Схема индикатора уровня сигнала: ИНДИКАТОР УРОВНЯ СИГНАЛА

Содержание

ИНДИКАТОР УРОВНЯ СИГНАЛА

   Думаю многие согласятся, что стрелочные индикаторы в УМЗЧ смотрятся красиво и стильно, вот только где их найти… Выход есть — сделаем такой измеритель, в котором роль стрелки будут выполнять светоизлучающие диоды управляемые микросхемой. LM3916 — это специальная микросхема для LED индикаторов уровня.

   В отличие от LM3915, которая имеет фиксированный шаг между уровнями напряжения 3dB, LM3916 нелинейная: -20, -10, -7, -5, -3, -1, 0, +1, +2, +3db, подобно старым аналоговым VU-метрам. Предлагаемая схема имитирует движение стрелки в аналоговой головке. И для начала изучите datasheet на LM3916.

Схема стрелочно-светодиодного индикатора

   Светодиоды подключены через разъёмы J3 — J12 (показан на схеме только один ряд светодиодов). Схема индикатора потребует двухполярный источник питания для правильной работы. Положительный потенциал питания LED линейек должен быть ниже +25 В и в сочетании с напряжением отрицательного плеа не должен превышать 36 В. Минимальный уровень вольтажа зависит от рабочего напряжения светодиодов. Например, если светодиод на 1.9 В, а у нас 7 светодиодов на один контакт, то минимальное положительное напряжение будет 7 х 1.9 В + 1.5 В (падение напряжения на LM3916) = 14,8 вольт. Зеленые светодиоды, как правило, имеют чуть выше напряжение — 2.2-2.4 В, так что +18 В будет достаточно в большинстве случаев.

   Светодиодный ток определяется резистором R1_REF, и с сопротивлением 2,2 кОм будет 5 мА.
Формула для расчёта: Iled = 10 х (1.2 V / R1_REF)

   В качестве двойного операционного усилителя на входе можете ставить — TL072, TL082, LM358. Выходной режим может быть установлен 3-х контактной перемычкой JP1. Максимальное входное напряжение для LM3916 имеет значение 1,2 В, и с помощью R8-R7 можно регулировать уровень входного сигнала.

Видео работы индикатора

   Цвет светодиодов на ваш выбор. Тут использованы зеленые светодиоды для отрицательных уровней, желтый — 0dB и красный для положительного уровня звукового сигнала. Для этого нужны прямоугольные светодиоды. Архив с рисунками печатных плат можно скачать здесь.

ИНДИКАТОР УРОВНЯ ЗВУКОВОГО СИГНАЛА

Сейчас стало модным для визуальной индикации уровня сигнала использовать светодиоды и светодиодные матрицы, чему способствовал, в значительной степени, выпуск микросхем типа LM3915. Но со временем мода проходит, и хочется чего-то оригинального, которого нет у других. И тут вспоминается старая добрая схема на газоразрядном индикаторе ИН-13, способная создать такой красивый эффект, что любой светодиод побледнеет от зависти! ИН-13 представляет собой индикатор тлеющего разряда в виде стеклянной трубки длиной 130 мм.

Цоколёвка газоразрядных индикаторов серии ИН

   А – анод, Э – экран, К – катод,

Кв – вспомогательный катод, А0 – анод нулевой, А1-А4 – группа анодов, Ап – анод последний.

Технические характеристики газоразрядных индикаторов

Существует 2 варианта схем индикатора звука с ИН-13 — простая, с питанием от сети 220 В, и посложнее — с DС-DC преобразователем и операционным усилителем на входе.

Простая схема индикатора звука на ИН-13

Схема индикатора звука с инвертором

Первая схема довольна старая, но довольно простая и может пригодится начинающим радиолюбителям в качестве индикатора выходного сигнала усилителя. Можно использовать её и в качестве линейного вольтметра, немного изменив входную часть. Транзистор можно применить и какой-нибудь современный высоковольтный.

В своём случае решил собрать по более сложной, чтоб не связываться с небезопасным сетевым питанием. При кажущейся сложности, она заработала практически с первого включения.

Вся конструкция, включая повышающий инвертор 12-120 В для питания анодного напряжения, уместилась на одной небольшой плате. Это стало возможным благодаря применению SMD деталей. Транзисторы

MPSA42 должны быть высоковольтные, а не обычные КТ315. Заменимы на любые с напряжением коллектора от 200 В и более. ОУ ставьте любые аналогичные — TL062, TL082 и так далее.

Настройка индикатора звука

Настройка сводится к установке уровня яркости света, с помощью подстроечного резистора Р5. Он определяет напряжение на аноде 120 В. Элементы Р1-4 нужны для установки нуля шкалы и максимального размаха.

Видео работы индикатора уровня сигнала

Данный звуковой индикатор планируется задействовать в одном из ламповых усилителей. Не знаю как он будет звучать, но с таким визуальным эффектом выглядеть будет точно хорошо! С уважением, Gamzan.

   Форум по УНЧ

Индикатор уровня сигнала на светодиодах

Определить уровень сигнала на индикаторных светодиодах необходимо для решения нескольких задач (показатели тока и напряжения, смены фазы), но наиболее часто такая схема применяется именно для отображения уровня звука.

В современной электронике индикаторные светодиоды отчасти уступили место устройствам на ЖКИ и светодиодных матрицах. Но схема такого типа не только наглядно показывает уровень сигнала, она также проста в реализации и довольно наглядна.

Из чего собрать светодиодный индикатор уровня?

За основу могут быть взяты аналого-цифровые преобразователи (АЦП) LM3914-16. Эти микросхемы способны управлять как минимум 10 диодами, а при добавлении новых чипов количество лампочек может увеличиваться практически до бесконечности. Индикатор может иметь любой цвет, а над исполнением корпуса лучше подумать заблаговременно, чтобы потом это не стало неожиданностью.

LM3914 имеет линейную шкалу, которая может также использоваться для измерения напряжения, а 15 и 16 – логарифмическую, но при этом цоколевка у микросхем ничем не отличается.

Светодиоды при этом могут быть любыми, импортными или отечественными, главное, чтобы они подходили для выполнения поставленной задаче. Например, можно использовать простейшие диоды АЛ307, но можно и более сложные.

Расчет схемы индикатора

Составление данного устройства не требует никаких специальных навыков. Расчет показателей тока и напряжения можно произвести в любой программе, как и чертеж.

Одна из «ножек» (9) микросхемы подключается к положительному входу подачи напряжения. Таким образом светодиоды будут управляться как единый столбец. Для того чтобы иметь возможность самостоятельно регулировать режимы при смене фазы, схема должна включать в себя переключатель, но может спокойно обойтись и без него, если эта опция не нужна.
Ток, проходящий через светодиоды для заданного напряжения и фазы можно рассчитать так:

Ic = 12,5/R

R – сопротивление на 7 и 8 «ножках»

Для тока в 1 мА R=12,5 / 0,001 А = 12,5 кОм.

А для тока в 20мА  R=625 Ом.

Внедрение подстроечного резистора даст возможность регулировать яркость свечения, при отсутствии такой необходимости можно поставить обычный. Номиналы для них будут 10 кОм и 1 кОм соответственно.

Конечная схема светодиодного индикатора уровня получится приблизительно такой.

Она идеально подходит для моно-сигнала, но для стерео- придется составить ещё одну на второй канал. Они могут объединяться через обычный сетевой кабель с учетом фазы. Отменный вариант – сделать две одинаковые схемы, выполненные в разных цветах для демонстрации уровня каждого из каналов. Устройства также могут менять свой цветовой диапазон, но такая реализация будет несколько сложнее.

Величина C3 может быть равной 1 мкф при условии, что R4=100 кОм. Номинал R2 можно подбирать из диапазона 47-100 кОм.

В данной схеме используется транзистор КТ 315, но его можно заменить любым другим с подходящими параметрами (фазы сигнала, тока, вел-на напряжения, p-n переход).

Совет: Все необходимые элементы можно приобрести на радиорынке или в магазине, стоит учесть, что чипы LM3915-16 несколько дороже, чем LM3914. Менее затратный вариант – выпаять комплектующие с уже существующих плат.

В итоге получится приблизительно такое устройство:

Собрать индикатор  уровня сигнала своими силами – вполне решаемая задача. Главное – найти из чего будет составляться схема, а после – уделить немного времени проверке и отладке устройства.

Схема светодиодного индикатора уровня сигнала » Вот схема!


Принципиальная схема показана на рисунке. Входной сигнал поступают на усилительный каскад — на транзисторе VT1. Рабочую точку этого каскада, а именно напряжение на его коллекторе можно установить подстройкой R2. С коллектора VT1 сигнал поступает на входы R четырёх триггеров микросхемы D1. Резисторы R4, R5 и R6 служат для регулировки порогов срабатывания триггеров и, следовательно, порогов зажигания светодиодов VD1-VD4.

 На транзисторе VT2 и микросхеме D2 собран, генератор коротких отрицательных импульсов, форма которых показана на схеме.

Эти импульсы поступают на соединенные вместе входы S микросхемы D1. Таким образом, через каждые 20 микросекунд все триггеры устанавливаются в единичное состояние, при котором светодиоды не горят.

В результате инерционности зрения такое мерцание светодиодов воспринимается человеком как постоянное свечение, практически мы видим бегущую линейку из светодиодов, а длина линейки (число светящихся светодиодов) пропорциональна уровню входного сигнала. Конденсатор, показанный на рисунке пунктиром может быть установлен в том случае если требуется введение некоторой инерционности работы индикатора.

Количество триггеров, а следовательно и светодиодов, можно увеличить, например до 8-и, для этого достаточно подключить еще одну микросхему К555ТР2. При этом существенно увеличится точность определения уровня входного сигнала.

Настройка.

Настройка заключается в установке начального уровня, минимального, при котором зажигается один светодиод — подстройкой R2, и далее требуется установка уровней зажигания других светодиодов, подстройкой резисторов R4-R6. Построение схемы на RS-триггерах позволило исключить мерцание светодиодов, по сравнению со схемами, построенными на обычных логических элементах (например на К155ЛА3), хотя это и привело к усложнению конструкции.

При отсутствии микросхемы К555ТР2 её можно заменить двумя микросхемами К155/1 A3, из элементов которых собрать четыре RS-триггера. При этом необходимо сохранить приоритет по входу S, это значит, что светодиоды нужно подключать к выходу того элемента, один из входов которого используется как вход S триггера.

Транзисторы КТ315 можно заменить на КТ3102, КТ316, КТ312 и другие аналогичные.

Простой аналоговый индикатор уровня сигнала

Все конечно помнят старые магнитофоны и усилители и самое главное их красивые стрелочные индикаторы уровня сигнала, вариантов было масса, но красота вечна. Вот о таком давайте и поговорим.

Для начала рассмотрим простую транзисторную конструкцию, в которой можно применить КТ315 или КТ3102. Принципиальна схема индикатора уровня одного канала усилителя изображена на рисунке ниже:

Напряжение питания 26…27 Вольт. Ниже на рисунке показана печатная плата для индикатора на 2 канала усилителя, которая предусматривает наличие микросхемы стабилизатора напряжения КР142ЕН9В (КР142ЕН9Е) для питания схемы.




