Простой индикатор уровня сигнала на ОУ LM324 (8 СИД на канал)

  1. Плата индикаторов (сменная).

  2. Плата левого канала. 

  3. Плата правого канала.

image

Уровни индикации:

Принципиальная схема индикатора уровня на LED:

image

Структура микросхемы LM3914:

Таблица рабочих параметров микросхемы LM3914

Ток потребления при всех горящих LED сегментах обоих каналов порядка 1,3А при питании 5В. На платах не применен входной усилитель сигнала, но чувствительность его такова, что нижний предел (первый сегмент) можно зажечь меньше чем 20 mv переменного сигнала.

   Плата индикаторов уровня сдвоенная на 2 канала имеет размер 157х32 мм. Каждая плата канала раздельная (левый и правый) имеет размер 157х24 мм. В собраном виде конструктив имеет размеры: 157х32х45 мм. В качестве настройки правильной линейности шкалы необходимо выбрать пределы нижних и верхних уровней для каждой микросхемы. Принципиально есть возможность при желании растянуть шкалу каждого канала в несколько раз при данном схемном решении. Блок может быть применен как самостоятельное устройство, так и в составе с усилителем НЧ. Несколько фото собранного устройства вы видите в стате.

Видео, демонстрирующее его работу:

Cкачать печатную плату

Источник http://radioskot.ru

2 819

Существуют не мало индикаторов уровня воспроизведения как на микросхемах, так и на транзисторах. Рассмотрим схему транзисторного индикатора уровня сигнала для одного канала. Кому нужно стерео — копируем и делаем такую же печатную плату. На вход схемы подается линейный выходной сигнал абсолютно любой аудиоаппаратуры, пусть это будет mp3 плеер или компьютер или еще что.

Печатная плата светодиодного индикатора:

Печатная плата индикатора уровня звукового сигнала Светодиоды применяем любые, транзисторы КТ361 при отсутствии можно заменить на КТ502. Все остальные радиодетали, применяемые в данной схеме транзисторного индикатора уровня сигнала указаны на электрической схеме.

+1

Индикаторы уровня сигнала используются для визуальной оценки изменяющегося параметра в промежуточных точках схемы устройства. По их показаниям можно судить о работе отдельных функциональных модулей. Применение индикаторов в усилителях звукового сигнала позволяет установить уровень, достаточный для комфортного прослушивания музыкальных композиций, предотвращая при этом режим работы усилителя за пределами допустимых для него значений.

Основные виды индикаторов

Индикаторы являются составной частью устройств усиления звука. Они позволяют получить визуальную оценку композиции в диапазоне звуковых частот. Для наблюдения уровня сигнала используются как стрелочные приборы, так и устройства, выполненные в виде светодиодных столбцов, изменяющих свои геометрические размеры по мере нарастания или спада звукового сигнала в выбранном частотном диапазоне. Можно выделить основные типы индикаторов:

  1. Шкальные, представляющие собой устройства различной степени сложности, в которых для оценки силы звукового сигнала используются стрелочные микроамперметры.
  2. Пиковые (светодиодные) индикаторы уровня сигнала, которые могут использовать в своем составе как одиночные элементы, так и светодиодные ленты.
  3. Пиковые люминесцентные.

Современные комплексы воспроизведения звуковой информации используют электронные устройства, отражающие целый ряд необходимых параметров. В их схемах применяются те или иные основные типы индикаторов, перечисленных выше.

Простейшие шкальные

Индикаторы этого типа содержат в своем составе электромеханический микроамперметр с током полного отклонения стрелки до 500 мкА. Прибор работает при протекании по обмотке его катушки постоянного тока. Поэтому изменяющийся во времени выходной звуковой сигнал требуется предварительно преобразовать при помощи диодной схемы.

Изменяя величину сопротивления резистора, ограничивающего ток, протекающий через микроамперметр, можно добиться полного отклонения стрелки для максимального уровня звукового сигнала. Шкала градуируется в процентах максимального уровня или в децибелах (дБ) его ослабления.

Шкальные на биполярных транзисторах

Микроамперметры в схемах этих устройств включаются в коллекторную цепь выходных каскадов транзисторных усилителей тока, выполненных по схеме с общим эмиттером (ОЭ). Количество каскадов усиления определяется минимальным уровнем, на который должна реагировать шкала стрелочного индикатора уровня звукового сигнала. Величина тока полного отклонения стрелки может быть установлена элементами делителя переменного напряжения, поступающего на вход схемы стрелочного индикатора для последующего усиления.

В своем составе схемы содержат выпрямители постоянно изменяющегося сигнала звукового усилителя в постоянный ток для создания более комфортного визуального контроля громкости прослушиваемой композиции. Шкала выполняется с оцифровкой процентного соотношения действующего уровня сигнала по отношению к его максимальному значению. За величину максимального значения выбирается уровень громкости, коэффициент нелинейных искажений которого не превышает допустимой величины и определяется международными стандартами качества.

