Главная » Приложение » Как включить резистор громкости в схему. Регулятор громкости: схема и применение. Основные параметры переменных резисторов

Как включить резистор громкости в схему. Регулятор громкости: схема и применение. Основные параметры переменных резисторов


Давайте по простому разберемся, какая кривая зависимости сопротивления от угла поворота должна быть у переменного резистора для пассивного регулятора громкости. Того самого резистора, который обычно ставят на входе усилителя мощности, чтобы плавно регулировать громкость.

Немного теории

Откуда это все пошло, эти кривые и функциональные зависимости? По видимому все это началось от кривой зависимости человеческого слуха к изменению уровня сигнала. То есть с какой громкостью наши уши воспринимают приходящий звук в зависимости от его уровня.
А зависимость эта логарифмическая: человеческое ухо имеет логарифмическую (близкую к логарифмической) зависимость восприятия звука. То есть наше ощущение громкости пропорционально десятичным логарифмам взятым от мощности звука. График чувствительности уха приблизительно такой:

Зависимость изменения сопротивления резистора обычно отсчитывается от угла поворота движка этого резистора. И у резистора для пассивного регулятора громкости (с плавной регулировкой) должна быть именно показательная (обратно логарифмическая) характеристика.

Точность повторения этой кривой совсем не обязательна. Надо просто чтобы было рядом. Если применить регулятор с прямой (линейной) зависимостью, то громкость резко возрастает в начале вращения и почти не изменяется при движении ручки в конце.
Таким образом, если взять и сложить кривую зависимости слуха и кривую изменения сопротивления резистора, получиться ровная (прямая или очень близкая к ней) линия, и регулировка на слух будет восприниматься плавно.

В целом получается логарифмический регулятор громкости - регулятор, имеющий обратную логарифмическую зависимость между углом поворота ручки и изменением громкости.

Определяем характеристику

Дополнение от if33:

Со временем требования к многообразию регулировочных характеристик потенциометров были сведены к трем, наиболее часто применяемым функциональным зависимостям: линейной, логарифмической и обратнологарифмической . Они указываются на корпусе потенциометра наряду с его номиналом, и обозначаются так:

  • буква А В линейной зависимости сопротивления;
  • буква Б (кириллица, отечественный стандарт) или буква С (латиница, западный стандарт) соответствует логарифмической кривой сопротивления;
  • буква В (кириллица, отечественный стандарт) или буква А (латиница, западный стандарт) соответствует обратнологарифмической зависимости сопротивления.

Как определить функциональную характеристику переменного резистора?
Ну во-первых они все маркируются. "Аудио-резисторы" производства СССР (и видимо дружественных стран) шли с буквой «В» (русская буква В), импортные же резисторы (с той же характеристикой) маркируются буквой «А» (латинская А).
Если с маркировкой проблемы или Вы ей не доверяете, легко проверить характеристику можно с помощью любого тестера. Берете переменный резистор, располагаете его так, как он будет стоять в Вашем устройстве. Т.е. осью к себе. И ищете тестером где у него крайние выводы. Если выводы найдены правильно, то вращение оси не должно (никак) влиять на показания тестера. А показывать тестер должен тот номинал (или близкий), что написан на корпусе. Если резистор одинарный то третий вывод - это вывод движка. Если сдвоенный, то придется немного повозиться в зависимости от конструкции. Конструкция резисторов может быть разная.
Вот несколько, что попались:


Берем резистор (ну например №3) и начинем находить где у него что. У него сзади написано А50К. Резистор импортный, значит буква А - это обратно логарифмическая (показательная) характеристика. 50К - это 50ком.
И даже если надписи нет, все это очень легко измерить, а заодно и найдем нужные нам выводы.

Вращаем мы регуляторы (как правило) по часовой стрелке, т.е. слева направо. Разделим резистор на 2 половинки, левую и правую.Относительно движка. Левую и правую часть определяем вращением ручки влево и вправо. В крайнем левом положении прибор должен показать 0 ком (измерять нужно между движком и крайним выводом). Это левая часть. И наоборот. Теперь нужно поставить движек (ось) в среднее положение и измерить сопротивление между левой половинкой резистора и движком. Потом сопротивление между движком и правой половиной.

Итак, что я намерил: 2 -ой и 6 -ой выводы (если считать слева) - это выводы концов одного резистора из пары. Прибор показывает 47,2 кОм.
А вывод 1 - вывод движка. Сопротивление между выводом движка и выводом левой части = 8,1 кОм . Между движком и выводом правой части = 39,1 кОм . Разница большая. Это и есть резистор нужный нам. Все сходится.
3 -й и 5 -й - выводы концов второго резистора. Прибор показывает 46 кОм . 4 -й - это вывод движка второго резистора. Ну и сопротивления соответственно 8 кОм и 38 кОм .

