Przełącznik wejścia wzmacniacza przekaźnikowego (DIY).

Różne typy selektorów służą do przełączania wielu sygnałów wejściowych do wzmacniacza mocy bez ciągłego szarpania przewodów. Poniżej znajduje się schemat ideowy takiego selektora, przekaźniki na napięcie 12 woltów są w nim używane jako elementy przełączające. Obwód jest w stanie przełączać 4 źródła stereo sygnał dźwiękowy. Wejścia RCA i przekaźnikowe znajdują się na tej samej małej płytce, redukując szumy i wykorzystując mniej ekranowanych kabli. Wybór wejść odbywa się za pomocą miniaturowego 4-pozycyjnego przełącznika. Na płytce znajduje się również prostownik i pojemność filtrująca zasilacza. Schemat obwodu selektor pokazano poniżej:

Napięcie przemienne 9 ... 12 woltów jest dostarczane do złącza zasilania z transformatora obniżającego napięcie. Na schemacie za prostownikiem widzimy rezystor R * oznaczony jako 0R lub więcej. Ta rezystancja jest potrzebna, aby ograniczyć prąd podczas korzystania z transformatorów z większą ilością Wysokie napięcie niż 9 woltów. Podczas składania wniosku Napięcie AC 9 woltów po prostu załóż zworkę. Gdy po prostowniku i pojemności wygładzającej zostanie zastosowana zmiana 12 V, okaże się, że wynosi 16,92 V, a to już trochę za dużo jak na przekaźnik 12 V, kładziemy rezystor ograniczający prąd. Wartość nominalną szacujemy według wzoru: 16,92-12 / prąd uzwojenia przekaźnika.

Konfiguracja płytki wygląda tak:

Na rysunku żółta kropka pod rezystorem R* wskazuje miejsce przecięcia dorożki w przypadku zastosowania rezystora ograniczającego prąd.

Płytka drukowana selektora sygnału wejściowego przekaźnika w formacie LAY6:

Widok zdjęcia tablicy selektora formatu LAY6:

Złącze stereo RCA - 4 szt.
Przekaźnik 12 V HK19F-DC12V-SHG - 4 szt.

Link do strony produktu
Przełącznik 4-pozycyjny - 1 szt.
Złącze 5Pin (2,54mm) do podłączenia przełącznika twardego - 1szt.
Złącze 2Pin z zaciskiem śrubowym (przyłącze zasilania) - 1 szt.
Złącze 3Pin (połączenie wyjścia selektora z wejściem wzmacniacza) - 1 szt.
Importowany zestaw diod typu W04, W06 – 1 szt.
Na płycie można również umieścić zespoły diodowe, takie jak DB102, DB103 lub tym podobne.
Elektrolit kondensatorowy 470...1000mF/25-35V – 1 szt.
Dioda 1N4001 (równolegle z uzwojeniami przekaźnika) - 4 szt.
LED 5mm – 4 szt.
Rezystory w obwodzie LED 1 kOhm - 4 szt.
Rezystor ograniczający prąd 200R 0,25W - 1 szt.
Złącza Wejście1 - Wejście4 - 3Pin 2,54mm - 4 szt. Dzieje się tak, jeśli używasz nie zwykłych złączy wejściowych RCA, ale zewnętrznych, które nie są zainstalowane na płytce selektora, ale na obudowie wzmacniacza.
I jeszcze jedno złącze Vcc - do podania stałego napięcia zasilania na płytkę, w tym przypadku zmiana nie jest podłączona, a zespołu diod nie da się wlutować.

Celem tego projektu była chęć stworzenia prostego i niezawodnego urządzenia, które pełniłoby funkcje przełączania wejść i wyjść wysokiej jakości wzmacniacza.

Ten projekt jest całkowicie otwarty. Zamieszczam kod źródłowy, schemat ideowy i projekt w .
Źródło napisane w języku wysoki poziom„C” w środowisku CVAVR dosłownie wieczorem. Jest dobrze komentowany, a kto choć trochę wie podany język, będą mogli łatwo dostosować projekt do swoich celów.

Selektor działa tak:
Jest dwusekundowe opóźnienie przy włączaniu, aby wyeliminować przejściowe kliknięcia głośników, przy wyłączonych wszystkich wejściach i wyjściach. Po opóźnieniu 4-ty bajt EEPROM jest porównywany z liczbą 0x22, jeśli liczba się zgadza, ładujemy dane z pamięci nieulotnej. Jeśli się nie zgadza, oznacza to, że dane są uszkodzone lub zostały skasowane, wczytaj wartości domyślne (AC1 wyłączone, AC2 wyłączone, CD włączone). Po wybraniu odpowiedniego wejścia, dioda wybranego wejścia miga na chwilę, a następnie po prostu zapala się, efekt ten zwiększa wizualną funkcjonalność urządzenia jako całości.
Ci, którzy z jakiegoś powodu nie potrzebują kilku przycisków, mogą użyć 1 przycisku (wybierz), który przełącza się między wejściami.

Wyjścia AC również nie mogą być stosowane, do tego po prostu nie trzeba lutować diod i przycisków odpowiedzialnych za sterowanie wyjściami oraz nie lutować kluczy przekaźników przełączających AC1 i AC2. Po wybraniu żądanego wejścia lub wyjścia zaczyna odliczać timer programowy, który po około 10 sekundach (jeśli nie było powtórnego naciskania przycisków) zapisuje dane do pamięci EEPROM. Po odłączeniu i ponownym włączeniu zasilania wejścia i wyjścia zachowują swój stan z opóźnieniem, co również jest bardzo wygodne.

Przekaźniki mogą być dowolne, które masz dostępne. Ale lepiej zastosować go w kolumnach na 16A z serii SHRACK RT. Do tej roli polecam przekaźnik RTD14005 na 5V lub RT314012 na 12V (przy zastosowaniu przekaźnika 5V konieczna jest wymiana tranzystorów na mocniejsze np. KSE340 lub MJE340). A jako przekaźnik w obwodach sygnałowych powinieneś używać wyspecjalizowanych przekaźników sygnałowych, które są obecnie dostępne na rynku w dużych ilościach. Polecam miniaturowe przekaźniki dualne 12V TQ2-12V lub A5W-K przy 5V

Podczas flashowania chipa nie trzeba dotykać bezpieczników!

Poniżej możesz pobrać oprogramowanie, źródło i projekt w

Lista elementów radiowych

Przeznaczenie	Typ	Określenie	Ilość	Notatka	Wynik	Mój notatnik
U1	MK AVR 8-bitowy	ATtiny2313	1			Do notatnika
U2	Regulator liniowy	LM7805	1			Do notatnika
I-III kw.	tranzystor bipolarny	2N5551	6			Do notatnika
D5-D8, D11-D13	dioda prostownicza	1N4148	10	Trzy z nich nie są pokazane na schemacie.		Do notatnika
C1-C4	Kondensator	0.1uF	4			Do notatnika
R1-R3	Rezystor	680 omów	3			Do notatnika
R4, R5, R8	Rezystor	3,3 kΩ	6	Trzy z nich nie są pokazane na schemacie.		Do notatnika
R6, R7, R9	Rezystor	2 kΩ	6	Trzy z nich nie są pokazane na schemacie.		Do notatnika
R10	Rezystor	10 kΩ	1			Do notatnika
RL1-RL3	Przekaźnik	RT314012	6	Trzy z nich nie są pokazane na schemacie.

DLACZEGO JEST KONIECZNE?

