Audioguru Dec '05
В этом устройстве использована микросхема драйвера шкального индикатора LM3915, на выходы которой подключены две линейки по 10 светодиодов для индикации уровня звука в диапазоне 30 дБ. Этот прибор интересен тем, что у него есть два диапазона измерения. Дополнительный диапазон автоматически включается при уровне звука выше 20 децибел. Поэтому он сочетает высокую чувствительность на низких уровнях звука с возможностью измерять звук с высоким уровнем громкости.
Светодиоды при свечении потребляют около 26 мА каждый, что достаточно много (прибор может питаться автономно от батарейки). Для снижения потребления энергии прибор имеет два режима индикации – светящийся столбик или движущаяся точка (горит только один светодиод в линейке). Режимы выбираются переключателем SW1.
Питается моя схема от 9 В NiCd аккумулятора, который подзаряжается в капельном режиме при подключении к устройству сетевого адаптера.
Описание принципиальной схемы
- Электретный микрофон питается через сопротивление R1 от источника напряжения 5 вольт микросхемы LDO стабилизатора LM2931.
- Первый усилитель IC1a (половина микросхемы – двойного операционного усилителя MC33172) предназначен для предварительного усиления звукового сигнала с коэффициентом 101.
- Вторая половина ОУ IC1b питается однополярно, выполняя роль выпрямителя с коэффициентом передачи 1.8. «Привязанный» минусом питания к земле, этот усилитель без искажений усиливает сигналы с уровнями, сколь угодно близкими к уровню земли. Поскольку усилитель инвертирующий, при отрицательном напряжении на входе на его выходе будет положительное.
- Три транзистора 2N3904 включены по схеме эмиттерного повторителя.
- Транзистор Q1 в цепи отрицательной обратной связи второго ОУ служит источником опорного напряжения для остальных двух транзисторов. Желательно использовать подобранную пару транзисторов.
- Эмиттерный повторитель Q2 нагружен на интегрирующую цепочку R12, R13, C8 и выполняет роль пикового детектора.
- Q3 выполняет функцию АРУ. Это так же пиковый детектор, но с большей постоянной времени. Он питает цепочку резисторов на входах компараторов в микросхеме LM3915, управляя ее чувствительностью. Подключенный к шине +5В резистор R15, вместе с цепочкой внутренних резисторов микросхемы LM3915, образует делитель напряжения с общим сопротивлением порядка 25 кОм, задавая на входе цепочки напряжение +0.51 В при очень слабых входных сигналах, и 5.1 В для громких звуков, снижая тем самым чувствительность схемы.
Микросхема сконструирована таким образом, что токоограничивающие резисторы для светодиодов не нужны. Но в режиме светящейся линейки, когда светятся все светодиоды, микросхема LM3915 начинает греться. Из-за этого в схему был добавлен резистор 10 Ом мощностью 1 Вт, который принимает на себя часть рассеиваемой мощности.
Варианты исполнения
- Вместо потенциометра для управления яркостью можно поставить выключатель, а можно и вовсе не управлять яркостью.
- Можно использовать сдвоенный ОУ LM358 (я проверял его в схеме), но на частотах выше 4 кГц выходное напряжение начнет падать, в то время как АЧХ усилителя на MC33172 остается плоской до 20 кГц.
- Если параллельно резистору R5 подключить конденсатор емкостью от 1 до 2.2. мкФ, индикатор будет реагировать только на басы или звуки ударных инструментов. Зато в схеме можно будет использовать ОУ LM358.
Конструкция
- Конструкция макетной платы была разработана для пластикового корпуса Hammond 1591B со свободным местом для размещения аккумулятора 9 В. На один винт крепится печатная плата, а второй обрезан и служит в качестве фиксатора
- Плата со светодиодами соединяется с печатной платой одиннадцатижильным плоским кабелем.
- Используйте экранированный кабель для подключения микрофона и резиновые прокладки для установки в корпусе.
Перечень компонентов
R1 |
10 кОм |
R2, R3, R5, R7, R8, R10 |
100 кОм |
R4 |
47 кОм |
R6 |
1 кОм |
R9 |
56 кОм |
R11 |
4.7 кОм |
R12, R14 |
100 |
R13 |
330 кОм |
R15 |
220 кОм |
R16 |
10 Ом/1 Вт |
R17, R19 |
390 Ом |
R18 |
22 кОм |
P1 |
10 кОм подстроечный |
C1, C4, C8 |
330 нФ |
C2 |
47 мкФ/10 В |
C3, C9 |
100 мкФ/10 В |
C5 |
100 нФ |
C6 |
470 мкФ/16 В |
C7 |
10 мкФ/16 В |
IC1 |
MC33172P |
IC2 |
LM3915P |
5V reg |
LM2931AZ5.0 |
Светодиоды |
MV8191 красные |
Электретный микрофон |
Двухпроводный |
Корпус |
Hammond 1591B |
Аккумулятор |
9 В NiCd или NiMH |
SW1 |
SPST переключатель |
Разъем адаптера |
С размыкателем |