Ну и для наглядности и чтобы не забыть рисую простенькую картинку. На каком нибудь кусочке бумаги. Типа такой:


Помечаю начало движения (синенькая точка, эти выводы потом соединяться с землей). А в дальнейшем такую картинку использую для разводки платы. Очень удобно.

А если будет наоборот (левая половина больше правой) или они приблизительно равны, то такие переменники в регулятор громкости не пойдут. Правда если половинки равны (это переменик с линейной характеристикой), то с некоторой доработкой схемы включения использовать можно. На слух будет не очень заметно, но это не полноценная замена.

Вот собственно и все, резистор найден, выводы помечены, можно его включать в тракт звука.

Традиционно для регулировки уровня звука используют переменный резистор - потенциометр , где изменение сопротивления реализуется с помощью электрического контакта, что скользит по резистивному слою. Примером хорошо известных регуляторов аудио-класса являются японские ALPS . Однако мало кто знает, что ими выпускаются и дискретные ступенчатые регуляторы, которые ставят в том числе в high-end аппаратуру. Это устройство состоит из серии постоянных резисторов, которые переключаются по очереди.

Несмотря на более сложное устройство и конструкцию, они имеют определённые преимущества по сравнению с плавно крутящимся потенциометром, это улучшение качества электрического контакта, в сравнении с ползунком. Улучшенная согласованность между отдельными аудиоканалами и они менее чувствительны к пыли и потертостям. В таком РГ практически исключается треск и шорох. Дискретный регулятор уровня звука практически не изменяет частотную характеристику при регулировании громкости, что положительно сказывается на линейности всего усилительного тракта, на всех уровнях громкости. Цена на них, естественно, гораздо выше, чем на обычные, но мы и не собираемся их покупать, а попробуем сделать сами.

Схема дискретного регулятора громкости

Три варианта схем ДРГ

Выше показаны три практические схемы такого регулятора, которую можно собрать самому. Сколько выбрать ступеней переключения - решайте сами. На практике достаточно 5-10. Резисторы желательно брать качественные, на мощность 0,125-0,25 ватт.

Естественно нужен сдвоенный переключатель, чтоб одновременно регулировалась громкость на обеих каналах стереоусилителя. Сам дискретный переключатель рекомендуется экранировать, чтоб свести уровень электромагнитных помех к нулю. Если вы взяли переключатель со слишком тугим ходом (чем грешат многие советские), разберите его и ослабьте пружину. Заодно почистите контакты мягкой ученической резинкой.

В этой части статьи поговорим об аспектах согласование регулятора громкости Никитина с усилителем.
Для получения заявленных параметров, снижения искажений и обеспечения плавности регулирования громкости регулятор Никитина обязательно должен быть согласован с входным сопротивлением усилителя!

Рассмотрим по порядку:

  1. Общие вопросы согласования регулятора.
  2. Согласование регулятора со схемами на ОУ и транзисторами.
  3. Согласование регулятора с ламповыми каскадами.

1. Общие вопросы согласования.

Для рассмотрения общих нюансов согласования регулятора громкости Никитина с усилителями обратимся к статье «Искажения, возникающие в каскадах на ОУ при регулировании уровня сигнала», автор В.А.Свинтенок.

Целиком приводить её не буду (кому интересно, тот легко найдёт её на просторах Интернета). В ней автор, проведя не совсем корректные и неполные эксперименты, подтвердил известный факт, что усилители в инвертирующем включении звучат лучше и имеют меньшие искажения, чем усилители в неинвертирующем включении. Эту особенность давно заметили и попытались объяснить Дуглас Селф и Николай Сухов (автор того самого «усилителя высокой верности»). Последний пришёл к выводу, что подобный эффект вызван тем, что в неинвертирующем включении переход б-э входного транзистора оказывается вне цепи общей отрицательной обратной связи, из-за чего не компенсируется ёмкость Миллера. Соответственно, для усилителя с полевыми транзисторами на входе подобный эффект либо значительно слабее, либо не наблюдается вовсе.

Та вот, в экспериментах описанных в статье поучаствовал и регулятор громкости Никитина. Порой, правда, не совсем корректно. Не понятно, зачем нужно было снимать характеристики ненагруженного регулятора??? Ещё раз повторю, что для обеспечения заявленных параметров (шаг регулировки, равномерность регулировки, диапазон регулировки и т.д.) регулятор обязательно должен быть согласован с нагрузкой !!!