Sama komutacja ma charakter działania skoncentrowanego, gdyż odbywa się za pomocą urządzenia specjalne- przełączniki. W związku z tym niesie potencjalne niebezpieczeństwo degradacji sygnału w mniejszym stopniu niż dystrybucja.

Przełączanie jest stosowane w studiach telewizyjnych, systemach prezentacyjnych i kinach domowych. Chociaż wymagania dla tych systemów są różne, ogólne zasady pozostają bez zmian.

PRZEŁĄCZNIK W JEGO ISTOCIE

Przełączanie może odbywać się za pomocą przełączników konwencjonalnych (kilka wejść na jedno wyjście) i macierzowych (N wejść do M wyjść).

Ryż. 1. Co to jest przełącznik

Są to specjalistyczne urządzenia wykorzystujące mechaniczny wyłącznik lub przekaźnik lub (w większości przypadków) klucz elektroniczny. Istnieją przełączniki ze sterowaniem ręcznym (przyciskowym), a także ze sterowaniem elektronicznym za pomocą układów logicznych i mikroprocesora. Najbardziej zaawansowane i wyrafinowane modele krosownic mają również zdalne sterowanie z pilota, według sieć informacyjna(przez interfejsy RS-232, RS-422, RS-485, Ethernet). Takimi modelami można sterować z komputera, w którym zainstalowane jest specjalne oprogramowanie, lub z dedykowany kontroler.

Wszystkie urządzenia z wieloma wejściami są wyposażone w przełącznik do nich

W systemach prezentacyjnych lub domowych przełączniki są często wbudowane w inne urządzenia: amplitunery AV, skalery itp. Każdy sprzęt, który ma kilka wejść, jest również wyposażony w przełącznik do nich (wejścia na telewizorze, wzmacniaczu, magnetofonie itp.).

TYPY PRZEŁĄCZNIKÓW

Przełączniki mechaniczne a elektroniczne

Przełączniki mechaniczne - najprostszy, najtańszy i najbardziej niezawodny. Przełączanie w nich odbywa się ręcznie, po prostu naciskając przycisk lub obracając pokrętło. Obwody z żądanego wejścia są zmostkowane z obwodami wyjściowymi za pomocą styków elektrycznych.

Zalety mechaniczne przełączniki:

• Sygnał może być przesyłany nie tylko z wejścia do wyjścia, ale również w przeciwnym kierunku
• Praktycznie brak wewnętrznych szumów i zniekształceń, bardzo wysoka przepustowość i prawie nieograniczona amplituda sygnału
• Nie wymaga zasilania, brak zasilania w żaden sposób nie zakłóca transmisji sygnału (może tak nie być w przypadku przełączników elektronicznych)

Wady:

• Wybuchów nie da się uniknąć, ponieważ. w takim przełączniku nie ma do tego wystarczającej "inteligencji"
• Sygnał nie jest w żaden sposób wzmacniany ani buforowany, co nakłada ograniczenia na źródła, odbiorniki sygnału i długość przewodów połączeniowych
• W krosownicy matrycowej (co właściwie nie jest łatwe do wykonania mechanicznego) niemożliwe jest rozprowadzenie sygnału z jednego wejścia na kilka wyjść (tylko z jednego na jedno)
• Nie pilot, a skalowalność jest bardzo ograniczona.

Przełączniki elektroniczne zasadniczo bardziej skomplikowane i droższe niż mechaniczne (a zatem ich niezawodność w zasadzie jest niższa). Wcześniej takie przełączniki były wykonywane na przekaźnikach elektronicznych, nowoczesne prawie zawsze używają klucze elektroniczne które są znacznie bardziej niezawodne.

Zalety elektroniki przełączniki:

• Elektroniczne napełnianie umożliwia podejmowanie dowolnych, dowolnie wyrafinowanych środków zapobiegających wybuchom (więcej szczegółów na temat problemu wybuchów, patrz poniżej)
• Można wdrożyć zdalne sterowanie (przez interfejsy RS‑232/422/485, przez wiązki podczerwieni, przez Ethernet, w różnych dużych systemach sterowania)
• Sygnał może być wzmacniany, przetaktowywany (dla interfejsów cyfrowych), buforowany, można dokonać korekcji jego częstotliwości i amplitudy
• Elektroniczne krosownice matrycowe mogą rozprowadzać sygnał z jednego wejścia na dowolną liczbę wyjść
• Przełączniki można łatwo rozbudowywać, zrównoleglać, łączyć kaskadowo itp. (więcej na ten temat poniżej)

Wady:

• Wymaga zasilania, w przypadku braku zasilania większość przełączników w ogóle nie przesyła żadnego sygnału do wyjścia, co może mieć krytyczne znaczenie dla centrów nadawczych
• Aktywne układy elektroniczne przełączników wprowadzają do przesyłanego sygnału pewne (choć niewielkie) zniekształcenia i szumy. Ograniczają również szerokość pasma i maksymalną wartość sygnałów wejściowych.

Przełączniki jednokanałowe a Matrix

Wiele proste systemy nie wymagają więcej niż jednego wyjściowego kanału przełączania. Dla nich szeroko stosowane są przełączniki jednokanałowe, które są ideologicznie zbudowane prostsze niż macierzowe, a przez to znacznie tańsze.

Zasadniczo jednak przełącznik matrycowy można traktować jako kilka przełączników jednokanałowych współpracujących ze sobą, których wejścia wyposażone są w dodatkowe wzmacniacze dystrybucyjne, jak pokazano poniżej 1 .

Ryż. 2. Matryca 2x2 (2 wejścia, 2 wyjścia), złożona z pary wzmacniaczy dystrybucyjnych (SD) i pary przełączników jednokanałowych

Zasadniczo przełącznik matrycowy można traktować jako kilka przełączników jednokanałowych współpracujących ze sobą.

Taki obwód może być zmontowany i używany w rzeczywistości, ale nawet przy rozmiarze matrycy 2x2 (pokazany na rysunku) cena krosownicy nie będzie wyższa niż całkowity obwód zastępczy, a dla dowolnych dużych rozmiarów matrycy okaże się oczywiście tańszy niż taki obwód (nie wspominając o łatwości instalacji, zarządzaniu i oszczędności miejsca w szafie). Jeśli jednak używane przełączniki jednokanałowe są wyposażone w wejścia przelotowe lub przełączalne terminatory, takie schematy mogą być bardzo skuteczne (więcej na ten temat poniżej).

Połączone przełączniki

Bardzo często konieczne jest jednoczesne przełączanie kilku rodzajów „różnych” sygnałów - na przykład wideo i dźwięku, sygnałów sterujących itp. W takim przypadku wygodnie jest użyć urządzeń łączących kilka przełączników w jednej obudowie. Osiąga to imponujące oszczędności zarówno pod względem przestrzeni, jak i pieniędzy. w takim urządzeniu wszystkie przełączniki mają zasadniczo wspólną obudowę, zasilanie i sterowanie.

W przełączniku kombinowanym (na przykład dla wideo i audio) prawie zawsze istnieje tryb zarówno dla wspólnego przełączania tych sygnałów (tryb audio-follow-video) jak i oddzielnego, niezależnego przełączania (tryb breakaway), co daje niezbędną kontrolę elastyczność.

