Добрый день, уважаемые радиолюбители!

Сегодня хочу Вам предложить схему авторской цветомузыки «Свет-1». Идея сборки этой цветомузыки возникла в преддверии нового года. Сам по себе ведь новый год без мигалок, гирлянд и ЦМУ вроде как и не новый год и настроение уже не то… Так как времени оставалось совсем немного, то решил собрать компьютерный настольный вариант данной установки из того что завалялось, как говорится… Ну ладно, перейдем к делу, а-то что-то я отвлёкся от темы…

Схема электрическая принципиальная цветомузыки показана на рисунке ниже.

Как таковая идея построения цветомузыки по данному принципу не нова и является практически классической. Рассмотрим принцип её работы на одном из каналов, например НЧ (Красного).

Итак, сигнал с выхода аудиоустройства через разделительные конденсаторы С11, С12 поступает на вход смесителя каналов, собранного на резисторах R16, R17, R18. Применение данного смесителя позволяет использовать для управления устройством как стерео так и моно выход. К тому же в стерео сигнал разделен на 2 канала по частотному диапазону, а для корректной работы цветомузыки необходимы оба канала. С выхода смесителя сигнал поступает на развязывающий трансформатор. Он обеспечивает гальваническую развязку цепи управления и ЦМУ. Эта мера необходима для защиты Вашего аудиоустройства от неминуемой гибели в случае пробоя выходных транзисторов или микросхем, а так же каких либо коротких замыканий… Лучше лишний раз перестраховаться.

С вторичной обмотки трансформатора сигнал поступает на регулятор общего уровня. Снимаемый с данного движка сигнал через разделительный конденсатор С1 поступает на вход компрессора, собранного на элементе DA 1.1. Компрессор сжимает динамический диапазон аудио сигнала (примерно 40 децибел и выше) до динамического диапазона светодиодов и ламп накаливания (около 20 децибел). Таким образом, можно сказать он выполняет роль согласующего устройства. Благодаря применению диодов VD1, VD2 в обратной связи характеристика компрессии является логарифмической. С выхода компрессора сигнал поступает на предусилитель, реализованный на элементе DA 1.2, где и усиливается до нужного уровня. После усиления данный сигнал фильтруется двухзвенным ФНЧ фильтром Баттерворта 4-ого порядка. Данный фильтр выделяет сигнал с частотами от нескольких герц до 450 Гц и имеет ослабление около 20 децибел (10 раз) в полосе задержания. Таким образом на выход фильтра проходят такие инструменты как барабаны , бас гитара и басовые струны акустической гитары. Отфильтрованный сигнал вновь усиливается усилителем на элементе DA 2.1 и поступает через регулятор уровня R13 на вход выходного каскада.

Так как у меня дома, впрочем как наверное и у любого радиолюбителя, валяется куча старой техники и радиодеталей, в качестве выходных транзисторов были применены старые добрые МП16А. Применение германиевого транзистора позволило ещё более повысить чувствительность данной ЦМУ к слабым сигналам. В принципе данные транзисторы можно заменить любыми аналогичными германиевыми транзисторами. А для повышения нагрузочной способности применить составной транзистор.

Аналогично работают и каналы СЧ (Зелёный) и ВЧ (Синий). В канале СЧ применён полосовой фильтр Чебышева с полосой пропускания от 450 Гц до 3500 Гц. Он реализован на элементах DA 2.4 , DA 3.1. В канале ВЧ применён ФВЧ фильтр Чебышева, собранный на элементах DA 4.1 , DA 4.2 с полосой пропускания от 3500 Гц и выше.

В данной ЦМУ специально на каждый канал применён компрессор с предусилителем. Это сделано для исключения влияния одного канала на другой.

Настройка данной ЦМУ очень проста. В каждом канале следует подобрать резистор обратной связи усилителя так, что бы он выдавал максимальное усиление, но не возбуждался. При этом не стоит особо обращать внимания на искажение сигнала, так как после компрессии и фильтрации вообще сложно сказать что на выходе аудио сигнал. Для канала НЧ следует подобрать резистор R23, для СЧ — R50, для ВЧ — R69. Далее остаётся только подобрать токоограничительные резисторы R15, R46 и R65 по типу применяемых светодиодов. На этом настройку ЦМУ можно считать законченной.

В качестве пробного экрана ЦМУ были применены корпуса от гелевых ручек с вклеенными с обоих сторон светодиодами заданных цветов.

Все основные применяемые детали указаны на схеме.

Стоит только сказать пару слов об изготовлении развязывающего трансформатора. Он наматывается на ферритовом кольце К20х12х6 проводом МГТФ-0.07 или МГТФ-0.12. И первичная и вторичная обмотки содержат по 50 витков. После намотки следует пропитать обмотки нитролаком или нитрокраской. Данные меры надежно защитят трансформатор от пробоя и коротких замыканий.

В подборке фото ниже показана работа собранного макета данной ЦМУ при проведении испытаний.

• 

• 

• 

• 

• 

• 

В подборке видео ниже показана работа ЦМУ при проведении испытаний.

На этом я заканчиваю данное повествование. Удачи в повторении данной ЦМУ. С уважением, Sobiratel_sxem.

P.S. Обновление от 17.03.2020: Данная ЦМУ собиралась мной на втором курсе университета, перед новым годом, и, можно сказать, была первым опытом самостоятельного проектирования радиоэлектронного устройства. В связи с этим, схемотехника обладает некоторыми серьёзными недочётами, которые были выявлены после публикации конструкции на сайте Радиокот.

Во-первых, часть каскадов конструкции построена для работы с двухполярным питанием, а часть с однополярным. С двухполярным питанием должны работать компрессоры сигнала, а так же звенья активных фильтров.

Для перевода компрессоров сигнала на однополярное питание необходимо между резисторами R73, R96, R123 и общим проводом добавить разделительный конденсатор, как это сделано в следующих за ними усилителях напряжения (реализованных на DA 1.2, DA 2.3, DA 3.4). Ёмкость конденсаторов можно выбрать аналогичной.

Для перевода звеньев фильтра на однополярное питание необходимо, аналогично усилителям напряжения, добавить на неинвертирующие входы делители напряжения, а так же разделительные конденсаторы на общий провод в фильтрах канала «зелёного цвета».

Во-вторых, после добавления на неинвертирующие входы делителей напряжения, необходимо пересчитать постоянные времени полосовых фильтров.

В-третьих, в канале «зеленого цвета» необходимо уменьшить на 2 порядка резисторы в цепях отрицательной обратной связи, задающих коэффициент усиления звеньев фильтра. При этом коэффициент усиления останется прежним. Да и, в принципе, в частотозадающих цепочках следует избавиться от высокоомных резисторов, уменьшив их до 10-47 кОм, пересчитав ёмкость соответствующих конденсаторов… Такие, не особо удачные значения сопротивлений резисторов появились «благодаря» режиму автоматического синтеза активных фильтров в Micro-cap.

Как  видите, необходимо провести достаточно много доработок исходной схемы для улучшения её работоспособности. Перечисленные выше доработки — это самый скромный необходимый минимум. Возможно, у меня ещё дойдут руки до переработки данной конструкции и появится её вторая, улучшенная версия…