Dlaczego potrzebny jest wyświetlacz poziomu dźwięku?
Często w wielu zastosowaniach wymagany jest pomiar poziomu sygnałów audio, na przykład w dyskotekach, aby uzyskać wyobrażenie o głośności sygnału dźwiękowego, w innych obszarach, aby zmierzyć sygnał szumu.
Jak wyświetlane są poziomy dźwięku sygnałów?
Często istnieje wiele sposobów wyświetlania poziomu dźwięku sygnału, jednym z nich jest użycie mierników poziomu ciśnienia akustycznego, które po prostu obliczają zmianę ciśnienia sygnału dźwiękowego. Opierają się na fakcie, że sygnały dźwiękowe o różnych częstotliwościach mają różne poziomy ciśnienia.
Innym sposobem jest wizualizacja poziomu głośności sygnału audio. Zwykle wyświetlacz ma postać sekwencyjnego świecenia diod LED wskazujących poziom sygnału audio
Pod pojęciem głośność rozumiemy wielkość sygnału dźwiękowego, odbieranego przez każdą osobę w taki sposób, że osoba może znieść ciśnienie akustyczne. Przy tym samym ciśnieniu głośność dźwięku zmienia się dla różnych częstotliwości.
Powyższe dwie metody mierzą głośność dźwięku lub głośność w decybelach. Jeden decybel odpowiada 10-krotności logarytmu mocy sygnału dźwiękowego. Zwykle nie jest możliwe posiadanie dużej skali do bezpośredniego pomiaru, dlatego skala jest pokazywana głównie w decybelach lub dB.
Zanim przejdziemy do szczegółów dotyczących wizualizowanego miernika poziomu dźwięku, przyjrzyjmy się pokrótce LM3915
LM3915
LM3915 to sterownik wyświetlacza punktowo-paskowego, który steruje szeregiem diod LED opartych na wejściu analogowym. Zasadniczo napędza każdą sąsiednią diodę LED w krokach 3DB, tj. W sposób logarytmiczny. Działa od napięcia zasilania od 3 V do 25 V.
Opis pinów LM3915
Piny 1, 10 do 18 : Każdy z tych pinów jest podłączony do katody wyjściowej diody LED. Anoda wyjściowych diod LED jest podłączona do zasilania od 3 V do 20 V.
Pin 2 : Ten styk jest ujemnym napięciem analogowym i jest zwykle podłączony do masy.
Pin 3 : Ten styk jest dodatnim napięciem zasilającym i zwykle napięcie zasilania wynosi od minimum 3 V do maksimum 20 V.
Pin 4 : Ten pin jest zwykle uziemiony
Pin 5 : Ten pin jest pinem wejścia sygnału, a wejście sygnału audio jest podawane na ten pin.
Pin 6 i Pin 7 są zwarte razem. Prąd płynący przez pin 7 decyduje o natężeniu prądu pobieranego przez każdą diodę LED.
Pin 8 : Jest to pin używany do regulacji napięcia odniesienia. Pomiędzy pinem 7 a pinem 8 występuje rezystancja 1,2 kΩ, tak że między pinami występuje napięcie 1,25 V. Dzielnik potencjału jest podłączony do rezystora, który służy do regulacji napięcia odniesienia.
Pin 9 : Jest to pinezka wyboru trybu i służy do wyboru trybu punktowego lub paskowego. W trybie słupkowym pin jest podłączony bezpośrednio do pinu 3, czyli do dodatniego napięcia zasilania. W trybie punktowym pin pozostaje otwarty, bez żadnego połączenia.
Jak działa LM3915?
LM3915 zasadniczo odbiera napięcie analogowe jako wejście w zakresie od 0 do 1,5 V i jest ono podawane do wzmacniacza buforowego, który steruje serią 10 komparatorów. Istnieje możliwość zaprogramowania źródła napięcia odniesienia. To napięcie odniesienia jest podawane każdemu komparatorowi za pomocą układu dzielnika potencjału 1:10. Każdy komparator porównuje napięcie wejściowe z napięciem odniesienia i odpowiednio steruje odpowiednią podłączoną do niego diodą LED.
