Sinyal gücü LED göstergesi. Seviye göstergeleri

DIY kendin yap stereo sinyal tepe gösterge bloğu, basit tepe gösterge devresi. Ses sinyallerinin tepe göstergeleri, AF sinyalinin seviyesinin önceden belirlenmiş belirli bir değeri aştığını gösterir.

Burada CD4093 çipine dayalı tepe LED göstergesinin bir açıklaması bulunmaktadır. Yerli analogu K561TL1'dir. Mikro devre, Schmitt tetikleyicilerinin etkisiyle "2I-Not" dört mantık elemanı içerir. Bu devrede, elemanların her birinin girişleri birbirine bağlıdır, bu nedenle elemanlar invertör olarak çalışır - Schmitt tetikleyicileri.

devre şeması

ULF çıkışından gelen stereo kanalların çıkış sinyalleri, sırasıyla C1 ve C2 kapasitörleri aracılığıyla D1.1 ve D1.2 öğelerinin girişlerine beslenir. Bu elemanların R2 ve R3 dirençleri aracılığıyla girişleri, ayar direnci R1'den sabit bir ön gerilim voltajı alır.

Mantık elemanlarının girişlerinde, ses sinyalinin değişken bileşenine DC ofset voltajı eklenir. Direnç R1'in görevi, göstergenin gerekli hassasiyetinin olacağı, yani bu tepe eşiğinin bu direnç tarafından ayarlandığı optimum ön gerilim voltajını ayarlamaktır.

Pirinç. 1. Ev yapımı bir tepe göstergesinin şematik diyagramı.

D1.1 ve D1.2 elemanlarının çıkışlarındaki durum, yalnızca bu eşik aşıldığında değişecektir, bu devre, VD1 ve VD2 diyotları aracılığıyla C3 ve C4 kapasitörlerini şarj eden mantık seviyesi darbelerine dönüştürülecek şekilde ayarlanmıştır. Bu VD1, VD2 diyot devreleri, C3, C4 kapasitörleri ve R4, R6 dirençleri dedektör olarak çalışır.

Ve C3 ve C4 kapasitörleri arasındaki voltaj artar. Bu özellikle önemlidir, çünkü giriş sinyalinin tepe momenti uzun olmayabilir. Ve voltaj, bu kapasitörler tarafından şarj şeklinde tutulur, çünkü bunlar diyotlardan hızla şarj olur ve dirençlerden yavaşça boşalır.

C3 veya C4 üzerindeki voltaj, Schmitt tetikleyicisinin (sırasıyla D1.3 veya D1.4) anahtarlama eşiğine ulaşır ulaşmaz, D1.3 veya D1.4 çıkışında aydınlatmaya yol açan bir mantık sıfırı görünür. HL1 veya HL2 LED'i. İlgili LED veya stereo sinyal iyi dengelenmişse, her iki LED de en azından C3 veya C4'ü R4 veya R6'ya deşarj etmek için gereken süre boyunca yanıp söner ve yanar.

Ayrıntılar ve kurulum

LED'ler - herhangi bir gösterge, örneğin, AL307. Kurulum - R1 direncini eşiğe göre ayarlayarak.

Yaklaşık bir yıl önce, 12-220 voltluk bir voltaj dönüştürücü kurma fikri aklıma geldi. Uygulama için bir transformatöre ihtiyaç vardı. Arama, yaklaşık 20 yıl önce bir araya getirdiğim Solntsev amplifikatörünün bulunduğu garaja götürdü. Basitçe transformatörü çıkarmak ve böylece amplifikatörü yok etmek bir el kaldırmadı. Fikir onu canlandırmak için doğdu. Amplifikatörü canlandırma sürecinde çok şey değişti. Çıkış gücü göstergesi dahil. Eski göstergenin şeması hantaldı, K155LA3 vb. Üzerine toplandı. İnternet bile onu bulmaya yardımcı olmadı. Ancak başka bir çok basit, ancak daha az etkili çıkış gücü gösterge devresi bulunamadı.