Сигнал для индикатора снимается с входа усилителя (берется до регулятора громкости). Регулировка чувствительности производится подстроечными резисторами 47 кОм.

Индикатор уровня сигнала усилителя на ИС К157ДА1.

Второй вариант аналогового индикатора уровня сигнала реализован на интегральной микросхеме К157ДА1, она применялась раньше в различного рода стереофонических магнитофонах для индикации уровня записи. Внешний вид и назначение выводов показано на следующем рисунке:







Схема двухканального индикатора на МС К157ДА1 с однополярным питанием:





Схема не сложная, и, надеемся, дополнительных пояснений не требует. Ниже — печатная плата к данной схеме.




Скачать печатную плату в формате LAY

Питание схема получает от интегрального стабилизатора напряжением 9 Вольт. Указанный на схеме 7809 можно заменить на отечественный КР142ЕН8А. Плата предусматривает подключение светодиодов подсветки индикаторных головок, клеммы на плате обозначены “LED”. Номинал ограничительного резистора для светодиодов рассчитывайте индивидуально в зависимости от количества светодиодов и их тока. Для примера, четыре последовательно соединенных светодиода на напряжение 2,2 Вольта при напряжении питания 9 Вольт, подсоединяются к выходу 7809 через резистор порядка 20 Ом.




Реклама
5 шт. 4×5 черный элемент крепления банок 18650
Реклама
KCD6 16A 250 В AC кулисный переключатель, Отзывы: ***Отлично работает.***
Внешний вид готовой платы выглядит так:

И в заключение, принципиальная схема индикатора уровня сигнала на К157ДА1 с питанием от двухполярного источника:




Печатная плата для этого варианта выглядит следующим образом:




Логарифмический индикатор выходной мощности. Индикаторы уровня. Принципиальная схема пикового индикатора

Основная часть потребляемой мощности в звуковоспроизводящей аппаратуре ложится на выходной каскада, то есть на УМЗЧ. При том что в отсутствие входного сигнала УМЗЧ себя практически никак не проявляет (за исключением едва заметного шипения в динамиках, которое тоже не всегда имеет место).

А вот все дистанционное управление обычно сосредоточено именно в источнике сигнала (DVD-плеер, телевизор, и др.). УМЗЧ же зачастую выключается только механическим выключателем. Из-за этого возникает неприятная ситуация, когда УМЗЧ практически всегда остается включенным.

Конечно можно каким-то образом соединить схему выключения на реле или дежурного выключения (блокировку. энергосберегающий режим) УМЗЧ с системой управления источника сигнала, но это требует вмешательства в схему источника сигнала и привязывает УМЗЧ к одному определенному источнику сигнала.

Что не всегда удобно. Более просто сделать сенсор наличия входного сигнала, который будет включать УМЗЧ автоматически при поступлении на его вход сигнала и так же автоматически выключать если сигнал отсутствует в течение некоторого времени.

Схема, показанная на рисунке, отличается тем, что в ней в качестве детекторов входного сигнала используются индикаторы уровня на светодиодах, показывающие уровни входного сигнала раздельно для каждого из стереоканалов.

Сигналы, поступающие на вход УМЗЧ одновременно поступают и на входы измерителей на микросхемах А1 и А2. Это микросхемы ВА6125, — поликомпараторные пятиступенчатые светодиодные индикаторы уровня НЧ-сигнала.

Микросхемы включены по типовым схемам. Чувствительность в зависимости от номинального уровня сигнала в конкретной аудиосистеме устанавливается подстроенными резисторами R3 и R7 При самом малом уровне сигнала зажигается нижний по схеме светодиод, то есть, для правого канала НПО, а для левого — HL5.

Далее эти светодиоды горят и при большем уровне сигнала (тип индикации — «столб»). Поэтому сигналом включения УМЗЧ служит момент загорания HL5 или HL10. Датчики зажигания светодиодов сделаны на транзисторах VT1 и VT2.

При загорании светодиода напряжение на нем достигает стандартной величины прямого напряжения для используемого светодиода. У индикаторных светодиодов типа АЛ307 эта величина в пределах от 1,6 до 2,2V в зависимости от цвета (на зеленых напряжение выше).

Этого напряжения достаточно для открывания транзистора. Соответственно, VT1 или VT2 (или оба) открывается и напряжение на резисторе R9 поднимается до высокого логического уровня. Триггер Шмитта D1.1 переключается в состояние логического нуля на выходе.

Если конденсатор С5 был ранее заряжен то он разряжается через диод VD1 и резистор R11 довольно быстро. В результате второй триггер Шмитта D1.2 переключается в состояние логической единицы на выходе. Транзистор VT3 открывается и реле К1 включает УМЗЧ.

Схема включения УМЗЧ может быть иной. Совсем не обязательно использовать реле. Если в УМЗЧ предусмотрен энергосберегающий режим или режим блокировки то можно логический уровень с выхода D1.2 подать непосредственно на соответствующий вход микросхемы УМЗЧ или его управляющего узла.

Либо через ключ на транзисторе VT3 или через дополнительный инвертор используя один из двух свободных инверторов микросхемы D1. Все зависит от схемы управления УМЗЧ, от того каким уровнем производится включение и выключение конкретного УМЗЧ. Так что можно сказать что схема на VT3 и К1 показана условно.

При пропадании входного сигнала в обоих стереоканалах светодиоды HL5 и НПО гаснут. Транзисторы VT1 и VT2 закрываются и напряжение на соединенных вместе входах D1.1 падает до низкого логического уровня. Триггер Шмитта D1.1 переключается в состояние логической единицы на выходе.

Конденсатор С1 начинает медленно заряжаться через обратное сопротивление диода VD1 и резистор R10. На это затрачивается времени около 20-30 минут. Как только напряжение на конденсаторе достигнет порога переключения триггера Шмитта D1.2. он переключится и транзистор VT3 закроется, на у дальше реле или какая-то другая схема выключит УМЗЧ или переключит его в «stand-by».

Если же до наступления момента зарядки С5 до напряжения логической единицы поступление сигнала возобновляется, то загорается HL5 или HL10 (или оба), напряжение на входах D1.1 вырастает до логической единицы и конденсатор С5 ускоренно разряжается через диод VD1 и резистор R11.

Таким образом, УМЗЧ выключается только если пауза во входном сигнале в обоих каналах превышает время зарядки С5 до порога логической единицы. Включается практически сразу с поступлением сигнала в любом из каналов.

Индикаторные микросхемы ВА6125 можно заменить другими полными или неполными аналогами, — таких микросхем выпускается множество. Из полных аналогов можно использовать ВА6884, правда у неё немного ниже чувствительность по входу.

Впрочем, если в данной аудиосистеме используется чувствительный УМЗЧ, и соответственно уровень номинального входного сигнала низок, то конечно потребуются дополнительные усилительные каскады перед микросхемами А1 и А2. Светодиоды — практически любые индикаторные, АЛ307 или аналогичные импортные (кроме мигающих). Микросхему К561ТЛ1 можно заменить импортным аналогом CD4093.

Очень важен выбор конденсатора С5, это должен быть качественный конденсатор с низким током утечки. При большой утечке схема может не работать из-за того что шунтирующее сопротивление тока утечки конденсатора будет меньше или близко сопротивлению резистора R10.

В таком случае ток утечки с резистором R10 образует делитель напряжения и напряжение на конденсаторе никогда не достигнет уровня логической единицы.

Можно использовать конденсатор меньшей емкости, соответственно увеличив сопротивление R10. Например, можно применить качественный неэлектролитический конденсатор на 2,2 мкФ, увеличив сопротивление R10 до 15 М.

При налаживании время паузы в сигнале после которой происходит выключение подбирают сопротивлением R10 (или емкостью С5).

Статья Полувертова В. В. прислана Д. Лебедевым из Москвы.

Эта статья продолжает ряд публикаций, посвященных радиолюбительским конструкторам MasterKit. В ней описан модуль стереофонического индикатора уровней сигналов для комплекта «Усилитель низкой частоты» («РХ» N? 6,2000, N? 1 и N? 2,2001).

Предлагаемый индикатор позволит «оживить» внешний вид радиолюбительского усилителя мощности и сделает его использование более комфортным и привлекательным. Стереоиндикатор состоит из трех независимых блоков -двух универсальных светодиодных линейных индикаторов и двухканального логарифмического выпрямителя. Такое построение позволило получить очень гибкое устройство как по функциональным возможностям, так и по внешнему дизайну. Далее дано описание отдельных узлов, входящих в состав индикатора, а также показан вариант конструктивного исполнения стереоиндикатора.

Принципиальная схема. Светодиодный линейный индикатор представляет собой универсальный линейный индикатор постоянного напряжения. Сигнал индицируется светодиодной шкалой из 12 светодиодов. Разработано два варианта: со светодиодами, загорающимися последовательно в виде непрерывного столбика («светящийся столб» NM5201) и с одним загорающимся светодиодом, перемещающимся по линейке («бегающая точка» NM5301). Принципиальная схема индикатора «светящийся столб» (NM 5201) показана на рис.1. Такие индикаторы, выполненные на компактной плате, могут использоваться не только в усилителе мощности, но и в устройствах автомобильной электроники,контрольно-измерительной и бытовой технике. В качестве основы индикатора применена микросхема UAA180 (отечественный аналог КР1003ПП1). Выбор был обусловлен тем, что на основе этой микросхемы можно создавать индикаторы как типа «светящийся столб», так и «бегающая точка», при этом обеспечивается их высокая экономичность. К тому же наличие отечественного аналога существенно снижает стоимость устройства, что немаловажно в наших условиях. Нижняя граница входного напряжения определяется уровнем на выводе 16 микросхемы (в данном случае она равна 0). Верхняя граница входного напряжения задается потенциометром R2 и может изменяться в пределах +1…+5 В. Вывод 2 предназначен для регулировки яркости свечения светодиодов. При подключении этого вывода к общему проводу все светодиоды гаснут, а при подключении к источнику питания через ограничительный резистор 100 кОм яркость свечения увеличивается примерно в два раза, что позволяет использовать этот режим в качестве дополнительной индикации, например перегрузки.

Технические характеристики индикатора.
Напряжение питания………………………………………..9 -18 В
Ток потребления, не более…………………………………30 мА
Номинальный диапазон входных напряжений…..0 — 4 В
Ток через светодиоды (вывод 5 свободен)…………..5 — 6 мА
Размер печатной платы…………………………………….75×25 мм

Конструкция. Внешний вид собранного модуля показан на рис.2, а печатная плата и расположение элементов на рис.3 и рис.4. Монтаж выполнен на плате из фольгироваиного стеклотекстолита. Под регулировочным резистором имеется дополнительное отверстие, что позволяет производить его подстройку с любой стороны платы. Конструкция платы предусматривает возможность сборки укороченного варианта индикатора на 8 светодиодов: достаточно обрезать плату по пунктирной линии, а для крепления использовать дополнительное крепежное отверстие. Можно использовать светодиоды любых желаемых цветов, в зависимости от функционального и стилевого замысла. В конструкции предусмотрено, чтобы светодиоды при монтаже ложились на прямую внешнюю кромку платы, этим обеспечивается их ровная установка без применения дополнительных крепежных и выравнивающих элементов. При необходимости можно дополнительно закрепить их на плате каким-либо клеем. На плате индикатора нет высоких компонентов, что позволяет монтировать индикаторы друг над другом с минимальным зазором, например для создания панелей индикации анализаторов спектра.

