leoniv.diod.club

Доработка передней панели

В нижней части передней панели магнитофона находятся органы управления аналоговым трактом. Это переключатели и регуляторы, а также разъемы для подключения микрофонов и наушников. Штатные переключатели и регуляторы довольно низкого качества, поэтому желательна их замена. К тому же, коммутируется непосредственно аудиосигнал, на переключатели приходит множество экранированных проводов. Это все желательно убрать, а коммутацию реализовать на электронных ключах или реле.

На этой же части панели расположен измеритель уровня. Пожалуй, самый главный недостаток дизайна панели - это маленькое окно измерителя и большие пустые поля вокруг него. Это можно исправить заменой измерителя, чему посвящена отдельная страничка.

Поворотная панель

Для удобства работы очень желательно сделать переднюю панель поворотной. В первую очередь надо немного (порядка 1.5 мм) снять внизу с каждой стороны несущей панели, чтобы при повороте она не упиралась в уши крепления.

Затем надо выпрямить нижние уши крепления на боковинах и обрезать их.

В качестве оси поворота надо изготовить два уголка, в которые вкрутить латунные штырьки с резьбой М3 на конце. Для этих штырьков в выпрямленных ушах крепления можно просто проделать отверстия. А можно вставить латунные втулки.

Теперь с панелью работать намного удобнее.

Разъемы наушников и микрофонов

В первую очередь требует замены разъем наушников. В магнитофоне используется разъем СГ-5, который не совместим с современными наушниками, имеющих обычно разъем TRS. Чаще всего у больших наушников разъем имеет диаметр 1/4 дюйма (6.35 мм). Примечательно, что такой размер разъема был выбран в далеком 1877 году для использования в телефонии. Наушники поменьше обычно имеют разъем диаметром 3.5 мм (иногда его называют 1/8 дюйма, но это верно лишь приблизительно). В стационарной аппаратуре чаще всего гнездо имеет диаметр 1/4 дюйма, а штекер диаметром 3.5 мм может быть подключен через переходник.

Микрофонные разъемы сегодня вряд ли кто-то будет использовать, но их тоже лучше заменить на TRS. Чтобы функционал магнитофона не пострадал, было решено микрофонные разъемы задействовать. Функционал можно даже расширить. Можно сделать возможность подключения к этим разъемам не только микрофонов (что показано на передней панели), но и других источников сигнала для записи. Например, проигрывателя с магнитной головкой звукоснимателя или линейного выхода любого другого источника. Уровень записи для такого источника будет регулироваться отдельно (в магнитофоне для этого имеется дополнительная пара регуляторов), что позволит делать микширование при записи. Поддержку дополнительных режимов для микрофонных входов необходимо реализовать на плате предварительного усилителя записи (ПУЗ).

Штатные разъемы СГ-5 имеют фланец и крепятся с помощью винтов или заклепок. Разъемы TRS обычно крепятся с помощью гайки. Для их установки требуется изготовить переходную пластину.

Диаметр разъмов TRS заметно меньше, чем СГ-5, поэтому отверстия в панели оказываются слишком большими. Закрыть лишнюю часть отверстий можно с помощью круглых накладок, которые вырезаются из черного пластика. Их можно вырезать вручную, или с помощью лазера из черного оргстекла.

На этом можно остановиться - новые разъемы нормально держатся на гайке, провода можно просто подпаять к их контактам. Но можно пойти дальше и изготовить для разъемов специальные печатные платы с разъемами. Эти платы напаиваются на выводы разъемов и держатся на них.

Если пойти еще дальше, то можно сделать отдельное крепление для плат, применив вместо переходных пластин уголки. Эти детали были изготовлены по эскизам из алюминиевого уголка 35х35х2.

Использованные разъемы TRS типа CK635-025 имеют дополнительную контатную группу. Когда разъем пустой, дополнительный контакт соединен с выводом левого канала. Когда вставлен штекер, контакты размыкаются. Такая группа не совсем удобна в использовании, так как задействует сигнал левого канала. Обычно она применяется или для заземления входа без штекера, или для отключения сигнала с динамиков при вставленном штекере. Разъем стереофонический, но группа всего одна, поэтому полноценно ее использовать не получается.

