Wskaźniki poziomu sygnału

Encyklopedia radioelektroniki i elektrotechniki / Audio

 Komentarze do artykułu

Nie jest tajemnicą, że dźwięk systemu w dużej mierze zależy od poziomu sygnału w jego sekcjach. Monitorując sygnał w sekcjach przejściowych obwodu, możemy ocenić działanie różnych bloków funkcjonalnych: wzmocnienie, wprowadzone zniekształcenia itp. Zdarzają się również przypadki, gdy wynikowy sygnał jest po prostu niemożliwy do usłyszenia. W przypadkach, gdy nie jest możliwe sterowanie sygnałem przez ucho, stosuje się różnego rodzaju wskaźniki poziomu.

Do obserwacji można stosować zarówno przyrządy wskaźnikowe, jak i specjalne urządzenia, które zapewniają działanie wskaźników „paskowych”. Przyjrzyjmy się więc bardziej szczegółowo ich pracy.

1. Wskaźniki zegarowe

1.1 Najprostszy wskaźnik słupkowy

Ten rodzaj wskaźników jest najprostszy ze wszystkich istniejących. Wskaźnik skali składa się z urządzenia wskazującego i przekładki. Uproszczony schemat wskaźnika pokazano na rys.1.

Ris.1

Jako mierniki najczęściej stosuje się mikroamperomierze o całkowitym prądzie odchylenia 100 - 500 μA. Takie urządzenia są przeznaczone do prądu stałego, dlatego do ich działania sygnał dźwiękowy musi być prostowany diodą. Rezystor jest przeznaczony do konwersji napięcia na prąd. Ściśle mówiąc, urządzenie mierzy prąd przepływający przez rezystor. Oblicza się ją elementarnie, zgodnie z prawem Ohma (było m.in. Georgy Semenych Om) dla odcinka obwodu. W takim przypadku należy wziąć pod uwagę, że napięcie po diodzie będzie 2 razy mniejsze. Marka diody nie jest ważna, więc wystarczy każda, która działa z częstotliwością większą niż 20 kHz.

Tak więc obliczenie: R = 0.5U/I 

gdzie: R jest rezystancją rezystora (Ohm)

U - Maksymalne mierzone napięcie (V)

I - wskaźnik całkowitego prądu ugięcia (A)

O wiele wygodniej jest ocenić poziom sygnału, nadając mu pewną bezwładność. Tych. wskaźnik pokazuje średnią wartość poziomu. Można to łatwo osiągnąć, podłączając równolegle do urządzenia kondensator elektrolityczny, należy jednak zauważyć, że w tym przypadku napięcie na urządzeniu wzrośnie (pierwiastek 2 razy). Taki wskaźnik można wykorzystać do pomiaru mocy wyjściowej wzmacniacza. Co zrobić, jeśli poziom mierzonego sygnału nie wystarcza do „podburzenia” urządzenia? W tym przypadku na ratunek przychodzą ludzie tacy jak tranzystor i wzmacniacz operacyjny (zwany dalej wzmacniaczem operacyjnym).

1.2 Wskaźnik słupkowy tranzystora

Jeśli możesz zmierzyć prąd przez rezystor, możesz zmierzyć prąd kolektora tranzystora. Aby to zrobić, potrzebujemy samego tranzystora i obciążenia kolektora (ten sam rezystor). Schemat wskaźnika słupkowego na tranzystorze pokazano na ryc. 2.

Rys.. 2

Tutaj też wszystko jest proste. Tranzystor wzmacnia sygnał prądowy, ale poza tym wszystko działa tak samo. Prąd kolektora tranzystora musi co najmniej 2 razy przekraczać całkowity prąd ugięcia urządzenia (w ten sposób jest spokojniejszy zarówno dla tranzystora, jak i dla Ciebie), tj. jeśli całkowity prąd odchylania wynosi 100 µA, to prąd kolektora musi wynosić co najmniej 200 µA. W rzeczywistości dotyczy to miliamperów, ponieważ. przez najsłabszy tranzystor "z gwizdkiem" leci 50 mA. Teraz patrzymy na podręcznik i znajdujemy w nim aktualny współczynnik transferu h_21e.

Oblicz prąd wejściowy: I_b = I_k/h_21E  

Gdzie ja_b - prąd wejściowy

I_k - całkowity prąd ugięcia = prąd kolektora

h_21E - współczynnik transferu prądu

R1 oblicza się zgodnie z prawem Ohma dla odcinka obwodu: R=U_e/I_k   

gdzie: R - rezystancja R1

U_e - napięcie zasilania

I_k - całkowity prąd ugięcia = prąd kolektora

R2 jest przeznaczony do tłumienia napięcia na podstawie. Wybierając go, musisz osiągnąć maksymalną czułość przy minimalnym odchyleniu strzałki przy braku sygnału. R3 reguluje czułość, a jego rezystancja praktycznie nie jest krytyczna.