Niektóre przełączniki matrycowe mają tryb dzielenia wejść i/lub wyjść na logicznie niezależne sekcje (tryb mapowania matrycy) i wykorzystują, na przykład, część wejść/wyjść dla kompozytowego wideo, a drugą część dla komponentowego wideo. Oczywiście przełącznik nie może konwertować formatu jednego sygnału na format innego, więc po prostu pracuje w trybie dwóch przełączników w jednej obudowie.

DLACZEGO TRUDNO JEST DOJAZD

Oto główne wyzwania, przed którymi stoją inżynierowie podczas projektowania przełączników:

• zapewnić wymaganą szerokość pasma i margines amplitudy dla sygnału, nie wprowadzając szumów i zniekształceń do sygnału;
• wykluczyć przenikanie sygnału z nieużywanych ten moment wejścia na wyjście ("przesłuch")
• wyeliminować kliknięcia, szumy, zakłócenia obrazu w momencie przełączania (jest to szczególnie ważne w studiach telewizyjnych)
• dla sygnałów cyfrowych - w celu zapewnienia przywracania i przetaktowywania („przetaktowania”) sygnału wejściowego, a czasem „inteligentnej” interakcji ze źródłami i odbiornikami

Pierwsze dwie trudności rozwiązuje staranny dobór podstawy elementu i komponentów urządzenia, opracowanie projektu i okablowania. płytki z obwodami drukowanymi oraz oczywiście doświadczenie i talent dewelopera 2 . Bardziej szczegółowo rozważymy sposoby rozwiązania innych problemów.

WYBUCHY, WYBUCHY WOKÓŁ

Eksplozje w studiach telewizyjnych

Jeśli w dowolnym momencie przełączysz sygnały z dwóch niezsynchronizowanych źródeł, zauważysz rozrywanie i chwilowe rozdarcie na ekranie telewizora.
synchronizacja

Szczególne znaczenie w dziedzinie przełączania wideo w telewizji (szczególnie przy organizacji np. transmisji na żywo) ma możliwość wyboru optymalnego momentu działania klawiszy. Jeśli w dowolnym momencie przełączysz sygnały z dwóch niezsynchronizowanych źródeł, na ekranie telewizora pojawią się zakłócenia obrazu (zakłócenia, drgania) i krótkotrwała utrata synchronizacji. Eksplozje można z grubsza podzielić na 2 kategorie:

• Podkręcanie ma miejsce, gdy sygnały zegara ze źródeł nie pokrywają się w czasie. Impulsy synchronizacji na wyjściu przełącznika „drgają”, a odbiornik sygnału (powiedzmy, monitor telewizyjny) potrzebuje trochę czasu (czasami sekund), aby ponownie „złapać” synchronizację i dostosować się do niej. Dopóki tego nie zrobi, ekran będzie miał skaczący, chaotyczny obraz (lub nawet wcale). Takie podważanie jest uważane za najpoważniejsze i absolutnie niedopuszczalne w studiach telewizyjnych.
• podważanie obrazu, gdy kolejna klatka (a dokładniej pole) obrazu okazuje się być przecięta na pół - górna połowa nadal pochodziła z pierwszego źródła sygnału, a dolna - z drugiego (po przełączeniu). Dodatkowo te dwie połówki mogą być oddzielone np. czarnym lub szumiącym poziomym paskiem. Choć taka rama „wymyka się” bardzo szybko, oko ma czas to zauważyć, więc takie podważenie jest również uważane za mariaż w pracy studia.

Ryż. 3. Skąd się bierze podważanie?

W celu zwalczania eksplozji, zgodnie z obowiązującymi standardami, cały sprzęt studia telewizyjnego jest ściśle zsynchronizowany ze wspólnym („wiodącym”) generatorem (genlock), więc wszystkie źródła studyjne MUSZĄ działać synchronicznie w czasie 3 . To znaczy, że:

• impuls synchronizacji ramki ze wszystkich źródeł jest taki sam
• kolejność pól parzystych/nieparzystych jest taka sama
• dopasowanie synchronizacji poziomej
• pozycja i faza kolorowej lampy błyskowej w impulsach synchronizacji są dokładnie takie same;

Gdy te warunki są spełnione, wybuchy pierwszego typu (synchronizacja) są niemożliwe. Aby wykluczyć zakłócenia obrazu, przełącznik w studiu telewizyjnym musi ściśle przełączać źródła pewien moment czas – mianowicie w momencie impulsu wygaśnięcia kadru, kiedy widz nie widzi obrazu.

Ryż. 4. Przełącznik, który działa bez zakłóceń

Oczywiście taki przełącznik musi również otrzymać sygnał zegarowy z oscylatora odniesienia (lub wykorzystać sygnał z jednego z jego wejść) - inaczej nie będzie "wiedział", kiedy się przełączyć.

Zewnętrzna synchronizacja źródeł sygnału wideo ze specjalnego generatora jest uniwersalną i stosunkowo niedrogą metodą zapewnienia wysokiej jakości przełączania. Przy wyposażaniu nowych studiów ten moment należy wziąć pod uwagę jako jeden z priorytetów.

Ryż. 5. Jeśli źródła (Video1 i Video2) nie są zsynchronizowane, nie da się uniknąć eksplozji

Zewnętrzna synchronizacja źródeł sygnału wideo ze specjalnego generatora jest uniwersalną i stosunkowo niedrogą metodą zapewnienia wysokiej jakości przełączania

Możliwe jest również rozwiązanie problemu po fakcie, ale kosztem znacznie zwiększonych kosztów, poprzez włączenie do kompleksu sprzętowego bloków synchronizatorów ramek 4 TBC (Time Base Correction). Są to złożone urządzenia, które pozwalają opóźnić sygnał wideo o określony czas w ramach jednego okresu liczby klatek na sekundę. Sygnał wejściowy w synchronizatorze ramek jest digitalizowany i „odczekuje” czas potrzebny na precyzyjne zestrojenie z innym sygnałem w buforze, następnie poddawany jest odwrotnej konwersji cyfrowo-analogowej i podawany na wyjście.

Korzystanie z TBC jest obowiązkowe, jeśli relacja na żywo fragmenty są wykorzystywane z nośników przenośnych, z „obcego” powietrza, z amatorskich kamer wideo lub domowych odtwarzaczy DVD

W indywidualne przypadki korzystanie z TBC nie jest jednak wymuszone, ale obowiązkowe, jeśli w przekazach na żywo wykorzystywane są fragmenty z nośników przenośnych, z „obcego” powietrza, z amatorskich kamer wideo lub domowych odtwarzaczy DVD, których nie można włączyć do sieci synchronizacji. W innych przypadkach zwykle taniej (i ideologicznie bardziej słuszne) okazuje się od razu zainstalować w studiu profesjonalny sprzęt(kamery, magnetofony itp.) z wejściem genlock.

Ryż. 6. Wprowadzenie do niesynchronicznej siatki synchronizacji studia źródłowego

Tak więc przełączanie faktycznie następuje nie w momencie dowolnego naciśnięcia przycisku lub pojawienia się odpowiedniego polecenia w sieci sterującej, ale nieco później (dla wideo - w ciągu jednego okresu liczby klatek na sekundę).

Wybuchy w systemach prezentacji i domowym sprzęcie wideo

W takich systemach wejścia są zwykle przełączane znacznie rzadziej niż w studiach telewizyjnych, a widz jest gotowy pogodzić się z pewną niestabilnością obrazu w momencie przełączania. Zwykle nie podejmuje się specjalnych środków zapobiegających wybuchom.

