Γιατί απαιτείται η οθόνη επιπέδου ήχου;
Συχνά, σε πολλές εφαρμογές, απαιτείται η μέτρηση του επιπέδου των ηχητικών σημάτων, για παράδειγμα σε ντισκοτέκ για να πάρετε μια ιδέα για την ένταση του ηχητικού σήματος, σε άλλες περιοχές για τη μέτρηση του σήματος θορύβου.
Πώς εμφανίζονται τα επίπεδα ήχου των σημάτων;
Συχνά υπάρχουν πολλοί τρόποι για να εμφανιστεί το επίπεδο ήχου του σήματος, ένας από αυτούς είναι η χρήση μετρητών στάθμης ηχητικής πίεσης, οι οποίοι υπολογίζουν απλώς την αλλαγή στην πίεση του ηχητικού σήματος. Βασίζονται στο γεγονός ότι τα ηχητικά σήματα σε διαφορετικές συχνότητες έχουν διαφορετικά επίπεδα πίεσης.
Ένας άλλος τρόπος είναι η οπτικοποίηση της έντασης του ηχητικού σήματος. Κανονικά η οθόνη έχει τη μορφή διαδοχικής λάμψης LED για να δείξει το επίπεδο του ηχητικού σήματος
Με τον όρο ένταση, εννοούμε το μέγεθος του ηχητικού σήματος, το οποίο γίνεται αντιληπτό από κάθε άτομο έτσι ώστε το άτομο να μπορεί να αντέξει την ηχητική πίεση. Για την ίδια πίεση, η ένταση του ήχου ποικίλλει για διαφορετικές συχνότητες.
Οι παραπάνω δύο μέθοδοι μετρούν την ένταση του ήχου ή την ένταση στα ντεσιμπέλ. Ένα ντεσιμπέλ ισοδυναμεί με 10 φορές τον λογάριθμο της ισχύος του ηχητικού σήματος. Κανονικά δεν είναι εφικτό να υπάρχει μεγάλη κλίμακα για την άμεση μέτρηση και ως εκ τούτου η κλίμακα εμφανίζεται κυρίως σε ντεσιμπέλ ή dB.
Πριν πάτε σε λεπτομέρειες σχετικά με τον οπτικοποιημένο μετρητή στάθμης ήχου, ας έχουμε μια σύντομη ιδέα για το LM3915
LM3915
Το LM3915 είναι ένα πρόγραμμα οδήγησης οθόνης κουκκίδων / ράβδων που οδηγεί μια σειρά LED με βάση την αναλογική είσοδο. Βασικά οδηγεί κάθε γειτονικό LED σε βήματα 3DB, δηλαδή με λογαριθμικό τρόπο. Λειτουργεί από τάση τροφοδοσίας 3 V έως 25 V.
Περιγραφή LM3915 Pin
Καρφίτσες 1, 10 έως 18 : Κάθε μία από αυτές τις ακίδες συνδέεται με την κάθοδο του LED εξόδου. Η άνοδος των LED εξόδου συνδέεται με την τροφοδοσία 3V έως 20V.
Καρφίτσα 2 : Αυτός ο πείρος είναι η αρνητική αναλογική τάση και συνήθως συνδέεται με τη γείωση.
Καρφίτσα 3 : Αυτός ο ακροδέκτης είναι η παροχή θετικής τάσης και συνήθως η τάση τροφοδοσίας είναι στα 3 V έως το μέγιστο 20V
Καρφίτσα 4 : Αυτός ο πείρος είναι συνήθως γειωμένος
Καρφίτσα 5 : Αυτός ο πείρος είναι ο πείρος εισόδου σήματος και η είσοδος σήματος ήχου δίνεται σε αυτόν τον πείρο.
Pin 6 και Pin 7 συντομεύονται μαζί. Το ρεύμα μέσω του ακροδέκτη 7 αποφασίζει το ρεύμα που αντλείται από κάθε LED.
Καρφίτσα 8 : Είναι ο πείρος που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της τάσης αναφοράς. Υπάρχει αντίσταση 1,2kohms μεταξύ του ακροδέκτη 7 και του ακροδέκτη 8 έτσι ώστε μια τάση 1,25V να βρίσκεται μεταξύ των ακίδων. Ένας πιθανός διαχωριστής συνδέεται με την αντίσταση που χρησιμοποιείται για τη ρύθμιση της τάσης αναφοράς.
Καρφίτσα 9 : Αυτός είναι ο τρόπος επιλογής λειτουργίας και χρησιμοποιείται για την επιλογή είτε της λειτουργίας κουκκίδων είτε της γραμμής. Για τη λειτουργία ράβδου, ο πείρος συνδέεται απευθείας στον πείρο 3, δηλαδή στην παροχή θετικής τάσης. Για τη λειτουργία κουκκίδων, ο πείρος αφήνεται ανοιχτός, χωρίς σύνδεση.
Πώς λειτουργεί το LM3915;
Το LM3915 λαμβάνει βασικά αναλογική τάση ως είσοδο στην περιοχή από 0 έως 1,5V και αυτό δίνεται στον ενισχυτή Buffer που οδηγεί μια σειρά από 10 συγκριτές. Υπάρχει μια πηγή τάσης αναφοράς που μπορεί να προγραμματιστεί. Αυτή η τάση αναφοράς δίνεται σε κάθε συγκριτή χρησιμοποιώντας μια διάταξη διαιρέτη 1:10. Κάθε συγκριτής συγκρίνει την τάση εισόδου με μια τάση αναφοράς και συνεπώς οδηγεί τα αντίστοιχα LED που είναι συνδεδεμένα σε αυτήν.