Są chwile, kiedy sygnał musi zostać wzmocniony nie tylko w prądzie, ale także w napięciu. W takim przypadku obwód wskaźnika jest uzupełniony kaskadą z OE. Taki wskaźnik jest używany na przykład w magnetofonie Comet 212. Jego schemat pokazano na ryc. 3.

Rys.. 3

1.3 Wskaźnik skali na wzmacniaczu operacyjnym

Takie wskaźniki mają wysoką czułość i rezystancję wejściową, dlatego dokonują minimalnych zmian w mierzonym sygnale. Jeden ze sposobów wykorzystania wzmacniacza operacyjnego - konwertera napięcia na prąd pokazano na ryc. cztery.

Rys.. 4

Taki wskaźnik ma niższą rezystancję wejściową, ale jest bardzo prosty w obliczeniach i produkcji.

Oblicz rezystancję R1: R=U_s /I_max   

gdzie: R jest rezystancją rezystora wejściowego

U_s - Maksymalny poziom sygnału

I_max - całkowity prąd ugięcia

Diody dobierane są według tych samych kryteriów, co w innych obwodach.

Jeśli poziom sygnału jest niski i/lub wymagana jest wysoka impedancja wejściowa, można użyć wzmacniacza. Jego schemat pokazano na ryc. 5.

Rys.. 5

Aby zapewnić niezawodne działanie diod, zaleca się podniesienie napięcia wyjściowego do 2-3 V. Tak więc w obliczeniach zaczynamy od napięcia wyjściowego wzmacniacza operacyjnego. Przede wszystkim dowiedzmy się, jakiego wzmocnienia potrzebujemy: K \uXNUMXd U_O/U_vh.

Teraz obliczmy rezystory R1 i R2: K=1+(R2/R1) 

Wydawałoby się, że nie ma ograniczeń w wyborze ocen, ale nie zaleca się ustawiania R1 na mniej niż 1 kOhm.

Teraz oblicz R3: R=U_o/I 

gdzie: R - rezystancja R3

U_o - napięcie wyjściowe wzmacniacza operacyjnego

I - całkowity prąd ugięcia

2. Wskaźniki szczytowe (LED)

2.1 Wskaźnik analogowy

Być może obecnie najpopularniejszy rodzaj wskaźników. Zacznijmy od najprostszych. Na rys. 6 pokazano wykres wskaźnika „sygnał/szczyt” na podstawie komparatora. Rozważ zasadę działania. Próg odpowiedzi jest ustalany przez napięcie odniesienia, które jest ustawiane na wejściu odwracającym wzmacniacza operacyjnego przez dzielnik R1R2. Gdy sygnał na wejściu bezpośrednim przekracza napięcie odniesienia, na wyjściu wzmacniacza operacyjnego pojawia się +U_п, VT1 otwiera się i VD2 zapala się. Gdy sygnał jest poniżej napięcia odniesienia, wyjście wzmacniacza operacyjnego to -U_п. W takim przypadku VT2 jest otwarty, a VD2 świeci. Teraz obliczmy ten cud. Zacznijmy od komparatora. Na początek dobieramy napięcie odpowiedzi (napięcie odniesienia) oraz rezystor R2 w zakresie 3 – 68 kOhm.

Oblicz prąd w źródle napięcia odniesienia

I_do=U_op/R_б

Gdzie ja_do - prąd przez R2 (można pominąć prąd wejścia odwracającego)

U_op - napięcie odniesienia

R_б - rezystancja R2

Rys.. 6

Teraz policzmy

R1. R1=(U_e-U_op)/I_do 

gdzie: U_e - napięcie zasilania

U_op - napięcie odniesienia (napięcie zadziałania)

I_do - prąd przez R2

Rezystor ograniczający R6 jest wybierany zgodnie ze wzorem

R1=U_e/I_{DOPROWADZIŁO}  

gdzie: R - rezystancja R6

U_e - napięcie zasilania

I_{DOPROWADZIŁO} - prąd stały diody LED (zaleca się wybór w zakresie 5 - 15 mA)

Rezystory kompensacyjne R4, R5 są wybierane z książki referencyjnej i odpowiadają minimalnej rezystancji obciążenia dla wybranego wzmacniacza operacyjnego.

