[图文]实用的步进式音量控制器

双声道音频功放音量控制器一般采用同轴双联电位器，由于普通双联碳膜电位器的一致性较差，无法保证两声道的平衡度，尤其在小信号区声像定位偏差十分严重。另外，这种电位器耐磨性差、寿命短。在实际使用中发现，功放最先出问题的是音量控制电位器损坏。解决音量控制电位器上述不足之处的方法：
（1）换用高档双联电位器，但一致性及磨损问题仍存在；
（2）使用集成电路多档模拟开关切换电阻器串，但在小信号时通道中会带来失真和噪声；
（3）用多档波段开关来完成电阻器串的切换。但只能手动操作，转动时手感较差，其接点一般不是密封的，易脏污氧化；
（4）采用微型电磁继电器步进式切换。这是一种较实用的方法，而且其制作成本低于高档电位器。
电路原理如图1所示。该电路采用CMOS数字电路，图中AN1是音量"加"按钮，AN2是音量"减"按钮（两只按钮均采用微动开关）。为消除开关按下时产生的抖动，加入由IC1等构成的去抖动电路。其输出脉冲宽度由RC定时电路决定，按图示数值约为0.3s。
IC3计数器采用双时钟工作，即由第脚送入计数脉冲时，计数器执行加计数，若由第脚送入脉冲，计数器执行减计数。计数器要求计数脉冲是负脉冲。第脚为清零端，为保证上电后计数器处于零位（相当于音量最小），由R3、C3完成开机自动清零。计数器BCD码数据由QD～QA输出，分别对应音量的大小，由小到大可分为10档。IC3输出后送入IC4进行译码，可译成Q0～Q9 10路信号（0000对应Q0、1001对应Q9，余此类推），可控制10只继电器切换。这种可逆计数器处于最小值0000时，若从减计数端输入脉冲，则计数器会变为最大值1001。同样，当处于最大值1001时，若从加计数端输入脉冲，则计数器会变为最小值0000。为解决这一问题，可在IC4的Q7端加入了或门IC2-1，当Q7为"1"时，此时音量最大，IC2-1门被封锁，AN1产生的加计数脉冲不能到达IC3。同理，通过控制门IC2-2封锁IC3的减计数端，此时AN2产生的减计数信号无效。从实用的角度出发，8档音量控制已够用。
IC5用来驱动继电器（7路），BG1用来驱动余下的一路。LED用来指示音量控制的位置。8只继电器J0～J7的常开触点接在串联的电阻链上，链的总阻值为100kΩ。这里选的小继电器是双触点结构，可同时控制左、右通道（图中仅画出了一个通道）。
继电器和衰减电阻应选优质产品。继电器选用超小型密封式（蓝黑色塑壳）的TQ2-12V，也可用EA2-12V（红色塑壳）代换。电阻链中各电阻器可用1/4W或1/2W、误差为±1%的优质金属膜电阻器。两只按钮和八只LED在面板上排列如图2所示。继电器驱动电路使用单12V电源。 该电路装配好后，只要元件和接线无误，不用调试即可正常工作。图1电路分8档控制，若要控制更细，可将IC3换为CD40193，IC4换为CD4514，再用三只MC14513驱动16只小继电器，即可成为16档。 另外，若在AN1和AN2处并联接入由遥控电路控制的开关信号，可实现红外遥控音量控制功能。
张黎军等文
摘自《电声技术》