簡易電子ボリューム(LM1972)
概要
安価で高性能な電子ボリューム用のIC(LM1972)が手に入りましたので、早速、簡易な電子ボリュームを製作してみました。
<簡易電子ボリュームの仕様>
- チャネルは、RとLの2チャネルとします。
- RとLを、単独にボリュームのアップおよびダウンを可能とします。
- 表示は、dB表示とバー表示を切り替え可能とします。
- ミュート(104dB)機能を搭載します。
- RとLの、ボリューム値はEEPROMに保存し、起動時には保存されたボリューム値を設定します。
<LM1972の主な仕様と特長>
- 全高調波歪み+ノイズ0.003%(最大)
- 周波数特性100kHz(- 3dB)(最小)
- 減衰範囲(ミュートを除く) 78dB(代表値)
- 減衰誤差± 0.25dB(最大)
- SN 比(4Vrms を基準) 110dB(最小)
- チャネル・セパレーション100dB(最小)
- 3 線シリアル・インタフェース
- デイジーチェーン接続が可能
- 減衰量104dB のミュート機能
- 減衰量変更によるポップ/ クリック音を生じない。
<LM1972の概観>
<LM1972のピン配置>
動作原理
PICで電子ボリューム(LM1972)を制御し、その時の制御値をLCDに表示します。
動作原理(ハードウェア)
◎電子ボリューム
- LM1972を、3線シリアル・インタフェースで制御します。(ソフト制御)
- 出力側は、単なるコンデンサ出力としましたが、オペアンプのボルテージフォロアでの出力を推奨します。
◎dB表示&バー表示
- dB表示(減衰量を数値dBで表示します)
- バー表示(減衰量をLCDのバー(70点)で表示します。)
◎ボリューム値の設定
- Rチャネルのボリューム値のアップ&ダウンは、スイッチ(SW_R_UP、SW_R_DOWN)を使用します。
- Lチャネルのボリューム値のアップ&ダウンは、スイッチ(SW_L_UP、SW_L_DOWN)を使用します。
- ミュートは、スイッチ(SW_MUTE)を使用します。
動作原理(ソフトウェア)
◎LM1972の制御(初期化)
- ポートの向き(I/O)を設定します。
- LOAD信号を、high(1)に設定します。
- CLOCK信号を、low(0)に設定します。
◎LM1972の制御(ボリューム設定)
- LOAD信号を、low(0)に設定します。
- チャネル番号(8ビット)のMSB(Most Significant Bit)から、順次クロックと同期させながら8ビット分出力します。
- ボリューム値(8ビット)のMSB(Most Significant Bit)から、順次クロックと同期させながら8ビット分出力します。
- LOAD信号を、high(1)に設定します。
◎ボリューム値￫dB変換
- ボリューム値が、127以上であれば、-100dBとします。
- ボリューム値が、0~96であれば、-(ボリューム値×0.5dB)とします。
- ボリューム値が、97~126であれば、-((ボリューム値-97)+49dB)とします。
◎表示モード切替
- スイッチ(SW_MODE)が、high(1)であれば、dB表示します。
- スイッチ(SW_MODE)が、low(0)であれば、バー表示します。
◎ミュート動作
- スイッチ(SW_MUTE)が、押下されると、ミュート(127)に設定します。
- スイッチ(SW_MUTE)が、再度押下されると、ミュートを解除します。
◎ボリューム値のアップ&ダウン
- スイッチ(SW_R_UP、SW_R_DOWN)の操作で、Rチャネルのボリューム値をアップ&ダウンさせます。
- スイッチ(SW_L_UP、SW_L_DOWN)の操作で、LRチャネルのボリューム値をアップ&ダウンさせます。
◎ボリューム値の書き込みと読み出し
- ボリューム値が、変更されるとその時の内容をEEPROMに書き込みます。
- 起動時に、EEPROMからボリューム値を読み出し、ボリューム値を設定します。
<LM1972のタイミングチャート>
<LM1972のデータと減衰量の関係>
回路図
ソースコード
- electronic_volume_v2.c
//********************************************************************** /* ＜電子ボリュームV2＞ */ //********************************************************************** #define BYTE unsigned short #define WORD unsigned int #define DWORD unsigned long // #define SW_R_UP PORTA.B0 #define SW_R_DOWN PORTA.B1 #define SW_L_UP PORTA.B2 #define SW_L_DOWN PORTA.B3 #define SW_MUTE PORTA.B4 #define SW_MODE PORTA.B5 // #define CH_R 0 #define CH_L 1 //********************************************************************** const char character0[] = { 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0, 0}; const char character1[] = { 0,16,16,16,16,16, 0, 0}; const char character2[] = { 0,24,24,24,24,24, 0, 