Логарифмический выпрямитель.
Принципиальная схема. Логарифмический выпрямитель выполнен (рис.5) на основе микросхемы КР157ДА1, которая представляет собой двухканальный двухполупериодный выпрямитель. Микросхема преобразует переменное напряжение, поступающее на ее входной контакт 2(6), в постоянный ток источника тока, вытекающий из контакта 13(9), с величиной, пропорциональной среднему значению переменного напряжения. Если необходим выход по напряжению, то вывод 13(9) заземляется, а сигнал снимается с контакта 12(10) — выхода эмиттерного повторителя, установленного после внутреннего нагрузочного резистора источника тока. К выводу 12(10) подключен конденсатор С5(С6), который совместно с внутренним ограничительным резистором и резисторами R15, R16 (R17, R18) обеспечивает динамические характеристики (постоянные времени нарастания и спада), требуемые для стандартного VU измерителя. Выходной делитель на резисторах R15, R16 (R17, R18) необходим для согласования уровней выпрямителя и линейного индикатора. В стандартной схеме включения линейный выпрямитель обеспечивает индикацию уровней сигналов в диапазоне чуть более 20 дБ, что явно недостаточно для качественного усилителя. По этой причине в схему была введена цепь логарифмирования на элементах R8, R9, (R7, RIO), Rll, R12, R13 и VT1, VT2 (VT3, VT4). Она обеспечивает нелинейную нагрузку для внутренних источников выпрямленного тока, поднимая до +20 дБ усиление на слабых сигналах и оставляя его неизменным на больших сигналах. Делитель на резисторах R11-R13 задает точки перегиба кривой логарифмирования. Применение общего делителя гарантирует идентичность характеристик каналов, а использование вместо диодов транзисторов обеспечивает отсутствие их взаимовлияния. В результате использования цепи логарифмирования удалось расширить диапазон индикации до более чем 40 дБ. В данной схеме радиолюбители могут легко поэкспериментиро-вать со схемой логарифмирования и оценить ее эффективность. Для того, чтобы отключить схему логарифмирования и перевести детектор в линейный режим, достаточно перемкнуть резистор R8 (R7). Резисторы R1 и R2 регулируют чувствительности выпрямителя, что позволяет применять устройство с различными источниками звуковых сигналов. Для использования выпрямителя на линейном выходе усилителя (250 мВ) требуются резисторы с номиналом 10 кОм, а для подключения к мощному выходу усилителя их номинал потребуется увеличить до нескольких сотен кОм. Точное значение лучше подобрать экспериментально.

Техн. характеристики логарифмического выпрямителя.
Напряжение питания…………………………………….6…20В
Ток потребления……………………………………………..5 мА
Номинальный уровень входного сигнала*……….250 мВ
Уровень выходного сигнала…………………………….0…4 В
Диапазон отображаемых сигналов, не менее…….40 дБ
Размер печатной платы……………………………………75×25 мм.
*При Rl, R2 = ЮкОм.

Конструкция. Внешний вид модуля, установленного над линейными индикаторами, показан на обложке журнала и рис. Монтаж выполнен на плате из фольгированного стеклотекстолита (рис.6 ,7). Размеры платы, крепежные отверстия и расположение контактов согласуются с модулями линейных индикаторов NM 5201 и NM 5301. Для обеспечения компактных размеров модуля постоянные резисторы на плате устанавливаются вертикально.

Для того, чтобы на основе описанных модулей собрать сте-реоиндикатор радиолюбительского усилителя, достаточно соединить при помощи винтов с втулками два линейных индикатора и выпрямитель, как показано на рис.8. Затем необходимо соединить их выводы питания, а выходы выпрямителя — со входами соответствующих индикаторов. Показанный вариант конструкции не единственный. Благодаря разделению стерео-индикатора на модули можно выбрать вариант установки индикаторов, например, в линейку друг за другом или встречно.
Налаживание стереоиндикатора. После сборки потребуется только операция калибровки: подав на входы напряжение от звукового генератора сигнал с номинальным уровнем, резистором R2 добиваются «загорания» десятого светодиода.

Для индикации уровня выходной мощности усилителей низкой частоты существует большое количество схем и конструкций различной степени сложности. Основным, но не единственным, конечно, их недостатком является необходимость использования источника для их питания.

В том случае, когда индикатор встраивается в усилитель мощности, проблем с его питанием не возникает. Световая индикация даже приблизительной величины излучаемой колонками мощности не только практически важна для музыкантов или слушателя, но и выполняет чисто психологическую функцию — «красиво и комфортно!» При этом требования по точности индикации излучаемой колонками мощности к такому индикатору не предъявляются. Главное, чтобы обеспечить психологический эффект. Именно этим условиям и соответствует устройство.

В этой статье описан простейший светодиодный индикатор выходной мощности УМЗЧ, не требующий отдельного источника для своего питания. Выводы разъема К1 индикатора соединяются со звуковой колонкой (динамиком) УМЗЧ. Схема позволяет проводить визуальную индикацию при подводимой к нагрузке УНС мощности примерно 1 Вт или более.

Максимальная индицируемая мощность УМЗЧ при использовании указанных на схеме номиналах радиокомпонентов составляет примерно 40 Вт. Это обусловлено использованием в схеме индикации резисторов с допустимой мощностью рассеивания 0,25 Вт и типом транзистора Т1 BC547. Если требуется визуальная индикация больших мощностей, то надо использовать соответствующие радиокомпоненты в схеме.

Входное сопротивление схемы индикации примерно равно 470 Ом, поэтому ее влияние на мощный (или относительно мощный) УМЗЧ незначительное.

Делитель R1R2 определяет чувствительность схемы индикации.

Нагрузкой транзистора Т1 является резистор R3. Светодиодная матрица LD1 представляет собой два светодиода в одном корпусе — красного R и зеленого цвета свечения. Цвет свечения матрицы LD1 определяется направлением тока через нее.

В положительную полуволну входного сигнала индикатора потенциально может светиться только зеленый кристалл G (левый на схеме) светодиода LD1. Резистор R3 — балластный или токоограничительный. При некоторой величине входного сигнала (мощности УМЗЧ) транзистор Т1 открывается, а светодиод G гаснет.

В отрицательную полуволну входного переменного напряжения может светиться только красный R светодиод (правый на схеме) сборки LD1. Резистор R3 и для него будеттокоограничительным, но в этом режиме параллельно светодиоду сборки через переход «база-коллектор» транзистора Т1 подключается резистор R2. В итоге повышается порог начала свечения красного светодиода R сборки LD1. Это необходимо, поскольку кристалл R в сборке более чувствительный, чем G.

При низких уровнях входного сигнала схемы индикатора из-за небольшой выходной мощности УМЗЧ сборка LD1 светится практически зеленым светом. С повышением подводимой к схеме мощности НЧ сначала будут светиться оба кристалла сборки, а суммарный цвет свечения LD1 будет близок к оранжевому. При высоких уровнях входного сигнала свечение зеленого кристалла сборки практически становится незаметным, а красный кристалл R будет светиться (в отрицательные полуволны входного напряжения).

Настройка схемы заключается в подборе величин резисторов исходя из подводимого на вход схемы напряжения (мощности УМЗЧ на нагрузке).

В УМЗЧ смотрятся красиво и стильно, вот только где их найти… Выход есть — сделаем такой измеритель, в котором роль стрелки будут выполнять светоизлучающие диоды управляемые микросхемой. LM3916 — это специальная микросхема для LED индикаторов уровня.

Схема стрелочно-светодиодного индикатора

Светодиоды подключены через разъёмы J3 — J12 (показан на схеме только один ряд светодиодов). Схема индикатора потребует двухполярный источник питания для правильной работы. Положительный потенциал питания LED линейек должен быть ниже +25 В и в сочетании с напряжением отрицательного плеа не должен превышать 36 В. Минимальный уровень вольтажа зависит от рабочего напряжения светодиодов. Например, если светодиод на 1.9 В, а у нас 7 светодиодов на один контакт, то минимальное положительное напряжение будет 7 х 1.9 В + 1.5 В (падение напряжения на LM3916) = 14,8 вольт. Зеленые светодиоды, как правило, имеют чуть выше напряжение — 2.2-2.4 В, так что +18 В будет достаточно в большинстве случаев.

Светодиодный ток определяется резистором R1_REF, и с сопротивлением 2,2 кОм будет 5 мА.
Формула для расчёта: Iled = 10 х (1.2 V / R1_REF)


В качестве двойного операционного усилителя на входе можете ставить — TL072, TL082, LM358. Выходной режим может быть установлен 3-х контактной перемычкой JP1. Максимальное входное напряжение для LM3916 имеет значение 1,2 В, и с помощью R8-R7 можно регулировать уровень входного сигнала.

Видео работы индикатора

Цвет светодиодов на ваш выбор. Тут использованы зеленые светодиоды для отрицательных уровней, желтый — 0dB и красный для положительного уровня звукового сигнала. Для этого нужны прямоугольные светодиоды. Архив с рисунками печатных плат можно .

Здравствуйте друзья!

В продолжение статей об усилителях думаю пригодится и схема логарифмического индикатора уровня сигнала. Данное устройство основано на микросхеме LM3915 в количестве двух штук (каждая микросхема работает на свой канал) посмотреть подробную информацию о микросхеме можно , рекомендуемое напряжение питания 12В. В качестве пред усилителя выступает микросхема LM358. Подробная информация о микросхеме .

За место LM3915 можно использовать следующие аналогичны микросхемы: LM3914 и LM3916. Стоить учесть, что у микросхемы 3914 шакала линейная, светодиоды загораются с шагом в 3 дБ, а 3915 и 3916 шаг логарифмический.

За место LM358 можно использовать следующие аналогичны микросхемы: NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C.

Достоинства данного устройства

  • Простота в изготовлении
  • Надежность

Недостатки

  • Высокая стоимость микросхемы. Данный недостаток устраняется путем покупки радиодеталей в Китае.
Схема стерео индикатора уровня сигнала

Печатная плата индикатора уровня сигнала

Список радиодеталей

Микросхемы. Для установки микросхем на плату рекомендую докупить панельку DIP18 и устанавливать микросхемы в панельку в последнюю очередь. Для того чтобы уменьшить вероятность выхода из строя микросхемы путем удара статическим электричеством при ее установке на плату.

  • LM358 — 1шт
  • LM3915 — 2шт.