Μπορεί να λειτουργήσει σε λειτουργία κουκκίδας ή σε λειτουργία ράβδου. Στη λειτουργία ράβδου, τα LED οδηγούνται σε συνεχή λειτουργία, δηλαδή η λάμψη των LED εμφανίζεται σαν σε συνεχή μορφή. Σε λειτουργία κουκκίδας, ένα μόνο LED ανάβει κάθε φορά.
Χρησιμοποιώντας ένα πρόγραμμα οδήγησης οθόνης LM3914 / 15 IC U2 - Dot / Bar μαζί με τον ενισχυτή σήματος IC LM324 IC U1 έως 4, είναι εφικτό ένα ωραίο φως χορού σύμφωνα με τα ηχητικά σήματα. Οι λαμπτήρες υψηλής ισχύος μπορούν επίσης να χρησιμοποιηθούν προσθέτοντας οπτικό ζεύκτη σε σειρά με τα LED και το DIAC του Opto οδηγώντας το TRIAC για λαμπτήρες 230 volt. Ολόκληρο το σύστημα προβολής μπορεί να λειτουργήσει από μία τροφοδοσία τόσο χαμηλή όσο 3V ή τόσο υψηλή όσο 25V. Πολυάριθμοι μηχανισμοί θα μπορούσαν να εναλλάσσονται για μια οθόνη dot mode ή bar mode display με έκταση 60dB ή 90 dB. Το LM3915 μπορεί επίσης να αντικατασταθεί με LM3914 για γραμμική οθόνη / log ή με LM3916s για μετρητή VU εκτεταμένης εμβέλειας.
Οι οθόνες LM3915 χρησιμοποιούνται σε εφαρμογές ήχου, μετρητή ισχύος και μετρητές ισχύος σήματος RF. Και αυτές οι οθόνες είναι κατάλληλες για σήματα με μεγάλο δυναμικό εύρος, για παράδειγμα, επίπεδο ήχου, ισχύ και κ.λπ.
LM3915 ως μετρητής επιπέδου ήχου
Αυτό το κύκλωμα χρησιμοποιεί μόνο ένα IC και μερικά εξωτερικά εξαρτήματα. Εμφανίζει το επίπεδο ήχου / ήχου έως και 10 LED. Η τάση εισόδου μπορεί να κυμαίνεται από 12V έως 20V, αλλά χρησιμοποιούμε μόνο 12V τάσης. Το τσιπ διαθέτει εύκαμπτη αναφορά τάσης και ακριβές διαχωριστικό τάσης δέκα σταδίων. Το buffer εισόδου υψηλής αντίστασης αναγνωρίζει σήματα μέχρι το έδαφος και έως και 1,5v από τη θετική τροφοδοσία. Επιπλέον, δεν χρειάζεται προστασία έναντι εισόδων ± 35V. Το buffer εισόδου οδηγεί 10 διακριτικούς συγκριτές που αναφέρονται στο διαχωριστικό ακρίβειας. Η ακρίβεια είναι συνήθως ανώτερη από 1dB.
Χρησιμοποιώντας τη λειτουργία κουκκίδων, το φωτισμένο LED αντιπροσωπεύει τη στιγμιαία τιμή της κυματομορφής ήχου. Τόσο τα μέγιστα όσο και τα μέσα επίπεδα μπορούν να παρατηρηθούν εύκολα. Δεδομένου ότι η κουκκίδα κινείται συνεχώς, τα LED λειτουργούν στα 30mA για επαρκή ισχύ. Η ένδειξη πλήρους κλίμακας είναι 10volts, η οποία προσαρμόζεται εύκολα αλλάζοντας την αντίσταση R2. Η είσοδος σήματος LM3915 μπορεί να αντέξει σήματα έως και 35 volt. Εάν υπάρχει πιθανότητα η είσοδος ήχου να υπερβεί αυτό το εύρος, είτε την εξασθενεί είτε περιλαμβάνει αρκετή αντίσταση σειράς για να περιορίσει το ρεύμα στα 5mA.
Εφαρμογή - Οπτικοποιημένος μετρητής επιπέδου ήχου
Ας έχουμε μια λεπτομερή περιγραφή του οπτικοποιημένου μετρητή στάθμης ήχου
Στο παραπάνω κύκλωμα, το ηχητικό σήμα μετατρέπεται αρχικά σε ηλεκτρικό σήμα και αυτό το ηλεκτρικό σήμα υποβάλλεται σε περαιτέρω επεξεργασία χρησιμοποιώντας ένα σύνολο συγκριτών για τη λήψη της σειριακής εισόδου. Η τάση σήματος εισόδου ήχου μπορεί να είναι από κινητό τηλέφωνο, ήχο τηλεόρασης ή το ραδιόφωνο είναι το πολύ 6 βολτ.
Η αναλογική είσοδος τάσης δίνεται στο IC LM3915. Αρχικά, το μοντέλο έχει οριστεί να είναι σε λειτουργία ράβδου. Χρησιμοποιείται ένας διακόπτης για τη ρύθμιση της λειτουργίας σε λειτουργία γραμμής ή κουκκίδων. Το IC εκτελεί αναλόγως χειρισμούς χρησιμοποιώντας την αναλογική είσοδο και τα LED οδηγούνται ανάλογα. Οι λυχνίες LED αρχίζουν να ανάβουν μετά από κάθε αλλαγή 3DB στο επίπεδο ήχου. Έτσι, το επίπεδο ήχου εμφανίζεται μέσω των λαμπερών LED στο επίπεδο ντεσιμπέλ.
Τώρα έχετε μια ιδέα για το IC LM3915 εάν έχετε απορίες σχετικά με αυτό το θέμα ή σχετικά με το ηλεκτρικό και ηλεκτρονικά έργα αφήστε την ενότητα των ιδεών σας παρακάτω.