Jednocześnie w droższych aparatach łączeniowych, w trosce o dodatkowy komfort wizualny, oraz w odpowiedzialnych systemach prezentacji przeznaczonych do pracy z ważną publicznością takie środki są przewidziane.

W tego typu systemach źródła sygnału (odtwarzacze, komputery, telewizja naziemna, magnetowidy itp.) są prawie zawsze rozsynchronizowane, a ich sztuczna synchronizacja (jak opisano powyżej dla studiów telewizyjnych) okazuje się niezwykle kosztowna. Ponadto sygnały z takich źródeł są często prezentowane w różnych formatach (np. kompozyt wideo, YUV, VGA, czy np. analogowy lub cyfrowy dźwięk) i muszą najpierw, przed przełączeniem, zostać jakoś doprowadzone do jednego Formularz.

Jednostka przełączająca zapewnia wizualnie płynne przejście z jednego obrazu do drugiego, wykorzystując metodę „przejścia przez zaciemnienie”

W skalowanie przełączników na przykład wszystkie te problemy są rozwiązywane jednocześnie. Blok skalujący konwertuje dowolny sygnał wybrany z wejścia na pojedynczy format (zwykle VGA lub DVI/HDMI). Jednostka przełączająca zapewnia wizualnie płynne przejście z jednego obrazu do drugiego, wykorzystując metodę „przejścia przez zaciemnienie”. Przy takim przejściu pierwszy obraz płynnie przechodzi w „czerń”, a następnie obraz z innego źródła płynnie pojawia się z czerni. Wizualnie ten efekt jest odbierany komfortowo, a szybkość przejść można zwykle regulować. Więcej informacji na temat skalerów można znaleźć w broszurze „Konwersja sygnału. Skalery.

niektóre przełączniki prezentacji wykorzystują metodę „opóźnienia sygnału”

Podczas przełączania między źródłami niesynchronicznymi (takimi jak sygnały VGA z wielu komputerów) niektóre przełączniki prezentacji wykorzystują metodę „opóźnienia sygnału”. W tym przypadku sygnały synchronizacji (H i V) z jednego źródła przełączają się natychmiast na drugie, ale kanały samego obrazu (R, G, B) na chwilę przechodzą w „czerń”. Monitor (projektor, plazma) zastosowany w systemie prezentacji dostosowuje się przez pewien czas do nowych parametrów synchronizacji, podczas gdy na jego ekranie nic nie ma (czarny obraz). Po zakończeniu regulacji przełącznik włącza kanały RGB, a na ekranie natychmiast pojawia się stabilny obraz z drugiego źródła. I znowu takie przejście jest wygodniejsze wizualnie niż „skaczący” obraz, który wyszedłby bez użycia opóźnienia sygnału.

Zakłócenia przełączania dźwięku

Analogowe sygnały audio są łatwiejsze do przełączenia, ponieważ nie mają koncepcji synchronizacji. Jednocześnie pojawiają się tu również pułapki – jeśli nie zostaną podjęte specjalne środki, podczas przełączania słychać kliknięcia.

Do prawidłowego przełączania sygnałów audio stosuje się specjalny obwód, za pomocą którego przełączanie następuje w momencie, gdy chwilowe wartości sygnałów przełączanych źródeł są równe zeru (obwód po prostu czeka na taki moment, aby przychodzą, sygnały audio zmieniają się bardzo szybko, a opóźnienie przełączania jest prawie niezauważalne).

Ryż. 7. Kliknięcia podczas przełączania sygnałów audio

Ryż. 8. Sposób na uniknięcie kliknięć

Innym sposobem na „miękkie” przełączanie sygnałów audio jest użycie miksera audio lub odpowiednich obwodów wewnątrz przełącznika, gdy pierwszy sygnał jest płynnie „out”, a drugi jest „in” (oczywiście lekkie słyszalne opóźnienie przełączania jest nieunikniony).

Ryż. 9. Miękkie przełączanie za pomocą miksera

PRZEŁĄCZANIE SYGNAŁÓW CYFROWYCH

Praca z sygnałami cyfrowymi (SDI, DVI/HDMI, Firewire/DV, AES/EBU, S/PDIF) ma swoją charakterystykę, którą należy wziąć pod uwagę budując przełączniki i pracując z nimi.

Przetaktowywanie

Zwykle wszystko sygnały cyfrowe(zarówno wideo, jak i audio, a także większość szybkich sygnałów interfejsu komputerowego) są przesyłane w ścisła zgodność z siatką synchroniczną, tj. "pod kierownictwem" specjalnych sygnałów zegarowych (sygnały "zegarowe"). Takie sygnały zegarowe, jawnie lub niejawnie, są koniecznie przesyłane wraz z głównym sygnałem. Odbiornik oparty na takiej siatce synchronizacyjnej może wyizolować użyteczny sygnał.

Do tej pory wszystkie sygnały cyfrowe przesyłane są WYŁĄCZNIE analogowymi liniami komunikacyjnymi (bo inne jeszcze nie zostały wynalezione), a zatem podlegają wszelkiego rodzaju zniekształceniom i działaniu czynników losowych

Gdyby w trakcie transmisji sygnał nie „krążył” względem siatki synchronizacyjnej, nie byłoby problemów. Jednak do tej pory wszystkie sygnały cyfrowe są przesyłane WYŁĄCZNIE analogowymi liniami komunikacyjnymi (ponieważ inne nie zostały jeszcze wynalezione) i dlatego podlegają wszelkiego rodzaju zniekształceniom i wpływom czynników losowych. Dlatego sygnał cyfrowy faktycznie odbierany na końcu długiej linii komunikacyjnej jest najczęściej przesunięty w czasie w stosunku do „idealnego”. Najgroźniejszym rodzajem takiego przesunięcia dla powszechnych sygnałów wideo i audio jest tzw. „jitter” lub fluktuacja fazy. Odebrane impulsy cyfrowe okazują się nieco węższe lub nieco szersze niż oryginalne 5 . Jeśli nie podejmiesz specjalnych środków, takie przesunięcia mogą prowadzić do najbardziej nieprzyjemnych konsekwencji, aż do zakłócenia lub szumu obrazu wideo lub „grzechotania” w kanale audio.

Aby zwalczyć to zjawisko, tzw. przetaktowywanie (lub resynchronizacja, przetaktowywanie), czyli sztuczne przywracanie prawidłowej fazy („zegarów”) sygnału, z jego związaniem z „idealną” siatką synchronizacji.

Ryż. 10. Jitter i jak jest tłumiony

Obwód tłumienia jittera „wie” dokładnie, w którym momencie MUSI wystąpić następna zbocze lub impuls sygnału i czy rzeczywiście nadchodząca krawędź lub impuls nie różni się zbytnio od oczekiwanego (tj. jitter nie przekroczył jeszcze wartość krytyczna), obwód sztucznie „przenosi go na należne mu miejsce. Aby obwód działał, musi „zapamiętać” w sobie idealną pozycję zegarów i sygnałów zegarowych (w końcu trzeba je też jakoś przywrócić po długiej linii komunikacyjnej), co osiąga się dzięki wyrafinowanym rozwiązaniom inżynieryjnym ( najczęściej stosuje się pierścień PLL z ogniwem inercyjnym).

Nie ma ŻADNEGO jittera po ponownym taktowaniu

Po przetaktowaniu NIE pozostaje ŻADNY jitter (chyba, że ​​początkowo przekroczył wartość krytyczną, po której nie można już sobie z tym poradzić). Zazwyczaj linie komunikacyjne zapewniają poziom fluktuacji, który jest łatwo niwelowany przez obwody wejściowe przyrządu. To pozwala nam powiedzieć, że sygnały cyfrowe mogą być przesyłane OGÓLNIE bez strat (w przeciwieństwie do sygnałów analogowych, których nie można odtworzyć według żadnego kryterium po stronie odbiorczej).