2.2 Wskaźniki elementów logicznych

Zacznijmy od wskaźnika limitu z jedną diodą LED (rys. 7). Ten wskaźnik jest oparty na wyzwalaczu Schmitta. Jak wiecie, spust Schmitta ma pewną histerezę tj. próg wyzwalania różni się od progu zwolnienia. Różnica między tymi progami (szerokość pętli histerezy) jest określona przez stosunek R2 do R1 ponieważ Spust Schmitta to wzmacniacz z dodatnim sprzężeniem zwrotnym. Rezystor ograniczający R4 jest obliczany zgodnie z tą samą zasadą, co w poprzednim obwodzie. Rezystor ograniczający w obwodzie bazowym jest obliczany na podstawie obciążalności LE. W przypadku CMOS (zalecana logika CMOS) prąd wyjściowy wynosi około 1,5 mA.

Ris.7

Najpierw obliczmy prąd wejściowy stopnia tranzystora:

I_b=I_{DOPROWADZIŁO}/h_21E 

Gdzie ja_b - prąd wejściowy stopnia tranzystora

I_{DOPROWADZIŁO} - prąd stały diody (zalecane ustawienie 5 - 15 mA)

h_21E - współczynnik transferu prądu

Teraz możemy z grubsza obliczyć impedancję wejściową:

Z=E/I_b  

gdzie: Z - impedancja wejściowa

E - napięcie zasilania

I_b - prąd wejściowy stopnia tranzystora

Jeśli prąd wejściowy nie przekracza nośności LE, możesz obejść się bez R3, w przeciwnym razie można go obliczyć za pomocą wzoru:

R=(E/I_b)-Z 

gdzie: R - R3

E - napięcie zasilania

I_b - prąd wejściowy

Z - impedancja wejściowa kaskady

Aby zmierzyć sygnał „paska”, możesz zmontować wskaźnik wielopoziomowy (ryc. 8). Taki wskaźnik jest prosty, ale jego czułość jest niska i nadaje się tylko do pomiaru sygnałów powyżej 3 woltów. Progi działania LE ustalane są poprzez strojenie rezystorów. Wskaźnik wykorzystuje elementy TTL, w przypadku CMOS na wyjściu każdego LE powinien być zainstalowany stopień wzmacniacza.

Ris.8

2.3. Wskaźniki szczytowe na wyspecjalizowanych mikroukładach

Najłatwiej je zrobić. Niektóre schematy pokazano na ryc. 9

Rys.9 (kliknij, aby powiększyć)

Możesz także użyć innych wzmacniaczy wyświetlacza. Możesz poprosić o schematy połączeń dla nich w sklepie lub w Yandex. Możesz również zamówić gotowe zestawy z Masterkit, masterkit.ru/main/bycat.php?num=15

3. Wskaźniki szczytowe (luminescencyjne)

Kiedyś były używane w technologii domowej, teraz są szeroko stosowane w centrach muzycznych. Takie wskaźniki są bardzo trudne do wyprodukowania (w tym wyspecjalizowane mikroukłady i mikrokontrolery) oraz do podłączenia (wymagają kilku zasilaczy). Nie polecam ich stosowania w technice amatorskiej.

Autor: Pavel Ulitin, Overlord7[pieski]yandex.ru, ICQ#: 322-026-295; Publikacja: cxem.net

Zobacz inne artykuły Sekcja Audio.

Czytaj i pisz przydatne komentarze do tego artykułu.

<< Wstecz

Najnowsze wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika:

Maszyna do przerzedzania kwiatów w ogrodach 02.05.2024

We współczesnym rolnictwie postęp technologiczny ma na celu zwiększenie efektywności procesów pielęgnacji roślin. We Włoszech zaprezentowano innowacyjną maszynę do przerzedzania kwiatów Florix, zaprojektowaną z myślą o optymalizacji etapu zbioru. Narzędzie to zostało wyposażone w ruchome ramiona, co pozwala na łatwe dostosowanie go do potrzeb ogrodu. Operator może regulować prędkość cienkich drutów, sterując nimi z kabiny ciągnika za pomocą joysticka. Takie podejście znacznie zwiększa efektywność procesu przerzedzania kwiatów, dając możliwość indywidualnego dostosowania do specyficznych warunków ogrodu, a także odmiany i rodzaju uprawianych w nim owoców. Po dwóch latach testowania maszyny Florix na różnych rodzajach owoców wyniki były bardzo zachęcające. Rolnicy, tacy jak Filiberto Montanari, który używa maszyny Florix od kilku lat, zgłosili znaczną redukcję czasu i pracy potrzebnej do przerzedzania kwiatów. ... >>

