, soit des écouteurs sans fil, soit un casque avec un microphone pour travailler dans le programme Skype à l'ordinateur. Le commutateur a une structure 1-3, c'est-à-dire commute le signal d'une entrée vers l'une des trois sorties. Étant donné que l'élément de commutation est une clé bidirectionnelle passive, il devient possible d'utiliser le commutateur pour la tâche opposée - pour connecter l'une des trois sources de signal aux haut-parleurs actifs. Bien entendu, ce mélangeur peut être utilisé avec tout autre équipement de reproduction sonore.
Schéma de principe des signaux audio du commutateur du microprocesseur Le schéma de circuit de l'interrupteur est illustré sur la figure. Un commutateur analogique sur la puce CD4052 agit comme un élément de commutation. Pour commuter des signaux bipolaires, une tension négative doit être appliquée à la broche Vee, non inférieure à l'amplitude du signal analogique appliqué à l'entrée. La tension négative est générée à l'aide d'un microcircuit 561LA7, sur lequel est monté un générateur d'impulsions rectangulaires, et un redresseur à diodes selon le circuit de multiplication de tension. La consommation de courant sur la ligne Vee est négligeable, de sorte que le générateur du 561LA7 ne consomme que 100 μA sur la ligne électrique. La fréquence de fonctionnement des générateurs est choisie aux alentours de 35 kHz, c'est-à-dire en dehors de la plage audio. Un nœud de commande est assemblé sur le microcontrôleur PIC16F84, qui interroge le bouton de sélection du sens de commutation S1, génère des signaux de commande pour le microcircuit CD4052 et indique l'état actuel à l'aide de la LED HL1. La fréquence d'horloge de 3,5 MHz n'est pas critique et peut être sélectionnée dans n'importe quelle plage de 3 à 4 MHz. Les fichiers du micrologiciel du microcontrôleur sont disponibles sur le site Web du magazine. Un amplificateur de casque stéréo de haute qualité est assemblé sur la puce TPA6110A2. Le besoin d'un amplificateur est dû au fait que le signal de la sortie de la carte son de l'ordinateur n'est pas toujours en mesure de fournir un volume suffisant dans les écouteurs passifs. L'amplificateur fonctionne avec un gain de 1, cependant, si on le souhaite, le gain peut être facilement augmenté en réduisant la résistance des résistances R9 et R10. L'amplificateur est conçu pour fonctionner avec des écouteurs avec une impédance de sortie d'au moins 16 ohms. Le coefficient de distorsion harmonique de l'amplificateur est inférieur à 0,03% à une fréquence de 1 kHz. Le CI amplificateur TPA6110A2 (Texas Instruments) peut être remplacé par le CI LM4881 (National Semiconductor). Lors de l'assemblage de l'appareil, une attention particulière doit être portée au câblage correct des lignes d'alimentation et de terre. A la mise sous tension de l'appareil, la sortie audio 1 devient toujours active. En appuyant successivement sur le bouton S1, vous pouvez connecter d'autres sorties audio "en boucle" : 12-3-1-2-.. . Le raccordement de la sortie suivante s'accompagne d'une seule indication sonore, tandis que le nombre de signaux sonores émis correspond au numéro de la sortie. La LED indique en permanence le numéro de la sortie connectée par le nombre correspondant de clignotements courts avec une pause entre les séries. Pour faciliter l'utilisation, le bouton S1 peut être déplacé à l'extérieur du boîtier et placé dans un endroit pratique, tandis que le commutateur lui-même peut être placé plus près de l'endroit où les connecteurs de l'équipement audio commuté sont concentrés. Un port USB libre sur l'ordinateur est utilisé comme source d'alimentation. Le courant total consommé par le circuit ne dépasse pas 10 mA. Ce commutateur est facile à mettre à niveau, élargissant ses capacités. La présence de ports libres du microcontrôleur permet de compliquer le schéma d'indication, par exemple en plaçant des LED individuelles pour indiquer la connexion de chaque sortie. Pour augmenter le nombre de sorties commutées jusqu'à 4, il suffit d'ajouter un connecteur et de le connecter aux lignes 11 et 4 de la puce CD4052 (avec un changement correspondant dans le programme). La consommation de courant peut être considérablement réduite en éliminant l'indication LED et en utilisant le mode d'interruption en appuyant sur le bouton S1. Si vous abandonnez l'amplificateur sur la puce D3 et optimisez le fonctionnement du générateur (allumez-le pendant une courte période pour charger C7), vous pouvez alors construire un interrupteur alimenté par batterie. Dans ce cas, un ensemble de trois piles alcalines AA durera plusieurs années de fonctionnement continu du commutateur. Une autre façon d'améliorer les performances consiste à remplacer le bouton S1 par une commande à l'aide d'une télécommande IR ou via un canal radio. Les ressources de calcul du microcontrôleur seront suffisantes pour toutes les améliorations ci-dessus. Quartz 3,5 MHz
Micrologiciel :
Auteur : Oleg Pushkarev, Omsk ; Publication : cxem.net
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