Erostecové étéčko 312b sice již dávno není technologický hit a předmět vlhkých snů elektroúchylů a elektroúchylek, nicméně stále představuje solidní základ pro relativně jednoduchou a bezpečnou hru s elektrostimulací a/nebo elektrotorturou. Článek se zaměřuje na koncový stupeň přístrojku a možná napomůže k vysvětlení, proč se některé módy provozu (zejména Audio 3) nechovají přesně tak, jak by provozovatel intuitivně očekával a jak ho skoupá dokumentace zkouší přesvědčit. Erostec podrobnosti o střevech zařízení moc nezveřejňuje, proto - a s výslovným souhlasem Skippyho, qDota a Rika z projektu zpětného rozboru ET-312 - využijeme v textu výsledky zpětného engineeringu a též výsledků další práce tří již zmíněných elektronadšenců.
Pokud jste si někdy zkoušeli v módu Audio3 využít oné výrobcem pravda cudně slibované funkce boosteru audio vstupu, pravděpodobně následovalo cosi jako zklamání. Onen vymakaný a složitě vytvarovaný vstupní signál vám étéčko změnilo v soupravu burstů, připomínajících signál na vstupu jen nepatrně. Při pohledu na schéma již ti zkušenější z vás pravděpodobně příčinu vidí, pro ostatní následuje krátký technický výklad.
Část étéčka, přivrácená k uživatelce, je tvořena dvojkanálovým výkonovým koncovým stupněm s digitálním řízením a výkonovou analogovou částí. O digitální řízení se stará duální osmibitový D/A převodník MAX548 zcela vlevo ve schématu. Ten přes sériové rozhraní (signály CS, DIN a SCLK) přebírá digitální data z řídícího procesůrku a na pinech OUTA a OUTB vytváří dvě nezávislá řídicí napětí. Jejich velikost určuje zapsaná digitální hodnota a referenční napětí převodníku. Přes odpory R11 a R22 jsou tato napětí přivedena do navazujících odporových sítí, které je spolu s napětími +9V1 a +9V2 převádějí na výsledné řídicí úrovně pro operační zesilovače.
Řídicí obvody analogové části jsou tvořeny vždy polovinou dvojitého operačního zesilovače LM358 (IC3G1 a IC3G2 ve schématu). U horního kanálu přichází napětí z výstupu DAC přes odpor R11 do uzlu tvořeného odpory R7 a R8, připojenými k +9V1 a zemi. Výsledné napětí této sítě je přivedeno na neinvertující vstup operačního zesilovače, pin 3. Na invertující vstup, pin 2, je připojena odporová síť R9/R10 a přes R6 také záporná zpětná vazba z výstupu zesilovače. LM358 tak upravuje řídicí napětí pro hradlo tranzistoru Q3. Dolní kanál pracuje obdobně, s odpory R22, R17/R18, R19/R20 a zpětnou vazbou R16; výstup jeho operačního zesilovače řídí tranzistor Q6.
Vlastní časování výstupních impulzů zajišťuje procesor samostatně: signály PB2/PB3 ovládají spínací tranzistory Q1/Q2 horního kanálu a signály PB0/PB1 tranzistory Q4/Q5 dolního kanálu. Nastavení analogové úrovně a časování spínání tedy obstarávají dvě odlišné řídicí cesty.
Výkonová část je symetrická pro oba kanály a pro každý kanál využívá kombinaci tří výkonových tranzistorů MOSFET.
- Tranzistory IRL520N-H (Q1, Q2 pro horní kanál, Q4, Q5 pro spodní kanál): Jedná se o N-kanálové MOSFETy ovládané přímo z logických pinů mikrokontroléru (PB0, PB1, PB2 , PB3). Tyto mosfety slouží jako rychlé spínače proudu do primárních vinutí transformátorů.
- Tranzistory IRF9224 (Q3 a Q6) jsou P-kanálové MOSFETy řízené výstupy z operačních zesilovačů. Tyto tranzistory regulují velikost proudu, tekoucího do transformátorů, čímž lineárně mění amplitudu výstupního impulzu (jako "high-side" proudový zdroj/regulátor).
V pravé části schématu pak vidíme vlastní výkonovou část, tvořenou výkonovými pulsními transformátory T2 a T3. Zajišťují galvanické oddělení výstupu od zbytku elektroniky a zároveň transformují napětí. A zároveň odpovídají na větší část otázky, proč je výstup tak příšerně domršen oproti vašemu natěšenému očekávání. Tato část výstupáčku vám vstupující signál v podstatě velmi svérázným způsobem derivuje,k čemuž přispívá i režim tráfek, pracujících nejspíš s vysokou saturací jádra.
Jinak ovšem výkonový stupeň dělá přesně to, k čemu byl navržen. MAX548 nastaví požadovanou maximální hladinu intenzity (amplitudy) pro každý kanál. Operační zesilovače udržují tuto hladinu stabilní, zatímco řídicí procesor pomocí signálů na hradlech N-MOSFETů (Q1/Q2 a Q4/Q5) velmi rychle spíná proud do transformátorů. Tím se na výstupních stereo jack konektorech generují "přesně tvarované" vysokonapěťové impulzy oddělené od digitální části.
Pokud jste při čtení dostali nápad, jak étéčko vylepšit a popisovaného omezení se zbavit, přibrzděte. Tento text vysvětluje část zapojení; není návodem k jeho úpravám ani úplným rozborem bezpečnosti přístroje. Zásah, který zdánlivě napraví průběh výstupního signálu, může současně změnit jeho další vlastnosti a narušit ochranné funkce zařízení. Bez znalosti celého zapojení a odpovídajícího ověření se proto do takových úprav nepouštějte. Se získanými informacemi nakládejte s rozumem a hrajte si bezpečně a hlavně konsensuálně!