Примечание: в указанной статье регулятор громкости Никитина чаще упоминается как «регулятор громкости лестничного типа» .

Итак, наиболее интересные и полезные выводы из статьи:

...Как было показано выше, неинвертирующее включение ОУ с резисторами на входах не позволяет реализовать предельный потенциал у большинства микросхем по нелинейным искажениям. Инвертирующее включение дает ряд лучших характеристик: меньшие нелинейные искажения, более короткий и «мягкий» спектр искажений, отсутствие «порога» (резкого возрастания высших гармоник в спектре), на искажения и спектр не оказывает влияние внутреннее сопротивление источника сигнала.

Стандартное построение регулятора уровня с буферным повторителем в инвертирующем включении представлено на Рис.15. На практике такая схема используется довольно редко и связано это со следующим. Чтобы сохранить входное сопротивление схемы на уровне значения сопротивления Rп и закон изменения сопротивления от угла поворота ручки потенциометра необходимо, чтобы для резисторов схемы выполнялось условие R > Rп (в 3 и более раз). Чтобы получить приемлемое входное сопротивление схемы приходится выбирать достаточно высокоомные резисторы R. А это ведет в свою очередь к повышенному уровню шума схемы.

Тем не менее, рассмотрим эту схему в качестве отправной схемы для этого типа включения.

Для схемы, представленной на Рис.15 максимальные искажения будут в верхнем положении движка потенциометра Rп и соответствуют повторителю в инвертирующем включении. Далее по мере снижения уровня сигнала на выходе потенциометра пропорционально начнут снижаться и искажения на выходе ОУ. В связи с чем, охарактеризовать поведение активного элемента в регуляторе достаточно описанием его в одной точке – в точке наблюдения максимальных искажений.

В Таблице 10 приведены коэффициенты гармоник для входного напряжения 2 и 4 вольта для инвертора собранного по схеме Рис.15 при номинале резисторов R = 5кОм и при коэффициенте передачи регулятора Кр = -1.

Таблица 10.

Таблица 10 (1)

Тип мс

OPA 2134

AD 8620

NE 5532

OP 275

U вх(в)

К г7 %(5к)

0,000066

0,000035

0,000062

Таблица 10 (2)

Тип мс

LME 49860

AD 8066

AD 826

JRC 2114

U вх(в)

К г7 %(5к)

0,000012

0,000032

0,000024

0,000092

0,000039

Таблица 10 (3)

Тип мс

THS 4062

AD 8599

LT 1220

AD 825

U вх(в)

К г7 %(5к)

Таблица 10 (4)

Тип мс

LME 49710

LM 6171

U вх(в)

К г7 %(5к)

0,000013

5,2*10 -6

Анализируя данные приведенные в Таблице 10 можно заметить, что выбор микросхем для построения регуляторов уровня сигнала с малыми искажениями значительно шире.

Лучшие микросхемы в этом включении LME49860 , LME49710 и AD8066 . Помимо прекрасных характеристик по нелинейным искажениям у них и прекрасный спектр искажений: 2 – 3 гармоники при входном напряжении четыре вольта.

Прекрасные характеристики и у JRC2114 , OP275 и NE5532 . Спектры у первых двух микросхем содержат 4 – 5 гармоник при входном напряжении 4 вольта, а вот у NE5532 он длинный, с провалом. Ее лучше использовать при входном напряжении меньше четырех вольт.

Хорошие спектры (четыре гармоники) при входном напряжении 4 вольта и у AD826 , THS4062 , LT1220 . Микросхемы OPA2134 , AD5599 и AD8620 лучше использовать при входном напряжении два и менее вольта. У LM6171 в инвертирующем включении искажения существенно выше, а характер и поведение спектра от напряжения питания такое же что и в неинвертирующем включении.

Как было выше сказано, на практике реализовать высокий потенциал по искажениям у данного типа регулятора проблематично из-за присущих этому включению недостатков. Так для получения входного сопротивления близкое к 10кОм необходимо в схеме инвертора выбирать довольно высокоомные резисторы (более 30кОм), что приведет к существенному росту шума регулятора и сократит количество микросхем способных на достаточно качественном уровне работать в этом включении. В значительной мере эти проблемы можно решить, если в этом включении использовать регулятор уровня сигнала «лестничного» типа...

…для осуществления этого необходимо нагрузочный резистор регулятора отключить от общего провода и подключить к инвертирующему входу ОУ, как это показано на Рис.16.