LED gösterge şeması

Bu şema internette iyi tanımlanmıştır. Burada onun çalışmalarını kısaca anlatacağım (tekrar anlatacağım). Çıkış gücü göstergesi, LM3915 çipine monte edilmiştir. Mikro devrenin karşılaştırıcılarının güçlü çıkışlarına on LED bağlanmıştır. Karşılaştırıcıların çıkış akımı stabilize edilmiştir, bu nedenle söndürme dirençlerine gerek yoktur. Mikro devrenin besleme voltajı 6 ... 20 V aralığında olabilir. Gösterge, ses voltajının anlık değerlerine tepki verir. Mikro devrenin ayırıcısı, giriş sinyali voltajı UMZCH'nin gücünü kontrol etmek için uygun olan v2 kat (3 dB) arttığında sonraki her LED yanacak şekilde tasarlanmıştır.

Sinyal, doğrudan yükten - UMZCH akustik sistemi - bölücü R * / 10k aracılığıyla alınır. Diyagramda belirtilen güç aralığı 0.2-0.4-0.8-1.6-3-6-12-25-50-100 W, direncin direnci Rn = 2 Ohm için R * = 5,6 kOhm, R*= ise doğrudur Rn=4 Ohm için 10 kOhm, Rn=8 Ohm için R*= 18 kOhm ve Rn=16 Ohm için R*=30 kOhm. LM3915, ekran modlarını değiştirmeyi kolaylaştırır. LM3915 IC'nin 9 pinine voltaj uygulamak yeterlidir ve bir ekran modundan diğerine geçecektir. Bunun için 1 ve 2 numaralı kontaklar kullanılır.Bağlanırlarsa, IC boş bırakılırsa "Aydınlık sütun" gösterge moduna geçer - "Çalışan nokta". Gösterge UMZCH ile farklı bir maksimum çıkış gücü ile çalıştırılacaksa, IC'nin pin 10'una bağlı LED'in UMZCH'nin maksimum gücünde yanması için yalnızca R * direncinin direncini seçmeniz gerekir.

Gördüğünüz gibi devre basittir ve karmaşık konfigürasyon gerektirmez. Çalışması için çok çeşitli besleme voltajları nedeniyle, darbeli bipolar güç kaynağının bir omzunu UMZCH +15 volt kullandım. Sinyal girişinde, ayrı dirençleri seçmek yerine R*, 20 kOhm'luk değişken bir direnç ayarladı, bu da göstergeyi farklı empedans akustikleri için evrensel hale getirdi.

Ekran modlarını değiştirmek için bir jumper veya sabitlemeli bir düğme kurulumu sağladım. Finalde bir jumper ile kapattı.

LED sütunundaki ses sinyalinin bu iki kanallı göstergesi, özel LM3914 mikro devrelerinde yapılır. Bu göstergeyi her kanal için 60 LED, tüm kırmızı ışıma diyotları (ışılağın parlaklığı için daha çok seviyorum), ancak göstergenin tasarımı, çubuğu bir diyot ışıması ile kolayca değiştirebileceğiniz şekilde olmasına rağmen. farklı renk. Yapısal olarak, cihazın 3 kartı vardır:

1. Gösterge panosu (değiştirilebilir).

2. Sol kanal kartı.

3. Sağ kanal kartı.

Ekran seviyeleri:

- İlk bölüm 20 mv
- 10 segment 150 mv
- 20 segment 300 mv
-.........
-.........
-.........
- 60 segment 900 mv

Kalibrasyon, kanallar için ayrı ayrı bir milivoltmetre kullanılarak ve ardından ikisi birlikte karşılaştırılarak yapıldı. Yapısal olarak, mikro devreler, örneğin LM3915'teki logaritmik bir gösterge için değiştirme kolaylığı için panellerdedir.

Ters girişleri tampon op-amp üzerinden beslenen ve doğrudan girişler dirençli voltaj bölücünün kademelerine bağlanan 10 karşılaştırıcıya dayanmaktadır. Karşılaştırıcıların çıkışları, LED'leri dirençleri sınırlamadan bağlamanıza izin veren batan akım jeneratörleridir. Gösterge, tek bir LED (nokta modu) veya yüksekliği giriş sinyali seviyesiyle orantılı olan (sütun modu) bir dizi parlak LED ile yapılabilir. Giriş sinyali Uin, pim 5'e beslenir ve belirtilen seviyelerin aralığını belirleyen voltajlar, pim 4'e (alt seviye Un) ve 6'ya (üst seviye Uv) gönderilir.