Резисторы

  • подстроечный резистор RV1 и RV2 — 100кОм — 2шт.
  • R1, R2 — 22кОм -2шт
  • R5, R6 — 220кОм -2шт
  • R3, R4 — 1кОМ — 2шт
  • R7, R8 — 47кОм -2шт
  • R9, R11 — 1,3кОм -2шт
  • R10, R12 -3.6кОм — 2 шт

Конденсаторы

  • 1.0 мФ — 4 шт
  • конденсатор электролитический 100мФ х 32В -1 шт
  • 1N4148 — 4 шт.
  • светодиоды -10шт. Подбираются по вкусу с напряжением питания 3В. Рекомендуем последние два светодиода подбирать другим цветом.

Если возникли вопросы по данной статье прошу писать администратору сайта.

Схема светодиодного индикатора уровня сигнала | ASUTPP

Светодиодные индикаторы, как и стрелочные приборы, широко применяются в различной электронной аппаратуре. Они используются для визуального отображения информации об уровне сигнала — напряжения, тока, частоты и других параметров.

В данной статье будет показан пример простой электронной схемы светодиодного индикатора, которую можно применить, например, для индикации уровня громкости (мощности) усилителя звуковой частоты. Принципиальная схема устройства показана на рисунке ниже.

Электронная схема светодиодного индикатора

Электронная схема светодиодного индикатора

Схема не сложна в изготовлении и доступна для повторения радиолюбителям любого уровня.

Она не содержит дорогих или «редких» элементов и допускает использование аналогичных деталей широкого применения. Кроме того, в схеме нет никаких активных элементов (транзисторов, микросхем), поэтому не требуется и её отдельного питания. Питание схема получает непосредственно от мощного выходного сигнала усилителя. Поэтому такая схема имеет, конечно, ограниченный динамический диапазон, однако для элементарного отображения уровня выходной мощности усилителя этого часто бывает достаточно.

Сопротивление резистора R7 подбирается точно при непосредственном подключении схемы к выходу усилителя. При мощности до 70 ватт его номинал составит около 200…600 Ом. Диоды можно использовать любые кремниевые (прямое падение напряжения на которых порядка 0,7 вольт) с допустимым прямым током 0,3 ампера или больше. Диод VD7 нужен для выпрямления переменного тока звукового сигнала и выделения его постоянной составляющей.

Конденсатор С1 «сглаживает» резкие скачки сигнала на пиковых значениях и придаёт процессу индикации некоторую «инерционность», что обеспечивает более удобную визуализацию. Его ёмкость может варьироваться от 1 до 50 мкФ для обеспечения наиболее приемлемого режима работы. Светодиоды можно использовать тоже любые, со «стандартным» рабочим током 10…20 мА.

В схеме использовано шесть светодиодов, большее их количество может не обеспечить достаточного уровня яркости свечения. Ведь схема пассивна, то есть питание её напрямую зависит от мощности выходного каскада усилителя и уровень максимального рабочего тока ограничен этим фактором. Этот «недостаток» обусловлен исключительной простотой приведённой здесь схемы, для его устранения потребуются более «сложные» варианты с применением управляющих активных элементов.

Схема индикатора уровня напряжения

с использованием микросхемы LM339

Индикатор уровня напряжения — это схема, которая может использоваться для индикации диапазона входного напряжения. Обычно схема состоит из последовательности пороговых точек с соответствующей последовательностью светодиодов, которые загораются, когда входное напряжение достигает значения, равного или превышающего каждое пороговое значение.

Например, опорными точками цепи уровня напряжения являются 3 В, 6 В, 9 В, 12 В, а соответствующие светодиоды — LED1, LED2, LED3, LED4 соответственно.Если мы подадим входное напряжение 8 В, тогда светодиоды 1 и 2 загорятся, а светодиоды 3 и 4 останутся выключенными. Поскольку входное значение выше контрольной точки 3 В и 6 В, но ниже 9 В и 12 В.

В приведенной здесь схеме индикатора уровня напряжения используется схема компаратора для сравнения входных значений, чтобы проверить, находится ли входное значение выше или ниже эталонного значения.

Компаратор — это устройство, которое сравнивает два входа и выдает результат, который указывает, какой вход больше.

Два входа компаратора — это инвертирующий (-) и неинвертирующий (+) входы. Выход компаратора будет в высоком состоянии или положительном насыщении, когда входное напряжение на неинвертирующем выводе больше, чем напряжение на инвертирующем выводе. И выход переключается в низкое состояние или отрицательное насыщение, когда входное напряжение на инвертирующем выводе больше, чем на неинвертирующем выводе. Он просто проверяет напряжение между двумя входами и выдает на выходе высокий или низкий уровень, независимо от величины разницы между ними.

Например, если входное напряжение в неинвертирующем (+) = 6В, входное напряжение в инвертирующем (-) = 5,8В. Затем выход становится высоким, поскольку напряжение на неинвертирующем выводе имеет большее значение. Если мы обменяем вышеуказанные значения напряжения между двумя входами, то инвертирующий терминал будет иметь большее значение, а затем выход переключится в состояние НИЗКОГО.

Lm339 Компаратор IC

Основным компонентом этой схемы индикатора уровня напряжения является микросхема LM339, представляющая собой четырехканальный компаратор, имеющий 4 компаратора.Таким образом, мы можем использовать до 4 эталонных значений для сравнения; чтобы проверить, находится ли входное напряжение выше или ниже 4 контрольных точек.

Lm339 Схема выводов

Компаратор Штифт Функция
Компаратор 1 4 — Инвертирующий вход 1
5 + неинвертирующий вход 1
2 Выход 1
Компаратор 2 6 — Инвертирующий вход 2
7 + неинвертирующий вход 2
1 Выход 2
Компаратор 3 8 — Инвертирующий вход 3
9 + неинвертирующий вход 3
14 Выход 3
Компаратор 4 10 — Инвертирующий вход 4
11 + неинвертирующий вход 4
13 Выход 4

Работа контура

Здесь эталонные напряжения получены с помощью схемы делителя напряжения из равных резисторов (1 кОм).Делитель напряжения подключен к источнику питания, и каждая точка подключена к неинвертирующему выводу компараторов. В схеме у нас четыре резистора 1кОм, напряжение на каждом резисторе будет равно Vcc / 4. Если напряжение на всем резисторе составляет 12 В, то напряжение на каждом резисторе составляет 12/4 = 3 В. Следовательно, напряжение на резисторах R1, R2, R3, R4 относительно GND будет напряжением на инвертирующем выводе компараторов 1, 2, 3, 4, то есть 3 В, 6 В, 9 В, 12 В соответственно.

Вход обычно подключается к инвертирующей клемме четырех компараторов. Если входной сигнал имеет значение выше каждой контрольной точки, тогда выход соответствующего компаратора действует как приемник, и загорается светодиод.

Здесь мы подключили опорные значения к неинвертирующей клемме компаратора, а входной сигнал — к инвертирующей клемме. Чтобы переключить выход в низкое состояние и действовать как сток, когда напряжение на инвертирующем входе выше, чем на неинвертирующем входе.

Почему не предусмотрено получение высокого состояния на выходе, когда входное напряжение больше опорного значения? Поскольку выход LM399 IC имеет выход с открытым коллектором, следовательно, он не является источником нагрузки, он может действовать только как приемник. Выход обеспечивает только путь к заземляющему контакту, но не к источнику напряжения. Следовательно, мы должны подключать нагрузку через плюсовую клемму источника питания и выходной контакт компаратора, а не между выходом и GND. Итак, здесь в схеме анод светодиодов подключен к Vcc, а катод — к выходу.

В этой схеме мы можем измерить входное напряжение от 0 до 12 В. Поскольку эталонные значения получаются как 3V, 6V, 9V, 12V путем деления на Vcc / 4, Vcc / 2, 3Vcc / 4, Vcc соответственно; Vcc в цепи составляет 12 В, а разница между каждой точкой составляет Vcc / 4.

Масштабируя входное или опорное напряжение, можно использовать одну и ту же схему для проверки широкого диапазона уровней напряжения.

Если входное напряжение имеет меньший диапазон, вы можете отрегулировать уровни опорного напряжения, добавив последовательное сопротивление с резисторами от R1 до R4.Напряжение на всех резисторах R1 — R4 будет VT = Vcc — VR5; Напряжение на резисторах = напряжение питания — падение напряжения на R5. Затем напряжение на делителе напряжения делится на четыре реперных точки VT / 4.

Для измерения более высоких напряжений используйте на входе делитель напряжения, чтобы получить входное напряжение с определенным соотношением.

Тогда напряжение на RB — это масштабированное значение входного напряжения, подаваемое на компаратор в соответствии с входным напряжением.

ВРБ = В (РБ / РА + РБ) | V — напряжение входного сигнала

Например, если входное напряжение находится в диапазоне от 0 до 60 В, вы можете получить шкалу от 0 до 12 В, используя делитель напряжения с резисторами, RA = 12 кОм, RB = 3 кОм,

Тогда VRB = 60 (3000/15000) = 12 В

Таким образом, используя делитель напряжения для диапазона напряжений от 0 до 60 В, входные сигналы компараторов напряжения 3 В, 6 В, 9 В, 12 В генерируются для входных напряжений 15 В, 30 В, 45 В, 60 В соответственно.

Необходимые компоненты

Микросхема — Lm339

Резисторы

R1, R2, R3, R4, R6, R7, R8, R9 — 1 кОм

R5 -10 кОм

светодиод

D1, D2, D3, D4 — 5 мм

Схема индикатора уровня звука

с использованием LM339

Этот индикатор уровня звука с использованием схемы LM339 очень интересен, поскольку позволяет нам визуализировать интенсивность уровня звука, подключив эту схему к входу динамика.

Интегральная схема LM339 имеет 4 компаратора, которые работают полностью независимо, но используют один и тот же источник напряжения.

Источник напряжения может находиться в диапазоне от 2 до 36 вольт. Эта ИС также работает с двумя источниками напряжения +/- V (двойной источник напряжения) до тех пор, пока сумма двух напряжений не превышает максимально допустимое.

Как работает индикатор уровня звука?

Схема имеет три выхода. Каждый из них подключен к светодиоду через ограничительный резистор.

Сначала загорается зеленый светодиод при низком напряжении сигнала, затем желтый светодиод при среднем уровне сигнала, а при более высоком уровне сигнала загорается красный светодиод.

Для достижения нашей цели используется интегральная схема LM339. Эта интегральная схема имеет 4 компаратора, которые могут питаться от источника напряжения одной полярности.

Входной сигнал подается на цепь резистора-потенциометра, которая используется в качестве делителя напряжения, регулирующего амплитуду сигнала, подаваемого на первый компаратор.Конденсатор C2 блокирует любую составляющую напряжения постоянного тока.

Первый компаратор используется как повторитель напряжения. Таким образом можно получить на выходе тот же сигнал, что и на входе.

Преимущество этих компараторов напряжения заключается в том, что они имеют очень высокий входной импеданс и не нагружают выход усилителя, который передает аудиосигнал на динамик.

Выход первого компаратора соединен с инвертирующим входом трех других компараторов.