0}; const char character3[] = { 0,28,28,28,28,28, 0, 0}; const char character4[] = { 0,30,30,30,30,30, 0, 0}; const char character5[] = { 0,31,31,31,31,31, 0, 0}; // void RegistCustomChar() { char i; // LCD_Cmd(64); for (i = 0; i<=7; i++) { LCD_Chr_Cp(character0[i]); } for (i = 0; i<=7; i++) { LCD_Chr_Cp(character1[i]); } for (i = 0; i<=7; i++) { LCD_Chr_Cp(character2[i]); } for (i = 0; i<=7; i++) { LCD_Chr_Cp(character3[i]); } for (i = 0; i<=7; i++) { LCD_Chr_Cp(character4[i]); } for (i = 0; i<=7; i++) { LCD_Chr_Cp(character5[i]); } LCD_Cmd(_LCD_RETURN_HOME); } //********************************************************************** void BarDisp(char row, char column, short mode, unsigned int dat) { short i, j, k, cnt; // if (mode == 0) { i = dat / 1.79; } else { i = dat; } j = i / 5; k = i - (j * 5); // if (row == 1) Lcd_Cmd(_LCD_FIRST_ROW); else Lcd_Cmd(_LCD_SECOND_ROW); // for (cnt = 1; cnt < column; cnt++) { Lcd_Cmd(_LCD_MOVE_CURSOR_RIGHT); } // for (cnt = 0; cnt < j; cnt++) { Lcd_Chr_Cp(5); } Lcd_Chr_Cp(k); for (cnt++; cnt < 10; cnt++) { Lcd_Chr_Cp(' '); } } //********************************************************************** sbit LCD_RS at RA6_bit; sbit LCD_EN at RA7_bit; sbit LCD_D7 at RB7_bit; sbit LCD_D6 at RB6_bit; sbit LCD_D5 at RB5_bit; sbit LCD_D4 at RB4_bit; sbit LCD_RS_Direction at TRISA6_bit; sbit LCD_EN_Direction at TRISA7_bit; sbit LCD_D7_Direction at TRISB7_bit; sbit LCD_D6_Direction at TRISB6_bit; sbit LCD_D5_Direction at TRISB5_bit; sbit LCD_D4_Direction at TRISB4_bit; // void init_lcd() { short cnt; // Lcd_Init(); RegistCustomChar(); Lcd_Cmd(_LCD_CURSOR_OFF); Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); Lcd_Out(1, 1, "e-volume V2.0"); for (cnt = 0; cnt <= 80; cnt++) { BarDisp(2, 1, 1, cnt); Delay_ms(10); } Lcd_Cmd(_LCD_CLEAR); } //********************************************************************** sbit LM1972_CLOCK at RB1_bit; sbit LM1972_LOAD at RB2_bit; sbit LM1972_DATA at RB3_bit; sbit LM1972_CLOCK_Direction at TRISB1_bit; sbit LM1972_LOAD_Direction at TRISB2_bit; sbit LM1972_DATA_Direction at TRISB3_bit; // void init_volume() { LM1972_CLOCK_Direction = 0; LM1972_LOAD_Direction = 0; LM1972_DATA_Direction = 0; // LM1972_LOAD = 1; LM1972_CLOCK = 0; } //********************************************************************** void set_volume(BYTE channel, BYTE attenuation) { short cnt; // LM1972_LOAD = 0; for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) { LM1972_DATA = (channel & 0x80) != 0 ? 