LM3914 çipinin çalışma parametreleri tablosu

Her iki kanalın tüm yanan LED segmentleri ile mevcut tüketim, 5V güç kaynağı ile yaklaşık 1.3A'dır. Kartlar bir giriş sinyali yükselticisi kullanmazlar, ancak duyarlılığı, alt sınırın (ilk segment) 20 mv'den daha az bir alternatif sinyali ateşleyebileceği şekildedir.

2 kanal için çift seviye 157x32 mm boyutundadır. Her ayrı kanal panosu (sol ve sağ) 157x24 mm boyutundadır. Monte edildiğinde yapının boyutları vardır: 157x32x45 mm.

Ölçeğin doğru doğrusallığı için bir ayar olarak, her bir mikro devre için alt ve üst seviyelerin sınırlarının seçilmesi gerekir. Prensip olarak, istenirse, belirli bir devre tasarımı ile her kanalın ölçeğini birkaç kez genişletmek mümkündür.

Sistemin sesinin büyük ölçüde bölümlerindeki sinyal seviyesine bağlı olduğu bir sır değil. Devrenin geçiş bölümlerindeki sinyali izleyerek, çeşitli fonksiyonel blokların çalışmasını yargılayabiliriz: kazanç, tanıtılan bozulma, vb. Ortaya çıkan sinyalin duyulmasının mümkün olmadığı durumlar da vardır. Sinyali kulaktan kontrol etmenin mümkün olmadığı durumlarda çeşitli seviye göstergeleri kullanılmaktadır.
Gözlem için hem işaretçi aletler hem de "çubuk" göstergelerin çalışmasını sağlayan özel cihazlar kullanılabilir. Öyleyse, çalışmalarına daha ayrıntılı olarak bakalım.

1.1 Arama göstergeleri
1.1.1 En basit ölçek göstergesi.

Bu tür göstergeler, mevcut olanların en basitidir. Ölçek göstergesi, bir işaretçi aygıtı ve bir ayırıcıdan oluşur. Göstergenin basitleştirilmiş bir diyagramı şurada gösterilmiştir: şek.1.


Metre olarak, toplam sapma akımı 100 - 500 μA olan mikro ampermetreler en sık kullanılır. Bu tür cihazlar doğru akım için tasarlanmıştır, bu nedenle çalışmaları için ses sinyali bir diyot tarafından düzeltilmelidir. Direnç, voltajı akıma dönüştürmek için tasarlanmıştır. Açıkça söylemek gerekirse, cihaz dirençten geçen akımı ölçer. Devrenin bir bölümü için Ohm yasasına göre (böyle bir Georgy Semenych Om vardı) temel olarak hesaplanır. Bu durumda diyottan sonraki voltajın 2 kat daha az olacağı dikkate alınmalıdır. Diyotun markası önemli değildir, bu nedenle 20 kHz'den daha büyük bir frekansta çalışan herhangi biri yapacaktır. Yani hesaplama:

R=U/I
burada: R, direncin direncidir (Ohm)
U - Ölçülen maksimum voltaj (V)
I - gösterge toplam sapma akımı (A)
Sinyal seviyesini ona bir miktar atalet vererek değerlendirmek çok daha uygundur. Şunlar. gösterge, seviyenin ortalama değerini gösterir. Bu, cihaza paralel olarak bir elektrolitik kondansatör bağlanarak kolayca sağlanabilir, ancak bu durumda cihazdaki voltajın bir faktör artacağına dikkat edilmelidir. Böyle bir gösterge, bir amplifikatörün çıkış gücünü ölçmek için kullanılabilir. Ölçülen sinyalin seviyesi cihazı "hareket ettirmek" için yeterli değilse ne yapmalı? Bu durumda, transistör ve operasyonel amplifikatör (bundan sonra op-amp olarak anılacaktır) gibi adamlar kurtarmaya gelir.

1.1.2 Bir transistör üzerindeki kadran göstergesi.

Direnç üzerinden geçen akımı ölçebiliyorsanız, transistörün kollektör akımını da ölçebilirsiniz. Bunu yapmak için transistörün kendisine ve kollektör yüküne (aynı direnç) ihtiyacımız var. Transistör üzerindeki çubuk göstergesinin şeması, Şekil 2'de gösterilmiştir.