Zaawansowany mikroskop na podczerwień 02.05.2024

Mikroskopy odgrywają ważną rolę w badaniach naukowych, umożliwiając naukowcom zagłębianie się w struktury i procesy niewidoczne dla oka. Jednak różne metody mikroskopii mają swoje ograniczenia, a wśród nich było ograniczenie rozdzielczości przy korzystaniu z zakresu podczerwieni. Jednak najnowsze osiągnięcia japońskich badaczy z Uniwersytetu Tokijskiego otwierają nowe perspektywy badania mikroświata. Naukowcy z Uniwersytetu Tokijskiego zaprezentowali nowy mikroskop, który zrewolucjonizuje możliwości mikroskopii w podczerwieni. Ten zaawansowany instrument pozwala zobaczyć wewnętrzne struktury żywych bakterii z niesamowitą wyrazistością w skali nanometrowej. Zazwyczaj ograniczenia mikroskopów średniej podczerwieni wynikają z niskiej rozdzielczości, ale najnowsze odkrycia japońskich badaczy przezwyciężają te ograniczenia. Zdaniem naukowców opracowany mikroskop umożliwia tworzenie obrazów o rozdzielczości do 120 nanometrów, czyli 30 razy większej niż rozdzielczość tradycyjnych mikroskopów. ... >>

Pułapka powietrzna na owady 01.05.2024

Rolnictwo jest jednym z kluczowych sektorów gospodarki, a zwalczanie szkodników stanowi integralną część tego procesu. Zespół naukowców z Indyjskiej Rady Badań Rolniczych i Centralnego Instytutu Badań nad Ziemniakami (ICAR-CPRI) w Shimla wymyślił innowacyjne rozwiązanie tego problemu – napędzaną wiatrem pułapkę powietrzną na owady. Urządzenie to eliminuje niedociągnięcia tradycyjnych metod zwalczania szkodników, dostarczając dane dotyczące populacji owadów w czasie rzeczywistym. Pułapka zasilana jest w całości energią wiatru, co czyni ją rozwiązaniem przyjaznym dla środowiska i niewymagającym zasilania. Jego unikalna konstrukcja umożliwia monitorowanie zarówno szkodliwych, jak i pożytecznych owadów, zapewniając pełny przegląd populacji na każdym obszarze rolniczym. „Oceniając docelowe szkodniki we właściwym czasie, możemy podjąć niezbędne środki w celu zwalczania zarówno szkodników, jak i chorób” – mówi Kapil ... >>

Przypadkowe wiadomości z Archiwum Leki z kranu 01.09.2008 Badanie wody z kranu w 24 miastach USA wykazało, że zawiera śladowe ilości środków przeciwbólowych, pobudzających, przeciwdepresyjnych, uspokajających, antybiotyków – łącznie 56 leków. Wchodzą do źródła wody z kanalizacji, po przejściu przez ciało chorego lub z tabletkami i miksturami, których zapotrzebowanie zniknęło i zostały spłukane w toalecie. Dawki to tylko kilka części na miliard lub bilion części wody. Jednak wpływ przyjmowania najmniejszych dawek leków bez recepty jest całkowicie niezbadany od dziesięcioleci.

Inne ciekawe wiadomości:

▪ Nazwany najszybszym zwierzęciem

▪ Test windy kosmicznej

▪ Płyny jonowe szukają drogi dla brytyjskich biznesmenów

▪ Opracowali związek chemiczny, który naśladuje zachowanie komórki

▪ PHILIPS zaktualizował swoją linię telewizorów LCD

Wiadomości o nauce i technologii, nowa elektronika

Ciekawe materiały z bezpłatnej biblioteki technicznej:

▪ część serwisu Transport osobisty: lądowy, wodny, powietrzny. Wybór artykułu

▪ Artykuł Złote runo. Popularne wyrażenie

▪ artykuł Dlaczego fińska pizza z wędzoną dziczyzną nosi imię Silvio Berlusconiego? Szczegółowa odpowiedź

▪ artykuł Domowa stacja pogodowa. Laboratorium naukowe dla dzieci

▪ artykuł Krótki słowniczek terminów technicznych. Encyklopedia elektroniki radiowej i elektrotechniki

▪ artykuł Balansujący szalik. Sekret ostrości

Zostaw swój komentarz do tego artykułu:

Wszystkie języki tej strony

Arabic	Hebrew	Polish
Bengali	Hindi	Portuguese
Chinese	Italian	Spanish
English	Japanese	Turkish
French	Korean	Ukrainian
German	Malay	Vietnamese

Strona główna | biblioteka | Artykuły | Mapa stony | Recenzje witryn

www.diagram.com.ua
2000-2024