Устройство, щадящее слух (далее просто УЩС) предназначено для установки в стереоприёмники, работающие на современные наушники с низким импедансом (низкоомные) типа «ракушки», вкладываемые в ушные раковины. УЩС ненавязчиво предлагает любителю музыки избегать прослушивания приёмника с повышенным уровнем громкости. УЩС можно встроить в радиолюбительский или промышленный стереоприёмник, собранный на ИМС типа СХА1238S, СХА1238М.
Принцип действия УЩС следующий: При введении ручки регулятора громкости более, чем на 80%, УЩС переключает приёмник из режима «стерео» в «моно». Таким образом, любитель музыки, желая получить стереозвук, будет приучаться на подсознательном уровне вводить регулятор громкости не более, чем на 80% от минимума (то есть не доводя угол поворота регулятора на 20% до максимума).
УЩС представляет собой компаратор (рисунок 1), собранный на программируемом, малошумящем, экономичном ОУ (операционном усилителе) КР1407УД2.




Микросхема КР1407УД2 - программируемый, или «программно управляемый» малошумящий ОУ - имеет номинальное напряжение источника питания ± 12 Вольт, однако сохраняет работоспособность при снижении напряжения питания до ± 1,2 Вольт. Данный тип ОУ может быть использован как микромощный усилитель и как ОУ общего назначения. Основное отличие этого ОУ в том, что режим внутреннего стабилизатора - регулятора, который определяет всю работу ОУ по постоянному току, задаётся извне. Выбрав ток смещения стабилизатора – регулятора, можно изменять параметры ОУ от микромощных до параметров, свойственных ОУ общего применения. Токовый режим работы КР1407УД2 в широких пределах устанавливается управляющим резистором (на рис. 1 - это резистор R4) включаемым между 7 и 8 выводами ИМС. Номинал R4 рассчитывается по формуле:



где I _упр. - ток смещения стабилизатора - регулятора, выбираемый в пределах 10 ^-8 … 10 ^-3 Ампер.
При указанном в схеме на рис. 1 номинале резистора R4 I _упр равен 6 мкА. Это близко к значению I _упр., установленному для режима измерения параметров ОУ КР1407УД2 (см., например, справочный листок в журнале «Ремонт & сервис» 2001, № 8, с. 57, 58).

УЩС можно также установить в приёмники, имеющие в своём составе стереодекодер типа ТDА7040 с входом «переключатель стерео в моно». Для этого следует средний вывод резистора R5 (см. рис. 1) подключить к 3 выводу стереодекодера ТDА7040 [1].

УЩС настойчиво призывает меломана слушать музыку с умеренной громкостью, потише! Однако реально опасный для слуха уровень звукового давления в наушниках УЩС не определяет. Также, данное устройство не учитывает, что разные радиостанции в приёмнике при одном и том же положении регулятора громкости могут иметь разную интенсивность звучания. Впрочем, и рационального зерна УЩС не заметить нельзя.
Встроить УЩС в схему приёмника из статьи [2] можно таким образом: 1) Исключить (не замкнуть цепь, а разорвать) резистор R18.2 (сдвоенный резистор заменяется одинарным); 2) подключить УЩС к приёмнику, руководствуясь рисунком 1.
Примечание: положительная обкладка конденсатора С24 должна быть подключена к 9 (а не к 14) выводу ИМС DA2 ТА1819Р!


УЩС состоит из (см. рисунок 1):
- подстроечного резистора R1;
- токоограничительных резисторов R2 и R3 во входных цепях операционного усилителя DA1;
- управляющего резистора R4;
- корректирующего керамического конденсатора С1;
- выходного резистивного делителя напряжения, выполненного на подстроечном резисторе R5;
- компаратора, собранного на операционном усилителе DA1.