Неинвертирующие входы 3 компараторов подключены к 3 потенциометрам, которые используются для установки уровня напряжения, определяющего, какие светодиоды будут гореть.

Регулировка четырех потенциометров в цепи дает желаемый эффект.

Перечень компонентов цепи

  • 1 LM339 IC, 4 компаратора (IC1)
  • 3470 Ом резистора (R1, R2, R3)
  • 1 резистор 330 кОм (R4)
  • 1 резистор 1,2 МОм (R5)
  • 1 Резистор 470K (R6)
  • 1 потенциометр 100K (VR1)
  • 3 потенциометра 500K (VR2, VR3, VR4)
  • 1 электролитический конденсатор 1 мкФ (C1)
  • 1 конденсатор 100 нФ (нанофарад) (C2)
  • 3 светодиода, красный, желтый, зеленый (D1, D2, D3)
  • 1 батарея 9 В или источник напряжения 9 В

Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука

Как разработать светодиодные индикаторы уровня звука? Есть два основных метода: цифровой и аналоговый.Цифровой метод основан на микроконтроллерах, а в аналоговом методе индикаторы уровня звука основаны на операционных усилителях. В этой статье мы разберем аналоговый метод изготовления светодиодного индикатора уровня звука (более известного как светодиодный VU-метр).

Светодиодный индикатор уровня звука (светодиодный VU-метр)


Аналоговые светодиодные индикаторы уровня звука, разработанные Джорджем Адамидисом, находятся под лицензией Creative Commons Attribution-NonCommercial-ShareAlike 3.0 Unported License.

Основные характеристики аналогового светодиодного индикатора уровня звука
  1. Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука на самом деле представляет собой вольтметр, отображающий амплитуду напряжения.Это связано с тем, что звук на самом деле является электрическим сигналом, и его уровень зависит от амплитуды его напряжения.
  2. Уровень звука обычно отображается на гистограмме, состоящей из светодиодов, расположенных рядом друг с другом, образуя полосу.
  3. Каждый светодиод загорается, когда уровень звука достигает определенного порога, и остается включенным, пока амплитуда сигнала остается выше этого определенного порога.
  4. В направлении возрастания, пороговый уровень каждого светодиода выше, чем предыдущий.
  5. Гистограмма образована светодиодами, длина которой пропорциональна уровню звука (амплитуде сигнала).
Минимальный уровень, разрешение и динамический диапазон

Поскольку гистограмма образована M светодиодами, уровень звука отображается на M последовательных уровнях. Каждый светодиод соответствует одному из M последовательных уровней. Уровни M могут быть линейно распределены по динамическому диапазону индикатора уровня звука или могут быть распределены логарифмически.

Первый случай приводит к линейному представлению уровня звука, тогда как во втором случае мы имеем логарифмическое представление. Наиболее распространенное представление уровня звука — логарифмическое. Это связано с психоакустическими причинами, для большего динамического диапазона, а также для лучшего разрешения при низких уровнях сигнала.

Минимальный уровень звука, который может отображаться на гистограмме светодиодного VU — метра, определяется пороговым уровнем светодиода, который загорается на самой низкой громкости.Разрешение графика определяется разностью двух последовательных пороговых уровней двух последовательных светодиодов. Разрешение может быть выражено в вольтах в случае метода линейного отображения или в дБ в случае метода логарифмического отображения.

10 LED Stereo — VU meter

Весь динамический диапазон светодиодного VU-метра в вольтах равен разнице между максимумом минус минимальный пороговый уровень на гистограмме. То есть разница уровня сигнала, необходимого для включения всех светодиодов, за вычетом уровня сигнала, необходимого для включения только одного светодиода в полосе.Однако динамический диапазон обычно выражается не в вольтах, а скорее в виде отношения. Обычно он выражается как отношение максимального порогового уровня к минимальному, а также может быть выражен в дБ.

Компаратор как основной дисплей

В аналоговых светодиодных индикаторах уровня звука каждый светодиод управляется компаратором напряжения. В электронике компаратор напряжения — это устройство, которое сравнивает два напряжения и выводит цифровой сигнал, указывающий, какое из них больше. Компаратор обычно изготавливается из операционного усилителя, как на Рисунке 1:

. Рисунок 1. Компаратор операционного усилителя

Компаратор сравнивает два аналоговых напряжения, V + и V . V + и V применяются к неинвертированному входу (клемма +) и инвертирующему входу (клемма -) операционного усилителя соответственно. Выходом компаратора является двоичный сигнал V out . В идеале V из принимает два значения в зависимости от результата сравнения напряжения V + и V :

.
  1. Когда напряжение V + больше, чем V , V out принимает максимальное значение (логическая 1 — высокое состояние).
  2. Когда V больше, чем V + , V out принимает минимальное значение (логический 0 — низкий уровень).

Точное значение V out в вольтах в высоком или низком состоянии зависит от напряжения питания и от типа операционного усилителя. Обычно V на выходе в своем высоком состоянии примерно равно положительному напряжению питания операционного усилителя (максимальное напряжение питания), а на его низком уровне примерно равно отрицательному напряжению питания операционного усилителя (минимальное напряжение питания).Стоит отметить, что все напряжения измеряются относительно земли (общая точка, которая считается равной 0 вольт).

Фактически, любой из двух уровней напряжения V out (но обычно высокий уровень) может использоваться для управления светодиодом и его включения.

Для изучения схемы компаратора вы можете обратиться к множеству онлайн-ресурсов. Однако основная концепция работы компаратора такова:

Операционный усилитель на самом деле представляет собой дифференциальный усилитель с высоким коэффициентом усиления.В большинстве схем используются операционные усилители с отрицательной обратной связью, чтобы ограничить их большое усиление. Но в схеме компаратора нет отрицательной обратной связи, и высокий коэффициент усиления на практике является параметром, который превращает дифференциальный усилитель в компаратор. Пусть G будет коэффициентом усиления разомкнутого контура (без обратной связи) операционного усилителя. Тогда работу компаратора можно описать уравнением 1:

В выход = G · (V + — V )

(1)

Уравнение 1 утверждает, что операционный усилитель усиливает разницу двух входных напряжений (V + минус V ) в G раз.Из-за того, что коэффициент усиления разомкнутого контура G очень велик (теоретически бесконечен, а на практике составляет от 10000 до 1000000 и зависит от типа операционного усилителя) даже при незначительном дифференциальном напряжении, большое значение напряжения получается для V из . Теоретически предполагается, что G бесконечно, и напряжение V из будет принимать крайние значения + ∞ и -∞. На практике усиление G очень велико, но не бесконечно, и V на выходе имеет очень высокое положительное значение, когда V + больше, чем V (знак дифференциального входного напряжения положительный) и очень большое отрицательное значение, если V + меньше V (знак дифференциального входного напряжения отрицательный).

В практической схеме максимальное напряжение V out ограничено положительным напряжением питания операционного усилителя, в то время как минимальное напряжение V out ограничено отрицательной шиной напряжения питания. Если операционный усилитель питается только от положительного напряжения, V на выходе в его низком состоянии будет очень близко к 0 В.

Использование компараторов для индикации уровня постоянного напряжения

Каждый аналоговый светодиодный индикатор уровня звука представляет собой вольтметр, отображающий амплитуду напряжения, как мы упоминали в первом разделе нашей статьи.Следовательно, светодиодный индикатор уровня звука на самом деле является вольтметром переменного тока. Вместо того, чтобы делать светодиодный вольтметр переменного тока, мы начнем с создания более простой схемы, работающей только на постоянном токе. Далее мы внесем необходимые изменения, чтобы преобразовать его в вольтметр переменного тока. Итак, начнем с изготовления светодиодного индикатора уровня постоянного напряжения:

Для изготовления светодиодного вольтметра постоянного тока нам понадобится много идентичных схем компаратора. Для общего количества M-светодиодов нам потребуется M = N + 1 компараторов, как на рисунке 2 (компараторы пронумерованы от 0 до N).

Рисунок 2. Светодиодный индикатор уровня постоянного тока

Обратите внимание, что входной сигнал V в (сигнал постоянного тока) применяется ко всем неинвертирующим входам (+) всех операционных усилителей. И наоборот, на каждый инвертирующий вход каждого операционного усилителя подается разное напряжение, возникающее в результате шкалы последовательных резисторов (R o до R N ).

Напряжение V i подается на инвертирующий вход каждого операционного усилителя. Индекс «i» принимает значения от 0 до N, где N = M-1.Напряжение V 0 подается на инвертирующий вход первого операционного усилителя, V 1 подается на второй операционный усилитель, V 2 — на третий и так далее. Обратите внимание, что каждое напряжение V i выше, чем напряжение предшествующего уровня (V i-1 ).

В, и , фактически является пороговым напряжением для i-го светодиода. Таким образом, светодиод 0 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V 0 , светодиод 1 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V 1 , светодиод 2 включается, когда входное напряжение постоянного тока превышает V 2 и т. на.Например, когда входное напряжение больше V 3 и меньше V 4 , будут гореть первые 4 светодиода от D 0 до D 3 . Когда все светодиоды расположены рядом, образуется световая полоса, длина которой будет отражать входное напряжение постоянного тока. По сути, мы сделали вольтметр постоянного тока со светодиодами. Давайте теперь рассмотрим, как рассчитать номиналы резисторов R o — R N для разработки вольтметра с линейной шкалой или для разработки логарифмического вольтметра:

Давайте сначала посмотрим, какой ток проходит через резисторы R или — R N .Предполагая, что входное сопротивление каждого операционного усилителя имеет бесконечное значение, все эти резисторы включены последовательно, поэтому через них проходит один и тот же ток I:

Ι = V R / R т

(2)

Rt — полное сопротивление последовательного соединения R o до R N . То есть:

R t = R 0 + R 1 + … .. + R N

(3)

Допустимо предположить, что резисторы R 0 — R N включены последовательно, поскольку входное сопротивление всех операционных усилителей бесконечно.В противном случае у нас были бы утечки тока на операционные усилители, и мы не могли бы считать, что у нас есть серия резисторов. На практике операторы не имеют бесконечного входного сопротивления, но демонстрируют чрезвычайно высокое входное сопротивление (порядка нескольких сотен кОм или десятков МОм), поэтому наш подход точен, пока токи утечки намного меньше, чем I или общая сумма R t , резисторов R o — R N , намного ниже, чем входное сопротивление каждого операционного усилителя.

Пороговое напряжение первого светодиода (В 0 ) должно быть равно:

V 0 = I · R 0 или V 0 = V R · R 0 / R t

(4)

Пороговое напряжение второго светодиода ( В 1 ) будет:

V 1 = I · (R 0 + R 1 ) или V 1 = V R · (R 0 + R 1 ) / R t

(5)

Таким же образом любое пороговое напряжение V и будет:

V i = (V R / R t ) · ∑ n (от 1 до N) R n

(6)

Индекс i принимает значения от 0 до N (N = Μ-1, а Μ — общее количество светодиодов).Символ ∑ i обозначает суммирование членов, индексированных i.

