單晶片控制-數位化繼電器切換-級進式音量控制器討論

[CSW]

緣起

小弟生性講究完美，處女座個性 最近要把這幾年來的計畫趁畢業前趕快來個總結，結果....在VR這邊潔癖嚴重發作 苦思許久....

一般利用波段開關做出來的級進VR當然是最簡單最機械化的元件了，這邊分成DZ派和文山爺兩派，常有人指出奇怪為什麼級進VR切換時會有雜音、爆音 ......這應該都是使用一般簡化焊接法導致上下分流因機械開關切換時有極小時間差，引起電路斷路導通狀態非預期所致

文山爺的級進VR設計多了一層考量，避免這種問題產生，有興趣研究可以看看前輩他在電光火石那所提供的級進VR裝機報告，極具參考性，也可以知道整個源由

好啦...一般開關式級進VR爆音的問題解決了，那還有什麼問題呢？

其實拆開開關來看...音響處處吹毛求疵，你會發現波段開關切換還是不理想，因為開關用的界質簧片總不可能太講究吧 其中為了讓轉動更順利，簧片和接觸面上的金屬片其實還有上點油 ，總之...雞蛋裡挑骨頭...就是看導通材料和接觸介面不順眼啦...音響樣樣都顧到了，一個源頭的音量開關，所有訊號源頭的控制，總不能不計較一點吧

所以有了用繼電器控制的想法

既然用上了繼電器....當然控制就可以變為數位化了...，好處有什麼呢...音量控制段數不再限於那個波段開關的23段...想多少段就多少段，接點的品質也可以將繼電器單獨替換，避免開關老化的問題，模組化更換

......................不過...缺點當然也有...，路徑變長，成本變高，需要用上大量繼電器...原本的一段開關就要花上一個繼電器取代，若是以梯子型級進式VR來說...用上的繼電器不會少於30個吧，路徑變長好解決...可以靠的Layout功力，盡可能不要lay成長條型讓路徑變長，想辦法讓路徑能短一些，至於價錢問題，算了吧....DIY還管價錢....，那穩壓都用LM317 337就好啦


待續...寫論文寫到一半變成寫這東西 找死＠＠

[steel]

有意思...

[chienjr]

clock feed through Orz
（我承認我亂用字，這個多是發生在MOSFET Switch上用的字）

[CSW]

續...不吐不快.........

上一篇忘了講，其實數位音量的方式還有IC控制，使用CS3310或PGA2310，目前有三組現成套件，分別是

http://www.diyrealaudio.com/ <-----很講究，數位類比還用光耦合元件分離避免雜訊互擾...

http://smartlee.idv.tw/pic/ <--------比較簡單化的套件，不過也是蠻複雜的裝機報告＠＠

http://www.iwdiy.com/ShoppingMall/product_info.php?cPath=30_31&products_id=37 <----------便宜，但是音量顯示使用七段顯示器

目前看到有這三種套件

[CSW]

排除上一篇三種使用音控IC的數位音量選擇後....回到級進音量---數位化單晶片控制的幻想

首先是音量段數問題，這會導致兩種路線

第一種是''純''級進音量控制，另一種則是R-2R音量控制

純級進音量控制將會導致大量繼電器使用，因為每一段都需要一棵繼電器充當開關 陣仗不用想了.....但是好處是阻值固定

R-2R的話呢，可以翻翻電子學關於DAC部分的原理加以運用，利用2進制切換的原理，每多一棵繼電器將會多出*2倍數的音量段數選擇，只需要6顆繼電器就可以有2^6=64階選擇，如果用上七顆就可以到達128階的音量控制，實在吸引人，不過當然有好就有壞 組抗不固定加上各種分壓是由各級電阻不同數量互並互串組成，電阻不要併聯的忌諱就遇上了.....試想...訊號經過許多電阻又並又串的，組合出至少128種排列組合時，訊號不知道有何影響....

