Russian Arabic English French German Hungarian Japanese Romanian Turkish Ukrainian

Анализатор спектра

 

   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 1/4 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 неинвертирующие 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.

Анализатор спектра
Рис. 1. Схема электрическая принципиальная
   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 Q1, 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 питанием.
   Монтаж устройства следует начинать с пайки всех скоб. Затем поочередно впаиваются резисторы, конденсаторы, полупроводниковые 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).

Анализатор спектра

Рис. 2. Монтажная плата
   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 100ый светодиод. 100ый 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 10кОм
US3 4051 R3, R7, R8, R12, R13, R17, R18 47 кОм
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
T1–T12 BC547, 548, 237 R6, R11, R16, R21, R26 470 Ом
T13–T17 BC337, 338 R35, R44–R55 15 кОм
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 х 12 R33, R38 18 кОм
C1 100 нФ R34 5,6 кОм
C2, C3 33 нФ R39 12 кОм
C4, C7, C10, C13, C16  4,7 мкФ R40 6,8 кОм
C5, C6 10 нФ R42 1,8 кОм
C8, C9 3,3 нФ R56–R67 220 Ом
C11, C12 1 нФ P1 100 кОм
C14, C15  390 пФ C17, C20, C21, C22 100 мкФ
C18 68 нФ C19 4,7 нФ

Добавить комментарий


Защитный код
Обновить

Рейтинг@Mail.ru Яндекс.Метрика