Схема стрелочный индикатор уровня сигнала: Схема Стрелочный индикатор уровня выходного сигнала – РадиоКот :: Индикаторы звуковых сигналов.

Стрелочный индикатор для усилителя мощности. VU meter P-78WTC-BGB-S106

Всем привет, сегодня рассмотрим красивый стрелочный индикатор уровня сигнала для звукового усилителя мощности. Когда-то в аналоговые времена это был полезный индикатор перегрузки, а сейчас, это просто антуражное украшение звуковой аппаратуры.

Согласитесь, есть что-то завораживающее в движении стрелок в такт музыке, а если они еще мягко подсвечены, то создается теплая ностальгическая атмосфера, как в те времена, когда аппаратура звучала иначе.
Некоторые производители применяют стрелочные индикаторы уровня до сих пор, например элитный McIntosh:

Один из моих первых самодельных усилителей был со стрелочными индикаторами:

индикаторы эти я покупал на ebay в 2010 году, а драйвер там был на отечественной микросхеме К157ДА1.
Позднее я применял круглые индикаторы, когда делал бумбокс в ретро стиле:

Посмотрим теперь на современное китайское видение, каким должен быть стрелочный индикатор сигнала.

Начнем с упаковки, тут это важный момент, так как прибор хрупкий:

Вполне надежно.
Доставка ТК
Достаем индикатор:

Он сдвоенный, два канала находятся в одном корпусе. Отградуирован -40…+3 Дб.
Технические характеристики:
Материал крышки: PMMA + PS
Модель: P-78WTC-BGB-S106
Размер: около 15,4 смx 1,8 см x 4,6 см
DCR = 650Ω +-10%, если = 500uA +-10%
Лампа: белый свет x 3 шт.
Светодиодный светильник напряжение: 12 В постоянного тока

(С резистором для ограничения тока для защиты светодиодов)

Внешний вид индикатора:

Размер паза под установку: 150х32 мм. 18 мм от нижней плоскости корпуса до низа видимой части.
Корпус состоит из двух частей, сам индикатор и отражающая пластина подсветки сзади, части скреплены между собой скотчем.
В корпусе усилителя индикатор можно крепить на термоклей или прижимать уголком.
Сбоку:

Выступает видимая часть от корпуса на 3 мм.
Сзади расположены подключения:

Посередине планка с контактами для подачи питания на светодиоды подсветки. Не забываем, что нужен токоограничивающий резистор для питания светодиодов.

Я поначалу подключил 12 В и сразу спалил светодиоды (там плоские 3 мм шириной), русские люди сначала сломают, а потом читают инструкцию… Так вот, защиты «от дурака» нет, поэтому про резистор не забываем. Я поставил 10к при питании 12 В.
Можно вообще снять отражающую пластинку с подсветкой, и сделать подсветку на дампах накаливания или мощных LED диодах.

Видны катушки измерителя:

Это по сути амперметр стрелочный.
Масса прибора на всякий случай:

Работа подсветки в темноте:

Голубой цвет подсветки любимый в Китае))
Можно поиграть с резистором и повысить яркость диодов:

Сам по себе стрелочный индикатор уровня работать не будет, ему нужен драйвер.
Я использую бюджетные платки на микросхеме TA7318:

Эта платка работает от 12 В, к ней подключается входной сигнал, а она управляет стрелочными индикаторами и их подсветкой.

Вот так «залипательно» двигаются стрелки:

Видео работы индикатора:

на ЯД

Этот индикатор будет хорошим украшением корпуса самодельного усилителя, но нужно «позаморачиваться» с подсветкой.

Спасибо за просмотр. Удачных покупок!

Товар предоставлен для написания обзора магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

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

   Схемы измерительных приборов

описание, принцип работы и фото

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.

Индикаторы уровня аудио сигнала на светодиодах из лаборатории «ЧИП и ДИП»

10.01.2020

В лаборатории «ЧИП и ДИП» разработаны три индикатора уровня аудио сигнала. Все они собраны на микроконтроллерах STM32F030F4P6, но имеют различные алгоритмы работы и отображения сигнала.

Первый из них это TM7PA — линейный двухканальный индикатор уровня. Очень эффектный индикатор для оформления домашних или автомобильных аудиосистем, показывает уровень звукового стереосигнала на двух параллельно расположенных шкалах из пяти светодиодов каждая.
Максимальный уровень входного сигнала: 3В
Напряжение питания: 5В
Размер печатной платы: 25.4 х 25.4 мм

Второй это TM7KA — стрелочный индикатор уровня. Эффектный псевдострелочный светодиодный индикатор создает эффект движущейся в такт музыки стрелки.
Максимальный уровень входного сигнала: 3В
Напряжение питания: 5В
Размер печатной платы: 25.4 х 25.4 мм

Третий TM10PA — Светодиодный 5-ти полосный анализатор спектра. Он самый впечатляющий из трёх. В нем происходит обработка звукового сигнала поступающего на АЦП микроконтроллера.
Мы условно разделили звуковой диапазон на пять полос. И с помощью быстрого преобразования Фурье формируем каждую из полос, вычисляем и показываем на светодиодных столбиках средний уровень сигнала в каждой полосе.
Отображение диапазонов:
1) от 625 Гц до 937.5 Гц;
2) от 1250 Гц до 1562.5 Гц;
3) от 1875 Гц до 3125 Гц;
4) от 3437.5 Гц до 6250 Гц;
5) от 6562.5 Гц до 19687.5 Гц.
Максимальный уровень входного сигнала: 3В
Напряжение питания: 5В
Размер печатной платы: 50.8 х 25.4 мм

Дополнительно во всех модулях имеются разъемы I2C, для запроса данных с АЦП.

В этом ролике можно посмотреть, как индикаторы отображают аудиосигнал.

Проект, как всегда, открытый и вы можете изучить схему из производственных файлов в формата KiCad.

Пять дней в одном письме — расскажем, что это было и как это работает. Подписаться на новости из Лаборатории CHIPDIP.