[圖文]實用的步進(jìn)式音量控制器

雙聲道音頻功放音量控制器一般采用同軸雙聯(lián)電位器，由于普通雙聯(lián)碳膜電位器的一致性較差，無法保證兩聲道的平衡度，尤其在小信號區(qū)聲像定位偏差十分嚴(yán)重。另外，這種電位器耐磨性差、壽命短。在實際使用中發(fā)現(xiàn)，功放最先出問題的是音量控制電位器損壞。解決音量控制電位器上述不足之處的方法：
（1）換用高檔雙聯(lián)電位器，但一致性及磨損問題仍存在；
（2）使用集成電路多檔模擬開關(guān)切換電阻器串，但在小信號時通道中會帶來失真和噪聲；
（3）用多檔波段開關(guān)來完成電阻器串的切換。但只能手動操作，轉(zhuǎn)動時手感較差，其接點(diǎn)一般不是密封的，易臟污氧化；
（4）采用微型電磁繼電器步進(jìn)式切換。這是一種較實用的方法，而且其制作成本低于高檔電位器。
電路原理如圖1所示。該電路采用CMOS數(shù)字電路，圖中AN1是音量"加"按鈕，AN2是音量"減"按鈕（兩只按鈕均采用微動開關(guān)）。為消除開關(guān)按下時產(chǎn)生的抖動，加入由IC1等構(gòu)成的去抖動電路。其輸出脈沖寬度由RC定時電路決定，按圖示數(shù)值約為0.3s。
IC3計數(shù)器采用雙時鐘工作，即由第腳送入計數(shù)脈沖時，計數(shù)器執(zhí)行加計數(shù)，若由第腳送入脈沖，計數(shù)器執(zhí)行減計數(shù)。計數(shù)器要求計數(shù)脈沖是負(fù)脈沖。第腳為清零端，為保證上電后計數(shù)器處于零位（相當(dāng)于音量最?。蒖3、C3完成開機(jī)自動清零。計數(shù)器BCD碼數(shù)據(jù)由QD～QA輸出，分別對應(yīng)音量的大小，由小到大可分為10檔。IC3輸出后送入IC4進(jìn)行譯碼，可譯成Q0～Q9 10路信號（0000對應(yīng)Q0、1001對應(yīng)Q9，余此類推），可控制10只繼電器切換。這種可逆計數(shù)器處于最小值0000時，若從減計數(shù)端輸入脈沖，則計數(shù)器會變?yōu)樽畲笾?001。同樣，當(dāng)處于最大值1001時，若從加計數(shù)端輸入脈沖，則計數(shù)器會變?yōu)樽钚≈?000。為解決這一問題，可在IC4的Q7端加入了或門IC2-1，當(dāng)Q7為"1"時，此時音量最大，IC2-1門被封鎖，AN1產(chǎn)生的加計數(shù)脈沖不能到達(dá)IC3。同理，通過控制門IC2-2封鎖IC3的減計數(shù)端，此時AN2產(chǎn)生的減計數(shù)信號無效。從實用的角度出發(fā)，8檔音量控制已夠用。
IC5用來驅(qū)動繼電器（7路），BG1用來驅(qū)動余下的一路。LED用來指示音量控制的位置。8只繼電器J0～J7的常開觸點(diǎn)接在串聯(lián)的電阻鏈上，鏈的總阻值為100kΩ。這里選的小繼電器是雙觸點(diǎn)結(jié)構(gòu)，可同時控制左、右通道（圖中僅畫出了一個通道）。
繼電器和衰減電阻應(yīng)選優(yōu)質(zhì)產(chǎn)品。繼電器選用超小型密封式（藍(lán)黑色塑殼）的TQ2-12V，也可用EA2-12V（紅色塑殼）代換。電阻鏈中各電阻器可用1/4W或1/2W、誤差為±1%的優(yōu)質(zhì)金屬膜電阻器。兩只按鈕和八只LED在面板上排列如圖2所示。繼電器驅(qū)動電路使用單12V電源。 該電路裝配好后，只要元件和接線無誤，不用調(diào)試即可正常工作。圖1電路分8檔控制，若要控制更細(xì)，可將IC3換為CD40193，IC4換為CD4514，再用三只MC14513驅(qū)動16只小繼電器，即可成為16檔。 另外，若在AN1和AN2處并聯(lián)接入由遙控電路控制的開關(guān)信號，可實現(xiàn)紅外遙控音量控制功能。
張黎軍等文
摘自《電聲技術(shù)》