1 : 0; LM1972_CLOCK = 1; LM1972_CLOCK = 0; channel <<= 1; } for (cnt = 0; cnt < 8; cnt++) { LM1972_DATA = (attenuation & 0x80) != 0 ? 1 : 0; LM1972_CLOCK = 1; LM1972_CLOCK = 0; attenuation <<= 1; } LM1972_LOAD = 1; } //********************************************************************** void db_cnv(BYTE dt, char* result) { int tmp; // tmp = dt; if (tmp >= 127) { IntToStr(-1000, result); result[9] = 0x00; result[8] = 'B'; result[7] = 'd'; result[6] = result[5]; result[5] = '.'; return; } if (tmp <= 96) { tmp *= 5; IntToStr(tmp * -1, result); result[9] = 0x00; result[8] = 'B'; result[7] = 'd'; result[6] = result[5]; result[5] = '.'; return; } tmp = 490 + ((tmp - 97) * 10); IntToStr(tmp * -1, result); result[9] = 0x00; result[8] = 'B'; result[7] = 'd'; result[6] = result[5]; result[5] = '.'; } //********************************************************************** void main() { BYTE R_data, L_data; char buf[16]; short mute_flg = 0; // OSCCON = 0b01110000; CMCON = 0b00000111; ANSEL = 0b00000000; TRISA = 0b11111111; // init_lcd(); Lcd_Out(1, 1, "R:"); Lcd_Out(2, 1, "L:"); // init_volume(); // R_data = EEPROM_Read(0); R_data = R_data > 127 ? 127 : R_data; L_data = EEPROM_Read(1); L_data = L_data > 127 ? 127 : L_data; set_volume(CH_R, R_data); set_volume(CH_L, L_data); db_cnv(R_data, buf); Lcd_Out(1, 3, &buf[1]); db_cnv(L_data, buf); Lcd_Out(2, 3, &buf[1]); // while (1) { //（Ｒ）ボリュームＵＰ！ if (SW_R_UP == 0) { Delay_ms(100); if (R_data > 0) { R_data--; EEPROM_Write(0, R_data); } set_volume(CH_R, R_data); } //（Ｒ）ボリュームＤＯＷＮ！ if (SW_R_DOWN == 0) { Delay_ms(100); if (R_data < 127) { R_data++; EEPROM_Write(0, R_data); } set_volume(CH_R, R_data); } //（Ｌ）ボリュームＵＰ！ if (SW_L_UP == 0) { Delay_ms(100); if (L_data > 0) { L_data--; EEPROM_Write(1, L_data); } set_volume(CH_L, L_data); } //（Ｌ）ボリュームＤＯＷＮ！ if (SW_L_DOWN == 0) { Delay_ms(100); if (L_data < 127) { L_data++; EEPROM_Write(1, L_data); } set_volume(CH_L, L_data); } //表示モード切替（ｄＢ表示、バー表示） if (SW_MODE == 1) { db_cnv(R_data, buf); Lcd_Out(1, 3, &buf[1]); Lcd_Out(1, 11, " "); db_cnv(L_data, buf); Lcd_Out(2, 3, &buf[1]); Lcd_Out(2, 11, " "); } else { BarDisp(1, 3, 0, 127 - R_data); BarDisp(2, 3, 0, 127 - L_data); } //ミュート動作 if (SW_MUTE == 0) { Delay_ms(100); if (mute_flg == 0) { mute_flg = 1; Lcd_Chr(1, 2, '_'); Lcd_Chr(2, 2, '_'); set_volume(CH_R, 127); set_volume(CH_L, 127); } else { mute_flg = 0; Lcd_Chr(1, 2, ':'); Lcd_Chr(2, 2, ':'); set_volume(CH_R, R_data); set_volume(CH_L, L_data); } } } } //**********************************************************************