[CSW]

顯示介面探討：

最簡單的方式就是使用led來顯示，繼電器型-純級進式VR可以將啟動繼電器之電源串顆電阻就可以拉到面版上了，隨著音量變化，哪顆繼電器被啟動，該顆LED便隨之啟動，有點像跑馬燈一般 如0000001----->下一段將變成亮0000010 ----->下一段將變成亮0000100----->下一段將變成亮0001000

若是繼電器型-R-2R VR，那LED亮出來的形式將變為二進制（有人懂我的意思嗎 ）如0000001----->下一段將變成亮0000010----->下一段將變成亮0000011----->下一段將變成亮0000100


不過上面的方法是最低階的，既然用上單晶片，那至少使用七段顯示器吧，IWDIY的套件即是如此


不過單晶片真正的威力不該只是七段顯示器吧 ，那就加上LCD顯示吧，矩陣液晶數字顯示清楚，搭配單晶片更可以個人化顯示字幕，質感倍增，除IWDIY外另外兩套件都是屬於此，不過價格然是另一等級

[CSW]

控制模式：

既然用上單晶片，加上個遙控功能吧，這似乎是基本功能，不過因為我想做的是耳擴，套句我們偉大的寨主說的話 ，耳機是有線的，音量控制要遙控做啥阿

所以我這邊想討論的是另外一回事：面版的控制



一台機器門面很重要，既然數位化了，那就不用說了，音量就用按鍵式控制吧，兩顆鈕''+''和''-''，最多有些場合需要兩聲道獨立控制（LC-1阿~~~我為了妳想了好多）再分成左+右＋左-右-四顆鈕吧

不過，我就是和別人不一樣，夠挑，我想要有類比旋扭的功能啦

果然不太正常，唉...我何苦呢 ，其實是因為我想要做出旋鈕半嵌進面版的質感啦，用了數位按鈕就沒了這般藝術了

這也是我看到oldhan兄單晶片電阻計作品後的一個想法..........類比VR--->數位訊號------>繼電器VR重現，有點類似A/D----->D/A，不過這樣當然就有精度的問題了，利用單晶片讀出目前傳統VR的阻值，然後將他轉為數位訊號去切換到一組最近似阻值，這樣魚與熊掌就可以兼得啦

利用類比VR控制數位VR如果實現的話，音質問題將可以由繼電器構成的VR切換，電阻品質容易掌控，又不會破壞原有類比VR裝置，而且不知情的人轉動VR時，還會很吃驚怎麼會有繼電器不停跳動的聲音呢

[CSW]

好吧 就先這樣囉，這段時間的一些想法和拋磚引玉，期盼有志一同的朋友們一起來討論一下大家的想法，這東西到現在可都還沒有一家做的真正完美呢

不過前半個月在音樂大廳realaudio版http://bbs.audiohall.net/viewforum.php?f=5有發起一個幾乎非常完美的構想，可惜後來大家量不夠程式設計者沒有付諸行動，期盼我們這邊有這個能力登高一呼囉（oldhan兄 您的專長拉.....）DZ黃牛票應該不用等了M，很久以前說過然後就被一堆預購團購淹沒了，不可能提起了吧 [/url]

[skyboat]

這裡有一篇文章，有興趣的研究一下，好像是丹麥文或 "什麼碗糕文" 吧 ？

■Logaritmisk volumenkontrol styret med relæer
http://tkhifi.homepage.dk/javapro/log_rele_volumen.html

[CSW]

老師這篇的架構就近似R-2R理論阿，理論上可以調出各種阻值比例，不過在訊號路徑上電阻就會又串又並了，喪失了''純''級進式Ladder Type電阻的優點

不過還是老師厲害，連這東西都找得出來

[realaudiotw]

祝您成功.

[skyboat]

控制模式：

既然用上單晶片，加上個遙控功能吧，這似乎是基本功能，不過因為我想做的是耳擴，套句我們偉大的寨主說的話 ，耳機是有線的，音量控制要遙控做啥阿

所以我這邊想討論的是另外一回事：面版的控制



一台機器門面很重要，既然數位化了，那就不用說了，音量就用按鍵式控制吧，兩顆鈕''+''和''-''，最多有些場合需要兩聲道獨立控制（LC-1阿~~~我為了妳想了好多）再分成左+右＋左-右-四顆鈕吧

不過，我就是和別人不一樣，夠挑，我想要有類比旋扭的功能啦

果然不太正常，唉...我何苦呢 ，其實是因為我想要做出旋鈕半嵌進面版的質感啦，用了數位按鈕就沒了這般藝術了

這也是我看到oldhan兄單晶片電阻計作品後的一個想法..........類比VR--->數位訊號------>繼電器VR重現，有點類似A/D----->D/A，不過這樣當然就有精度的問題了，利用單晶片讀出目前傳統VR的阻值，然後將他轉為數位訊號去切換到一組最近似阻值，這樣魚與熊掌就可以兼得啦

