Светодиодный транзисторный индикатор для усилителя. Простой аналоговый индикатор уровня сигнала для УНЧ. Принцип работы схемы индикатора звука
Основа конструкции две микросборки типа AN6884 (KA2284) это уже готовый светодиодный индикатор уровня сигнала используемый для индикации различных значений переменного сигнала, к которым остается подключить немного компонентов обвязки и сами светодиоды. Схема такого устройства, как раз, и показана на рисунке ниже.
Фотографи собранной и распаенной печатной платы вы можете посмотреть на рисунке ниже, а ее чертеж выполненный в программе Sprint Layout можете взять по зеленной ссылке выше.
Основа конструкции операционные усилители - LM324. Эта схема использует два квадрафонических операционных усилителя, для формирования восьми ведомых аудио частотных каналов.
Еще один интересный вариант схемы из 10 микросхем LM324 и 40 светодиодов. Если собрать две идентичные конструкции, можно использовать в режиме стерео. Напряжение питания 12 В, ток потребления 2.5А
Диапазон индикатора уровня звука (мощности УНЧ) должен лежать в диапазоне от 0,5 до 50 Вт. Особенностью устройства является то, что ему не требуется внешний блок питания, он получает своим вольты от поступающего аудиосигнала.
Основа схемы микросхема LM339 который представляет собой счетверенный компаратор. Напряжение идущее на вход индикатораудваивается при помощи диодов VD1 и VD2 и емкостей С1 и С2, далее оно следует на стабилизатор 78L05 применяемый для питания ОУ LM339 и на инверсные входы компараторов через делитель напряжения на резисторах R6 и R7. При помощи подстроечных сопротивлений R2-R5 каждый компаратор регулируется на срабатывание при любой требуемом уровне. При срабатывании компаратора светится соответствующий светодиод.
Светодиодный индикатор звука на микросхеме A227D (К1003ПП1) |
Основые параметры устройства
Напряжение питания схемы: 10-18 В
Входное напряжение на выводах 3,16,17, max 6,2 В
U входное 50-500 мВ
Сопротивлением R6 регулируем яркость свечения светодиодов. Резистором R8 настраиваем уровень загорания первого светодиода. R10 - тоже, только для последнего светодиода. Интегрирующая цепочка R4,C3 задает время задержки выключения светодиодов.
Основой простой конструкции является микросхема AN6884 -представляющая из себя почти готовый индикатор уровня сигнала. Можно использовать и транзисторный вариант устройства, но понадобится много транзисторов и эффект будет на порядок хуже, а чувствительность в целом ниже.
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.
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 .
Однажды у друга в машине увидел светодиоды, мигающие в такт музыке. Загорелся желанием сделать подобное и себе. Для начала, украшу колонки в компьюте, а затем спаяю и машину. Друг не знал, как и что там стоит и мигает. Пришлось самому чего-то искать в интернете. Один человек очень помог в поисках и создании простой электросхемы. В схеме всего 3 детальки, которые можно приобрести почти везде: светодиод, подстроенный резистор, диод. Сама принципиальная электрическая схема выглядит следующим образом:Идикатор уровня получается в сборке очень лёгкий. Его сможет собрать даже человек с дрожащими и неопытными руками:) Резистор ставьте примерно от 1 до 22 килоом - этого будет достаточно. Диод ставил КД226. Данный выпрямительный диод любой, способный выдержать всю нагрузку, разумеется с некоторым запасом. Диоды VD3-VD6 кремниевые, с прямым падением напряжения 0,7...1 В и допустимым током не менее 300 мА.
Немного усложнённая схема способна показать пять различных уровней сигнала, но их можно уменьшить, например до двух, или увеличить.
Однако при увеличении, следует помнить, что увеличивая их количество, увеличивается и потребляемая мощность всем индикатором, а чем больше уйдет на индикацию, тем меньше дойдет до колонки, следовательно, если переборщить с количеством уровней, могут появится провалы в звуке.
В общем получилась очень простая и интересная конструкция LED индикатора звука. Вместо тусклой темноты в комнате появились световые эффекты.
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.
Простейший индикатор уровня из микроамперметра |
Схема такого устройства максимально проста в нее входит стрелочная головка и сопротивление.
Микроамперметр должен быть с током полного отклонения на 500мкА. Такие приборы работают только с постоянным током, поэтому звуковой сигнал требуется выпрямить диодом. Сопротивление нужно для преобразования напряжения в ток. Точнее, головка микроамперметра измеряет ток, следующий через резистор. Номинал рассчитывается по закону Ома, но помним о том, что напряжение после выпрямительного диода будет в два раза ниже.