Pozwala nam powiedzieć, że sygnały cyfrowe mogą być przesyłane OGÓLNIE bez strat

Reclocking umożliwia również wielokrotne kaskadowanie instrumentów cyfrowych, tj. włącz szeregowo, jeden po drugim, wiele przełączników, rozdzielaczy itp. Jeśli każde urządzenie zostanie poddane recyklingowi, nie będzie strat w systemie 6 .

Przełącznik cyfrowe wideo lub sygnałów audio, jeśli jest zaprojektowany do pracy z dowolnymi długimi liniami komunikacyjnymi (kilkadziesiąt metrów lub więcej), musi być wyposażony w obwody przetaktowania dla każdego wejścia.

„Inteligentna” interakcja

Wiele interfejsów cyfrowych wymaga, aby źródło sygnału i odbiornik komunikowały się ze sobą, na przykład wymieniając niektóre Specyfikacja. Jednocześnie twórcy interfejsów zwykle nie zakładali, że między tymi dwoma może być również połączony jakiś przełącznik.

Dokładnie taka historia przydarzyła się interfejsom VGA (zgodnie ze specyfikacją VESA), DVI (i nieco później HDMI). Interfejsy te wymagają, aby wyświetlacz wymieniał informacje serwisowe z komputerem (lub innym źródłem wideo, na przykład odtwarzaczem DVD) za pośrednictwem interfejsu DDC. Bez takiej wymiany niektóre komputery mogą w ogóle nie wyświetlać obrazu, ale poprzez Interfejs HDMI, na przykład wideo zakodowane w HDCP nie przejdzie.

W zasadzie przełącznik nic nie kosztuje, poza samymi obwodami wideo do przełączania i obwodami do wymiany przez DDC. Na ryc. 11 pokazuje, że wyświetlacz i komputer 1 będą wymieniać sygnały DDC.

Ryż. 11. Problem wymiany danych serwisowych

Niektóre komputery w ogóle się nie uruchamiają, jeśli do ich karty graficznej nie jest podłączony wyświetlacz

Z tą parą wszystko jest w porządku, ale co z komputerami 2 i 3? Są „opuszczone”, bez podłączonych do nich wyświetlaczy. Możliwe, że wyjścia ich kart graficznych wyłączą się lub przejdą w tryb czuwania. Gdy przełącznik przełączy się na przykład na komputer 2, ten ostatni będzie potrzebował czasu na wymianę danych z wyświetlaczem i uruchomienie swojej karty graficznej (a czasami zdarzają się awarie w tym procesie). Niektóre komputery w ogóle się nie uruchamiają, jeśli do ich karty graficznej nie jest podłączony wyświetlacz.

Rozwiązaniem problemu jest to, że przełącznik CAM odczytuje z wyświetlacza podłączonego do jego wyjścia wszystkie informacje DDC, które mogą być potrzebne w przyszłości. Następnie przełącznik CAM wysyła te dane na żądanie do dowolnego komputera podłączonego do jego wejścia. W efekcie komputery „myślą”, że każdy z nich ma podłączony własny wyświetlacz i chętnie wyświetla obraz.

Na podobnej zasadzie działa wiele przełączników czysto komputerowych (monitor + klawiatura + mysz), które zmuszone są symulować mysz i klawiaturę dla każdego z podłączonych do niej komputerów, chociaż prawdziwa mysz i klawiatura są zawsze podłączone tylko do jednego z nich. W przeciwnym razie niektóre komputery w ogóle odmawiają pracy.

Na przykład przełącznik interfejsu IEEE 1394 (Firewire) jest również zmuszony do „zachowania się” jak koncentrator w całej strukturze magistrali, tj. posiadać „inteligencję”, która pozwala mu uczestniczyć w złożonych procedurach wymiany za pośrednictwem tego interfejsu (więcej szczegółów można znaleźć w broszurze „Interfejsy. IEEE 1394 (Firewire)”).

PRZEDŁUŻENIE PRZEŁĄCZNIKÓW

Pomimo obecności na rynku modeli przełączników o bardzo dużej liczbie wejść i wyjść, nierzadko zdarza się zwiększanie możliwości przełączania urządzeń poprzez kaskadowanie lub łączenie wyjść. Na przykład taka sytuacja jest możliwa, jeśli duży przełącznik nie pasuje pod względem wielkości i kosztów.

W zależności od właściwości tkwiących w przełączniku, jego rozszerzenie może być proste lub złożone.

Innym przykładem jest potrzeba „rozwoju” systemu w miarę, jak „rośnie” jego właściciel. Zakupiony na początku przełącznik okazuje się ciasny i ważne staje się, bez utraty środków już zainwestowanych w sprzęt (czyli bez demontażu starego), rozszerzyć jego możliwości.

W zależności od właściwości tkwiących w przełączniku, jego rozszerzenie może być proste lub złożone. Rozważmy kilka sposobów rozwiązania tego problemu.

Zwiększenie liczby wejść

Kaskadowe przełączniki odbywa się poprzez podłączenie wyjścia jednego bloku do jednego z wejść drugiego. Jest to możliwe dla przełączników dowolnego typu, ale niezbyt wygodne: dodaje dodatkowy stopień przełączania, komplikuje sterowanie i usuwa z obiegu jedno z wejść drugiego przełącznika.

Ryż. 12. Kaskadowanie

O wiele korzystniejsze połączenie równoległe na wyjściach: Wyjścia kilku urządzeń są ze sobą połączone ("przewodowe" lub "). Co prawda, aby zaimplementować to rozwiązanie, każdy przełącznik musi mieć funkcję wyłączania wyjścia, a także logicznie (programowo) obsługiwać takie włączanie, co nie jest dostępne we wszystkich modelach.

Ryż. 13. Wyjścia równoległe

Zwiększenie liczby wyjść

Jeśli dostępna liczba wyjść jest niewystarczająca, dodatkowe można umieścić równolegle z pierwszym przełącznikiem, a ich wejścia można łączyć. W tym celu oprócz samych przełączników stosuje się wzmacniacze dystrybucyjne, które mają kilka wyjść (jak pokazano wcześniej na rys. 2).

Jednak potrzeba dodatkowe urządzenia– wzmacniacze – znika, jeśli przejdziemy do modeli przełączników matrycowych z wejściami i wyjściami przelotowymi (przelotowymi). Każde takie wejście jednego przełącznika jest połączone z odpowiednim wyjściem drugiego, a wbudowany terminator (rezystor obciążenia linii) jest włączany tylko w drugim 7 .

Ryż. 14. Przełączniki połączone jednym z ich wejść przez wyjścia przelotowe

W celu zaoszczędzenia miejsca, niektóre przełączniki kompaktowe nie posiadają złącz dla wyjść przelotowych, chociaż istnieje możliwość wyłączenia terminatorów. W takim przypadku do osiągnięcia tego samego rezultatu można zastosować niedrogie trójniki („trójniki”) 8 . Nakłada się je na wejścia urządzenia (najczęściej złącza BNC), a do dwóch pozostałych gniazd trójnika podłącza się kabel wejściowy i kabel do kolejnego przełącznika.

