Pseudoanalogowy VU−metr

Transkrypt

Pseudoanalogowy VU−metr
Pseudoanalogowy VU−metr
Do czego to służy?
Wszelkiego rodzaju wskaźniki wyste−
rowania znajdują szerokie zastosowanie
w sprzęcie audio. Wskaźnik wysterowa−
nia jest niezbędnym wyposażeniem każ−
dego miksera czy magnetofonu. Wska−
źniki wysterowania nie służą jedynie do
mrugania światełkami w takt muzyki, jak
myśli wielu amatorów. Służą one do mie−
rzenia poziomu przetwarzanego sygnału,
co jest bardzo istotne np. przy nagrywa−
niu i pozwala uniknąć przesterowania
i wystąpienia dużych zniekształceń obra−
bianego sygnału.
W epoce, w której brakowało wyrafi−
nowanych układów scalonych, królowały
wskazówkowe wskaźniki wysterowania,
które jak się okazuje, miały swoje zalety.
Opisany dalej układ jest pseudoanalogo−
wym wskaźnikiem wysterowania, gdzie
diody świecące udają wychylającą się
wskazówkę.
Układ ten posiada dwa tryby wyświe−
tlania poziomu sygnału − wspomniany
wcześniej tryb wskazówkowy oraz tryb
wyświetlania w postaci rozkładającego
się wachlarza. Opracowany wskaźnik wy−
sterowania mierzy wartość szczytową
sygnału wejściowego, przez co jego dzia−
łanie jest podobne do VU−metru.
Jak to działa?
Schemat ideowy układu znajduje się
na rysunku 1. W skład układu wchodzi ak−
tywny prostownik oraz układ sterowania
linijki świetlnej LM3916. Sygnał wejścio−
wy jest podawany za pośrednictwem C3
2353
i R1 na wejście aktywnego prostownika
zbudowanego na wzmacniaczu U1 oraz
D1, D2 i R2, R3. Jeżeli na wejściu pro−
stownika pojawi się dodatnie napięcie,
z zasady działania wzmacniacza wiado−
mo, że będzie on dążył do wyrównania
napięć na swych wejściach. Tak więc
przy dodatnim napięciu na wejściu,
wzmacniacz wyrówna napięcia na wej−
ściach za pośrednictwem diody D1, tym
samym dioda D2 nie przepuści sygnału
na wejście układu U1. W tym czasie na
wyjściu wzmacniacza będzie występo−
wać napięcie ujemne równe spadkowi
napięcie na diodzie D1 (czyli −0,7V). Nato−
miast przy ujemnym napięciu na wejściu
prostownika, będzie on przepuszczał sygnał
na wejście układu U2 poprzez diodę D2,
kompensując spadek napięcia na tej diodzie.
Na wyjściu prostownika znajduje się
kondensator C4, który wraz z rezystorami
R2 i R3 tworzy układ całkujący o różnej
stałej czasowej opadania i narastania.
Podczas pracy kondensator C4 ładuje się
za pośrednictwem R3, natomiast rozłado−
wuje się przez połączone szeregowo
Rys. 1 Schemat ideowy
56
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99
Rys. 2 Schemat wyświetlacza
rezystory R2 i R4. Ponieważ ma to być
układ podobny do prawdziwego VU−me−
tru, powinien mierzyć wartość szczytową
sygnału, czyli szybko reagować na
pojawiający się sygnał wejściowy. Stała
czasowa R3C4 musi być mniejsza od cza−
su trwania impulsów wejściowych. Z ele−
mentami takimi jak na schemacie stała
czasowa narastania wynosi ok. 5ms, na−
tomiast opadania ok. 250ms. Wzmocnie−
nie prostownika zależy od rezystorów R1,
R2. Dzięki dużej wartości rezystora R1,
wskaźnik nie obciąża zbytnio sygnału
wejściowego. W przypadku gdyby war−
tość rezystora R3 była większa od R2,
uzyska się miernik wartości średniej.
