Защо е необходим дисплей за ниво на звука?
Често в много приложения се изисква да се измери нивото на аудио сигналите, например в дискотеките, за да се добие представа за силата на звука на звука, в други области за измерване на шумовия сигнал.
Как се показват нивата на звука на сигналите?
Често има много начини за показване на нивото на звука на сигнала, като един от тях е използването на измерватели на нивото на звуковото налягане, които просто изчисляват промяната в налягането на звуковия сигнал. Те се основават на факта, че звуковите сигнали на различни честоти имат различни нива на налягане.
Друг начин е визуализирането на силата на звука на звуковия сигнал. Обикновено дисплеят е под формата на последователно светене на светодиоди, за да покаже нивото на аудио сигнала
Под термина сила на звука имаме предвид величината на звуковия сигнал, възприет от всеки индивид, така че човекът да може да понася звуковото налягане. При едно и също налягане силата на звука варира за различните честоти.
Горните два метода измерват силата на звука или силата на звука в децибели. Един децибел е еквивалентен на 10 пъти логаритъма на мощността на звуковия сигнал. Обикновено не е възможно да има голяма скала за директно измерване и следователно скалата се показва най-вече в децибели или dB.
Преди да преминем към подробности за визуализирания измервател на нивото на звука, нека имаме кратка представа за LM3915
LM3915
LM3915 е драйвер за дисплей с точка / лента, който задвижва серия от светодиоди, базирани на аналоговия вход. По принцип задвижва всеки съседен светодиод в стъпки 3DB, т.е. по логаритмичен начин. Работи от захранващо напрежение от 3 V до 25 V.
LM3915 Описание на щифта
Пинове 1, 10 до 18 : Всеки от тези щифтове е свързан към катода на изходния светодиод. Анодът на изходните светодиоди е свързан към 3V до 20V захранване.
ПИН 2 : Този щифт е отрицателното аналогово захранване и обикновено е свързан към земята.
ПИН 3 : Този щифт е положителното захранващо напрежение и обикновено захранващото напрежение е от минимум 3 V до max 20V
ПИН 4 : Този щифт обикновено е заземен
ПИН 5 : Този щифт е щифтът за входен сигнал и входният сигнал за аудио сигнал се дава на този щифт.
ПИН 6 и ПИН 7 са късо заедно. Токът през щифт 7 определя тока, изтеглен от всеки светодиод.
ПИН 8 : Това е щифтът, използван за регулиране на еталонното напрежение. Има съпротивление от 1,2 khms между щифт 7 и щифт 8, така че напрежението от 1,25 V е между щифтовете. Към резистора е свързан потенциален делител, който се използва за регулиране на еталонното напрежение.
ПИН 9 : Това е щифтът за избор на режим и се използва за избор на точков режим или режим на лента. За баровия режим щифтът е свързан директно към щифт 3, т.е. към положителното захранване. За точков режим щифтът остава отворен, без връзка.
Как работи LM3915?
LM3915 основно получава аналогово напрежение като вход в диапазона между 0 и 1.5V и това се дава на буферния усилвател, който задвижва серия от 10 компаратора. Има референтен източник на напрежение, който може да бъде програмиран. Това референтно напрежение се дава на всеки компаратор, като се използва 1:10 Потенциално разделително устройство. Всеки компаратор сравнява входното напрежение с еталонно напрежение и съответно задвижва съответния светодиод, свързан към него.
Може да работи в точков режим или в режим на лента. В бар режим светодиодите се задвижват в непрекъснат режим, т.е.нажежаването на светодиодите се появява сякаш в непрекъсната форма. В точков режим един светодиод свети наведнъж.
Използването на драйвер за дисплей LM3914 / 15 IC U2 - Dot / Bar заедно с усилвател на сигнала IC LM324 IC U1 до 4 е възможна хубава танцуваща светлина според аудио сигналите. Лампи с висока мощност могат да се използват и чрез добавяне на оптрони последователно със светодиодите и DIAC на Opto, задвижващи TRIAC за 230-волтови лампи. Цялата дисплейна система може да работи от едно захранване до 3V или до 25V. Многобройни механизми могат да бъдат каскадни за дисплей в режим на точка или дисплей в режим на лента с обхват от 60 dB или 90 dB. LM3915 може също да бъде каскаден с LM3914 за линеен / дневник дисплей или с LM3916s за VU измервател с разширен обхват.
Дисплеите LM3915 се използват в аудио приложения, измервател на мощност и измерватели на силата на RF сигнала. И тези дисплеи са подходящи за сигнали с широк динамичен обхват, например ниво на звука, мощност и др.
LM3915 като измервател на нивото на звука
Тази схема използва само една интегрална схема и няколко външни компонента. Той показва нивото на звука / звука до 10 светодиода. Входното напрежение може да варира от 12V до 20V, но ние използваме само 12V напрежение. Чипът притежава гъвкава референтна напрежение и точен десетстепенен делител на напрежението. Входният буфер с висок импеданс потвърждава сигнали надолу към земята и до 1,5v от положителното захранване. Освен това не се нуждае от защита срещу входове от ± 35V. Входният буфер задвижва 10 отличителни компаратора, препратени към делителя на точността. Точността обикновено е по-добра от 1 dB.
Използвайки точков режим, светещият светодиод представлява моментната стойност на аудиоформата. Както пиковите, така и средните нива могат лесно да се наблюдават. Тъй като точката ще се движи постоянно, светодиодите работят на 30 mA за достатъчна мощност. Пълномащабното отчитане е 10 волта, което лесно се регулира чрез смяна на резистор R2. Входният сигнал LM3915 може да издържа на сигнали до 35 волта. Ако има вероятност аудио входът да надвиши този диапазон, или го отслабва, или включва достатъчно серийно съпротивление, за да ограничи тока до 5 mA.
Приложение - Визуализиран измервател на нивото на звука
Нека имаме подробно описание на визуализирания звукомер
В дадената по-горе схема аудио сигналът първо се преобразува в електрически сигнал и този електрически сигнал се обработва допълнително с помощта на набор от компаратори, за да се получи серийният вход. Напрежението на входния аудио сигнал може да бъде от мобилен телефон, телевизионно аудио или радио е максимум 6 волта.
Входът за аналогово напрежение се дава на IC LM3915. Първоначално моделът е настроен да бъде в бар режим. Превключвател се използва за задаване на режима в режим на лента или точка. Съответно IC изпълнява манипулации, използвайки аналоговия вход и светодиодите се задвижват съответно. Светодиодите започват да светят след всяка 3dB промяна в нивото на звука. По този начин нивото на звука се показва през светещите светодиоди на ниво децибели.
Сега имате представа за IC LM3915, ако има някакви въпроси по тази тема или по електрическите и електронни проекти оставете раздела си за идеи по-долу.