Połączenie kilku przełączników matrycowych zarówno na wejściach jak i wyjściach pozwala na zwiększenie wymiarów systemu przełączającego

Połączenie kilku przełączników macierzowych zarówno wejściami, jak i wyjściami, pozwala na zwiększenie gabarytów układu przełączającego: np. korzystając z czterech bloków 16 x 16 można uzyskać macierz 32 x 32. Czasami takie rozwiązania okazują się bardziej elastyczne i funkcjonalne. preferowane z punktu widzenia budżetu: można zacząć od systemu na tanim małym przełączniku, a następnie zwiększać go dokupując dodatkowe urządzenia.

Ryż. 15. Zwiększ jednocześnie liczbę wejść lub wyjść
(Kliknij na zdjęcie, aby powiększyć)

Jeżeli spodziewana jest znaczna rozbudowa systemu (więcej niż podwojenie), lepiej od razu zakupić przełącznik o maksymalnym wymiarze, ale wyposażony tylko w taką ilość bloków I/O, jaka jest potrzebna na początku

Na ryc. 15 przedstawia przykład takiego rozszerzenia przełącznika (wideo+audio); widać, że jeśli liczba wejść i wyjść jest podwojona, to liczba macierzy musi być czterokrotnie większa. Jeśli potrzebujesz kolejnego podwójnego zwiększenia (do 64 x 64), będziesz potrzebować 16 zestawów matryc. Przy tak gwałtownej rozbudowie budowanie systemu z osobnymi macierzami staje się nieopłacalne.

Jeśli spodziewana jest znaczna rozbudowa systemu (więcej niż podwojenie), lepiej od razu zakupić przełącznik o maksymalnym wymiarze, ale wyposażony tylko w taką ilość bloków I/O, jaka jest potrzebna na początku. Modułowa konstrukcja wielu urządzeń o dużej pojemności pozwala na realizację tego podejścia. W przyszłości, w miarę rozwoju systemu, pozostaje tylko dokupić i zainstalować brakujące moduły, bez plątaniny plątaniny kabli i skomplikowanego programowania systemu, jak pokazano na rys. piętnaście.

Zwiększenie funkcjonalności

Oprócz wzrostu zwrotnic „wszerz” możliwy jest również ich wzrost „w głąb”, tj. według typu obsługiwanych sygnałów. W szczególności formaty wideo CV (kompozytowy), YC (s-Video), YUV (komponentowy) różnią się tylko liczbą kanałów wideo (1, 2 lub 3), które muszą być przełączane jednocześnie. W rezultacie, gdy zbudujesz system z podstawową jakością wideo (CV), możesz go dodatkowo poprawić do jakości YC, a następnie do jakości YUV.

Ryż. 16. Rozszerzenie matrycy „głębokie”, zgodnie z jakością sygnału

Dla takiego wzrostu przełączniki macierzowe muszą „być w stanie” współpracować (kilka sztuk równolegle), jednocześnie wykonując polecenia przełączania. Taka możliwość powinna być zastrzeżona w ich charakterystyce, jednak nawet w przypadku jej braku taką pracę matryc może symulować prawidłowo zaprogramowany zewnętrzny układ sterowania.

Zwróć uwagę, że jeśli przepustowość matryc zostanie wstępnie wybrana z pewnym marginesem, wariant komponentowy pozwoli również na przejście do pracy z telewizją wysokiej rozdzielczości (wariant 1080i wymaga przepustowości większej niż 70 MHz) oraz przy dodawaniu matryc dla kanałów H i V będzie działać również z sygnałami klasy VGA. Więcej informacji na temat sygnałów składowych można znaleźć w artykule „Interfejsy. Sygnały VGA i komponentowe.

DODATKOWE FUNKCJE PRZEŁĄCZNIKA

Dla wygody sterowania przełącznikami matrycowymi, które często realizują bardzo złożone kombinacje przełączania z wieloma wejściami i wyjściami, przewidziano funkcję opóźnionego działania klawiszy (przełączanie z potwierdzeniem). Niezbędna kombinacja wejść i wyjść jest wpisywana z wyprzedzeniem, a we właściwym czasie ta kombinacja jest aktywowana jednym kliknięciem przycisku Take. Ta sama procedura jest również możliwa za pośrednictwem interfejsów zdalnego sterowania.

Kilka kombinacji wejść/wyjść może być zapisanych w pamięci krosownicy (np. przyciskiem STO) i dowolnie przesuwanych przez operatora (np. przyciskiem RCL), co oczywiście ułatwia jego życie.

Zaletą takich metod sterowania jest to, że wszystkie wewnętrzne przełączenia są przeprowadzane jednocześnie i natychmiast (a nie pojedynczo).

Dodatkowy użyteczna funkcja Audio Matrix Switcher (dla audio analogowego) to możliwość regulacji poziomu sygnału na wejściu i/lub wyjściu. W tym przypadku sterowanie wejściem pozwala wyrównać wszystkie źródła dźwięku pod względem poziomu (aby nie było nagłych skoków głośności podczas przełączania). Regulacja poziomu wyjściowego może być używana jako regulacja głośności. Na przykład w systemach multi-room (multi-zone), gdzie każde wyjście matrycy zasila własną strefę, słuchacz w swojej strefie będzie sterował poziomem dla swojego wyjścia matrycy (takim wykorzystaniem powinien zająć się scentralizowany system sterowania sprzętem).

ZARZĄDZANIE PRZEŁĄCZNIKAMI

Większość przełączników jest wyposażona we własne elementy sterujące (przyciski, pokrętła, wyświetlacze), które umożliwiają ich obsługę w tryb ręczny 9 .

Jednak w wielu przypadkach przełącznik zainstalowany w zamkniętej szafie gdzieś w pomieszczeniu ze sprzętem jest trudno dostępny. W tym przypadku na ratunek przychodzą panele zdalnego sterowania, które producenci zwykle wypuszczają do swoich przełączników.

Zwykle do jednego przełącznika można podłączyć jednocześnie kilka central zainstalowanych w różnych miejscach.

Programowalne panele umożliwiają np. sterowanie tylko przypisanymi do nich wyjściami matrycy lub wykonywanie skomplikowanych, zaprogramowanych wcześniej akcji za pomocą jednego przycisku. Zwykle do jednego przełącznika można podłączyć jednocześnie kilka central zainstalowanych w różnych miejscach.

Innym powszechnym podejściem jest użycie komputerowego systemu sterowania lub dedykowanego kontrolera. W takim przypadku możliwe jest zaimplementowanie dowolnie wyrafinowanych algorytmów sterowania (na przykład według harmonogramu, według listy odtwarzania, w połączeniu z „ inteligentny dom”) i interfejsy dla użytkownika. Większość producentów dostarcza swoje przełączniki bezpłatnie lub sprzedawane osobno oprogramowanie do sterowania nimi z komputera.

Ważne jest, aby producent sprzętu dostarczył opis protokołu kontroli

Znajomość protokołu komunikacyjnego, za pomocą którego sterowany jest przełącznik, pozwala programiście skonfigurować sterowniki lub system sterowania. Ważne jest, aby producent sprzętu podał opis swojego protokołu kontroli, w przeciwnym razie możliwości budowania dowolnych systemów ograniczą się tylko do rozwiązań tego producenta.