Все достоинства этого регулятора в таком включении сохраняются. При коэффициенте передачи регулятора 0дБ схема представляет собой инвертор с единичным усилением и с входным сопротивлением 10кОм. Максимальные искажения такого регулятора соответствуют и максимальному сигналу на входе инвертора и будут соответствовать значениям данных приведенных в Таблице 10. На входе регулятора можно включить RC цепочку для ограничения высоких частот без опасения увеличения нелинейных искажений. По мере снижения напряжения будут снижаться и искажения, что является нормальным и естественным свойством регулятора в этом включении.

Максимальный коэффициент ослабления сигнала и частотная характеристика определяются максимальным затуханием регулятора и его частотной характеристикой

Забегая несколько вперед, можно сказать, что это одно из лучших решений позволяющее получить минимально достижимые нелинейные искажения с «мягким» и коротким спектром. В этом включении достижимы искажения, не превышающие уровень единиц стотысячных при 4 вольтах на входе с монотонным снижением искажений по мере увеличения коэффициента затухания регулятора.

Единственно «не сильное» место регулятора – шумы. Они будут определяться резисторами (эквивалентное значение не более 6кОм) и коэффициентом передачи инвертора по шуму (равное двум)…

Надо также отметить, что в ходе экспериментов при неинвертирующем включении усилителя автором был выявлен рост искажений при увеличении монтажной ёмкости регулятора. Поэтому при сборке схемы в таком варианте следует уделить особое внимание элементам регулятора, их расположению и способу монтажа!

2. Согласование регулятора громкости Никитина со схемами на ОУ и транзисторах.

Пример согласования регулятора громкости Никитина с неинвертирующим усилителем:

увеличение по клику

Здесь входное сопротивление усилителя определяется значением резистора R11. Для согласования с регулятором громкости его номинал выбран 10 кОм. В случае необходимости получения большего усиления от ОУ можно увеличить номинал резистора R12.

Напомню, что в данной схеме не полностью реализуется потенциал операционного усилителя (по параметрам и качеству звучания) и схема довольно чувствительна к ёмкости (качеству) монтажа. Поэтому её рекомендуется использовать только в случае крайней необходимости.

При использовании ОУ в инвертирующем включении указанные выше недостатки устраняются:

увеличение по клику

Здесь входное сопротивление усилителя определяется номиналом резистора R11. Для согласования с регулятором громкости Никитина его значение выбрано 10 кОм.

Внимание! В приведенных схемах номиналы резисторов указаны для согласования регулятора громкости Никитина с нагрузкой 10кОм . Если регулятор рассчитан на другую нагрузку (например с помощью таблицы из ) номиналы указанных резисторов надо изменить на соответствующие.

Пример согласования регулятора с реальным усилителем:

на рисунке представлен входной каскад модернизированного усилителя мощности В.Короля:

Каскад выполнен по двухтактной схеме, и при идентичных параметрах комплиментарных транзисторов Т1 и Т2 за счёт взаимной компенсации базовых токов входное сопротивление такого каскада будет определяться, в основном, номиналом резистора R1.

Для согласования такого усилителя с регулятором громкости Никитина (на 10кОм) достаточно установить резистор R1 номиналом 10кОм:

увеличение по клику

3. Согласование регулятора громкости Никитина с ламповыми каскадами.

Подозреваю, что некоторым читателям входное сопротивление регулятора (10кОм) может показаться относительно низким. Хотя в большинстве современных аппаратов (звуковые карты, CD/DVD проигрыватели) на выходе стоят буферы, которые позволяют подключать нагрузку не менее 2кОм, однако…

Вдруг кто-то захочет нагрузить ламповый каскад на данный регулятор.

В этом случае, если на выходе отсутствует катодный повторитель, для согласования относительно низкого входного сопротивления регулятора с высоким выходным сопротивлением схемы (резистивного лампового каскада или SRPP) можно использовать буферный каскад, предложенный Зызюком (его надо включить между выходом лампового каскада и регулятором громкости):

Настройка схемы (выполняется при закороченном входе – свободный вывод С1 соединить с «общим» проводом схемы):

  1. резистором R4 выставляется ток покоя VT2 равный 35мА.
  2. резистором R1 выставляется «0» постоянного напряжения на выходе схемы.

При указанном токе и напряжениях радиаторы для транзисторов не требуются.

А ещё лучше будет использовать « », подобрав входное и выходное сопротивления.

Удачи в творчестве, качественного звука и работающих схем!

(постоянными резисторами), а в этой части статьи поговорим о , или переменных резисторах .