Шкальные на операционных усилителях

Операционные усилители (ОУ), обладающие высоким входным сопротивлением, вносят в схему измерения минимальные искажения. Стрелочные индикаторы уровня сигнала для усилителя позволяют визуально контролировать минимальные уровни, недоступные простейшим измерителям и схемам с ОЭ.

ОУ используются в качестве преобразователей напряжение/ток или эмиттерные повторители. Электромеханическая головка микроамперметра имеет шкалу, отражающую (как и в предыдущих случаях) ослабление в децибелах уровня измеряемого сигнала относительно его максимального значения.

Индикаторы пиковых значений

Светодиодные индикаторы этого вида выполняются на основе компараторов напряжения уровня входного сигнала. Напряжение на их выходах появляется в момент превышения входным сигналом определенного, заранее установленного элементами схемы значения величины входного сигнала. При этом уровня напряжения, возникающего на выходе компаратора, достаточно для загорания светодиода линейки индикаторов.

Чем большее количество пороговых устройств содержит схема индикатора уровня сигнала, тем меньше будет заметно скачкообразное движение светодиодного столбика по шкале, тем естественнее будет наблюдаемая картинка.

Индикаторы с использованием логических элементов

Эти устройства находят применение в схемах, в которых в качестве элемента, сигнализирующего о достижении входным сигналом уровня, достаточного для срабатывания логического компонента, используется светодиод или LED-сигнализатор. Он будет светиться в течение времени, пока уровень напряжения на входе схемы будет достаточен для открытого состояния логической схемы и, соответственно, протеканию тока через светодиод и для его свечения.

В этих схемах светодиодных индикаторов уровня сигнала используется свойство триггера Шмидта (Шмитта) – сохранять свои устойчивые состояния. В первом из них на выходе силового элемента присутствует положительное напряжение источника питания. Другая ситуация соответствует случаю его закрытого состояния и при отсутствии положительного напряжения на выходе. Таким образом, триггер может служить индикатором уровня сигнала, присутствующего на входе схемы.

Нагрузкой логической схемы выступает биполярный транзистор n-p-n проводимости, включенный по схеме усилителя с общим эмиттером (ОЭ). В его коллекторную цепь включен светодиод, который сигнализирует о превышении уровня входного сигнала , установленного элементами схемы.

Количество используемых триггеров определяет число контролируемых уровней звукового сигнала. 2 или 3 микросхемы, имеющих в одном корпусе по 4 логических элемента, позволяют создать индикатор своими руками, в котором практически не наблюдается ступенчатая зависимость изменения показаний.

Индикаторы уровня на специализированных микросхемах

Интегральная микросхема LM 3915 производится компанией Texas Instruments. Она получила широкое распространение при создании индикаторов уровня сигнала для усилителя. Она контролирует 10 уровней изменяющегося звукового сигнала на основе встроенных компараторов. При этом она провоцирует загорание LED выходных элементов по логарифмическому закону. Это позволяет корректировать восприятие уровня выходного сигнала усилителя в соответствии со свойством органа человеческого слуха.

Низкие уровни часто на слух не воспринимаются. Логарифмический закон позволяет добиться линейного восприятия громкости прослушиваемой музыкальной композиции при изменении ее интенсивности в широком диапазоне. В случае использования двух микросхем появляется возможность создавать LM3915 индикаторы уровня сигнала для стереофонических звуковых систем.

Люминесцентные

Такими индикаторами оснащаются устройства высококачественного воспроизведения звука. Они выполнены в виде готовых панелей, включающих в себя набор специализированных схем, управляемых микроконтроллерами. Их шкалы отображают изменение многих параметров. Часто они являются индикаторами полосовых эквалайзеров, позволяющих корректировать амплитудно-частотную характеристику усилителей звука в широких пределах.

При достаточном уровне опыта изготовления радиолюбительских конструкций такие индикаторы уровня сигнала своими руками могут быть созданы самостоятельно. Надо учесть, что схемы с использованием стильных люминесцентных индикаторов часто требуют применения нескольких источников питания.

Заключение

Материал, изложенный в статье, поможет читателю узнать устройство и назначение разных типов индикаторов уровня. Следует учитывать, что многие из них могут быть изготовлены своими силами из доступных наборов-конструкторов. Устройства стрелочного типа и сегодня повсеместно используются в аппаратах высококачественного воспроизведения звука.

Стрелочный индикатор звука

Индикаторы звуковых сигналов.

Часть I. Стрелочные индикаторы.

1. Стрелочный прибор.