Zazwyczaj urządzenia mają standard interfejsy szeregowe sterowanie RS-232C, RS-422, RS-485. Te tradycyjne interfejsy mają pewne ograniczenia, ale są szeroko stosowane i łatwe w użyciu. Interfejsy komputerowe są również szeroko stosowane w nowoczesnych przełącznikach: Ethernet, USB, bezprzewodowe: promienie IR, Bluetooth, Wi-Fi. Poniższa tabela zawiera zestawienie popularnych interfejsów przewodowych.

Interfejs	Kurs wymiany 10	Złącze, kabel	Maks. długość	Osobliwości
RS-232С	75-115200 bps (zwykle 9600 lub 19200 bps)	DB-9 lub DB-25, minimum 3 przewody	15 m (standard), do 30-50 m (kabel ekranowany, prędkość do 9600 bps)	Wbudowany w komputery (PC, nie MAC). Łatwo „wypala się” po połączeniu „z iskrą”
RS-422	do 1,5 Mb/s	DB-9 lub zaciski (brak standardu), 2 skrętki + uziemienie		Standard sterowania Batacam/DVCam
RS-485	do 1,5 Mb/s	DB-9 lub zaciski (brak standardu), 1 skrętka + uziemienie	do 1,5 km (prędkość 9600 bps)	Obsługuje wiele urządzeń na tej samej magistrali. Nie jest odporny na kolizje, może być niestabilny
Ethernet	10 lub 100 lub 1000 Mb/s	RJ-45, 2 skręcone pary	do 100 m²	Może być routowany w nieskończoność, w tym. przez internet. Opóźnienia w zarządzaniu są nieprzewidywalne i niegwarantowane (w zależności od obciążenia sieci jako całości)
USB	11 lub 400 Mb/s	4 pin, 4 przewody	do 3-5 m²	Za pomocą koncentratorów (hubów) można go rozbudować do kilkudziesięciu metrów
Firewire	100, 200, 400, 800 Mb/s	4 pin, 4 przewody	do 5 m²	Koncentratory lub specjalne przedłużacze-konwertery pozwalają na wydłużenie do dziesiątek lub setek metrów

1 Oczywiście stosując SD z dużą liczbą wyjść i zwiększając liczbę przełączników można uzyskać macierze dowolnej wielkości.
2 A także użycie drogich komponentów oraz ciężkiego i drogiego sprzętu. Budując przełączniki, podobnie jak inne urządzenia, trzeba nieustannie balansować między ceną a jakością i szukać optymalnych kompromisów.
3 W małych, budżetowych studiach, jedno ze źródeł sygnału jest czasami używane jako taki generator, co różni się dobra jakość i nigdy nie wyłączaj. Cały sprzęt jest do niego „dołączony”. Daje to niewielkie oszczędności budżetowe, ale może powodować nieprzewidziane trudności, gdy to źródło sygnału zostanie przez pomyłkę wyłączone.
4 TBC jest również czasami nazywany w języku rosyjskim „korektorem zniekształceń czasowych”. Jest również częścią „kanałów kameralnych”. Wiele TBC "może" jednocześnie transkodować systemy telewizyjne (NTSC/PAL/SECAM) i przetwarzać sygnał wideo jako procesory wideo.
5 Zwężenie lub rozszerzenie ma charakter losowy, hałaśliwy i zwykle trudno je jakoś przewidzieć i zrekompensować przez wprowadzenie pewnego rodzaju stałego dodatku (opóźnienia).
6 W przypadku sygnałów analogowych kaskadowanie nieuchronnie gromadzi szumy, zakłócenia i zniekształcenia dodawane na każdym etapie systemu. To jest fundamentalna właściwość; z tego powodu należy unikać nadmiernego kaskadowania w systemach analogowych.
7 Terminator - dopasowane obciążenie (zwykle rezystor 75 Ohm) jest potrzebne, aby dopasować impedancję falową kabla do wejścia urządzenia.
8 Wygodne są specjalne trójniki, w których oba gniazda są skierowane z dala od wtyczki (a nie pod kątem 90 °) - złącza Y; znacznie wygodniej jest podłączyć do nich kable w „grubych” przewodach.
9 Niektóre duże przełączniki mogą nie mieć własnych paneli sterowania, ponieważ w trybie „ręcznym” prawie nigdy nie są używane. Przeznaczone są do współpracy tylko z zewnętrznymi systemami sterowania.
10 Należy zauważyć, że w większości aplikacji nawet 9600 bitów/s do sterowania przełącznikiem okazuje się być nadmiarowe.

Przełącznik przełącza do czterech różnych źródeł stereo częstotliwość dźwięku. Przeznaczony jest do montażu przy wejściu przedwzmacniacz częstotliwość dźwięku centrum audio. Przełączanie - quasi-sensoryczne, za pomocą czterech przycisków przełączających bez fiksacji. Wskazanie numeru włączonego wejścia za pomocą jednocyfrowej diody LED wskaźnik siedmiosegmentowy(odczyty od „0” do „3”).

Rolę urządzenia przełączającego spełnia dwukanałowy czteropozycyjny multiplekser. Schemat obwodu pokazano na rysunku. Urządzenie quasi-sensorowe oparte jest na czterofazowym wyzwalaczu D1 - K561TM3. Do jego wejść podłączone są cztery przyciski S1 - S4. Początkowo po włączeniu zasilania wszystkie wyzwalacze mikroukładu są ustawione na zero, ponieważ styki przycisków S1-S4 w początkowym stanie nienaciśniętym stosują logiczne zera do wszystkich wejść „D”.

Jednocześnie na wyjściach wyzwalających ustawiane są również zera, a pierwsze wejście jest włączone, ponieważ wejścia sterujące (piny 10 i 9) multipleksera D2 poprzez rezystory R6 i R7 odbierają zera i pierwsze kanały multipleksera otwarty. Jednocześnie na wejścia dekodera D3 podawane są te same zera, a wskaźnik H1 wskazuje „0”.

Naciśnięcie przycisku S1 nie zmienia pozycji. Po naciśnięciu przycisku S2 jednostka jest wysyłana do pinu 7 od D1 do R3, a jednocześnie zero jest wysyłane na wspólne wejścia od C1 (pin 5) do S2. W rezultacie stan z wejścia D drugiego przerzutnika jest przekazywany na jego wyjście, a drugi przerzutnik układu D1 jest ustawiany na pojedynczy stan. W tym przypadku jednostka jest ustawiona na styku 10 D1, który jest zasilany przez diodę VD2 do styku 10 D2 i styku 5 D3. W rezultacie multiplekser zamyka swoje pierwsze kanały i otwiera drugie, łącząc wejście 2 (X2) z wyjściem (X5). Na wskaźniku pojawi się cyfra „1”.

Po naciśnięciu przycisku S3 urządzenie przez R4 przechodzi do wejścia D trzeciego wyzwalacza (pin 13), a zero do wspólnego wejścia C1 (pin 5). W rezultacie drugi wyzwalacz, wcześniej ustawiony na pojedynczy stan, powraca do zera, a trzeci przełącza się na pojedynczy. Jednocześnie na pinie 11 D1 ustawiana jest jednostka, która poprzez diodę VD3 jest wyprowadzona na wejście sterujące 2 (pin 9) D2 oraz na pin 3 D3. W rezultacie złącze X5 przełącza się na trzecie wejście (złącze X3) poprzez kanały wewnętrzne multipleksera D2, a na wskaźniku H1 wyświetla się liczba „2”.