Burada da her şey basit. Transistör mevcut sinyali yükseltir, ancak bunun dışında her şey aynı şekilde çalışır. Transistörün kollektör akımı, cihazın toplam sapma akımını en az 2 kat aşmalıdır (böylece hem transistör hem de sizin için daha sessizdir), yani toplam sapma akımı 100 μA ise, kollektör akımı olmalıdır. en az 200 μA olmalıdır. Nitekim bu, miliammetreler için geçerlidir, çünkü. 50 mA, "düdükle" en zayıf transistörden geçer. Şimdi referans kitabına bakıyoruz ve içinde mevcut transfer katsayısı h21e'yi buluyoruz. Giriş akımını hesaplıyoruz:

Ib=Ik/h21E
nerede:
Ib - giriş akımı

h21E - akım transfer katsayısı

R1, devre bölümü için Ohm yasasına göre hesaplanır:

R=Ue/Ik
nerede:
R - direnç R1
Ue - besleme gerilimi
Ik - toplam sapma akımı = kollektör akımı

R2, tabandaki voltajı bastırmak için tasarlanmıştır. Bunu seçerek, bir sinyal yokken okun minimum sapması ile maksimum hassasiyet elde etmeniz gerekir. R3, hassasiyeti ve direncini ayarlar, neredeyse kritik değildir.

Sinyalin yalnızca akımda değil, voltajda da güçlendirilmesi gereken zamanlar vardır. Bu durumda, gösterge devresi OE'li bir kaskad ile desteklenir. Böyle bir gösterge, örneğin Comet 212 kayıt cihazında kullanılır. Şeması Şekil 3'te gösterilmiştir.

1.1.3 Op-amp üzerindeki ölçek göstergesi

Bu tür göstergeler yüksek hassasiyete ve giriş direncine sahiptir, bu nedenle ölçülen sinyalde minimum değişiklik yaparlar. Bir op-amp kullanmanın yollarından biri, Şekil 4'te gösterilen bir voltaj-akım dönüştürücüsüdür.

Böyle bir gösterge daha düşük bir giriş direncine sahiptir, ancak hesaplamalarda ve üretimde çok basittir. R1 direncini hesaplayın:
R=Biz/Imaks
nerede:
R, giriş direncinin direncidir
Us - Maksimum sinyal seviyesi
Imax - toplam sapma akımı
Diyotlar, diğer devrelerde olduğu gibi aynı kriterlere göre seçilir.
Sinyal seviyesi düşükse ve/veya yüksek giriş empedansı gerekiyorsa, bir tekrarlayıcı kullanılabilir. Şeması Şekil 5'te gösterilmiştir.

Diyotların güvenilir çalışması için çıkış voltajını 2-3 V'a yükseltmeniz önerilir. Bu nedenle, hesaplamalarda op-amp'in çıkış voltajından başlıyoruz. Öncelikle ihtiyacımız olan kazancı bulalım: K \u003d Uout / Uin. Şimdi R1 ve R2 dirençlerini hesaplayalım: K=1+(R2/R1)
Derecelendirme seçiminde herhangi bir kısıtlama yok gibi görünüyor, ancak R1'in 1 kOhm'dan daha az ayarlanması önerilmez. Şimdi R3'ü hesaplıyoruz:
R=Uo/I
nerede:
R - direnç R3
Uo - op-amp'in çıkış voltajı
I - toplam sapma akımı

1.2 Tepe (LED) göstergeleri

1.2.1 Analog gösterge

Belki de şu anda en popüler gösterge türü. En basitlerinden başlayalım. Şekil 6, bir karşılaştırıcıya dayalı sinyal/tepe göstergesinin bir diyagramını göstermektedir. Eylem ilkesini düşünün. Yanıt eşiği, op-amp'in ters çevirme girişinde bölücü R1R2 tarafından ayarlanan referans voltajı tarafından belirlenir. Direkt girişteki sinyal referans voltajını aştığında, op-amp çıkışında + Yukarı görünür, VT1 açılır ve VD2 yanar. Sinyal referans voltajının altında olduğunda, -Up, op-amp'in çıkışına etki eder. Bu durumda VT2 açıktır ve VD2 yanar. Şimdi bu mucizeyi hesaplayalım. Karşılaştırıcı ile başlayalım. Başlamak için, çalışma voltajını (referans voltajı) ve 3 - 68 kOhm aralığında R2 direncini seçiyoruz. Referans voltaj kaynağındaki akımı hesaplayın:

nerede:
Iatt - R2 üzerinden akım (ters çevirme girişinin akımı ihmal edilebilir)
Uop - referans voltajı
Rb - direnç R2