Może pracować w trybie punktowym lub paskowym. W trybie słupkowym diody LED są sterowane w trybie ciągłym, tzn. Świecenie diod LED przebiega w sposób ciągły. W trybie punktowym jednocześnie świeci się pojedyncza dioda LED.
Używając LM3914 / 15 IC U2 - Dot / Bar Display Driver wraz ze wzmacniaczem sygnału IC LM324 IC U1 do 4, możliwe jest uzyskanie ładnego tańczącego światła, jak na sygnały audio. Lampy o dużej mocy mogą być również używane przez dodanie transoptora szeregowo z diodami LED i DIAC w Opto napędzającym TRIAC dla lamp 230-woltowych. Cały system wyświetlania może działać przy pojedynczym zasilaniu tak niskim jak 3 V lub nawet 25 V. Liczne mechanizmy mogą być połączone kaskadowo dla wyświetlania w trybie punktowym lub w trybie słupkowym o zakresie 60 dB lub 90 dB. LM3915 można również łączyć kaskadowo z LM3914 do wyświetlania liniowego / logowego lub z LM3916 do miernika VU o rozszerzonym zakresie.
Wyświetlacze LM3915 są używane w aplikacjach audio, miernikach mocy i miernikach siły sygnału RF. Te wyświetlacze są przystosowane do sygnałów o szerokim zakresie dynamiki, na przykład poziomu dźwięku, mocy itp.
LM3915 jako miernik poziomu dźwięku
Ten obwód wykorzystuje tylko jeden układ scalony i kilka elementów zewnętrznych. Wyświetla poziom dźwięku / audio aż do 10 diod LED. Napięcie wejściowe może wahać się od 12 V do 20 V, ale używamy tylko napięcia 12 V. Chip posiada elastyczne napięcie odniesienia i dokładny dziesięciostopniowy dzielnik napięcia. Bufor wejściowy o wysokiej impedancji potwierdza sygnały docierające do masy i do 1,5 V od dodatniego źródła zasilania. Ponadto nie wymaga ochrony przed wejściami ± 35 V. Bufor wejściowy steruje 10 charakterystycznymi komparatorami w odniesieniu do dzielnika dokładności. Dokładność jest zwykle wyższa niż 1 dB.
W trybie punktowym, świecąca dioda LED przedstawia chwilową wartość przebiegu audio. Łatwo można zaobserwować zarówno poziomy szczytowe, jak i średnie. Ponieważ kropka będzie się stale poruszać, diody LED działają przy 30 mA dla wystarczającej mocy. Odczyt w pełnej skali to 10 woltów, który można łatwo regulować, zmieniając rezystor R2. Wejście sygnału LM3915 może wytrzymać sygnały do 35 woltów. Jeśli istnieje szansa, że wejście audio może przekroczyć ten zakres, albo go osłabi, albo uwzględnij wystarczającą rezystancję szeregową, aby ograniczyć prąd do 5 mA.
Aplikacja - Wizualizowany miernik poziomu dźwięku
Przedstawmy szczegółowy opis wizualizowanego miernika poziomu dźwięku
W powyższym obwodzie sygnał audio jest najpierw przetwarzany na sygnał elektryczny, a ten sygnał elektryczny jest dalej przetwarzany za pomocą zestawu komparatorów w celu uzyskania wejścia szeregowego. Napięcie wejściowego sygnału audio może pochodzić z telefonu komórkowego, telewizora lub radia i wynosi maksymalnie 6 woltów.
Analogowe wejście napięciowe jest podawane do układu scalonego LM3915. Początkowo model jest ustawiony na tryb słupkowy. Przełącznik służy do ustawiania trybu w trybie słupkowym lub punktowym. Układ scalony odpowiednio wykonuje manipulacje za pomocą wejścia analogowego, a diody LED są odpowiednio sterowane. Diody LED zaczynają świecić po każdej zmianie poziomu dźwięku o 3 dB. W ten sposób poziom dźwięku jest wyświetlany przez świecące diody LED na poziomie decybeli.
Teraz masz pojęcie o układzie scalonym LM3915, jeśli masz jakieś pytania w tym temacie lub w sprawie elektrycznej i projekty elektroniczne zostaw poniżej sekcję pomysłów.