Естественно, для последнего светодиода (с индексом N) это

В Н = В R

(7)

Напряжение V R фактически является внешним опорным напряжением постоянного тока, которое определяет все пороговые напряжения на шкале (см. Уравнение 6). Поэтому, когда мы ссылаемся на V R , мы будем называть его просто «опорным напряжением».

Индикация линейной шкалы

В случае светодиодного индикатора напряжения с линейной шкалой все резисторы R o — R N должны иметь одинаковое значение.То есть R o = R 1 = R 2 = …… = R N . Допустимо любое значение, поскольку мы предполагали, что каждый операционный усилитель имеет бесконечное входное сопротивление. Единственное, что имеет значение, это то, что все эти резисторы должны быть одинаковыми.

Лучше выбрать относительно высокое значение, чтобы минимизировать ток в последовательно соединенных резисторах (следовательно, для экономии энергии), но не слишком высокое, чтобы избежать теплового шума. Фактическое входное сопротивление операционных усилителей очень велико, но не бесконечно.Это еще один параметр, который мешает нам использовать очень высокие резисторы.

Из уравнения (6) и учитывая, что все резисторы R 0 — R N имеют одинаковое значение, следует, что:

Минимальный пороговый уровень составляет V 0 = V R · R 0 / Rt, а шаг разрешения составляет V i — V i — 1 , что также равно V o . То есть V i — V i-1 = V 0 .Верно также, что V 0 = V R / M, где M — общее количество светодиодов. То есть минимальный пороговый уровень и шаг разрешения равны отношению опорного напряжения к общему количеству шагов. Как следствие, динамический диапазон системы в вольтах будет равен V R -V R / M, то есть равен (M-1) · V R / M. V R на самом деле является верхним пределом динамического диапазона, и это означает, что для входных напряжений постоянного тока, превышающих V R , система будет насыщена, то есть все светодиоды будут гореть.

Обычно динамический диапазон выражается не в вольтах, а как отношение максимального порогового уровня к минимальному. Таким образом, динамический диапазон линейного индикатора уровня напряжения будет равен V R / (V R / M), то есть равен M или равен 20log (M) в дБ. Следовательно, в случае линейной шкалы динамический диапазон светодиодного индикатора зависит только от общего количества светодиодов.

Логарифмическая шкала

В случае логарифмической шкалы резисторы R o — R N не идентичны, и их значения зависят от шага разрешения.Чтобы вычислить правильные значения для логарифмической шкалы, мы должны решить схему, как показано ниже:

Предположим, что шаг разрешения будет равен S дБ (например, 1,5, 2 или 3 дБ и т. Д.). Это означает, что каждое напряжение V i должно быть на S db выше, чем предыдущее, V i-1 . Учитывая определение db, должно быть верно, что:

20 log (V i / V i -1 ) = S⇒ V i / V i -1 = 10 S / 20

(7)

Подставляя напряжения V i / V i -1 , из уравнения (6), мы находим, что:

R i = Σ n (n = от 0 до i-1) R n (10 S / 20 -1), для i от 1 до Ν

(8)

Итак, мы получаем рекурсивную формулу (8), по которой мы можем вычислить значение каждого резистора Ri, если нам известен шаг разрешения S в дБ и значения всех предыдущих членов.То есть, чтобы рассчитать R 1 , нам нужно знать значение Ro. Затем мы можем рассчитать 2 рандов из 1 и 0 , 3 рандов из 2 рандов, 1 рандов, 2 рандов и так далее. Установив

10 S / 20 =

Α

(9)

мы можем получить из уравнения (8), что:

R 1 = R 0 · (А -1)

R 2 = R 0 · (A -1) + R 0 · (A -1) 2

R 3 = R 0 · (A -1) + 2R 0 · (A -1) 2 + R 0 · (A -1) 3

R 4 = R 0 · (A -1) + 3R 0 · (A -1) 2 + 3R 0 · (A -1) 3 + R 0 · (А -1) 4

R 5 =….и так далее.

Вышеуказанное эквивалентно:

R 1 = R 0 · (A -1) · 1

R 2 = R 0 · (A -1) · [1+ (Α-1)]

R 3 = R 0 · (A -1) · [1 + 2 (Α-1) + (Α-1) 2 ]

R 3 = R 0 · (A -1) · [1 + 3 (Α-1) +3 (Α-1) 2 + (Α-1) 3 ]

R 5 =…. и так далее

Мы можем заметить, что в скобках есть многочлены.Эти многочлены имеют биномиальные коэффициенты. Учитывая биномиальную теорему, мы можем заметить, что все эти многочлены имеют форму (x + 1) N , где x = A-1. Таким образом, мы можем написать:

R 1 = R 0 · (A -1) · Α 0

R 2 = R 0 · (A -1) · Α 1

R 3 = R 0 · (A -1) · Α 2

R 4 = R 0 · (A -1) · Α 3

R 5 =….и так далее

Все вышеперечисленные уравнения могут быть сведены в одно уравнение:

R i = R 0 · (A -1) · Α i-1 , i — индекс от 1 до Ν

(10)

Уравнение (10) — это еще одно выражение для вычисления значений от R 0 до R N . Уравнение (10), конечно, эквивалентно уравнению (8), но есть также существенная разница: хотя уравнение (8) является рекурсивной формулой, уравнение (10) является аналитическим выражением.Это означает, что мы можем напрямую найти значение любого сопротивления в сети R 0-N без необходимости знать какое-либо другое значение, кроме R 0 .

R 0 можно выбрать двумя способами:

  1. Мы можем выбрать произвольное значение для R 0 .
  2. Сначала мы можем принять решение о значении общего сопротивления R t , а затем вычислить R 0 из R t на основе уравнения:

R t = R o + Σ n (от 1 до N) R n

(11)

Подставляя значения R i из уравнения (10), находим:

R o = R t / (1+ (A -1) · Σ i (от 1 до N) Α i-1 )

(12)

Поскольку M — общее количество светодиодов, имеется N = M-1 шагов, и это означает, что минимальный порог будет на N · S дБ ниже максимального порогового напряжения (опорное напряжение V R ).Это означает, что динамический диапазон логарифмического индикатора равен N · S дБ, и, учитывая определение дБ, мы можем обнаружить, что минимальное напряжение изображения в вольтах будет равно V R · 10 -N · S / 20 .

От постоянного тока до ΑC

До сих пор мы разобрали, как сделать светодиодный вольтметр постоянного тока, линейный или логарифмический. Но нашей первоначальной целью было создать вольтметр переменного тока, потому что мы хотели сделать индикатор уровня звука.

Чтобы преобразовать вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, мы должны добавить выпрямитель.Выпрямитель может быть полуволнового или двухполупериодного типа (т. Е. Простой диод или выпрямительный мост). Это также может быть простой выпрямитель на кремниевых диодах или любой прецизионный выпрямитель на базе операционных усилителей или любого другого типа. Входной сигнал должен подаваться на вход выпрямителя, а выход выпрямителя должен быть подключен к вольтметру постоянного тока.

Из общей теории выпрямления мы знаем, что выпрямитель производит на выходе компонент постоянного тока, который пропорционален амплитуде входного сигнала переменного тока и нескольким гармоникам более высокого порядка.Компонент постоянного тока содержит всю полезную информацию об уровне входного сигнала переменного тока. Следовательно, если мы хотим, чтобы наш вольтметр точно отображал амплитуду сигнала переменного тока, мы также должны добавить фильтр нижних частот, чтобы отклонять гармоники высшего порядка, создаваемые выпрямителем.

Все необходимые дополнения, чтобы преобразовать базовый светодиодный вольтметр постоянного тока в вольтметр переменного тока, показаны на рисунке 3:

Рис. 3. Светодиодный вольтметр переменного тока (на основе светодиодного вольтметра постоянного тока с добавлением выпрямителя и фильтра нижних частот)

Роль потенциометра R P будет обсуждаться в следующем разделе.

Не имеет значения, изготовлен ли выпрямитель на кремниевых диодах или с операционными усилителями, и имеет ли фильтр активную или пассивную топологию. В общем, для построения светодиодного индикатора уровня звука приемлемы все типы выпрямителей, а также все типы фильтров нижних частот (активные или пассивные). Прецизионный выпрямитель на основе операционных усилителей, естественно, будет иметь большую чувствительность, чем простой диодный выпрямитель. Второй не сможет реагировать на слабые сигналы ниже порогового напряжения диода (около 0.6В). Для аудиоприложений рекомендуется, чтобы частота среза (-3 дБ) фильтра нижних частот составляла от 2 до 10 Гц (т. Е. Постоянная времени от 500 до 100 мс), чтобы индикатор уровня звука реагировал относительно медленно. и обеспечивает максимальное удержание. В противном случае светодиодный индикатор будет мигать слишком быстро, и визуализировать уровень сигнала будет практически невозможно.

Регулировка чувствительности

Из уравнения (6) мы обнаружили, что V R определяет верхний предел динамического диапазона и все пороговые напряжения (от V o до V N ).При наличии громкого сигнала с амплитудой, равной или превышающей опорное напряжение V R (что является фактическим пороговым уровнем наиболее значимого светодиода), система насыщается. Во время насыщения все светодиоды остаются включенными. Это означает, что измеритель уровня звука может постоянно находиться в режиме насыщения (все светодиоды загорятся), если входной сигнал постоянно превышает опорное напряжение. Это произойдет, если опорное напряжение установлено слишком низким. С другой стороны, если опорное напряжение установлено слишком высоким, на измерителе может быть несколько функциональных светодиодов, а некоторые из них могут быть постоянно выключены.

Этих проблем можно избежать с помощью регулируемого опорного напряжения. Тогда V R может быть настроен на правильный уровень в соответствии с силой входного сигнала.

Потенциометр R p в схеме на рис. 3 вставлен именно по этой причине; это позволяет регулировать опорное напряжение V R .

Примеры оформления:

Пример линейного индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать линейный измеритель уровня звука с 10 светодиодами.Доступно напряжение питания +12 В, и нам приходится использовать операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания. Из рабочих характеристик светодиода также известно, что любой из доступных светодиодов, который приводится в действие током 20 мА, имеет на своих выводах напряжение около 2 В.

Обращаясь к схеме на Рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам понадобится 10 резисторов для сети, генерирующей пороговое напряжение, от R 0 до R 9 .Поскольку нам нужна линейная шкала, все резисторы должны быть одинаковыми. Мы выберем достаточно высокое сопротивление резистора, чтобы минимизировать энергопотребление, но в то же время общее сопротивление R t должно быть намного ниже, чем входное сопротивление каждого операционного усилителя.

Так как у нас 10 одинаковых резисторов, общее сопротивление R t будет равно 10 R 0 .

Давайте выберем R t в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм.При таком выборе R t должно быть равно примерно (1/20) МОм, то есть 10R 0 = 50 кОм, то есть R 0 = 5 кОм. Наиболее близким к значению 5 кОм для резисторов серии E24 является значение 4,7 кОм, поэтому значение 4,7 кОм будет разумным выбором.