şek.6

Şimdi R1'i hesaplayalım:

R1=(Ue-Uop)/Iatt
nerede:
Ue - güç kaynağı voltajı
Uop - referans voltajı (açma voltajı)
Iatt - R2 üzerinden akım
Sınırlayıcı direnç R6, aşağıdaki formüle göre seçilir:
R=Ue/Iled
nerede:
R - direnç R6
Ue - besleme gerilimi
ILED - LED'in ileri akımı (5 - 15 mA arasında seçilmesi önerilir)

Dengeleyici dirençler R4, R5 referans kitabından seçilir ve seçilen op-amp için minimum yük direncine karşılık gelir.

1.2.2 Mantık öğelerine ilişkin göstergeler

Tek LED'li limit göstergesiyle başlayalım (Şekil 7). Bu gösterge, Schmitt tetikleyicisine dayanmaktadır. Bilindiği gibi, Schmitt tetikleyicisinde bir miktar histerezis vardır, yani. tetik eşiği, serbest bırakma eşiğinden farklıdır. Bu eşikler arasındaki fark (histerezis döngüsünün genişliği) R2'nin R1'e oranı ile belirlenir, çünkü Schmitt tetikleyici, pozitif bir geri besleme amplifikatörüdür. Sınırlayıcı direnç R4, önceki devredekiyle aynı prensibe göre hesaplanır. Temel devredeki sınırlayıcı direnç, LE'nin yük kapasitesine göre hesaplanır. CMOS için (CMOS mantığı önerilir), çıkış akımı yaklaşık 1,5 mA'dır. İlk olarak, transistör aşamasının giriş akımını hesaplayalım:

Ib=Iled/h21E
nerede:

Iled - LED'in doğru akımı (5 - 15 mA ayarlanması önerilir)
h21e - akım transfer katsayısı

Şimdi giriş empedansını kabaca hesaplayabiliriz:
R=E/Ib
nerede:
Z - giriş empedansı
E - besleme gerilimi
Ib - transistör aşamasının giriş akımı

Giriş akımı LE'nin yük kapasitesini aşmazsa, R3 olmadan yapabilirsiniz, aksi takdirde aşağıdaki formül kullanılarak hesaplanabilir:
R=(E/Ib)-Z
nerede:
R-R3
E - besleme gerilimi
Ib - giriş akımı
Z - kaskadın giriş empedansı

“Çubuk” sinyalini ölçmek için çok seviyeli bir gösterge monte edebilirsiniz (Şekil 8).
Böyle bir gösterge basittir, ancak hassasiyeti düşüktür ve yalnızca 3 volt ve üzerindeki sinyalleri ölçmek için uygundur. LE işlem eşikleri, dirençler ayarlanarak ayarlanır. Gösterge, TTL öğelerini kullanır, CMOS durumunda, her LE'nin çıkışına bir amplifikatör aşaması kurulmalıdır.

1.2.3. Özel mikro devrelerde tepe göstergeleri

Onları yapmanın en kolay yolu. Bazı şemalar Şekil 9'da gösterilmiştir.


şekil 9

Diğer görüntü amplifikatörlerini de kullanabilirsiniz. Mağazada veya Yandex'den onlar için bağlantı şemaları isteyebilirsiniz. Masterkit'ten hazır kitleri de sipariş edebilirsiniz.
http://www.masterkit.ru/main/bycat.php?num=15

1.3 Tepe (ışıldayan) göstergeler

Bir zamanlar yerli teknolojide kullanılıyorlardı, şimdi müzik merkezlerinde yaygın olarak kullanılıyorlar. Bu tür göstergelerin üretilmesi (özel mikro devreler ve mikro denetleyiciler dahil) ve bağlanması (birkaç güç kaynağı gerektirir) çok zordur. Bunları amatör teknolojide kullanmanızı önermiyorum.