Но какое-то использование для нее можно придумать. Например, можно отключать питание телефонного усилителя, когда наушники не включены в гнездо. Часто телефонный усилитель имеет довольно высокий ток покоя, заметно нагревается при работе, все это можно исключить, если он не используется.

Для микрофонных входов актуально их отключение, когда микрофоны не подключены. дело в том, что микрофонные предусилители имеют высокий уровень собственных шумов (особенно при "висящем" входе). Если случайно не установить на минимум регуляторы уровня записи микрофонов, то этот шум будет микшироваться с основным сигналом.

Как реализовать использование контактных групп схемотехнически - это другой вопрос, который касается схемотехники предварительного усилителя записи и телефонного усилителя. Здесь же, на платах разъемов, достаточно предусмотреть отдельный разъем для контактной группы (на фото он красного цвета и подписан как DET).

Регуляторы

Для регулировки уровня записи и громкости телефонов в магнитофоне применяются движковые переменные резисторы типа СП3-23г с величиной хода 45 мм. Такие резисторы имеют довольно тугой ход и большие люфты подвижного штока. К тому же, они часто оказываются сильно изношенными и заметно трещат. Лучшим вариантом является замена резисторов.

С такой величиной хода существуют и фирменные резисторы. Обычно их различают не по величине хода, а по габаритной длине. Резисторы с ходом 45 мм имеют длину 60 мм.

Лучшим выбором являются резисторы фирмы Alps, но они очень дорогие. Вместо них я приобрел резисторы фирмы Alpha.

Фирменные резисторы по внешним габаритам и конструкции сильно отличаются от СП3-23г, хотя при этом имеют один и тот же ход.

Фирменные резисторы могут иметь пластиковый или металлический подвижный шток. В данном случае требуется металлический, как у СП3-23г. Длина штока бывает разной, здесь требуется 15 мм. Можно использовать и более длинный шток, но тогда крепить регуляторы придется с увеличенным зазором относительно несущей панели. Укоротить шток тоже можно, но надо учесть, что узкая часть для посадки ручки всегда имеет фиксированную длину, дальше шток расширяется. Форма штока иногда бывает скошенной, такой не подойдет для стандартных ручек. Требуется шток прямоугольной формы.

Оригинальные резисторы СП3-23г имели сопротивление 4.7 кОм для регуляторов уровня записи, и 22 кОм для регуляторов громкости телефонов. У новых резисторов номинал может быть другим, в разумных пределах, разумеется. Чрезмерное уменьшение сопротивления может привести к росту искажений предыдущего каскада, чрезмерное увеличение - к росту шумов и искажений последующего каскада. Еще одно ограничение накладывает емкость кабелей. В этом магнитофоне переменные резисторы подключены довольно длинным кабелем, где в общем экране находятся два провода. Через них подключается вход и выход регулятора. Паразитная емкость кабеля здесь приводит к двум эффектам на верхних частотах: завалу частотной характеристики и паразитному проникновению сигнала со входа регулятора на его выход. Эти эффекты усиливаются при увеличении сопротивления переменных резисторов. На рисунке ниже показана эквивалентная схема регулятора с учетом реальной емкости кабеля и результирующая АЧХ при среднем положении резистора общим сопротивлением 100 кОм. Спад на частоте 20 кГц составляет около 0.28 дБ, поэтому номинал 100 кОм можно считать предельно допустимым. Подходящие номиналы - от 10 кОм до 100 кОм. В окончательном варианте я выбрал резисторы 10 кОм, как самые доступные.

Применялись резисторы группы "А", т.е. с линейной характеристикой. Для регуляторов уровня записи она оправдана, так как позволяет более точно выставить номинальный уровень, а широкий диапазон регулировки здесь не нужен. А вот для регуляторов громкости такая характеристика подходит очень плохо - в начале шкалы громкость меняется слишком резко. Чтобы не расширять номенклатуру комплектующих, новые резисторы можно взять с линейной характеристикой (для фирменных резисторов она обозначается буквой "B"), но для регуляторов громкости применить один трюк. Дело в том, что здесь используются раздельные регуляторы для левого и правого каналов. А переменные резисторы сейчас чаще всего сдвоенные. Остается один свободный резистор, который тоже можно задействовать. Такое решение было предложено в журнале "Радио" №11 за 1968 год. Две секции сдвоенного переменного резистора там предлагалось включить последовательно, что давало более подходящую характеристику для регулятора громкости. Целиком статью можно посмотреть по ссылке. Ниже приведены регулировочные характеристики для одиночного резистора (красный график) и для последовательного соединения двух резисторов (зеленый график).