R = 0.5U/I где: R – сопротивление резистора (Ом), U -напряжение (В), I – ток полного отклонения индикатора (А)Очень удобно оценивать уровень сигнала, придав ему некоторую инерционность. Этого можно достичь, подсоединив параллельно измерительной головки электролитической емкости конденсатор, но не стоит забывать, что при этом напряжение на головке возрастет в √2 раз. Такой измерительный прибор можно применить для оценки выходной мощности усилителя. Но, если вдруг уровня измеряемого сигнала не достаточно, то можно добавить усилительный каскад на транзисторе или операционном усилителе
Транзисторный индикатор уровня |
Транзистор в данном случае является простым усилителем по току, остальная часть схемы аналогична предыдущей. Коллекторный ток должен быть выше тока полного отклонения микроамперметра как в 2 раза, например если ток полного отклонения головки амперметра 100 мкА, то коллекторный ток биполярного транзистора должен быть около 200мкА. Затем необходимо воспользоваться и узнать в нем коэффициент передачи по току h 21э .
Из формулы определяем входной ток:
I b = I k /h 21Э
где:I b – входной ток I k –ток коллектора h 21Э – коэффициент передачи тока
Сопротивление R1 находим из закона Ома для участка цепи:
где: U e – напряжение питания, I k ток коллектора
R2 необходим для подавления напряжения на базе. Подбирая его нужно достичь наибольшей чувствительности при наименьшем отклонении стрелки головки в отсутствии сигнала. Сопротивлением R3 настраивают чувствительность и его номинал, практически, не важен.
Если надо усилить не только ток, но и напряжение можно дополнить исходную схему вторым каскадом. Пример этой схемы позаимствован из старого .
Такие индикаторы имеют очень хорошие значения чувствительности и входного сопротивления, поэтому, обладают минимальной погрешностью.
Сопротивление R1 определяем по формуле:
R=U s / I maxгде: R – сопротивление входного резистора U s – Максимальный уровень сигнала I max ток полного отклонения
Если уровень сигнала совсем мал или по условию технического задания требуется высокое входное сопротивление, можно применить схему повторителя на ОУ.
Для правильной , выходное напряжение желательно иметь не ниже 2-3 вольт. Итак в расчетах этой схемы будем исходить от выходного напряжения операционного усилителя.
Определяем коэффициент усиления:
К= U вых /U вхТеперь вычислим номиналы сопротивлений R1 и R2:
K=1+(R2/R1)В выборе значений номиналов резисторов R1 не рекомендуется брать меньше 1кОм. Теперь находим R3:
R=U o /Iгде: R – сопротивление R3 U o – выходное напряжение ОУ I – ток полного отклонения
Индикатор уровня со светодиодным индикатором на основе компаратора |
Порог срабатывания задается опорным напряжением, которое формирует резисторный делитель R1R2. Когда сигнал на прямом входе ОУ выше уровня опорного напряжения, на выходе усилителя появляется +U п , отпирается VT1 и загорается второй светодиод. Когда сигнал меньше опорного напряжения, на выходе ОУ присутствует –U п . Поэтому VT2 открыт и горит VD2. Для расчета зададимся напряжением срабатывания, оно же опорное и сопротивлением R2 в диапазоне от 3 до 68 кОм.
Найдем ток в источнике опорного напряжения:
Iatt=U оп /R бгде: I att – ток через R2, U оп – опорное напряжение, R б – сопротивление R2
R1=(U e -U оп)/ I att
где: U e – напряжение источника питания, U оп – опорное напряжение, I att – ток через R2
Ограничительное сопротивление R6 рассчитывается по формуле:
R1=U e / I LEDгде: U e – напряжение питания, I LED – прямой ток светодиода.
Компенсирующие сопротивления R4, R5 выбираются по справочнику на ОУ и должны соответствовать минимальному сопротивлению нагрузки для выбранного операционного усилителя.
На двух элементах собран триггер Шмитта, у которого имеется эффект гистерезиса, т.е. уровень срабатывания не совпадает с порогом отпускания. Ширина петли гистерезиса находится в отношении R2 к R1. Ограничительное сопротивление R4 находится по тому же принципу, что и в примере выше. Ограничительный резистор в базовой цепи определяется исходя из нагрузочной способности логического элемента. Для КМОП технологии выходной ток будет около 1,5 мА. Вычислим по формуле входной ток транзисторного каскада:
I b =I LED /h 21Эгде: I b – входной ток транзисторного каскада, I LED – прямой ток светодиода, h 21Э – коэффициент передачи тока биполярного транзистора
Теперь можно определить входное сопротивление:
Z=E/I bгде: Z – входное сопротивление, E – напряжение питания, I b – входной ток транзисторного каскада
R3=(E/I b)-Zгде: E – напряжение питания, I b – входной ток транзистора, Z – входное сопротивление каскада
На основе этой конструкции легко собрать и многоуровневый индикатор:
Главное его достоинство это простота и отсутствие внешнего питания. Он подсоединяется, например, к магнитоле по схеме "mixed mono" или с разделительной емкостью, к усилителю - "mixed mono" или вообще напрямую.