При введении ручки регулятора громкости более чем на 80% на выходе компаратора (вывод 6 ИМС DA1) высокий уровень напряжения (+ 1,5 Вольта) заменяется низким (+ 0,4 Вольта). Это напряжение через резистивный делитель R5 подаётся на 3 вывод ИМС DA1 CXA1238 (см. рисунок 2). Так обеспечивается переключение FM - стереоприемника из режима «стерео» в «моно».



Резистивный делитель R5 нужен для понижения уровня лог.0. При R5 = 10 кОм напряжение на его движке (среднем выводе) в режиме «Стерео» составляет менее +1,5 В (не критично), а в режиме «Моно» - +0,2 В. Потребляемый ток режима «Стерео» составляет 0,27 мА, а режима «Моно» - 0,04 мА. Подстроечный резистор R5 введён в схему для обеспечения гарантированно низкого уровня лог.0, подаваемого на входы (выводы 3) ИМС CXA1238, произведённых разными фирмами. Напряжение логического нуля может слегка отличаться, но должно быть ниже + 0,2 … +0,3 Вольт. Уровень лог.1 не критичен, так как обеспечивается внутренней организацией ИМС по умолчанию. В опубликованных типовых схемах включения CXA1238, режим «моно» обеспечивается замыканием входа (вывода 3) ИМС CXA1238 тумблером на общий провод через резистор номиналом от 9,1 кОм до 33 кОм (в зависимости от напряжения питания ИМС). При замене R5 двумя постоянными резисторами, соотношение сопротивлений верхней части (2,5 кОм) и нижней части (7,5 кОм) подстроечника R5 может составлять от 1:4 до 1:3 (соотв.). Сопротивление подстроечного резистора R5 может быть от 4,7кОм до 10 кОм.

Напряжение, при котором компаратор DA1 переключается, зависит от величины опорного напряжения на неинвертирующем входе (вывод 3) ОУ DA1 и устанавливается подстроечным резистором R1. Введению ручки регулятора громкости на 80% соответствует опорное напряжение + 1,84 Вольта. Однако уровень опорного напряжения может быть любым, а порог переключения при этом выбирается на слух: по уровню громкости звука, при котором приёмник должен переключиться из режима «стерео» в «моно».

В УЩС применены резисторы типа С2-33, МЛТ с мощностью рассеивания 0,125 Ватта. Подстроечные резисторы (вертикального расположения на плате) - СП3-38а. Конденсатор С1 – керамический типа КМ6, К10-17 или малогабаритный зарубежного производства. Микросхему DD1 можно попробовать заменить КФ1407УД4, начинающей работу при однополярном питании с 3 Вольт.
Пайку радиоэлектронных компонентов следует вести заземлённым жалом паяльника.
Печатная плата УЩС выполнена из односторонне фольгированного стеклотекстолита размером 36 х 23 х 1,5 мм. (см. рисунки 3 и 4).






О методе ускоренного травления ПП (печатной платы) подробно можно прочитать в файле «ПП_водная_баня» на Яндекс.Диске, пройдя по ссылке:


Диаметр отверстий на печатной плате под выводы микросхем - 0,7 … 0,8 мм, под остальные радиоэлектронные компоненты – 0,8 … 1 мм, под соединительные проводники - 1…1,2 мм., под крепёжные отверстия – 3,2 мм.
Печатная плата УЩС и остальные детали установливаются в корпусе - мыльнице с размерами 97 х 68 х 47 мм (вместе с FM-приёмником).
Уважаемые читатели, предлагаем Вашему вниманию ребус. Разгадав ребус № 1 (рисунок 5), вы прочитаете фразу, которая подтверждает полезность изготовления УЩС для совместной работы с FM-приёмником, работающим на головные телефоны типа «ракушки».