Теперь пора рассчитать резисторы R L0 — R L9, , которые должны быть подключены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, и предполагается, что уровень логической 1 в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания.Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10 В. Отсюда и поскольку напряжение на концах каждого светодиода составляет 2 В, при токе 20 мА, мы заключаем, что напряжение на концах каждого резистора R L составляет 8 В. Затем, используя закон Ома (R = V / I) и установив V = 8 В и I = 20 мА, мы обнаруживаем, что каждый резистор R L должен быть равен 8 / 0,02 = 400 Ом. Ближайшее значение при 400 Ом для резисторов серии E24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R L .

Пример конструкции логарифмического индикатора уровня звука

Предположим, мы хотим разработать логарифмический индикатор уровня звука с 10 светодиодами и шагом разрешения 3 дБ. Доступно напряжение питания +12 В, и нам приходится использовать операционные усилители с известными характеристиками. Входное сопротивление операционных усилителей составляет около 1 МОм, а максимальное выходное напряжение на выходе любого операционного усилителя (положительная шина) примерно на 2 В ниже положительного напряжения питания.Из рабочих характеристик светодиода также известно, что любой из доступных светодиодов, который приводится в действие током 20 мА, имеет на своих выводах напряжение около 2 В.

Обращаясь к схеме на Рисунке 1, поскольку у нас есть 10 светодиодов, нам понадобится 10 резисторов для сети, генерирующей пороговое напряжение, от R 0 до R 9 . Выберем R t так, чтобы оно было в 20 раз меньше входного сопротивления 1 МОм. Таким образом, R t должно быть около (1/20) МОм = 50 кОм.

Установив S = 3 дБ в уравнении (9), мы вычислим, что Α = √2 -1.

Установив Α = √2 -1 в уравнении (12) и для Ν = 9, мы находим, что R 0 = 2233 Ом.

После расчета значения R 0 , мы можем рассчитать все остальные значения для остальных резисторов вне шкалы (от R 1 до R 9 ). Используя уравнение (10) для N = 9 и задав R 0 = 2233 Ом, мы можем найти, что:

R 1 = 921,2 Ом, R 2 = 1300 Ом, R 3 = 1820 Ом, R 4 = 2610 Ом, R 5 = 3667 Ом, R 6 = 5180 Ом, R 7 = 7317 Ом , R 8 = 10340 Ом, R 9 = 14600 Ом

Ближайшие значения к вышеуказанным значениям для резисторов серии E96 (1%) составляют:

R 1 = 931 Ом, R 2 = 1301 Ом, R 3 = 1838 Ом, R 4 = 2596 Ом, R 5 = 3650 Ом, R 6 = 5230 Ом, R 7 = 7320 Ом, R 8 = 10200 Ом, R 9 = 14700 Ом

Рисунок 4. R i номиналы резисторов в Ом, для = 9 и R t = 50K

Теперь пора рассчитать резисторы от R L0 до R L9 , которые должны быть соединены последовательно со светодиодами. Напряжение питания составляет 12 В, и предполагается, что уровень логической 1 в каждом компараторе соответствует напряжению, которое на 2 В ниже напряжения питания. Это означает, что уровень логической единицы на выходе любого компаратора составляет около 10 В. Отсюда и поскольку напряжение на концах каждого светодиода составляет 2 В, при токе 20 мА, мы заключаем, что напряжение на концах каждого резистора R L составляет 8 В.Затем, используя закон Ома (R = V / I) и установив V = 8 В и I = 20 мА, мы обнаруживаем, что каждый резистор R L должен быть равен 8 / 0,02 = 400 Ом. Ближайшее к 400 Ом значение для резисторов серии E24 составляет 390 Ом. Таким образом, значение 390 Ом является разумным выбором для всех резисторов R L .

Подробнее об этой статье

Вышеупомянутая статья «Объяснение аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука» является частью некоторых заметок из лекций по электронике, прочитанных Г. Адамидисом (физик — магистр электронной физики) в греческом профессионально-техническом институте высшего образования.Предоставленный тест является переводом греческого оригинала.

Целью статьи является анализ основной концепции аналоговых светодиодных индикаторов уровня звука. В контексте этого анализа мы предлагаем несколько топологий схем на основе компараторов операционных усилителей. Конечно, компараторы могут быть построены с элементами, отличными от операционных усилителей, такими как биполярные транзисторы или полевые транзисторы.

Статья представляет идею и четкую методологию, и может быть использована как конструкция или учебное пособие.

Всегда есть место для улучшений. Если вы считаете, что что-то не так или что-то нужно улучшить, не стесняйтесь размещать свои комментарии или отправлять отзывы. В CircuitLib мы высоко ценим любой вклад от кого-либо.

Цепь светодиодного индикатора уровня звука

Предлагаемый светодиодный измеритель уровня звука обнаружит звук, попадающий в микрофон, и покажет его уровень громкости с помощью набора светодиодов, соединенных в виде гистограммы.

Описание схемы

На рисунке ниже вы можете увидеть измеритель уровня звука.Звуковой сигнал обнаруживается MIC1 (элемент электретного микрофона) и подается на вход первого операционного усилителя, U1-a.

Это половина двойного операционного усилителя LM1458N. Значения R3 и R4 настраивают усиление операционного усилителя, которое равно R4 / R3 на уровне 100.

Вы можете добиться этого, используя значения, указанные для резисторов. Затем сигнал направляется на вход второго операционного усилителя (U1-b), где он снова усиливается с коэффициентом от 1 до 33. Это зависит от настройки переключателя диапазонов S1.

Если переключатель диапазонов установлен в положение «A», R6 составляет 1 кОм, а R7 — 33 кОм. Конфигурация таким образом позволяет каскаду иметь усиление 33. В позиции «B» усиление составляет 10; а в позициях «C» и «D» прирост составляет 2,2 и 1 соответственно.

Выходной сигнал операционного усилителя U1-b преобразуется в изменяющийся сигнал постоянного тока с помощью удвоителя напряжения.

Эта схема выпрямителя состоит из компонентов D1, D2, C3 и C4. Транзистор Q1 включен в схему эмиттерного повторителя для отделения сигнала постоянного тока от входной цепи U2 (драйвер дисплея LM3914 dot / bor).

Транзистор Q2, стабилитрон D3 и резистор R13 образуют схему регулятора напряжения, которая снижает напряжение питания 9 В до стабилизированного источника питания 5 В, который используется для питания U2. Последний связан с конфигурацией точечного дисплея.

Поскольку напряжение сигнала, подаваемое на вход U2 на выводе 5, отличается, один из десяти светодиодов будет гореть в соответствии с уровнем входного напряжения.

На самом низком рабочем уровне входа U2 генерирует выходной сигнал на контакте 1, который заставляет LED1 загораться.Самый высокий входной уровень, показанный на входе U2 (около 1,2 В), вызывает загорание LED10.

Резисторы R10 и R11 образуют стандартную сеть делителей напряжения, которая снижает напряжение выходного сигнала Q1 до рабочего диапазона, который соответствует входным требованиям U2.

Резистор R12 настраивает ток возбуждения светодиода. Светоотдача светодиодов может быть увеличена за счет уменьшения значения R12 или уменьшена за счет увеличения номинала резистора. Нижнее предельное значение R12 не должно быть меньше 680 Ом.

Хотя принципиальная схема не так важна, аккуратность и короткие соединительные провода сделают ее более организованной как конечный продукт.

Цепь индикатора уровня звука может быть сконструирована на монтажной плате или, если у вас есть возможность, на печатной плате.

Если вы выбрали перфорированную плату, используйте гнезда для микросхем. Соберите схему в небольшом пластиковом корпусе с MIC1, прикрепленным к одному концу, а светодиоды и переключатель диапазонов расположены сверху, если вы часто будете использовать шумомер.

Самый простой способ настроить шумомер — использовать другой коммерческий шумомер.

Если это невозможно, вы можете выбрать следующий способ, особенно если схема будет применяться для сравнительного сравнения уровней звука.

Некоторые поставщики предлагают ряд дешевых пьезоэхостеров, для которых производители указали уровень выходного звука в дБ на безопасном расстоянии.

Как калибровать

Калибровка этого светодиодного шумомера проста — выберите эхолот с указанным уровнем выходного дБ (скажем, 100 дБ) на расстоянии одного дюйма и поместите MIC1 примерно на таком же расстоянии от эхолота.После этого настраивайте переключатель диапазонов S1, пока не загорится светодиод 5 th . Это означает, что звуковой диапазон составляет 100 дБ.

Эта бесшовная калибровка означает, что мы можем определить приблизительные значения положения переключателя. Это: положение A = 65–85 дБ; положение B = от 80 дБ до 96 дБ; положение C = от 94 дБ до 105 дБ; и положение D = 100 дБ до более чем 115 дБ.

На близком расстоянии реактивный самолет издает звук более 120 дБ, что очень близко к болевому порогу. Точно так же окружающий шум производственного предприятия составляет от 65 дБ до более 80 дБ.

Стандартный разговор между двумя людьми, измеренный с расстояния в 1 фут, составляет почти 75–80 дБ. Чтобы проверить схему, просто поместите микрофон на расстоянии примерно 30 см от себя и говорите небрежно.

В то же время отрегулируйте R14 так, чтобы LED5 светился в диапазоне «A». Этот простой шумомер, хотя и не является высококлассным прибором, способен довольно хорошо измерять обычные шумы.

Список деталей

Как построить схему индикатора логического уровня

Эта схема пробника логического детектора может быть очень полезным устройством для людей, которые могут часто измерять логические уровни цифровых схем.Будучи схемой на основе ИС, она применяется в КМОП-технологии, ее применение определенно больше предназначено для тестовых схем, использующих ту же технологию.
Питание рекомендуемого тестера логики поступает от самой тестируемой цепи. С другой стороны, необходимо проявлять осторожность, чтобы не перевернуть клеммы питания, поэтому, когда она будет подключена, вы обязательно должны установить цвета каждого из присоединяемых проводов.
Например: красный цвет для кабеля, который подключается с положительным напряжением (CN2) и черный цвет к проводу, который отправляется на 0 вольт.(CN3)
Факты о работе датчика логического тестера с IC 4001
Функция проста. Интегрированная схема 4001 CMOS имеет четыре логических элемента ИЛИ-НЕ с двумя входами, 3 светодиода и несколько пассивных элементов, примененных в конструкции. Достижение
, кроме того, становится важным для того, чтобы его действительно было легко использовать при тестировании, по этой причине печатная схема обычно должна иметь удлиненную форму.
Просматривая рисунок, мы замечаем, что сигнал считывания передается на вывод CN1, который обычно присоединен к вентилю ИЛИ-НЕ, входы которого фактически, в свою очередь, соединены как вентиль НЕ или инвертор.
Инвертированный сигнал используется для 2 светодиодов. Диод переключается в зависимости от уровня напряжения (логики) на выходе затвора.
Если на входе высокий логический уровень, то выход первого логического элемента перемещается на низкий уровень, сигнализируя красный светодиод.
Напротив, если наблюдаемый низкий уровень, считается, что сигнал может быть низкого уровня, тогда выход этого затвора предлагается на высоком уровне, загораясь зеленым светодиодом.
В том случае, если входной сигнал является переменным или импульсным (уровень напряжения часто меняется от высокого до низкого), загораются как красный, так и зеленый светодиоды.
Чтобы принять, что импульсный сигнал можно было вообразить, здесь начинает мигать желтый светодиод. Это мигание осуществляется с помощью второго и третьего логических элементов ИЛИ-НЕ, C1 и R4, которые работают как генератор.
Логика выхода генератора помещается на 4-й вентиль ИЛИ-НЕ, подключенный как вентиль инвертора, который может непосредственно вызывать срабатывание желтого светодиода через данный резистор. Можно наблюдать, как этот генератор постоянно запускается по выходу первого логического элемента ИЛИ-НЕ.