Выводы резисторов СП3-23г предназначены для объемного монтажа, они имеют вид лепестков с отверстием для распайки провода. Фирменные резисторы предназначены для печатного монтажа. Можно, конечно, их тоже подключить и проводами, но гораздо лучше впаять в плату. Поэтому были изготовлены печатные платы для групп резисторов регулировки уровня записи и регулировки громкости телефонов.

На печатных платах предусмотрены перемычки в виде резисторов размера 0805 нулевого сопротивления. От способа установки этих перемычек будет зависеть характеристика регуляторов. Для получения линейной характеристики устанавливается одна перемычка. Это больше подходит для регуляторов уровня записи. Тогда у сдвоенного переменного резистора будет задействована только одна секция. Для получения близкой к логарифмической характеристики устанавливаются две перемычки. Это больше подходит для регуляторов громкости. Тогда у сдвоенного переменного резистора будут задействованы обе секции, включенные последовательно.

Главная проблема - это крепление новых резисторов. СП3-23г крепились с помощью винтов М3 с межцентровым расстоянием 60 мм. У фирменных резисторов резьба М2, а межцентровое расстояние 56 мм.

Закрепить резисторы можно разными способами. Самый простой из них - расширить отверстия в несущей панели вверх и вниз и применить стандартное крепление винтами М2.

Еще один вариант крепления - использовать отверстия в печатных платах. Тогда понадобятся резьбовые стойки высотой 8 мм, для которых в несущей панели надо проделать новые отверстия. Недостаток этого способа крепления в том, что механически резисторы будут держаться только на пайках платы, крепления за корпус у них не будет. В принципе, прочности паек тоже вполне достаточно, учитывая наличие специальных "усиков" крепления, которые впаиваются в плату. Такой способ крепления резисторов часто применяется в фирменной аппаратуре.

В несущей панели магнитофона "Электроника-004" для крепления резисторов используются не отверстия, а прорези, что позволяет регулировать их положение по горизонтали. Это очень важно, потому что при неточной установке резисторов их ручки могут задевать за карая прорезей. Возможность регулировки хотелось бы сохранить. Для этого была изготовлена переходная пластина, к которой резисторы крепятся своими штатными винтами М2. Саму пластину желательно крепить в штатные прорези несущей панели винтами М3, но это невозможно. Дело в том, что центры крепежных отверстий резисторов и самой пластины тогда будут находится слишком близко. Для крепления пластины пришлось сделать новые прорези между штатными. Эскиз переходной пластины оказался довольно сложным.

Позже у переходных пластин убрал среднюю часть, оставив только полоски сверху и снизу. Центральная часть никакой полезной нагрузки не несет, но частично видна сквозь щели декоративной панели. Надо было красить деталь в черный цвет, но вместо этого я просто отказался от центральной части.

Пластиковые ручки регуляторов остаются прежние, они нормально подходят к фирменным переменным резисторам. Но у ручек есть особенность: они имеют выступ, который входит в прорезь декоративной панели. Получаются очень маленькие зазоры от краев прорезей, при малейшем давлении на ручку вбок она начинает задевать. Для штатных резисторов, у которых шток двигется с заметным трением, это оставалось незамеченным. К тому же, шток у этих резисторов имел значительный боковой люфт, и выступ служил его ограничителем. Фирменные резисторы двигаются очень плавно, трение у них намного ниже. Задевание ручки за край прорези сразу становится заметным. Боковой люфт штока здесь заметно меньше, что позволяет отказаться от выступа. Его можно удалить.

При этом немного увеличится глубина посадки ручек, но обычно это допустимо. Зазор между несущей и декоративной панелями может быть подрегулирован при креплении блока маломощной электроники к боковинам магнитофона.