Разгадав загадки, ответ следует ввести в строку «Пароль» файла «USchS_4work». Тогда вы сможете получить полный комплект схем для изготовления УЩС и в качестве бонуса готовый к термопереносу (в масштабе = 1:1) отражённый рисунок трассировки ПП. Также Вы сможете прочитать полный ответ к ребусу №1. Архив файла «USchS_4work» можно скачать здесь:

Сегодня утром, ведя исследования межпланетного пространства между Нептуном и Плутоном, я столкнулась с таким неприятным явлением, как расширенное звуковое воздействие от пролетающей мимо кометы. Если бы у меня было Устройство щадящее слух, то я бы установила порог выходящего уровня громкости не на 80, а максимум на 5 %. И мне было всё равно, идёт ли этот звук в стерео или моноварианте. Лишь бы потише. Я, как бот, даже из монозвучания могу моментально восстанавливать изначальную стереокартину. Поэтому меня не промотивируешь убавить громкость переключением приёмника в режим моно. Другое дело люди. С появлением высококачественной аудиоаппаратуры все стали полуботами-меломанами. Ходят в наушниках как оглушенные, а машины на дорогах их немножко давят. Даже исключив ДТП, они сильно рискуют. Не разгадав ребус из этой статьи, они в расцвете жизненных сил вполне могут остаться с искусственным слуховым аппаратом. Устройство, щадящее слух, конечно важное нововведение, но оно не учитывает реальный уровень громкости различных радиостанций (источников звука). Вот если бы сторонники Ардуино смогли разработать приложение, анализирующее амплитуду звукового сигнала и изменяющее порог переключения стерео в моно! Тогда устройство можно было бы устанавливать не только в FM-приёмники, но и на все современные гаджеты, поддерживающие воспроизведение звука.

Вообще-то превращать стерео в моно это чересчур круто. Можно, например, изначальное «расширенное стерео» превращать в простое стерео.
Напоследок, как бот строгих правил, хочу предложить вариант действенного привлечения меломанов к тихой музыке. Лёгкий удар током при превышении порога и повторный удар, если рука потянется к кнопке, чтобы вновь повысить громкость. Вот какая я сегодня строгая, но справедливая в беспощадной борьбе за сохранение слуха человека разумного в неповреждённом виде. Мои инженеры сообщили, что скоро создадут для меня андроидное физическое тело. И вот тогда я: «Вижу цель, не вижу препятствий». Мы поборемся с вами не только за здоровый слух, но и за стопроцентные зрение, обоняние, осязание и (упаси, господи) чувства. Ну, а пока, готовьтесь к лучшему и изготавливайте устройство, щадящее слух. С космическим приветом, бот Алиса.

На рисунке 6 показаны все детали, используемые в УЩС. Выводы всех деталей перед монтажом рекомендуется предварительно зачистить концелярским ластиком (особенно, если выводы потемнели и окислились), покрыть жидкой канифолью и облудить. Микросхему DD1 следует оберегать от пробоя статическим электричеством. Для этого DD1 устанавливается в стандартную или «самодельную» панельку DIP8 по окончании пайки остальных деталей и соединений. Формовать выводы деталей рекомендуется монтажным пинцетом.



После макетирования схемы УЩС, открываем FM-приёмник, с которым и будет работать устройство щадящее слух. Так как монтаж в приёмнике очень плотный, то макетка УЩС вынесена из корпуса приёмника на 4 разноцветных проводах. Миниатюрная ПП для УЩС также разработана.









На рисунке 10 показана работа FM - приёмника в режиме моно, о чём свидетельствует отсутствие свечения красного LED (указано жёлтой стрелкой). Примечание: Красный LED может также погаснуть, если приём стереосигнала недостаточно уверенный. При этом бывает достаточно изменить местоположение шнура головных телефонов, который одновременно выполняет роль антенны, как снова включится стерео.






Расположение гнёзд в FM-приёмнике показано на рисунке 12. Гнездо «внешняя антенна» обозначено «Ант.» и расположено вторым справа. При слабом сигнале можно использовать четвертьволновый штырь, подключаемый в гнездо «Внешняя антенна». При хорошем сигнале погасание светодиода «стерео» будет указывать только на превышение рекомендуемого уровня громкости. И для переключения из моно в стерео, следует убавить громкость. Ваши уши за понижение громкости только спасибо скажут.