АНАЛИЗАТОР СПЕКТРА

August 4, 2011 by admin Комментировать »

Анализатор спектра служит для графического представления воспроизводимого звука и является необходимым дополнением к графическому корректору. Используя микрофон хорошего класса и генератор розового шума, можно по желанию изменить акустику помещения. Устройство анализирует акустический сигнал в пяти диапазонах: 100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 8 кГц. Уровень амплитуды каждой частоты высвечивается на 12-точечных светодиодных линейках. Схема анализатора собирается на двух платах. Первая из них содержит светодиодную матрицу и схему управления ею, вторая – схему предусилителя, фильтры и выпрямители. Входной усилитель построен на операционном усилителе (элемент ‘/4 US2). Степень его усиления можно регулировать при помощи потенциометра Р1. Усиленный сигнал поступает на входы пяти активных диапазонных фильтров. Из-за типа используемой матрицы из акустического сигнала экспериментальным способом выбрано пять частот, визуальный эффект которых является наиболее интересным. Сигналы с фильтров поддаются детектированию в выпрямителях, меняющих переменный сигнал в постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде сигнала. Эти напряжения поступают на входы аналогового мультиплексора, который поочередно подключает их к входам измерительной схемы.

Матрица и схема, управляющая ею, смонтированы на отдельной плате. Операционные усилители US7-US9 работают как компараторы. Напряжение смещения для каждого из них берется с делителей R32-R43. Компараторы сравнивают напряжение, поданное на их не- инвертирующие входы, с напряжением смещения. После превышения порогов входных напряжений на выходах компараторов является логическая 1. Через транзисторы Т1-Т12 катоды светодиодов подключаются к массе схемы.

Схема последовательного управления диодной матрицей построена с использованием интегральных микросхем US4, US5, US6. Микросхема US6 (NE555) выполняет роль генератора тактовых импульсов. С его выхода импульсы прямоугольной формы с частотой «350 Гц попадают на счетчик US5 (CD4040). После разделения частот сигнала с выходов Ql, Q2, Q3 управляют работой декодера US4 (4028) и мультиплексора US3 (4051). Напряжение на выходах декодера через транзисторы Т13-Т17 замыкают по очереди столбики матрицы. Замыкание данного столбика соответствует замыканию соответствующего входа аналогового мультиплексора и загорание комбинации светодиодов в зависимости от напряжения, которое существует в данный момент на выходе фильтра.

В связи с большой частотой набора измерений и несовершенством человеческого глаза возникает впечатление одновременного загорания всех столбиков. Диоды D7 и D8 образуют искусственную массу для операционных усилителей, работающих с раздельным питание^!.

Монтаж устройства следует начинать с пайки всех скоб. Затем поочередно впаиваются резисторы, конденсаторы, полупроводников вые приборы, а далее – матрица. Впаивая полупроводник, следует обратить внимание на полярность их выводов. Плата монтируется с помощью паяльника с тонким жалом, используя хороший припой (например, LC60). После проверки правильности соединений и проверки на наличие микроповреждений платы соединяются. После подключения питания 12 В следует проконтролировать ток, идущий через схему. Он должен быть равен «50 мА (светодиоды погашены). Пользуясь генератором низкой частоты, можем проверить правильность работы фильтров. На вход анализатора подводим сигнал частотой 100 Гц и амплитудой 0,7 В. Потенциометром Р1 регулируем усиление схемы так, чтобы в левом столбике зажегся 10-ый свето- диод. 10-ый светодиод будет соответствовать уровню 0 дБ. Следующие светодиоды будут соответствовать +3 и +6 дБ (красные). Подводя с генератора следующие частоты (500 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 8 кГц), проверяем правильность работы остальных фильтров. Легкое загорание соседних столбиков при проверке данной частоты вызвано хорошим качеством фильтров. Не имея генератора для проверки анализатора, можем использовать магнитофон со встроенным указателем настройки и качественно записанной пленкой. На вход анализатора подаем сигнал с выхода «линия» магнитофона и потенциометром Р1 устанавливаем в таком положении, чтобы уровень 0 дБ на указателе магнитофона соответствовал уровню 0 дБ на указателе анализатора спектра (10-ый светодиод). Питающее напряжение 12 В. Максимальный потребляемый ток 300 мА.

US1.US2, US7-US9

LM324

R1.R2

ЮкОм

US3

4051

R3, R7, R8, R12, R13, R17, R18

 

US4

4028

R22, R23, R27

47 кОм

US5

4040

R4, R9, R14.R19, R24, R41

3,6 кОм

US6

NE555

R5, R10, R15, R20, R25

470 кОм

Т1-Т12

ВС547, 548, 237

R6, R11.R16, R21.R26

470 Ом

Т13-Т17

ВС337, 338

R35, R44-R55

15кОм

D1-D6

1N4148

R30

33 кОм

 

D7

стабилитрон 5V6

R31.R43

1 кОм

D8

стабилитрон 4V7

R28, R29, R32, R36, R37

22 кОм

светодиодная матрица 5×12

R33, R38

18 кОм

С1 _

100 нФ

R34

5,6 кОм

02,03

33 нФ

R39

12 кОм

04,07,010,013,016 4,7 мкФ

R40

6,8 кОм

05, 06

10 нФ

R42

1,8 кОм

08,09

3,3 нФ

R56-R67

220 Ом

011,012

1 нФ

Р1

100 кОм

014,015

390 пФ

017,020, 021,022

100м$Ф

018

68 нФ

019 *

4,7 нФ

 

Литература: 100 лучших радиоэлектронных схем; – М : ДМК Пресс, 2004.

Оставить комментарий

микросхемы мощности Устройство импульсов питания пример приемника провода витков генератора выходе напряжение напряжения нагрузки радоэлектроника работы сигнал сигнала сигналов управления сопротивление усилитель усилителя усиления устройства схема теория транзистора транзисторов частоты