Кнопки

Примененные в магнитофоне кнопки П2К имеют ряд недостатков. В первую очередь, это довольно тугой ход, что вызывает неприятные тактильные ощущения. Второй недостаток - переключатели непосредственно коммутируют аналоговые сигналы. Если контакты переключателей находятся в хорошем состоянии, то ничего плохого в этом нет, кроме усложнения внутренней проводки магнитофона. Но со временем контакты окисляются, что может явится причиной треска и даже пропадания сигнала. Лучше всего для коммутации сигналов использовать реле или электронные ключи, тогда переключатели будут лишь формировать управляющие сигналы. Этот недостаток напрямую связан с первым недостатком: для коммутации множества сигналов требуется переключатель с большим количеством контактных групп, а у такого переключателя будет еще более тугой ход. Третий недостаток - на темной панели магнитофона черные кнопки переключателей видны очень плохо. Сложно определить, нажата кнопка, или отжата. Никакой другой индикации нажатия кнопок нет, это тоже непложо бы исправить.

Существует довольно много импортных аналогов переключателей П2К, имеющих такой же шаг контактов 4 мм (если быть точнее, у П2К шаг 3.96 мм) и такой же квадрат для посадки ручки (3.3 мм х 3.3 мм). Как правило, у импортных переключателей более легкий ход, но в этом плане все переключатели разные. Сильно выделяются переключатели фирмы Alps, имеющие самые приятные тактильные ощущения при нажатии.

Легкость хода переключателя в основном определяется жесткостью пружины. Для переключателей с большим количеством контактных групп жесткость пружины выше. При переделке коммутации на релейную будет достаточно переключателей с минимальным количеством групп, в данном случае это две. В любом переключателе можно заменить пружину, сделав его более мягким. Но уменьшать жесткость пружины можно лишь до некоторого предела - пружина должна уверенно преодолевать внутреннее трение в переключателе. После замены пружины более мягкой становится сильно заметной неравномерность внутреннего трения, что тактильно может быть даже хуже, чем высокая жесткость. В этом плане снова удивляет Alps - у него внутренее трение очень малое и постоянное. Вероятно, все трущиеся поверхности имеют высокую чистоту, а детали изготовлены из специальных материалов с низким трением. Но импортные переключатели даже неизвестых производителей, как правило, оказываются лучше П2К. Пружины часто установлены излишне жесткие, их можно заменить или доработать - немного укоротить и растянуть.

Штатные переключатели впаяны в плату, а в нее уже впаиваются провода. Платы лучше изготовить новые, а провода подключить к ним через резъемы.

Несколько труднее с креплением переключателей. Штатные крепятся винтами через отверстия в металлической планке. Импортные тоже встречаются с металлическими планками, но шаг отверстий не совпадает. Можно отверстия расширить, но получается не совсем красиво. Вариант плат для переключателей с фирменными планками называется sw1.

Металлические планки переключателей изготовлены из листовой стали методом штамповки, повторить такие из листового материала довольно сложно. Поэтому я решил изготовить их фрезеровкой.

При установке колпачков кнопок на импортные переключатели столкнулся с проблемой - колпачки сидели криво. Оказалось, пластиковый упор для пружины на штоке переключателя - несимметричный. Углы этого упора упирались внутри в кнопку. Пришлось углы срезать.

С новыми платами можно использовать и старые переключатели П2К. Платы просто напаиваются на их выводы, а сами переключатели крепятся штатным образом с помощью металлических планок.

Индикация

Для индикации нажатия кнопок прямо над ними было решено установить светодиоды. Чтобы сильно не нарушать дизайн панели, диаметр светодиодов был выбран малым - всего 2 мм. Когда центр светодиода выше центра кнопки на 12.5 мм, тогда он прекрасно вписывается в существующий дизайн панели, находясь на нужном расстоянии от надписей. Отмечу, что для ранних экземпляров магнитофона это может быть не так, там надписи на панели выглядели по-другому. Пробное сверление образца панели (это оставшаяся при расширении окна измерителя уровня часть) показало, что никаких сколов краски не происходит, заусенцев тоже можно избежать, светодиод в результате смотрится хорошо.