Резисторы переменного сопротивления , или переменные резисторы являются радиокомпонентами, сопротивление которых можно изменять от нуля и до номинального значения. Они применяются в качестве регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра в звуковоспроизводящей радиоаппаратуре, используются для точной и плавной настройки различных напряжений и разделяются на потенциометры и подстроечные резисторы.

Потенциометры применяются в качестве плавных регуляторов усиления, регуляторов громкости и тембра, служат для плавной регулировки различных напряжений, а также используются в следящих системах, в вычислительных и измерительных устройствах и т.п.

Потенциометром называют регулируемый резистор, имеющий два постоянных вывода и один подвижный. Постоянные выводы расположены по краям резистора и соединены с началом и концом резистивного элемента, образующим общее сопротивление потенциометра. Средний вывод соединен с подвижным контактом, который перемещается по поверхности резистивного элемента и позволяет изменять величину сопротивления между средним и любым крайним выводом.

Потенциометр представляет собой цилиндрический или прямоугольный корпус, внутри которого расположен резистивный элемент, выполненный в виде незамкнутого кольца, и выступающая металлическая ось, являющаяся ручкой потенциометра. На конце оси закреплена пластина токосъемника (контактная щетка), имеющая надежный контакт с резистивным элементом. Надежность контакта щетки с поверхностью резистивного слоя обеспечивается давлением ползунка, выполненного из пружинных материалов, например, бронзы или стали.

При вращении ручки ползунок перемещается по поверхности резистивного элемента, в результате чего сопротивление изменяется между средним и крайними выводами. И если на крайние выводы подать напряжение, то между ними и средним выводом получают выходное напряжение.

Схематично потенциометр можно представить, как показано на рисунке ниже: крайние выводы обозначены номерами 1 и 3, средний обозначен номером 2.

В зависимости от резистивного элемента потенциометры разделяются на непроволочные и проволочные .

1.1 Непроволочные.

В непроволочных потенциометрах резистивный элемент выполнен в виде подковообразной или прямоугольной пластины из изоляционного материала, на поверхность которых нанесен резистивный слой, обладающий определенным омическим сопротивлением.

Резисторы с подковообразным резистивным элементом имеют круглую форму и вращательное перемещение ползунка с углом поворота 230 — 270°, а резисторы с прямоугольным резистивным элементом имеют прямоугольную форму и поступательное перемещение ползунка. Наиболее популярными являются резисторы типа СП, ОСП, СПЕ и СП3. На рисунке ниже показан потенциометр типа СП3-4 с подковообразным резистивным элементом.

Отечественной промышленностью выпускались потенциометры типа СПО, у которых резистивный элемент впрессован в дугообразную канавку. Корпус такого резистора выполнен из керамики, а для защиты от пыли, влаги и механических повреждений, а также в целях электрической экранировки весь резистор закрывается металлическим колпачком.

Потенциометры типа СПО обладают большой износостойкостью, нечувствительны к перегрузкам и имеют небольшие размеры, но у них есть недостаток – сложность получения нелинейных функциональных характеристик. Эти резисторы до сих пор еще можно встретить в старой отечественной радиоаппаратуре.

1.2. Проволочные.

В проволочных потенциометрах сопротивление создается высокоомным проводом, намотанным в один слой на кольцеобразном каркасе, по ребру которого перемещается подвижный контакт. Для получения надежного контакта между щеткой и обмоткой контактная дорожка зачищается, полируется, или шлифуется на глубину до 0,25d.

Устройство и материал каркаса определяется исходя из класса точности и закона изменения сопротивления резистора (о законе изменения сопротивления будет сказано ниже). Каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо, или же берут готовое кольцо, на которое укладывают обмотку.

Для резисторов с точностью, не превышающей 10 – 15%, каркасы изготавливают из пластины, которую после намотки провода сворачивают в кольцо. Материалом для каркаса служат изоляционные материалы, такие как гетинакс, текстолит, стеклотекстолит, или металл – алюминий, латунь и т.п. Такие каркасы просты в изготовлении, но не обеспечивают точных геометрических размеров.

Каркасы из готового кольца изготавливают с высокой точностью и применяют в основном для изготовления потенциометров. Материалом для них служит пластмасса, керамика или металл, но недостатком таких каркасов является сложность выполнения обмотки, так как для ее намотки требуется специальное оборудование.

Обмотку выполняют проводами из сплавов с высоким удельным электрическим сопротивлением, например, константан, нихром или манганин в эмалевой изоляции. Для потенциометров применяют провода из специальных сплавов на основе благородных металлов, обладающих пониженной окисляемостью и высокой износостойкостью. Диаметр провода определяют исходя из допустимой плотности тока.

2. Основные параметры переменных резисторов.