Конструкция. Конструкция таких приборов разнообразна, однако принципы действия их одинаковы. В пластиковом корпусе размещен магнит цилиндрической формы. По образующей цилиндра установлена магнитная рамка с подпружиненным подвесом и закрепленной стрелкой. С противоположной стрелке стороны устанавливают балансир. В большинстве случаев такой балансир представляет собою капельку припоя, и служит для компенсации центробежных сил стрелки. Поскольку прибор, по своей сути, является механической системой, то и основные характеристики определяются «механикой» измерительной головки. Хотелось бы отметить ещё одну особенность конструкции стрелочных индикаторов: для возврата стрелки в исходное положение применяется пружина (а это не линейный элемент, зависящий от её жёсткости), в результате шкала измерения прибора так же будет не линейна. В современных измерительных головках применяют многооборотные пружины, с достаточно хорошей гибкостью и нелинейность измерения очень мала, но всё же, мне кажется, стоит об этом помнить.

На рисунке выше представлена измерительная головка модели М6850 как наиболее распространённая и доступная, на данный момент, многим начинающим радиолюбителям. Лично я все свои схемы отрабатывал именно на ней.

Принцип действия. Всё просто — подал на катушку ток, создалось магнитное поле. Взаимодействие магнитного поля катушки с магнитным полем постоянного магнита, приводит к отклонению катушки (и стрелки) пропорционально протекаемому в ней току. Направление протекаемого тока в катушке определяет направление отклонения стрелки. Отсюда вывод: стрелочный индикатор работает только с постоянным (пульсирующим ) током. Подача переменного тока на индикатор заставит стрелку «дрожать» и не более того.

Ну, вроде бы, всё понятно: измеряем величину переменного напряжения в звуковом тракте. В практике измерений известны: максимальная величина (амплитудное значение) сигнала, средневыпрямленное значение, среднеквадратичное значение сигналов. Мы не будем лезть в глубь теорий, определимся только с тем, что в нашем случае, мы измеряем средневыпрямленное значение. А шкалы наших приборов откалиброваны в децибелах (реже в процентах) от установленного «эталонного» уровня сигнала («0» dB). То есть, мы будем измерять не саму величину сигнала, а его отношение, к некоторой эталонной величине К=Uэталон./Uизмерен. , выраженной в децибелах. Для перевода измеренных значений в децибелы используют следующую формулу: А= 20 Lg Uэталон./Uизмерен . Околовсякое. В переносных магнитофонах стрелочный индикатор применялся ещё и для измерения напряжения питающих элементов то есть являлся, по сути своей, примитивным вольтметром.

Из того, что я написал выше, следует логический вывод: чтобы индикатор работал так, как мы того ждём, необходимо преобразовать переменный ток в пропорциональный ему ток постоянный и подать его на измерительную головку. Первое, что приходит в голову, представлено на рисунке:

Как ни странно, но такой индикатор будет работать. После небольшого «ретуширования», он приобретает следующий вид:

Читать еще:  Деревья из бисера фото мастер классы, схемы

Указанные варианты сохраняют преимущества схем описанных выше, но и измеряют уже две полуволны звукового сигнала, за счёт применения диодного моста. Схема, представленная на рисунке справа, к тому же, обеспечивает ЛИНЕЙНОЕ перемещение стрелки измерительной головки, поскольку последняя включена в цепь обратной связи операционного усилителя. Чувствительность индикаторов можно регулировать подбором сопротивления R3. Входное сопротивление индикаторов составляет около 47 кОм. Напряжение питания зависит от типов применяемых ОУ, а в качестве усилителя можно применять практически любые ОУ, с выходными токами более 5mA. Но я бы рекомендовал использовать ОУ с полевыми транзисторами на входе (К140УД8, КР 544УД2 и т.д.). В таком случае, будет возможность повысить входное сопротивление узла простым увеличением номиналов резистивных делителей на входе (R1, R2).

Читать еще:  Быстро разряжается аккумулятор зимой? Копеечный способ утеплить батарею

Стрелочные индикаторы выходного сигнала

Стрелочные индикаторы выходного сигнала

Стрелочные индикаторы выходного сигнала в настоящее время пользуются большой популярностью, особенно для использования их в модернизации раритетной аппаратуры. Многие радиолюбители прекрасно помнят советский усилитель мощности Radiotehnika У-101 Рижского одноименного завода. В начале 80-х завод приступил к выпуску новой модели, международного стандарта (габаритные) музыкального комплекса «Radiotehnika K-101 stereo». В целом это комбайн был очень даже неплохим комплексом. Но вот усилитель, вернее встроенный в нем индикатор выходной мощности толи был несовершенным или присутствовали ошибки в конструкции.

Тем не менее, когда аппарат был новый то никаких нареканий не вызывал, но со временем он начинал доставлять некоторые неудобства своим не четким и тусклым свечением шкалы или вообще в схеме управления выходил из строя какой-либо элемент. С недавнего времени я тоже стал обладателем такого усилителя. Конечно у меня не было желания восстанавливать штатный индикатор, а изначально я уже предполагал установить в аппарат стрелочные. Тем более у меня в запасе было несколько штук таких, да и на рынках радиотоваров их найти по моему не сложно. Но как бы там ни было я приступил к реставрации и частичной модернизации с целью установить стрелочные индикаторы выходного сигнала Radiotehnika У-101 на К157ДА1.

Вначале взял трех миллиметровый пластик и вырезал из него 3 заготовки прямоугольной формы, а затем при помощи дихлорэтана склеил индикаторы друг с другом. Пластиковые полоски следует подогнать так, чтобы они по ширине были одинаковы с индикаторами и не выступали за периметр. Здесь на фото показана конструкция с натуральным размером окошка в передней панели усилителя мощности.

В стекле от штатного индикатора сделал окошки и одел на новые стрелочные индикаторы. Стекло желательно обработать маленьким мелким напильником или надфелем, чтобы плотно село на свое место. Далее склеил все это опять же дихлорэтаном. Конечно всю эту операцию нужно проделывать очень аккуратно, так как это фронтальная панель и должна смотреться соответственно.

Теперь нужно припаять провода к светодиодам и посадить их в то зазор, который между индикатором и стеклом на небольшое количество супер-клея.

Вырезал еще из пластика полосу и прикрепил ее к боковым стенкам. После того как она будет еще посажена на клей, то конструкция обретет еще большую жесткость и будет являться основой для установки на нее управляющей платы.

Читать еще:  Как заменить подрозетник с розеткой

На этом фото стандартное место установки индикатора. Там же виден красный коннектор с проводами он предназначен для подачи питания на плату управления. Он конечно будет нужен в дальнейшем.

На этом этапе необходимо собранный модуль примерить, как он становиться. Дело в том, что эта конструкция никакими винтами не крепится, а просто прижимается передней панелью к шасси усилителя мощности. Поэтому нужно обеспечить максимально плотную посадку. Под провода идущих от светодиодов следует круглым надфилем сделать небольшой пропил в шасси.

Принципиальная схема и печатная плата модуля управления

Здесь можно скачать чертеж Layout для печатной платы: scaler_indicator-Layout

Теперь необходимо установить плату на устройстве с индикаторами, закрепить в усилителе и можно делать подключение.

Коннектор схемы управления индикаторами имеется питающее напряжение 24v, но это нормально, потому что на стабилизатор напряжения КРЕН 7809 можно спокойно подавать до 36v, а на выходе получить нужные 9v. А также выходной сигнал обоих каналов. Провода я паял непосредственно к разъему, затем заизолировал, а провода стянул капроновым хомутиком.

Завершающий этап монтажа

Прежде чем устанавливать корпус на шасси усилителя необходимо подстроить переменным резистором, установленном на управляющей плате, нужный предел значения стрелочных индикаторов. И после этого ставим на место корпус и можно приступать к испытанию.

KOMITART — развлекательно-познавательный портал

Разделы сайта

DirectAdvert NEWS

Друзья сайта

Осциллографы

Мультиметры

Купить паяльник

Купить Микшер

Купить Караоке

Статистика

Простой аналоговый индикатор уровня сигнала для УНЧ.

Простой аналоговый индикатор уровня сигнала для УНЧ.

Аналоговый индикатор уровня сигнала

Многие радиолюбители, конструирующие звуковые усилители, задаются вопросом, как, и по какой схеме собрать стрелочный индикатор уровня сигнала, поэтому в этой статье мы решили сделать подборку нескольких вариантов подобных индикаторов.

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.

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:

Выводы микросхемы К157ДА1

Параметры К157ДА1

Схема двухканального индикатора на МС К157ДА1 с однополярным питанием:

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

Печатная плата индикатора уровня на К157ДА1

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.

Внешний вид готовой платы выглядит так:

Плата индикатора в сборе _ 1

Плата индикатора в сборе _ 2

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

Печатная плата для этого варианта выглядит следующим образом:

Думаю большинству понятно, что звучание системы во многом определяется различным уровнем сигнала на ее отдельных участках. Контролируя эти места, мы можем оценить динамику работы различных функциональных узлов системы: получить косвенные данные о коэффициенте усиления, вносимых искажениях и т.п. Кроме того, результирующий сигнал просто не всегда можно прослушать, поэтому и, применяются различного рода индикаторы уровня. В их роли можно применить и обычные стрелочные приборы, так и специальные радиолюбительские разработки.

Оцените статью
Рейтинг автора
4,8
Материал подготовил
Максим Коновалов
Наш эксперт
Написано статей
127
А как считаете Вы?
Напишите в комментариях, что вы думаете – согласны
ли со статьей или есть что добавить?
Добавить комментарий