利用類比VR控制數位VR如果實現的話，音質問題將可以由繼電器構成的VR切換，電阻品質容易掌控，又不會破壞原有類比VR裝置，而且不知情的人轉動VR時，還會很吃驚怎麼會有繼電器不停跳動的聲音呢

EDN(雜誌) 有一篇早期文章："Use Rotary Potentiometer To Drive Solid-State Volume Control"，即是用一只機械式 VR 配合簡單電路(非μP喔！)，同步控制多個 CAT5113P-10 Digital Potentiometers。

EDN 的文章連結這一兩年似乎已改成要付費(？)，Key 入連結位址會被轉調至其它網頁，不過，我都有另存檔案的壞習慣 ！您想參考該文章的話，私下給個信箱地址就奉上 。

※我也搞了一個小巧四層疊架構 6 Relay 64階的耶！去年九月就完成 PCB Layout ，沒去試作而已 。

[CSW]

老師果然厲害 什麼想法都可以找到已經存在且值得參考的文章 ，小弟信箱就在下面那顆mail鈕就有囉 感謝老師囉

[CSW]

祝您成功.

其實老實說，本來很期待您那邊準備推出的繼電器版的 ，無奈團購沒有成功，要不然就當時提出的產品規劃，小弟真的有如找到知音一般 什麼心思都不用花太多就可以有符合理想的套件了....可惜

所以才寫出這篇文章將長久來找遍目前台灣市場上可以找到的套件，加上小弟的想法抒發一下 ，希望有能力的人能往這方向去開發.......當然....我沒有研發能力啦

[oldhan]

relay vol 控制主要看您要求的精密度, 變化是否接近人耳曲線,再來決定要使用何種結構.
1.shunt type: 訊號只經過一個電阻, relay 以及一大串電阻只流過電流, 訊號污染最少. 缺點: step 誤差大, 要 step 誤差小必須使用 16 個以上的繼電器/電阻. 輸入阻抗不恆定.
2. R-2R 式, 輸入阻抗固定, 若訂製特殊組值電阻 step 誤差也小. 缺點是訊號經過比較多的繼電器/電阻.
3. ledder type: 阻抗固定但段數太少, 訊號路徑過長. 要增加段數或是縮小體積必須費力尋找小型繼電器與 layout 安排.
4. PG2310: 體積小音質也不錯, IC 不好買, 單價看來很高, 仔細一算與前面幾種比較, 算便宜, 但要寫程式才能控制.

控制方式:
1.按鈕式.
2.旋轉編碼式.(外觀類似電阻), 若真的買不到可 DIY 拆滾輪滑鼠

顯示方式:
1. 數字 LED: 有多種大小可選質感尚可
2. 文數字 LCD: 一般都很小, 遠點就看不到. 加大尺碼的不容易買到
3. VFD: 質感最高, 第一選擇.

發起團購或是上市, 一來怕招不到人臉拉不下來
二來不想便宜某公司, 以公開的考古題為由 CLONE

[chienjr]

作者保留原始碼並親自燒錄，並保留一些自爆選擇（笑），被破解後至少可以以此為根據咬那個極度不尊重智慧財產權的個人或團體一口。不然給某隨便clone實在是一種很大的精神打擊....
（當然也可以選擇成為斯德哥爾摩症候群的患者）
不過在下比較擔心的事情還是整體系統規劃的問題，clock也不需要直接接觸，光輻射出來的電磁波也可以干擾阿，不知道可不可以設計成只有在開始調整後，才啟動clock....

[oldhan]

作者保留原始碼並親自燒錄，並保留一些自爆選擇（笑），被破解後至少可以以此為根據咬那個極度不尊重智慧財產權的個人或團體一口。不然給某隨便clone實在是一種很大的精神打擊....
（當然也可以選擇成為斯德哥爾摩症候群的患者）
不過在下比較擔心的事情還是整體系統規劃的問題，clock也不需要直接接觸，光輻射出來的電磁波也可以干擾阿，不知道可不可以設計成只有在開始調整後，才啟動clock....

單晶片程式部分並無特殊之處, 是繼電器電路,電阻數值較特殊, 江湖一點訣看破不值錢哩
干擾的問題只要買本文山爺的大作 pic燒錄器製作 就明白了.
PS:沒事叫 CPU 睡覺, 需要他時再喚醒既可.