При работе с усилителем от 40...50 Вт или выше сопротивление R7 должно лежать в диапазоне 270...470 Ом. Диоды VD1...VD7 - любые кремниевые с допустимым током не ниже 300 мА.
Ниже приведены принципиальные схемы и статьи по тематике "индикатор уровня сигнала" на сайте по радиоэлектронике и радиохобби сайт .
Что такое "индикатор уровня сигнала" и где это применяется, принципиальные схемы самодельных устройств которые касаются термина "индикатор уровня сигнала".
Отечественный аналог - микросхема К1003ПП1. Другие аналоги: UAA180 (Telefunken), UL1890N (Unitra). Светодиодный индикатор уровня с линейной шкалой предназначен для управления линейкой светодиодов (шкалой). Максимальное число светодиодов... Другие аналоги: ВА656, ВА6124, ВА6125 (Rohm), КА2285, КА2286, КА2287 (Samsung), LB1403, LB141 3, LB1423, LB1433, LB493 (Sanyo).Микросхема представляет драйвер для светодиодов на основе которого можно построить светодиодный индикатор уровня с логарифмической шкалой предназначеный для управления линейкой из 5 светодиодов... Схема индикатора выходной мощности с логарифмической шкалой, выполнен на основе стрелочного измерительного прибора М476/1. Динамический диапазон измеряемых мощностей составляет 43 дБ (крайние значения регистрируемых мощностей — 0,1 и 200 Вт). Расширение динамического диапазона достигается... Схема самодельного пикового индикатора выходной мощности для сопротивлении нагрузки усилителя, равной 4 Ом, обеспечивает индикацию выходной мощности в пределах 1,5 ...100 Вт. Индикатор состоит из одинаковых ячеей, число которых зависит от выбранного шага индицируемых значений мощности. Каждая из ячеек... Индикатор уровня записи предназначен для высококачественного любительского магнитофона. Высокая чувствительность (около 100 мВ) и сравнительно большое входное сопротивление обеспечиваются двухкаскадным усилителем на транзисторах V1, V2. Уровень входного сигнала, соответствующий... Комбинированный индикатор уровня записи предназначен для высококачественных магнитофонов. Он содержит индикатор промежуточного уровня с временем интеграции около 80 мс и диапазоном измерений не менее 28 дБ, а также индикатор максимального уровня, регистрирующий кратковременные превышения... Индикатор построен на интегральной микросхеме ВА6124. Эта микросхема управляет пятиточечной логарифмической схемой в диапазоне -10...+7 дБ. Имеет встроенный усилитель с усилением ~2 В/В. Может питаться напряжением от 3,5 до 16 В. Максимальный ток диода равен 15 мА. Схема ВА6124 выполнена в корпусе... Индикатор построен на интегральной микросхеме KA2281 фирмы SAMSUNG. В своей структуре схема имеет встроенные усилители, усиление которых регулируется наружными потенциометрами,установленными в каскадах обратного отрицательного напряжения. Внутренние делители напряжения подобраны таким образом, что... Указатель построен с использованием интегральной схемы UL1980 (А277), управляющей матрицей из 12 светодиодов. Количество зажженных светодиодов пропорционально величине подаваемого сигнала. В описанной схеме шкала имеет линейные деления. Модуль необходимо присоединить к выходу усилителя низкой... Для построения указателя использован модуль, производимый фирмой TELEFUNKEN. В своей структуре он имеет 10 светодиодов с управляющими схемами. Включение очередных светодиодов происходит в 10 порогах, каждый 0,1 В. Максимальное выходное напряжение 1 В вызывает зажигание всех 10 светодиодов. ... Индикатор уровня мощности предназначен для встраивания в акустическую систему. Питающее напряжение подается на него от усилителя. После выпрямления через диодный мост и фильтрования через конденсатор С2 это напряжение питает транзисторы, выполняющие роль ключей в каскадах светодиодов. В базы... Анализатор спектра служит для графического представления воспроизводимого звука и является необходимым дополнением к графическому корректору. Используя микрофон хорошего класса и генератор розового шума, можно по желанию изменить акустику помещения. Устройство анализирует акустический сигнал в пяти... Этот нетипичный указатель настройки предназначен для любителей световых "штучек" в аудиоустройствах. Устройство обеспечивает великолепный световой эффект. Сигнал низкой частоты с выхода магнитофона или проигрывателя компакт-дисков величиной 0,5-1 В подается на вход усилителя US1 (рА741). Его...
