Индикатор уровня звука на LM3915

В данном проекте используется ИС LM3915, которая управляет двумя наборами из десяти светодиодов для звукового диапазона 30дБ. Схема сама по себе уникальна, поскольку она имеет дополнительный диапазон 20дБ, который обеспечивается схемой автоматического регулирования усиления, что позволяет ей быть очень чувствительной для сигнала низкого уровня, и в тоже время увеличивать свой диапазон 20дБ для звукового сигнала высокого уровня.

На светодиоды подается ток величиной 26 мА, что гарантирует максимальный уровень свечения. В схему установлен переключатель для выбора различных режимов работы: двигающиеся точки света или шкальный индикатор.

Для портативного прототипа устройства используется 9В никель-кадмиевая батарея, которая подзаряжается, если устройство подключить через сетевой адаптер AC-DC напряжением 9В.

Описание схемы

1) Электретный микрофон имеет нагрузочный резистор R1. На него подается напряжение 5В от преобразователя LM2931.

2) Первый каскад операционного усилителя представляет собой предварительный усилитель аудио сигнала с коэффициентом усиления 101.

3) Второй каскад операционного усилителя представляет собой операционный усилитель с односторонним питанием, который надежно работает при подключении входов и выходов на землю, а также используется как выпрямительное устройство с коэффициентом усиления сигнала 1.8. Он обеспечивает смещение по отношению к земле. Усилитель является инвертирующим, поскольку, когда на его входе появляется отрицательный сигнал, на его выходе появляется положительный сигнал.

4) Три транзистора 2N3904 используются как эмиттерные повторители:

a) Q1 располагается в цепи отрицательной обратной связи второго операционного усилителя, и служит в качестве источника опорного напряжения для двух других транзисторов. Транзисторы должны иметь однотипные параметры.

b) Эмиттерный повторитель на транзисторе Q2 быстро заряжает конденсатор C8, который затем медленно разряжается на резисторе R13 и используется как пиковый детектор.

c) Транзистор Q3 обеспечивает автоматическое регулирование усиления. Он также является пиковым детектором, однако имеет меньшее время заряда-разряда. Транзистор управляет резистивной цепочкой компараторов на базе LM3915 и определяет ее чувствительность. Резистор R15, подключенный к напряжению +5В, представляет собой делитель напряжения вместе с резистивной цепочкой величиной около 25кОм и создает предельное напряжение для резистивной цепочки величиной +0.51В, когда схема определяет очень низкий уровень звукового сигнала. Высокий уровень звукового сигнала позволяет транзистору Q3 управлять предельным напряжением резистивной цепочки величиной 5.1В для сниженной чувствительности.

5) LM3915 регулирует величину тока для светодиодов и позволяет не использовать токоограничивающие резисторы. В режиме шкального индикатора со всеми горящими светодиодами ИС LM3915 сильно нагревается, поэтому резистор R16 номиналом 10 Ом/1Вт распределяет тепло.

Опции

1. Вы можете использовать переключатель вместо потенциометра для изменения уровня яркости светодиодов, в противном случае они будут гореть очень ярко.
2. Вы можете использовать сдвоенный операционный усилитель LM358, однако его уровень выходного сигнала падает при частоте выше 4кГц. Предпочтительно использовать ИС MC33172, которая обеспечивает частоту 20кГц с высоким коэффициентом усиления.
3. Вы можете добавить конденсатор емкостью от 1 до 2.2 мкФ параллельно резистору R5, чтобы индикатор реагировал только на басы или ритм музыки. В этом случае целесообразно использовать сдвоенный операционный усилитель LM358.

Сборка устройства

1. Макет платы был специально разработан для пластмассового корпуса Hammond 1591B с небольшим расстоянием в нижней части для размещения перезаряжаемой 9В батареи. Один винт удерживает плату, а второй немного подрезан, и служит в качестве направляющей.
2. Вторая часть печатной платы размещается по диагонали, чтобы обеспечить расстояние для близкого расположения светодиодов. Возможно, придется подточить края некоторых светодиодов.
3. Третья часть печатной платы используется как разделительная перегородка для батареи, и соединяется с платой со светодиодами для надежного закрепления на своем месте.
4. К светодиодам подсоединяется 11-жильный гибкий плоский кабель.
5. Для микрофона используется экранированный аудио-кабель и резиновая втулка для его фиксации.

Список радиоэлементов

^{Скачать список элементов (PDF)}

Оригинал статьи

Теги:

• Перевод