[ijaywu]

這東西控制上真的不難，麻煩的就是那些電阻數值到底該怎麼辦。

我是不太了解為什麼「電阻不要並聯」。與其串聯，我還覺得並聯比較好一點。雖然沒有任何實驗數據上的支持，但串聯的話…要串聯那麼多的繼電器接點/焊點…好嗎？

輸入阻抗不固定的就不用考慮了，遇上前端有交連電容的情形都不能用。

爆音？用這種方法做，只要繼電器不要壞、程式好好的寫，怎麼會有爆音？

段數一多，轉一點就滴滴答答的響個不停。爽是爽，但有沒有想過壽命的問題？特別是LSB（舉例），切換的機率極高，到時一定是第一個掛點。萬一掛了，維修…繼電器的pin數這麼多，真的很難拆。

可以放一個外部eeprom、儲存一些設定，以決定功能的封印與否。順便可以記住上一次關機時的音量設定。

rotary encoder的選擇很多，只是看你要去哪裡買。我手上有一些256段/圈的，應該是馬達用的。非常、非常的滑，也不知是好還是不好。

顯示方面，我個人覺得七段比只用LED還難看。要高檔質感，還是選vfd吧（已經買好了好幾個noritake的圖型vfd模組擺著了）。同樣的，這些都可以封印在eeprom裡。反正這個東西的code size應該是超小。

[realaudiotw]

祝您成功.

其實老實說，本來很期待您那邊準備推出的繼電器版的 ，無奈團購沒有成功，要不然就當時提出的產品規劃，小弟真的有如找到知音一般 什麼心思都不用花太多就可以有符合理想的套件了....可惜

所以才寫出這篇文章將長久來找遍目前台灣市場上可以找到的套件，加上小弟的想法抒發一下 ，希望有能力的人能往這方向去開發.......當然....我沒有研發能力啦

感謝您看得起小弟.
只可惜小站人氣實在不足,連20套都湊不到.

[realaudiotw]

顯示方式:
1. 數字 LED: 有多種大小可選質感尚可
2. 文數字 LCD: 一般都很小, 遠點就看不到. 加大尺碼的不容易買到
3. VFD: 質感最高, 第一選擇.

發起團購或是上市, 一來怕招不到人臉拉不下來
二來不想便宜某公司, 以公開的考古題為由 CLONE

7段LED是最便宜的做法.
LCD價格略高.
VFD是最麻煩的做法,至少需要多加quote="oldhan"]示值感才會好,如果用7段顯示VFD到不如用LCD.

不過在下比較擔心的事情還是整體系統規劃的問題，clock也不需要直接接觸，光輻射出來的電磁波也可以干擾阿，不知道可不可以設計成只有在開始調整後，才啟動clock....

只要寫軟體時注意即可.

[9999]

這玩意當初小弟有想過

但後來小弟還是覺得在訊號源頭處理比較好

就是在DAC段或是更早就處理

可以用數位演算法處理好

如果一定要用繼電器 可以考慮水銀繼電器

一點看法

[oldhan]

這玩意當初小弟有想過

但後來小弟還是覺得在訊號源頭處理比較好

就是在DAC段或是更早就處理

可以用數位演算法處理好

如果一定要用繼電器 可以考慮水銀繼電器

一點看法

REEDRELAY 如何? 每秒十次以上的切換率, 真空絕緣處理

[locky_z]

这里有关于对/指数继电器方式数控音量的解决设想
http://www.hifidiy.net/dispbbs.asp?boar ... 525&skin=0

[david_hsieh]

小弟最想玩的是ㄆㄞattenuator,使用兩級網路,一級控制
10-90db,一級控制0-8db(2db/step)共需15x2個relay.信號只經過兩根電阻,輸入&輸出阻抗恆定,缺點是電阻需訂製.

[oldhan]

5.1 CH PREAMP, 使用 PGA2310 & PIC:
http://www.mhennessy.f9.co.uk/preamp/index.htm

參考設計, 使用 AT89C4051控制, 可惜無電阻值:
http://stiftsbogtrykkeriet.dk/~mcs/RelPot/index.html

IDEA:
http://www.soton.ac.uk/~apm3/diyaudio/Attenuator.html

這個貼出很多次了, 好用的試算表:
http://www.siteswithstyle.com/VoltSecon ... Shunt.html

勉強去.