Основными параметрами резисторов являются: полное (номинальное) сопротивление, форма функциональной характеристики, минимальное сопротивление, номинальная мощность, уровень шумов вращения, износоустойчивость, параметры, характеризующие поведение резистора при климатических воздействиях, а также размеры, стоимость и т.п. Однако при выборе резисторов чаще всего обращают внимание на номинальное сопротивление и реже на функциональную характеристику.

2.1. Номинальное сопротивление.

Номинальное сопротивление резистора указывается на его корпусе. Согласно ГОСТ 10318-74 предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,2 ; 3,3 ; 4,7 Ом, килоом или мегаом.

У зарубежных резисторов предпочтительными числами являются 1,0 ; 2,0 ; 3,0 ; 5.0 Ом, килоом и мегаом.

Допускаемые отклонения сопротивлений от номинального значения установлены в пределах ±30%.

Полным сопротивлением резистора считается сопротивление между крайними выводами 1 и 3.

2.2. Форма функциональной характеристики.

Потенциометры одного и того же типа могут отличаться функциональной характеристикой, определяющей по какому закону изменяется сопротивление резистора между крайним и средним выводом при повороте ручки резистора. По форме функциональной характеристики потенциометры разделяются на линейные и нелинейные : у линейных величина сопротивления изменяется пропорционально движению токосъемника, у нелинейных она изменяется по определенному закону.

Существуют три основных закона: А — Линейный, Б – Логарифмический, В — Обратно Логарифмический (Показательный). Так, например, для регулирования громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре необходимо, чтобы сопротивление между средним и крайним выводом резистивного элемента изменялось по обратному логарифмическому закону (В). Только в этом случае наше ухо способно воспринимать равномерное увеличение или уменьшение громкости.

Или в измерительных приборах, например, генераторах звуковой частоты, где в качестве частотозадающих элементов используются переменные резисторы, также требуется, чтобы их сопротивление изменялось по логарифмическому (Б) или обратному логарифмическому закону. И если это условие не выполнить, то шкала генератора получится неравномерной, что затруднит точную установку частоты.

Резисторы с линейной характеристикой (А) применяются в основном в делителях напряжения в качестве регулировочных или подстроечных.

Зависимость изменения сопротивления от угла поворота ручки резистора для каждого закона показано на графике ниже.

Для получения нужной функциональной характеристики большие изменения в конструкцию потенциометров не вносятся. Так, например, в проволочных резисторах намотку провода ведут с изменяющимся шагом или сам каркас делают изменяющейся ширины. В непроволочных потенциометрах меняют толщину или состав резистивного слоя.

К сожалению, регулируемые резисторы имеют относительно невысокую надежность и ограниченный срок службы. Часто владельцам аудиоаппаратуры, эксплуатируемой длительное время, приходится слышать шорохи и треск из громкоговорителя при вращении регулятора громкости. Причиной этого неприятного момента является нарушение контакта щетки с токопроводящим слоем резистивного элемента или износ последнего. Скользящий контакт является наиболее ненадежным и уязвимым местом переменного резистора и является одной из главной причиной выхода детали из строя.

3. Обозначение переменных резисторов на схемах.

На принципиальных схемах переменные резисторы обозначаются также как и постоянные, только к основному символу добавляется стрелка, направленная в середину корпуса. Стрелка обозначает регулирование и одновременно указывает, что это средний вывод.

Иногда возникают ситуации, когда к переменному резистору предъявляются требования надежности и длительности эксплуатации. В этом случае плавное регулирование заменяют ступенчатым, а переменный резистор строят на базе переключателя с несколькими положениями. К контактам переключателя подключают резисторы постоянного сопротивления, которые будут включаться в цепь при повороте ручки переключателя. И чтобы не загромождать схему изображением переключателя с набором резисторов, указывают только символ переменного резистора со знаком ступенчатого регулирования . А если есть необходимость, то дополнительно указывают и число ступеней.

Для регулирования громкости и тембра, уровня записи в звуковоспроизводящей стереофонической аппаратуре, для регулирования частоты в генераторах сигналов и т.д. применяются сдвоенные потенциометры , сопротивления которых изменяется одновременно при повороте общей оси (движка). На схемах символы входящих в них резисторов располагают как можно ближе друг к другу, а механическую связь, обеспечивающую одновременное перемещение движков, показывают либо двумя сплошными линиями, либо одной пунктирной линией.

Принадлежность резисторов к одному сдвоенному блоку указывается согласно их позиционному обозначению в электрической схеме, где R1.1 является первым по схеме резистором сдвоенного переменного резистора R1, а R1.2 — вторым. Если же символы резисторов окажутся на большом удалении друг от друга, то механическую связь обозначают отрезками пунктирной линии.