Список деталей для вышеупомянутой схемы датчика логического тестера
— 1 интегральная схема CD4001 (4 КМОП-модели с вентилем ИЛИ-НЕ с двумя входами)
— 3 светодиода (1 красный, 1 зеленый, 1 желтый
— 5 резисторов: 3 1 кОм (R1, R2, R3), 1 2.2M (R5), 1 4,7M (R4)
— 1но конденсатор: 100 нФ

4 цепи светодиодного индикатора напряжения

В электронных приборах не требуется. Один мой друг как-то сказал, что это хороший инструмент. Не обязательно быть дорогим.
Важно использовать достаточно. Сегодня я попробую собрать 4 схемы светодиодных индикаторов напряжения постоянного тока

Это четыре схемы светодиодных индикаторов напряжения, простые и легкие в сборке для проверки напряжения батареи и др., Использовать в качестве стабилитрона, транзистора, LM339 и др.


Цепь 1 # Простейший индикатор заряда батареи с двумя светодиодами

Если вы хотите научить детей изучать простую светодиодную схему.Это одна из хороших схем. Это самый простой индикатор заряда батареи с двумя светодиодами. Оба светодиода покажут вам.

Когда вы включаете S1 в положение «ВКЛ», ток течет в цепь. Пока LED1 будет кратковременно мигать. Но LED2 гаснет.

Затем мы выключаем S1 в положение «ВЫКЛ», чтобы не использовать схему. Смотрите, LED1 все еще гаснет. Но LED2 кратковременно мигнет, после чего тоже погаснет.

Почему?

Герой — конденсатор C1 емкостью 1000 мкФ.

В схеме есть переключатель SPDT-S1.

Если мы включаем, ток течет через R1 к LED1, он кратковременно мигает, когда C1 начинает заряжаться. Пока C1 полностью не зарядится, LED1 гаснет.

Так как LED1 получает обратное смещение. Так что с LED1 ничего не происходит.

Теперь C1 имеет полный ток и меньше тока утечки.

Затем мы отключаем, НЕТ ток на выходе. Но не до конца, ток в C1 разряжается на LED2. Он также кратковременно мигает. Единица тока в С1 пуста. LED2 гаснет.

Светодиод LED1 гаснет из-за обратной полярности.

Посмотрите, как выглядят оба светодиодных дисплея на видео ниже:

Цепь 2 # Крошечная схема визуального индикатора нулевого биения

Вы встречаетесь с крошечной схемой визуального индикатора нулевого биения. Подходит для отображения на звуковом сигнале или индикаторе настройки CW. Что ниже 3Vp-p.

В схеме используются всего два светодиода и только один резистор.
Светодиоды (LED) Светодиодный индикатор — это индикатор.Поскольку светодиод может выдерживать ток 20-30 мА, R1 обеспечивает более чем правильное ограничение тока.


Схема крошечного визуального индикатора нулевого биения

Оба светодиода подключены параллельно, имеют разную полярность. Они укажут частоту нулевых биений.

Каждый светодиод работает только на половину цикла входного сигнала.

Когда входная частота больше 1 килогерца, от частоты нулевых биений. Оба светодиода будут постоянно расти.

Поскольку входная частота находится в пределах примерно 20 герц от нулевых ударов, светодиоды будут мигать до тех пор, пока не будут достигнуты нулевые удары.

Оба светодиода светятся или мигают до тех пор, пока не будет достигнуто нулевое биение, после чего погаснут.

Схема 3 # Простой индикатор уровня напряжения с использованием стабилитрона

Простой индикатор напряжения с использованием светодиода и стабилитрона

Вы ознакомитесь с концепцией. Хотя есть небольшие схемы. Но это могло сделать схемы, большая работа была завершена.

Сегодня мы познакомимся с индикатором уровня напряжения в самой простой модели. В нем используется только легкая электроника. Стабилитрон, резистор и светодиод в результате уже могут показывать.В каждой цепи светодиодный индикатор загорается, когда V + повышается до напряжения пробоя. И Vz стабилитрона + VLed должны использовать RS для светодиодов один за другим. Цепь справа будет свидетельствовать о считывании значения в виде гистограммы. Когда стабилитрон незаметно увеличивает значение Vz. Эта схема может быть проста и полезна для друзей, пожалуйста, сэр.

Цепь 4 # Простой трехступенчатый индикатор уровня

Сегодня мы рассмотрим концепцию простой схемы индикатора уровня, которая построена так, чтобы она была очень маленькой, может отображаться с помощью светодиода 3 шага.Когда вы видите в приведенной ниже схеме, это очень просто. Мы используем переменный резистор (потенциометр) только с 3 единицами, что делает схему дешевой и простой.

Значения резисторов потенциометра VR1-3 определяются типом светодиода, когда мы использовали многоустойчивые светодиоды MV 50, шагом 2 кОм для 2 В и током стока (последовательные цепи) во всех трех светодиодах на 5 мА. , светодиод цепи может быть расширен, но быстрое увеличение тока стока и первый светодиод в источнике тока.

Как показано на рисунке ниже, мы тестируем эту схему на макетной плате с напряжением 3 В для первого светодиода 1, 6 В для второго светодиода 2 и 9 В для третьего светодиода 3.


Цепь 5 # Цепь индикатора уровня напряжения батареи

Эта схема представляет собой простую цепь индикатора уровня заряда батареи. Что быть простым сложным, можно увидеть, что схема имеет светодиодный индикатор для отображения на 3 шаге.
Работа цепи, если эта цепь была исправлена, чтобы дать обычное храмовое напряжение около 11–14 В. При этом уровень вольта будет нормальным, если уровень напряжения немного выше на 11 В, и красный светодиод LED1 станет ярким.

Большое спасибо Денис ошибка этой схемы.Мой сын снова тестирует эту схему и модифицирует эту новую.
Большое спасибо !!

Если напряжение на 11 В больше, но не превышает 14 В, сделайте LED1 красным, а LED2 — зеленым. Поскольку напряжение, которое превышает 11 В, имеет ток, протекающий через R1, и ZD1 идет, чтобы стимулировать контакт B Q1, заставляя Q1 работать, LED2 светится. Но если уровень напряжения источника питания 15В превышает уровень, светодиоды 3 должны загореться. Из-за источника геркона, через который 15 В протекает ток через R4 и ZD2, он поддерживает вывод B Q2, он заставляет Q2 работать LED3, а затем загораться.

При напряжении 15 В загораются все LED1, LED2, LED3. Светодиод LED1 в норме, потому что через него проходит более низкий ток.


Схема 6 # Монитор уровня свинцово-кислотной батареи 12 В

В приведенной ниже схеме счетверенный компаратор напряжения (LM3914) используется в качестве простого гистограммного индикатора для индикации состояния заряда 12-вольтной свинцово-кислотной батареи.

Опорное напряжение 5 В подключается к каждому из (+) входов четырех компараторов, а входы (-) подключаются к последовательным точкам на делителе напряжения.

Светодиоды загораются, когда напряжение на отрицательном (-) входе превышает опорное напряжение. Калибровку можно выполнить, отрегулировав потенциометр 2K таким образом, чтобы все четыре светодиода загорались, когда напряжение батареи составляет 12,7 В, указывая на полную зарядку без нагрузки на батарею.

При напряжении 11,7 В светодиоды должны погаснуть, указывая на разряженную батарею. Каждый светодиод отображает изменение состояния заряда примерно на 25% или 300 милливольт, так что 3 светодиода показывают 75%, 2 светодиода показывают 50% и т. Д.Фактические напряжения будут зависеть от температурных условий и типа батареи, влажной ячейки, гелевой ячейки и т. Д.

Хотя схемы не такие же. Но это поможет вам добиться успеха в безусловно электронных проектах.

Также ознакомьтесь с этими статьями:

ПОЛУЧИТЬ ОБНОВЛЕНИЕ ПО ЭЛЕКТРОННОЙ ПОЧТЕ

Я всегда стараюсь сделать Electronics Learning Easy .

Схема шумомера с использованием LB1409 — ElecCircuit.com

Этот проект представляет собой схему шумомера, которая проста и очень дешева, может управлять 9 светодиодными дисплеями. LB1409 используется в качестве основы этой схемы, что делает их небольшими по размеру.

Эта наша схема проста и выдержана в современном стиле. Которая использует только LB1409-IC1, но может управлять светодиодом до 9 светодиодов. Так обеспечивает свет красивее, чем старый.

LB1409-IC является развитием LB1405-IC, драйвер которого имеет 5 светодиодов, улучшая возможность управления светодиодами до 9 светодиодов, и может подключаться для использования как измерения переменного, так и постоянного тока.

Следовательно, его можно использовать как схему VU-метра и измерителя сигнала. Однако на рисунке 1 показана схема внутри ИС.


Рис. 1 Показать схему внутри LB1409-IC

Функции LB1409
— Дисплей: отображение уровня входного сигнала в виде шкалы с помощью 9 красных, зеленых светодиодов.
— Уровень компаратора: после настройки с интервалом 3 дБ. -18 дБ, -15 дБ, -12 дБ, -9 дБ, -6 дБ, -3 дБ, 0 дБ, + 3 дБ, + 6 дБ.
— напряжение питания: Рекомендуемый диапазон напряжения питания: от 7 В (Vccmin) до 16 В. при более низком напряжении питания используйте LB1409 с параллельным приводом.
— Опорное напряжение: вывод Vref2 = 5 В, обеспечивающий постоянный ток через внешний транзистор.


А в Рисунок 2 Простая схема измерителя сигнала VU с использованием LB1409.

Как построить и использует

Этот проект легко построить, поскольку он состоит из нескольких частей.Вы можете использовать компоновку печатной платы и компоновку всех компонентов

Компоновку печатной платы на VU / Signal Meter

Компонентную компоновку VU / Signal Meter

Его можно напрямую подключить для измерения выходного сигнала усилителя и использовать для замены сигнала метр для тюнера. Или, если вы не можете использовать для измерения уровня амплитуды сигнала переменного тока, такого как звуковой сигнал от тюнера, проигрывателя компакт-дисков или проигрывателя MP3.

Таким образом можно сказать, что эта схема действительно хороша.

В приложении просто отрегулируйте потенциометр VR1 до тех пор, пока светодиоды не загорятся желаемой величиной в соответствии с входным сигналом.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован.