Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884)
Микросхемы позволяет управлять шкалой из 5 светодиодов, отображая на ней уровень звукового сигнала. Сигнал не обязательно должен быть звуковым. Но поскольку шкала в этой микросхеме логарифмическая, то она прекрасно подходит для индикации уровня звука.
В даташите авторы предлагают нам такую схему включения микросхемы AN6884:
Опрос: Изготавливали ли Вы что-нибудь своими руками? (Кол-во голосов: 998)
Да, много чего
Да, было разок
Нет, пока изучаю для того, чтобы изготовить
Нет, не собираюсь
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. РезультатыНапряжение питания Vcc можно подавать в очень широком диапазоне – от 3 до 16 вольт. Мы в наших экспериментах ограничимся 9 вольтами от «Кроны». От напряжения питания зависит только величина сопротивления R, ограничивающего ток через светодиоды.
Резистор и конденсатор, подключенные к 7-й ноге играют роль времязадающей RC-цепочки. Изменяя номинал резистора, можно изменять скорость спадания светодиодной линейки. Если вместо 10 кОм поставить 2…3 кОм, столбик будет двигаться быстрее. Если заменить его на 30 кОм, столбик будет шевелиться намного медленнее. Оптимальным, на мой взгляд, является значение в 8…10 кОм.
Схему можно немного переделать. Вместо одного общего резистора R поставить пять отдельных на каждый светодиод. Так можно сделать яркость светодиодов более равномерной. Если используются светодиоды разных цветов, то можно подобрать подходящие резисторы для каждого типа светодиодов. Часто случается, что зелёные и синие светодиоды при одном и том же токе горят ярче, чем красные и жёлтые.
Расширяем индикаторы
Можно двинуться дальше и собрать нечто более сложное и впечатляющее. Например, индикатор, состоящий не из 5, а из 10 светодиодов. Существуют два способа это сделать, совместив две микросхемы AN6884.
Первый способ.
Совместим два индикатора так, чтобы светодиоды, подключенные к одной и к другой AN6884 чередовались. На рис.9 все нечётные светодиоды подключены к DA1, а все чётные – к DA2.
Допустим, мы соединим входы (8-е вводы) и пустим на них один и тот же сигнал. В этом случае микросхемы будут работать абсолютно синхронно и светодиоды будут включаться парами (HL1-HL2, HL3-HL4 и т.д.)
Нам же надо, чтобы они загорались по очереди – HL1, HL2, HL3, HL4 и т.д. Для этого мы при помощи резисторов R14 и R15 немного ослабляем уровень сигнала на входе одной из микросхем – DA1. Точной подстройкой резистора R14 добиваемся того, чтобы светодиод HL2 загорался после HL1, HL4 загорался после HL3. После подстройки резистор R14 нам больше не надо трогать. Далее общий входной уровень для двух микросхем задаём переменным резистором R13.
Получившийся индикатор более точно отображает уровень звука, чем индикатор на 5 светодиодах.
Важные условия: номиналы резисторов R11 и R12 и конденсаторов С1 и С2 должны быть равны, чтобы столбики нарастали и спадали с одинаковой скоростью.
Второй способ.
Поставим две шкалы «друг на друга». Светодиоды с 1-го по 5-й подключены к микросхеме DA1, светодиоды с 6-го по 10-й подключены к DA2.
На вход микросхемы DA2 нужно пустить сигнал, сильно ослабленный, по сравнению с сигналом на входе DA1. Это ослабление, как и в прежнем случае, задаётся резисторами R14 и R15. Подстройкой резистора R15 подбирается такой режим, при котором светодиод HL6 загорается сразу после светодиода HL5.
Такой индикатор будет отображать уровень громкости в более широком диапазоне, чем предыдущие версии.
Строим спектроанализатор
Развивая дальше эти схемы, можно собрать ещё более интересные устройства. Например, многоканальный спектроанализатор – светомузыкальное устройство с прыгающими световыми столбиками, где каждый столбик соответствует определённой полосе частот – от низких до высоких.
Для этого понадобится разместить несколько индикаторов и подключить к ним сигнал через полосовые фильтры, настроенные на различные частоты. К выходу операционного усилителя DA2.1 на рис.8 вместо фильтра низких частот на R14, C4, DA2.2 следует подключить параллельно несколько полосовых фильтров подобного вида:
К выходу каждого фильтра подключается индикатор на двух AN6884.
В таблице приведены значения ёмкостей и сопротивлений для разных полос 7-полосного спектроанализатора. Значения рассчитывались через программу Filter Wiz Pro.
| Центральная частота | 100 Гц | 200 Гц | 500 Гц | 1 кГц | 2 кГц | 5 кГц | 10 кГц |
| Ширина полосы | 10 Гц | 20 Гц | 50 Гц | 100 Гц | 200 Гц | 500 Гц | 1 кГц |
| Ra | 390 Ом | 75 Ом | 91 Ом | 240 Ом | 72 Ом | 51 Ом | 24 Ом |
| Rb | 100 кОм | 82 кОм | 100 кОм | 100 кОм | 82 кОм | 91 кОм | 91 кОм |
| Ca | 330 нФ | 100 нФ | 33 нФ | 33 нФ | 10 нФ | 4,7 нФ | 330 нФ |
| Cb | 330 нФ | 1 мкФ | 330 нФ | 33 нФ | 100 нФ | 47 нФ | 330 нФ |
Именно такую схему я собрал четыре года назад, когда ещё только осваивал электронику. На фотографии результат работы. Для сравнения размеров: рядом 17-дюймовый монитор.
Технические характеристики:
Напряжение питания………………………3,5 — 15 В
Ток покоя………………………………………7 — 10 мА
Выходной ток…………………………………7 — 10 мА
Минимальное входное напряжение……50 мВ
Частотный диапазон………………………..20 — 20000 Гц
Диапазон индикации ……………………….18 — 20dB
Перечень элементов:
R3 — 47 кОм — 100 кОм
C1 — 10 мкФ х 10 В
C2 — 1 мкФ х 10 В
VD1 — VD5 — АЛ307 (КИПМО)
В зависимости от уровня входного сигнала выбирают следующие номиналы резисторов R1, R2:
R2 служит для регулировки чувствительности индикатора, С2 задает постоянную времени индикации С2,R2 — задают постоянную времени обратного хода индикатора.
Купить Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884) за $
Поделитесь с друзьями статьей: Оцените статью, для нас это очень важно: Проголосовавших: 4 чел.Средний рейтинг: 4.8 из 5.
ИНДИКАТОР ВЫХОДНОЙ МОЩНОСТИ НА СВЕТОДИОДАХ
Приблизительно год назад загорелся идеей собрать преобразователь напряжения 12-220 вольт. Для реализации понадобился трансформатор. Поиски привели в гараж, где был найден усилитель Солнцева, собранный мною лет 20 назад. Просто извлечь трансформатор и таким образом уничтожить усилитель не поднялась рука. Родилась идея его реанимировать. В процессе оживления усилителя многое подверглось изменениям. В том числе индикатор выходной мощности. Схема прежнего индикатора была громоздкой, собрана на К155ЛА3 и т.д. Найти ее не помог даже интернет. Зато была найдена другая очень простая, но от того не менее эффективная схема индикатора выходной мощности.
Схема LED индикатора
Данная схема достаточно хорошо описана на просторах интернета. Здесь лишь вкратце расскажу (перескажу) о ее работе. Индикатор выходной мощности собран на микросхеме LM3915. Десять светодиодов подключены к мощным выходам компараторов микросхемы. Выходной ток компараторов стабилизирован, поэтому отпадает необходимость в гасящих резисторах. Напряжение питания микросхемы может находиться в пределах 6…20 В. Индикатор реагирует на мгновенные значения звукового напряжения. У микросхемы LM3915 делитель рассчитан так, что включение каждого последующего светодиода происходит при увеличении напряжения входного сигнала в v2 раз (на 3 дБ), что удобно для контроля мощности УМЗЧ.
Сигнал снимается непосредственно с нагрузки — акустической системы УМЗЧ — через делитель R*/10k. Указанный на схеме ряд мощностей 0,2-0,4-0,8-1,6-3-6-12-25-50-100 Вт соответствует действительности, если сопротивление резистора R*=5,6 кОм для Rн=2 Ом, R*= 10 кОм для Rн=4 Ом, R*= 18 кОм для Rн=8 Ом и R*=30 кОм для Rн=16 Ом. LM3915 дает возможность легко менять режимы индикации. Достаточно лишь подать на вывод 9 ИМС LM3915 напряжение, и она перейдет с одного режима индикации в другой. Для этого служат контакты 1 и 2. Если их соединить, то ИМС перейдет в режим индикации «Светящийся столбик», если оставить свободными — «Бегущая точка». Если индикатор будет эксплуатироваться с УМЗЧ с иной максимальной выходной мощностью, то нужно подобрать лишь сопротивление резистора R*, чтобы светодиод, подключенный к выводу 10 ИМС, светился при максимальной мощности УМЗЧ.
Как видите, схема проста и не требует сложной настройки. Благодаря широкому диапазону питающих напряжений для ее работы использовал одно плечо импульсного двухполярного блок питания УМЗЧ +15 вольт. На входе сигнала вместо подбора отдельных резисторов R* установил переменное сопротивление номиналом 20 кОм, что сделало индикатор универсальным для акустики разного сопротивления.
Для смены режимов индикации предусмотрел установку перемычки или кнопки с фиксацией. В финале замкнул перемычкой.
Сам усилитель Солнцева рассчитан на выходную мощность 70 Ватт на канал при 4 Омах нагрузки. В качестве акустических систем использую югославские HZK 12031 номинальной мощность 100 Ватт. Переменные сопротивления установил в значения 10 кОм для мощности 100 Ватт.
Печатные платы выполнены методом ЛУТ. Травление проводилось перекисью водорода, лимонной кислотой и поваренной солью из расчета 50 мл перекиси, 2 ч.л. кислоты и чайная ложка соли.
На плату, где размещены светодиоды, добавил светодиоды и их ограничительные резисторы для индикации аварии питания усилителя мощности. В случае нештатной ситуации по + 27 Вольт будут загораться верхние 11 и 12 светодиоды в верхнем ряду (красные), по -27 Вольт 23 и 24 светодиоды нижнего ряда (жаль не нашел светодиодов синего цвета для наглядности).
В случае, если эта часть индикатора не требуется, то всегда можно прибегнуть к услугам Sprint-Layout и убрать лишнее. Для удобства монтажа и главное доступности в случае ремонта разделил индикатор на две платы.
Как показали испытания и дальнейшая эксплуатация – схема проста, надежна и достойна рекомендаций к повторению.
Видео
Напоследок добавлю, что на основе данной схемы можно построить так же индикатор уровня звукового сигнала, т.е. подавать сигнал не с УМЗЧ, а, например, с предварительного усилителя. Для этого необходимо лишь раскачать входной сигнал дополнительными каскадами усиления. Автор материала — Кондратьев Николай, г. Донецк.
СветодиодыИндикатор 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.
Индикатор уровня звукового сигнала на светодиодах
Эта схема — простой индикатор уровня, построенный на основе популярной и недорогой микросхемы LM3916. Устройство отлично подойдёт для микшера, усилителя или другой аудио аппаратуры. Оно позволяет вести визуальный контроль уровня звукового сигнала, благодаря чему мы можем избежать перегрузок и связанных с ними искажений.
Принципиальная схема
Схема подключения микросхемы LM3916На входе работает линейный выпрямитель переменного напряжения сигнала, он построен на основе операционного усилителя TL081, что позволяет поддерживать высокую точность также при входных сигналах порядка нескольких десятков милливольт. Конструкция платы позволяет разрезать её на 2 части и спаять под углом 90 градусов. Это позволит легко выполнить индикатор под монтаж на передней панели, причём сразу для двух каналов — стерео.
О функциях радиоэлементов
Резистор R4 (2,2 k) ограничивает ток светодиода, а R5 (4,7 k) выполняет функцию «искусственной массы» для операционного усилителя U2 (TL081). Входное сопротивление системы определяется номиналом R1 (470k). Элементы R1 (470k), R2 (470k), R3 (10k), C4, D11 (1N4007) и D12 (1N4007) — обвязка усилителя ОУ U2 (TL081), вместе они образуют выпрямитель. Схему необходимо питать напряжением 9-25 В. Среднее потребление тока составляет 10 мА при 12 В.
Сборка и настройка LED индикатора
Печатная плата 3916Индикатор собираем на печатной плате. Монтаж следует начинать установки одной перемычки. В дальнейшем следует установить элементы R2 и R3, лежащие под U1 и R1, расположенным под U2. Порядок пайки остальных элементов является произвольным, но лучше сперва впаять панельки под микросхемы, так как из-за очень большого уплотнения радиоэлементов потом будет тяжелее. Если захотите сделать версию стерео индикатора — можете разрезать плату в месте между U1 и LED, спаяв обе части под прямым углом. Это позволит разместить 2 платы индикатора уровня близко друг к другу (как на фото).
LED индикатор аудио сигнала самодельныйФайлы печатной платы
Рисунок платы и расположение на ней деталей можно скачать в этом PDF файле
ЗВУКОВОЙ ИНДИКАТОР
Всем самодельщикам привет! Как-то разбирая свои запасы наткнулся на два люминесцентных индикатора с советских магнитофонов. Один оказался рабочий. Решил с него сделать что-то необычное. Ну тут и понеслось… Второй звуковой индикатор решил собрать на микросхемах LM3915 в виде стрелок из светодиодов, ну а третий из вакуумных индикаторов ИВ-26 из промышленных электронных часов, и всё это дело оформить в корпус. Для LM3915 вытравил две платы (одна для светодиодов), светодиоды в smd корпусе выпаял из LED ленты, собрал платы — включил — всё прекрасно заработало. Для ИВ-26 пришлось задействовать платки индикаторов с китайской магнитолы на микросхеме AN6884. Осталось дело за корпусом, вырезал из ДВП панели, склеил их между собой при помощи деревянных брусочков и клея «Момент». Для индикаторов в корпусе вырезал окно. Зашпаклевал, зачистил и обклеил чёрной плёнкой. Фальш-панель обрезал из профиля из-под гипсокартона. Так как для питания нужно было 5 разных напряжений (+12 -12 26 3,5 6,3 вольта), мотать трансформатор не стал — порылся в закромах и нашёл подходящие трансики и к ним спаял простейшие стабилизаторы. Всё это дело закрепил в корпусе при помощи термоклея. Общий выключатель и регулятор уровня расположил сзади конструкции. Для передней панели вырезал пластину из стекла, просверлил 3 отверстия под выключатели. Красивее было бы тонированное стекло, но его не нашёл, думаю затонировать автомобильной плёнкой. Теперь смотрите на фотоотчёт и видеоролики работы индикаторов, специально для нашего любимого сайта radioskot.ru 🙂
Принципиальные схемы индикаторов ЗЧ
Фото изготовления конструкции
Видео работы индикаторов в УНЧ
Получилось вот такое неплохое дополнение в аудиостойку. Можете собрать тоже подобное для своего УМЗЧ, а можете взять какой-то отдельный модуль. Желаю всем удачных конструкций! С Вами был Ивченко Алексей.
Форум
Обсудить статью ЗВУКОВОЙ ИНДИКАТОР
Индикаторы звуковых сигналов. Часть третья.
РадиоКот >Статьи >Индикаторы звуковых сигналов. Часть третья.
Следующим шагом в развитии пиковых индикаторов стало увеличение количество индицируемых точек и увеличение диапазона измерения. Теперь уже можно было обойтись без стрелочных индикаторов, а их функции переложить на плечи дискретных измерителей. Такие измерители выгодно отличались от стрелочных головок прежде всего тем, что могли мгновенно реагировать на кратковременные импульсы, да и выглядели не плохо.
На рисунках 6 и 7 представлены измерители на инверторах ТТЛ и КМОП — логики. Основные характеристики приведённых схем практически одинаковы. Ядром схем является резистивные АЦП, построенные на резисторах R1-R7 (рисунок 6) и R23-R26 (рисунок 7). Представляя собой делители напряжения, они определяют пороги срабатывания каждой из ячеек. Основной недостаток приведённых схем — небольшой диапазон измерения, высокий уровень подводимого сигнала и изменение яркости свечения при увеличении количества включенных светодиодов. Справедливости ради необходимо отметить, что последний недостаток присущ многим схемам с подобным включением линеек светодиодов. Устраняется он применением стабилизатора в цепи питания линеек.
Гораздо лучшими показателями обладает измеритель, показанный на рисунке 8. Он состоит из входного усилителя (VT1), детектора (VT2), и усилителя постоянного тока (VT3). С выхода УПТ сигнал поступает на ключи VT5-VT9; именно они управляют светодиодной линейкой LED1-LED5.
На транзисторе VT4 реализован стабилизатор тока. Это устраняет изменение яркости при различном количестве зажженных светодиодов. Индикатор предназначен для установки в технику с однополярным питанием.
Ещё один подобный индикатор, промышленного образца представлен на рисунке 9. Устанавливался в магнитофонах «Комета» («Нота»).
В отличии от вышеприведённой схемы здесь используется двуполярное питание. В остальном индикаторы очень похожи, поэтому нет нужды приводить его описание.
Что можно сказать о приведённых выше, да и вообще о подобных схемах? Логарифмическая зависимость в них реализована с использованием «порога включения» (обычно 0,7V) полупроводниковых приборов — транзисторов, диодов, светодиодов. По этому точность измерения в них — понятие растяжимое. Калибруется, обычно, порог «нуля», остальные светодиоды только позволяют судить о приближении к этому порогу сигнала, по этому и диапазон индикации не очень большой. В подобных схемах, при последовательном включении светодиодов, необходимо применять стабилизатор тока. В противном случае, с увеличением количества включенных светодиодов, яркость индикатора будет меняться.
В приведённых схемах, обычно, применяют небольшое количество точек измерения — от 4 до 7. Но, в общем, такие устройства работают очень не плохо, и эффектно смотрятся на передней панели приборов.
Более совершенное АЦП, чем было на рисунках 6 и 7, представлено ниже. Практически все недостатки присущие рассмотренным ранее схемам, здесь устранены.
Рассмотрим подробнее схему на рисунке 10.
Основу индикатора составляют компараторы на ОУ. Работу такой ячейки мы рассматривали ранее. Все неинвертирующие входы ОУ объеденены и на них подаётся измеряемое напряжение от детектора. Инвертирующие входы подключены к резистивной матрице. Номиналы матрицы рассчитаны так, что с выводов средних точек резисторов снимается напряжение, с которым и будет сравнивать входное напряжение ячейка индикатора. То есть мы имеем возможность выставить значение каждой точки и, следовательно, выбрать их количество, диапазон измерения, и зависимости (линейную, S-образную, логарифмическую). Необходимо отметить, что на точность показаний оказывает влияние стабильность работы источника опорного напряжения.
В общем, индикатор на рисунке 10, можно с полным правом считать «измерительным». При всей простоте схемотехники, он способен удовлетворить самого взыскательного меломана. Индикатор с высокой точностью измеряет подводимые уровни, легко настраивается, не требователен к используемым деталям. Если уж говорить о недостатках в схеме, то можно назвать некоторую громоздкость (большое количество корпусов ОУ), и относительно высокое потребление тока всеми светодиодами. Особенно в двухканальном варианте. Разумеется, такой измеритель можно использовать только в стационарной технике. Для уменьшения потребляемой мощности подобных индикаторов применяют принципы ДИНАМИЧЕСКОЙ ИНДИКАЦИИ.
Вот мы и подошли к рассмотрению наиболее совершенных, на мой взгляд, индикаторов.
Самым простейшей схемой такого индикатора стала модернизированная схема рассмотренная ранее, и приведённая на рисунке 10. Следуя логике, это была попытка уменьшить потребляемые ток и количества корпусов микросхем простым способом: попеременно включая один индикатор на измерение то левого, то правого канала с такой частотой, которая не заметна человеческому глазу — свыше 25 переключений в секунду. При уменьшении частоты переключений, человек начинает замечать мерцания индикаторов, при чрезмерном увеличении, может упасть яркость свечения светодиодов.
Схема такого индикатора приведена на рисунке 11
Как видим, АЦП остался прежним, только его выходы нагружены уже на две линейки светодиодов. Добавился ещё один ОУ на входе, для повышения чувствительности и облегчения сопряжения с интегральными ключами DA1.1, DA1.2. На элементах DA2.1 и DA2.2 собран генератор, на элементе DA2.3 — инвертор. Как не трудно понять, на каждый такт генератора открывается поочерёдно один из ключей DA1.1 или DA1.2, подключая то левый, то правый канал к измерителю. Синхронно с подключением каждого канала, с помощью ключей VT1 и VT2 происходит коммутация светодиодных линеек. Получается, что в каждый момент времени, измеритель подключен к одному из каналов и работает с одной светодиодной линейкой.
Забегая вперёд, могу добавить, что вместо предложенного АЦП можно применить преобразователи в интегральном исполнении, коих полно в радиомагазинах. Возможно, придется пересмотреть схему коммутации светодиодных линеек.
Интересный, на мой взгляд, индикатор уровня приведён на рисунке 12. Впервые его схема появилась в журнале «Радио». В нём уже реализована динамическая индикация по всему диапазону измерения.
На транзисторе VT3 и элементе DD1.1 реализован задающий генератор прямоугольных импульсов с возможностью плавной регулировки частоты. На элементе DD1.2 организован буфер, для устранения нагрузки на задающий генератор. Микросхема DD2 (К155ИЕ2) представляет собою счётчик от 0 до 10 с представлением числа виде кода 1-2-4-8. Микросхема DD3 (К 155ИД3) — дешифратор. Он преобразует полученный код с микросхемы DD2 в последовательность импульсов на выходах 1-10. К этим выходам и подключены светодиоды. Говоря проще, узел состоящий из микросхем DD1, DD2, DD3 представляет собою конструкцию, известную «в народе» под названием «бегущие огни».
При достаточно малых частотах задающего генератора можно увидеть как с каждым тактом последовательно зажигаются светодиоды подключенные к выходам DD3. Однако если увеличить частоту генератора (около 230 Гц), то каждый светодиод будет включаться с частотой около 25 Гц. То есть человеческий глаз, в силу инерционности зрения, будет воспринимать как непрерывное свечение всей светодиодной линейки.
Теперь рассмотрим входной узел, состоящий из: буферного усилителя (VT1, VT2), детектора (VD1 — VD4), компаратора (DA1, DA2) и транзисторных ключей управления линейками светодиодной матрицы (VT4, VT5). Как видим, никаких особенностей схема не имеет. Усиленный буферным усилителем сигнал выпрямляется и сглаживается в детекторе, и , далее, поступает на один из входов компаратора. На другой вход поступает образцовый сигнал. При совпадении этих сигналов, компаратор открывает транзисторные ключи и подключает светодиодную линейку к массе. Говоря иначе — гасит светодиоды.
Ну и наконец третий узел — узел выработки образцового напряжения. Он построен на элементе DD3 и транзисторном ключе VT6. Логика работы следующая: с приходом первого импульса на дешифратор, его вход «1» подаёт логический «0» на инвертор DD3. Он, в свою очередь, инвертируя сигнал в логическую «1», открывает транзистор VT6. Поскольку его коллектор подключен к делителю напряжения R25 R27, то открывшись, транзистор заряжает конденсатор С6 напряжением установленным этим делителем. С последующим тактом, транзистор закрывается, и конденсатор начинает разряжаться через резистор R26. Спадающее, по логарифмической зависимости, напряжение и является образцовым, с которым сравниваются входные сигналы. Как не трудно догадаться, такой измеритель так же является логарифмическим. Элементы зарядки и разрядки (постоянные времени) подобраны так, что бы конденсатор смог разрядиться к началу первого такта.
И так. Сам индикатор работает следующим образом. Входной сигнал выпрямляется и подаётся па вход компаратора. Там, его сравнивают с экспонентно спадающим образцовым напряжением. До момента совпадения сигналов, успевает «пробежать» какое-то количество светодиодов в линейке. В момент совпадения, линейка отключается, а количество высветившихся светодиодов и представляют собою уровень сигнала.
Какое впечатление от схемы? В общем довольно совершенна. По скольку в каждый момент времени горит только один светодиод в каждом канале, то условно можно считать схему достаточно экономичной. Почему условно? Потому что используемые микросхемы 155-й серии, сами по себе не экономичны и уже считаются устаревшими. Логарифмическая зависимость индикатора получена «автоматически», но к сожалению, не позволяет и изменить диапазон измерения индикатора. Опять же точно настроить в индикаторе можно только «0 dB». Остальные значения точек не предсказуемы.
В силу того, что меня не всё до конца устраивало в подобных индикаторах, было решено разработать собственный индикатор, лишённый недостатков присущих подобным схемам.
Индикатор представлен на рисунке 13 и построен на более современных и экономичных микросхемах 561 (1561) серии.
«Сердцем устройства» является тандем задающего генератора на микросхеме К561ЛА7 (элементы DD1.1 и DD1.2) и счётчика-дешифратора К561ИЕ8. Они образуют всё тоже, рассмотренное выше, устройство типа «бегущих огней» на 10 знаков (светодиодов). Поскольку выходы микросхемы К561ИЕ8 не могут работать со светодиодами «напрямую» их пришлось умощнить транзисторами. Кроме управления светодиодами, с каждого выхода микросхемы снимается сигнал для формирования образцового напряжения (с каким сравнивают входной сигнал) на резистивной матрице R8-R20. Подбором этих резисторов устанавливают порог свечения каждого светодиода, и, следовательно, необходимую зависимость индикации и диапазон. На микросхемах К554СА3 собраны сравнивающие устройства (компараторы). При совпадении сформированного образцового напряжения с входящим, эти микросхемы отключают свечение светодиодной линейки. Резисторы R27 и R28 являются коллекторной нагрузкой внутреннего ключевого транзистора. Диоды D12, D13 не позволяют этим транзисторам войти в насыщение (в некоторых экземплярах компараторов наблюдалось «аномальное» поведение транзистора). Входы компаратора были подключены к детектору, выполненном на микросхеме К157ДА1. Её работа описывалась ранее, по этому здесь не рассматривается.
На элементах DD1.3 и DD1.4 собран ждущий мультивибратор. Он вырабатывает положительный импульс некоторой длительности при подачи напряжения питания на индикатор. Этот импульс открывает транзисторы VT1 и VT2 и отключает индикатор на время переходных процессов. Катушка L1совместно с конденсаторами С8, С10 представляет собой простейший индуктивный фильтр, устраняющий проникание помех от генератора по цепям питания в другие устройства. Собранный из исправных элементов, индикатор практически не нуждается в налаживании, просто необходимо убедиться в работоспособности генератора и выставить частоту следования импульсов 250-350 Гц. Вот такой вид имеет индикатор у меня:
Отмечу, что если заменить счётчик К561ИЕ8 на комплекс: счётчик (К561ИЕ11) — дешифратор (К561ИД1 две штуки), то можно получить индикатор с 16 сегментами свечения (16 светодиодов на канал). Был разработан индикатор на 19 уровней (2 штуки К561ИЕ8). Однако его реализация оказалась сложнее, рассмотренных выше схем, по этому не рассматривается в этой статье.
Околовсякое: в сети встречались вопросы по реализации аналогового спектроанализатора. Если к рассмотренной выше схеме добавить необходимое количество компараторов и управляемых ими светодиодных линеек, то получится великолепный анализатор.
В принципе, охватить ВСЕ вопросы построения узлов индикации входного уровня в одной статье не возможно. Существует масса всевозможных схемных решений и модификаций. Я рассмотрел только общие принципы их построения и примеры, на которых сам, в своё время, набил «шишки». Последнее время наметилась тенденция к построению подобных узлов с применением специализированных микросхем. Такие приборы не дороги и многих устраивают. При их реализации, многие радиолюбители используют схемы включения, рекомендованные производителями. По этому и рассматривать их схемотехнику в этой статье нет смысла.
Ну вот вроде бы и всё. Я откланиваюсь. Желаю успехов в творчестве. Если кто чего не понял, пишите на форумы, или в «личку».
Вопросы, как обычно, складываем тут.
Как вам эта статья? | Заработало ли это устройство у вас? |