Промышленностью выпускаются сдвоенные переменные резисторы, у которых каждым резистором можно управлять отдельно, потому что ось одного проходит внутри трубчатой оси другого. У таких резисторов механическая связь, обеспечивающая одновременное перемещение, отсутствует, поэтому на схемах ее не показывают, а принадлежность к сдвоенному резистору указывают согласно позиционному обозначению в электрической схеме.

В переносной бытовой аудиоаппаратуре, например, в приемниках, плеерах и т.д., часто используют переменные резисторы со встроенным выключателем, контакты которого задействуют для подачи питания в схему устройства. У таких резисторов переключающий механизм совмещен с осью (ручкой) переменного резистора и при достижении ручкой крайнего положения воздействует на контакты.

Как правило, на схемах контакты включателя располагают возле источника питания в разрыв питающего провода, а связь выключателя с резистором обозначают пунктирной линией и точкой, которую располагают у одной из сторон прямоугольника. При этом имеется в виду, что контакты замыкаются при движении от точки, а размыкаются при движении к ней.

4. Подстроечные резисторы.

Подстроечные резисторы являются разновидностью переменных и служат для разовой и точной настройки радиоэлектронной аппаратуры в процессе ее монтажа, наладки или ремонта. В качестве подстроечных используют как переменные резисторы обычного типа с линейной функциональной характеристикой, ось которых выполнена «под шлиц» и снабжена стопорным устройством, так и резисторы специальной конструкции с повышенной точностью установки величины сопротивления.

В основной своей массе подстроечные резисторы специальной конструкции изготавливают прямоугольной формы с плоским или кольцевым резистивным элементом. Резисторы с плоским резистивным элементом (а ) имеют поступательное перемещение контактной щетки, осуществляемое микрометрическим винтом. У резисторов с кольцевым резистивным элементом (б ) перемещение контактной щетки осуществляется червячной передачей.

При больших нагрузках используются открытые цилиндрические конструкции резисторов, например, ПЭВР.

На принципиальных схемах подстроечные резисторы обозначаются также как и переменные, только вместо знака регулирования используется знак подстроечного регулирования.

5. Включение переменных резисторов в электрическую цепь.

В электрических схемах переменные резисторы могут применяться в качестве реостата (регулируемого резистора) или в качестве потенциометра (делителя напряжения). Если в электрической цепи необходимо регулировать ток, то резистор включают реостатом, если напряжение, то включают потенциометром.

При включении резистора реостатом задействуют средний и один крайний вывод. Однако такое включение не всегда предпочтительно, так как в процессе регулирования возможна случайная потеря средним выводом контакта с резистивным элементом, что повлечет за собой нежелательный разрыв электрической цепи и, как следствие, возможный выход из строя детали или электронного устройства в целом.

Чтобы исключить случайный разрыв цепи свободный вывод резистивного элемента соединяют с подвижным контактом, чтобы при нарушении контакта электрическая цепь всегда оставалась замкнута.

На практике включение реостатом применяют тогда, когда хотят переменный резистор использовать в качестве добавочного или токоограничивающего сопротивления.

При включении резистора потенциометром задействуются все три вывода, что позволяет его использовать делителем напряжения. Возьмем, к примеру, переменный резистор R1 с таким номинальным сопротивлением, которое будет гасить практически все напряжение источника питания, приходящее на лампу HL1. Когда ручка резистора выкручена в крайнее верхнее по схеме положение, то сопротивление резистора между верхним и средним выводами минимально и все напряжение источника питания поступает на лампу, и она светится полным накалом.

По мере перемещения ручки резистора вниз сопротивление между верхним и средним выводом будет увеличиваться, а напряжение на лампе постепенно уменьшаться, отчего она станет светить не в полный накал. А когда сопротивление резистора достигнет максимального значения, напряжение на лампе упадет практически до нуля, и она погаснет. Именно по такому принципу происходит регулирование громкости в звуковоспроизводящей аппаратуре.

Эту же схему делителя напряжения можно изобразить немного по-другому, где переменный резистор заменяется двумя постоянными R1 и R2.

Ну вот, в принципе и все, что хотел сказать о резисторах переменного сопротивления . В заключительной части рассмотрим особый тип резисторов, сопротивление которых изменяется под воздействием внешних электрических и неэлектрических факторов — .
Удачи!

Литература:
В. А. Волгов — «Детали и узлы радиоэлектронной аппаратуры», 1977 г.
В. В. Фролов — «Язык радиосхем», 1988 г.
М. А. Згут — «Условные обозначения и радиосхемы», 1964 г.