На печатных платах кнопок предусмотрены цепи питания светодиодов и ограничительные резисторы. Светодиоды можно подпаять на переключатели к их выводам с верхней стороны. В качестве светодиодов удобно применить так называемые Flaf-top светодиоды, с плоской вершиной, которая бывает диаметром 2 мм. Есть вариант и с выпуклой вершиной такого же диаметра.

Для кнопок "Запись" планировалось применить красные светодиоды, для кнопок "Воспроизведение" - зеленые, а вот для кнопок "Контроль" лучше всего подошли бы двухцветные светодиоды: зеленый в положении "Tape" и красный в положении "Source". Но двухцветные светодиоды с вершиной диаметром 2 мм - большая редкость. Как вариант, можно изготовить такие светодиоды из обычных диаметром 3 мм. С помощью пластиковой переходной втулки светодиод можно зажать в цанговом патроне и обточить его кончик до диаметра 2 мм.

Смотрятся на панели такие светодиоды прекрасно, но у них нашелся недостаток: при установке декоративной панели каждый светодиод должен точно попадать в свое отверстие, чего добиться нелегко. Было решено сделать по-другому. В отверстия декоративной панели вклеить специальные рассеиватели, которые сзади будут подсвечиваться обычными 3 мм светодиодами. Точность позиционирования светодиодов в этом случае не требуется. Лучше всего рассеивает свет молочное орстекло, но в выключенном состоянии оно выглядит на темной панели как контрастная светлая точка, что плохо. Поэтому было решено рассеиватели сделать из дымчатого стекла, тогда они почти незаметны на панели.

Рассеиватели были вырезаны из листа с помощью специально сделанной фрезы с отверстием 2 мм в центре. Для лучшего рассеяния света их поверхность была заматирована шкуркой.

Светодиоды распаиваются сверху на лепестках переключателей и направляются в отверстия диаметром 6 мм, которые просверлены в несущей панели. Чтобы свет не распространялся во все стороны, на светодиод надевается пластиковая трубочка черного цвета с внешним диаметром 6 мм (от черного воздушного шарика).

Установка светодиода на длинных выводах не очень понравилась, к тому же, возникли трудности с двухцветными светодиодами. Они бывают двух видов - с тремя или двумя выводами. В первом случае для включения нужного цвета надо подключать один из двух выводов. Во втором надо менять полярность подключения. Самые красивые двухцветные светодиоды как раз оказались с двумя выводами. Поддержки таких светодиодов на платах нет, для их подключения пришлось бы добавлять отдельную схему навесным монтажом, что некрасиво. В результате было решено переделать платы кнопок, а вместе с ними и пластиковые кронштейны. Новые кронштейны можно или напечатать на 3D-принтере, или выфрезеровать из толстого пластика (например, винипласта). Эскиз нового кронштейна приведен ниже.

Новые печатные платы кнопок (они имеют название sw2) будут устанавливаться переключателями вниз. Крепиться платы будут к полке кронштейна, которая на эскизе имеет координату 2 мм. Это позволит обойтись без металлической крепежной планки. для светодиодов в новых платах предусмотрены отверстия, которые находятся вблизи каналов для установки светодиодов, длина выводов которых сейчас нужна гораздо меньше. На плате возле переключателей "Контроль" разведены схемы для управления двухцветными светодиодами с двумя выводами.

В настоящее время новый вариант плат еще находится в производстве.

Links:
  1. Переменные резисторы ALPHA B10K
  2. Разъемы микрофонов/наушников Rich Tech
  3. Разъемы Line In/Out R-Connector
  4. Кнопки
  5. Еще кнопки
  6. Разъемы шаг 2.5 мм
  7. Еще разъемы шаг 2.5 мм
Downloads:
pan_sch_pcb.pdf (250 kB) - схемы и платы панели.
pan_pcad.zip (322 kB) - платы панели (PCAD 2006, Gerber).
sw1_sch_pcb.pdf (35 kB) - версия плат с другим креплением переключателей.
sw1_pcad.zip (73 kB) - версия плат с другим креплением переключателей (PCAD 2006, Gerber).
sw2_sch_pcb.pdf (76 kB) - схемы и платы со светодиодами.
sw2_pcad.zip (90 kB) - версия плат со светодиодами (PCAD 2006, Gerber).
Ридико Леонид Иванович www.leoniv.diod.club e-mail: wubblick@yahoo.com