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.
Кликните для увеличения
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 |
|