Jeżeli kostka U2 pracuje w trybie
punktowym sterując czerwonymi dioda−
mi o niskim napięciu przewodzenia, da
się zauważyć słabe świecenie pierwszej
diody. W przypadku tranzystora T1 powo−
dowałoby w trybie punktowym stałe jego
przewodzenie. Wada ta została zlikwido−
wana po zastosowaniu rezystora R17.
Rezystor R16 ogranicza prąd płynący
przez diodę D1, która jest wizualnym
punktem odniesienia dla wskazówki
wskaźnika.
Fot. 2
Jeżeli wej−
ście 9 układu
U2 pozostawi
się niepodłą−
czone, układ
będzie praco−
wał w trybie
“wskazówki”,
natomiast
po dołącze−
niu
tego
wejścia do
plusa zasila−
nia
układ
przejdzie do
pracy w try−
bie wychy−
lającego się
wachlarza.
Sposób dołączenia diod do gniazd
Z1 i Z2 przedstawiony został na rysun −
ku 2. Rezystory R18...R27 ograniczają
prąd diod LED. Przy napięciu zasilania
12V wartość 100Ω powinna okazać się
dobra. Wskaźnik powinien być zasilany
napięciem 12V. W przypadku zasilania
innym (wyższym) napięciem lub użycia
diod czerwonych, wartość tych rezy−
storów należy zmienić.
wadzić w tradycyjny sposób, rozpoczyna−
jąc od elementów najmniejszych, a koń−
cząc na włożeniu układów w podstawki.
Obie płytki należy połączyć razem, nie za−
pominając o wybraniu zworką trybu pracy
wskaźnika.
Marcin Wiązania
Montaż i uruchomienie
Schemat montażowy został zamie−
szczony na rysunku 3. Układ składa się
z dwóch płytek, które po zmontowaniu
należy złożyć w tzw. kanapkę. Montaż Rys. 3 Schemat montażowy
należy rozpocząć od płytki z diodami
LED. Od staranności wlutowania tych
diod będzie zależał końcowy efekt wizual−
Wykaz elementów
ny. Na początku należy wlutować diody,
Rezystory
znajdujące się w narożnikach płytki, i wy−
R1:
430kΩ
prostować je. Następnie można włożyć
R2:
470kΩ
pozostałe diody zwracając uwagę na ko−
R3:
10kΩ
R4:
1kΩ
lory. Tak “nafaszerowaną” płytkę należy
R5,R17: 4,7kΩ
ostrożnie odwrócić i umieścić na płaskiej
R6−R15: 22kΩ
powierzchni. Na początek należy lutować
R16:
560Ω
R18−R27: 100Ω
tylko po jednej nóżce każdej diody, dzięki
Kondensatory
czemu możliwe będzie później ich wy−
C1:
100nF
równanie. Dopiero po wyrównaniu diod
C2:
220µF/16V
należy przyluto−
C3,C4: 470nF
wać
pozostałe
Półprzewodniki
D1,D2:
1N4148
końcówki. Druga
U1:
TL081
płytka została wy−
U2:
LM3916
konana na lamina−
T1−T10:
BC558
D41,D46:
LED 3mm żółte
cie dwustronnym,
D1,D50,D51:
LED 3mm czerwone
przez co próba
D2−D40,D42−D45, D47 − D49: LED 3mm
wylutowania nie−
zielone
Pozostałe
prawidłowo zmon−
JP1: goldpin 1x2 oraz zworka
towanego
ele−
Z1:
goldpin 1x10 wraz z takim samym
mentu bez odpo−
gniazdem
wiednich narzędzi
Z2:
goldpin 1x2 wraz
z takim samym gniazdem
prawdopodobnie
doprowadzi
do
uszkodzenia płyt−
Komplet podzespołów z płytką jest
ki. Montaż tej płyt−
dostępny w sieci handlowej AVT jako
ki należy przepro−
kit AVT−2
2353
ELEKTRONIKA DLA WSZYSTKICH 4/99
57