Po naciśnięciu przycisku S4 czwarty wyzwalacz przechodzi w stan pojedynczy, a trzeci lub inny, włączony wcześniej, jest ustawiony na zero. W efekcie jednostka pojawia się na pinie 1 D1 i jest zasilana przez diody VD1 i VD4 jednocześnie do obu wejść sterujących D2 i obu wejść D3. W rezultacie czwarte wejście (X4) jest włączone, a na wskaźniku wyświetla się liczba „3”.

Tak więc naciśnięcie dowolnego przycisku prowadzi do zainstalowania jednego wyzwalacza, do wejścia D, do którego ten przycisk jest podłączony, do jednego stanu. W tym przypadku każdy „inny wyzwalacz, który był wcześniej ustawiony na pojedynczy stan, jest przymusowo przenoszony na zero. Dlatego przycisk S1 służy do przeniesienia wszystkich pozostałych trzech wyzwalaczy do stanów zerowych, a tym samym kod „00” jest uzyskiwany na wejściu D2 i pierwsze wejście jest włączone.

Multiplekser D2 zasilany jest napięciem bipolarnym, ujemne napięcie podawane na pin 7 musi wynosić nie więcej niż 5V i nie mniej niż 1V, służy do przeniesienia sygnału wejściowego na liniową sekcję charakterystyki przenoszenia otwarty kanał multiplekser, w którym współczynnik zniekształceń nieliniowych sygnału pe przekracza 0,01%. W przypadku braku ujemnego napięcia THD może wzrosnąć do kilku procent. Należy wziąć pod uwagę, że różnica potencjałów przyłożona między pinami 16 i 7 D2 nie powinna przekraczać 15V (9+5=14V).

W przypadku braku dekodera K176ID2 lub wskaźnika siedmiosegmentowego wskazania można wykonać za pomocą czterech diod LED, którymi podświetla się przyciski. Diody LED muszą, poprzez przełączniki tranzystorowe, być podłączone do wyjść wszystkich czterech wyzwalaczy D1 (wyjście pierwszego to pin 2, nie pokazano tego na schemacie).

Multiplekser K561KP1 można zastąpić dwoma multiplekserami K561KP2, wykorzystując tylko połowę każdego z nich (K561KP1 przełącza osiem wejść jednokanałowych). Chip K561TM3 można zastąpić K176TM3. K176ID2 można zastąpić K176IDZ lub KR514ID2, ale moc trzeba będzie zmniejszyć do +5V. Diody KD522 można zastąpić KD521, KD503, a nawet D9 lub D220-D223.

Jeśli używany jest wskaźnik H1 ze wspólną katodą, jego wspólne wyjście musi być podłączone do wspólnego przewodu, a logiczne zero musi być przyłożone do pinu 6 D3.

Wzmacniacz stereo jest rzadko używany z tylko jednym źródłem sygnału, w celu szybkiego przełączania różnych źródeł sygnału pożądane jest, aby wzmacniacz stereo miał kilka przełączalnych wejść.

W najprostszym przypadku wejścia można przełączać przełącznikiem mechanicznym. Ale niezawodność przełącznika mechanicznego jest bardzo względna, jego styki korodują iw pewnym momencie pojawia się hałas, często związany z działaniem mechanicznym.

W najgorszym przypadku może nawet wystąpić akustyka Informacja zwrotna, przy którym drgania z pracy systemy akustyczne przekazywane do zużytego przełącznika mechanicznego, którego styki grzechoczą.

W tym sensie przełącznik elektroniczny jest znacznie bardziej niezawodny. Rysunek przedstawia schemat prostego przełącznika elektronicznego trzech wejść wzmacniacza stereo, z quasi-dotykowym sterowaniem i wskaźnikiem LED włączenia wejścia.

Obwód selektora kanałów

Obwód składa się z urządzenia sterującego wykonanego na chipie D1 i przełącznika elektronicznego na chipie D2.

Ryż. 1. Schemat ideowy elektronicznego przełącznika wejściowego dla stereofonicznego wzmacniacza mocy.

Obwód w układzie D1 jest dobrze znanym trójfazowym obwodem przerzutnika RS zaimplementowanym w układzie K561LA7. Zmiana stanu wyzwalacza jest realizowana za pomocą przycisków S1-S3, które na swoich trzech wejściach wprowadzają zera logiczne (poziom aktywny - zero logiczne). W związku z tym istnieją trzy wyjścia (aktywny poziom również wynosi zero).

Wyzwalacz trójfazowy może przyjmować trzy stany, z których każdy ma logiczne zero tylko na jednym ze swoich wyjść. W związku z tym na wyjściu elementu D1.1, D1.2 lub D1.3. Stan wyzwolenia sygnalizują diody LED HL1-HL3 podłączone do jego wyjść za pomocą przełączników tranzystorowych VT1-VТЗ.

Klucze są wykonane na tranzystorach struktury p-p-p, więc są otwierane przez logiczne zera dochodzące do ich podstaw z wyjść elementy logiczne przez rezystory R4-R6.

Przełącznik elektroniczny wykonany jest na chipie D2 typu K561KP1. Mikroukład zawiera dwa przełączniki dla dwóch kierunków i cztery pozycje sterowane kodem cyfrowym dochodzącym do wejść sterujących. Kod sterujący jest cyfrowy i dwucyfrowy. Oznacza to, że istnieją tylko cztery pozycje „00”, „01”, „10” i „11”.

W związku z tym otwierają się kanały „0”, „1”, „2” i „3”. Aby sterować przełącznikiem, poziomy logiczne są pobierane tylko z dwóch wyjść trójfazowego wyzwalacza na D1. W rezultacie w różnych stanach wyzwalacza na D1 uzyskuje się kody „01”, „10” i „11”.

To wystarczy, aby sterować układem K561KP1, aby przełączyć się na trzy pozycje („1”, „2” i „3”).

Sygnały wejściowe z trzech różnych źródeł sygnału są podawane do sparowanych złączy X1, X2 i X3. Każdy z nich to para koncentrycznych gniazd typu „tulipan”, obecnie szeroko stosowanych w różnego rodzaju sprzęcie audio i wideo.

Wyjście to to samo złącze X4, ale w praktyce, jeśli przełącznik wejściowy jest umieszczony wewnątrz wzmacniacza stereo, to tej pary X4 może nie być, tylko z pinów 13 i 3 sygnał jest podawany ekranowanymi kablami na wejście wstępne ULF.

Szczegóły i połączenie

Układ K561KP1 może przełączać zarówno sygnały cyfrowe, jak i analogowe. Jednak przy przełączaniu sygnału analogowego konieczne jest, aby znajdował się on między biegunami zasilania, najlepiej pośrodku (w tym przypadku wystąpią minimalne zniekształcenia sygnału audio).

Dlatego drugi zacisk ujemnego zasilania klawiszy (pin 7), który zwykle jest podłączony do wspólnego minusa zasilania, jest tutaj podłączony do ujemnego zasilania (-5V). Tak więc zasilanie przełącznika jest dwubiegunowe.

Nie ma z tym problemów, ponieważ wstępne ULFy są zwykle wykonywane według schematów na wzmacniaczu operacyjnym, również zasilanym ze źródła bipolarnego. Jeśli napięcie źródła jest większe niż ± 7 V, musisz dostarczyć zasilanie do obwodu za pomocą stabilizatorów obniżających napięcie, na przykład zrobić źródło + 5 V na zintegrowanym stabilizatorze 7805, a ujemne na prostym stabilizatorze parametrycznym z 4,7-5,6 Dioda V Zenera i rezystor. Diody LED HL1-HL3 - dowolny wskaźnik, na przykład AL307 lub ich analogi.