Регулятор громкости — это устройство, позволяющее изменять величину электрического напряжения на выходе при воздействии на органы управления, либо при поступлении управляющего сигнала. Используется как в составе электронной аппаратуры, так и в виде отдельного изделия.

Регулятор громкости может быть как регулятором напряжения, так и регулятором тока, ведь его задача регулировать выходную мощность усилителя на какой то нагрузке, т.е., если регулятор представляет из себя переменный резистор на входе усилителя, то он регулирует напряжение которое поступает на дифференциальный каскад усилителя, тем самым уменьшая или ограничивая до максимального уровень входного сигнала. Если регулировка выходной мощности осуществляется на выходе усилителя, к примеру, добавочное сопротивление, включаемое последовательно с нагрузкой, то это уже будет регулятором тока, так как без нагрузки, напряжение на выходе усилителя будет неизменным. Так же можно назвать регулятором тока - резистор в цепи обратной связи, который реализован при помощи датчика тока - резистора, последовательно с нагрузкой которого, снимается сигнал и подаётся на инвертирующий вход усилителя.

Таким образом получается, что переменный резистор может выполнять роль и регулятора тока и регулятора напряжения в зависимости от того где он включён.

Так же можно назвать регулятором тока и регулятор громкости в усилителе ИТУН, который стоит на входе схемы. Он регулирует входное напряжение, но благодаря обратной связи по току (с датчика тока – добавочного резистора при прохождении тока снимается напряжение, чем выше ток, который по нему проходит, тем больше на этом резисторе падение напряжения) сам регулятор громкости не регулирует ток в нагрузке, но далее по схеме осуществляется связь по току, к примеру если выкинуть из ИТУНа этот резистор, то связь будет только по напряжению и регулятор громкости будет регулятором напряжения *в чистом виде*. Это как тумблер и электромагнитное реле, сам по себе тумблер не может пропустить большие токи, и он подаёт сигнал реле с мощными контактными группами, а стоят ли последовательно с этими группами контактов добавочные резисторы - тумблеру *глубоко и с большой высоты*.

Регулятором громкости служит переменный резистор, в стерео усилителях, это сдвоенный переменный резистор. На первых двух рисунках представлен внешний вид сдвоенного переменного резистора. Сопротивление переменного резистора может быть в пределах от 20 до 100 кОм, это зависит от конструкции усилителя. На третьем и четвёртом рисунках изображена схема включения регулятора (один канал) и соответствие выводов к схеме. Пятый рисунок показывает, как надо правильно припаять провода.

Регулятором тока может быть магнитный шунт в трансформаторе, такой вид регулировки выходной мощности применяется в сварочных аппаратах для ручной дуговой сварки и как ни странно в довольно дорогих ламповых усилителях.

Так же регулятором громкости может выступать дроссель на входе с изменяющейся индуктивностью (ферритовый сердечник перемещается по резьбе в виде винта), так часто было устроено в старых ламповых радиолах, и по сути там звук никогда не хрипел при повороте ручки, так как механически никакого контакта не было, а значит и стираться было нечему.

Ещё были регуляторы громкости, по средству подмагничивания звуковой катушки в самом динамике. Было это очень просто и эффективно, такой регулятор громкости можешь собрать самому, только придётся делать собственную магнитную систему. Принцип работы простой, вместо постоянного магнита использовался электромагнит, а подаваемое на его обмотку напряжение создавало необходимый ток, который создавал магнитное поле, чем больше было это магнитное поле, тем больше была чувствительность у динамической головки, следовательно чем меньшее напряжение подавалось на обмотку электромагнита - тем тише играл динамик, причём независимо от подводимой к звуковой катушке мощности. В дальнейшем от такого регулятора отказались, и стали делать регуляторы на переменных резисторах по входу схемы, так проще. Но динамики то такие ещё оставались (без постоянных магнитов, с двумя катушками), и их начали подключать к силовым трансформаторам последовательно с нитями накала радиоламп, таким способом (методом) убивали двух, если не трёх зайцев. Первый – избавлялись от кучи старых динамиков, второй – улучшалось качество питания радиоламп и они служили дольше, так как катушка в динамике выступала в роли дросселя для нити накала и ток был стабильнее, а значит и работа нити была более *ровнее*, третья – можно было получить гораздо большую мощность динамической головки, нежели при использовании *дорогого* (утверждение спорное) постоянного магнита.



Предыдущая статья: Следующая статья:

© 2015 .
О сайте | Контакты
| Карта сайта