Logarithmischer Quasi-Peak-Indikator auf der Mikroschaltung K1003PP1. Enzyklopädie der Funkelektronik und Elektrotechnik

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Unser Magazin hat sich wiederholt mit dem Thema der Entwicklung von Audiosignalpegelanzeigen beschäftigt. Diesmal bietet der Autor des Artikels eine interessante Version eines logarithmischen Indikators auf einer Mikroschaltung zum Aufbau linearer Skalen an. Das Gerät verwendet einen Original-Eingangssignalgleichrichter, der eine klare Aufzeichnung des Spitzenpegels gewährleistet.

Die Bedeutung der Verwendung von Quasi-Peak-Indikatoren bei Tonaufnahmen und Rundfunkübertragungen wurde ausführlich in [1] diskutiert. Im selben Artikel wurde ein Diagramm einer Variante eines solchen Geräts vorgeschlagen, in dem importierte Mikroschaltungen eine logarithmische Skala bilden. Mit der inländischen Dual-Mode-Mikroschaltung K1003PP1 [2] können Sie jedoch einen in keiner Weise schlechteren logarithmischen Indikator aufbauen.

Das Diagramm des vorgeschlagenen Geräts ist in Abb. dargestellt. 1. Der Eingangs-Vollweggleichrichter ist wie in [1] auf der Mikroschaltung K157DA1 aufgebaut.

(zum Vergrößern klicken)

Wenn am Eingang des Geräts ein kurzer Impuls von 3H-Schwingungen erscheint, wird der Kondensator C3 auf eine höhere Spannung als C2 aufgeladen und der Transistor VT1 schließt. Der fast auf die Spitzenspannung des Eingangssignals aufgeladene Kondensator C2 wird langsam mit einer Zeitkonstanten τ1 = C2R5 = 2 s entladen (Kurve 1 in Abb. 2). Der Kondensator C3 entlädt sich viel schneller – bei konstantem τ2 = C3R3 = 0,2 s (Kurve 2). Wenn die Spannung an C3 um 0,6 V geringer wird als an C2 (eine Verschiebung von 0,6 V in Abb. 2), können Sie das Verhältnis der Amplituden des Ausgangssignals der Kanäle der DA1-Mikroschaltung ändern, ohne das Verhältnis der Amplituden zu wählen Anzeigezeit und Abklingzeit des Spitzenpegels (siehe Kurve 3 in Abb. 2). Sie kann auch durch Ändern der Zeitkonstanten τ1 und τ2 angepasst werden. Beachten Sie auch, dass der Widerstand R5 vollständig ausgeschlossen werden kann (R5 = ∞), in diesem Fall Während des Anzeigezeitintervalls bleibt die Spannung am Kondensator C2 praktisch unverändert.

Dieses Design der Quasi-Peak-Detektorschaltung ist insofern nützlich, als die Anzeige- und Abklingzeiten nicht vom Signalpegel abhängen. Gleichzeitig ist beim Entladen des Gleichrichterkondensators durch Gleichstrom [1] die Anzeigezeit (die völlig willkürlich ist, da das Signal am Kondensator unmittelbar nach dem Ende des Eingangsimpulses abzufallen beginnt) kürzer, d. h kleiner ist die Amplitude der Eingangssignalspitze.

Die erzeugte Ausgangsspannung des Gleichrichters wird vom Operationsverstärker DA2 um etwa das Dreifache verstärkt und anschließend der Anzeige auf dem DA3-Chip und den LEDs HL1 – HL12 zugeführt.

Um einen logarithmischen Anzeigemodus sicherzustellen, wird die Eingangsspannung über einen aus den Widerständen R8 - R10 gebildeten Teiler dem UB-Eingang des DA3-Chips zugeführt, der den oberen Anzeigepegel des Eingangssignals bestimmt. Daher steigt mit zunehmendem Eingangssignal die Spannung am UB-Eingang, wodurch die Skala gestreckt wird und nahezu logarithmisch wird.

Die Berechnung der Parameter der Elemente ist einfach. Angenommen, die Spannung am Ausgang des Operationsverstärkers DA2, gleich 6 V, sollte dem Leuchten der LED HL12 (+4 dB) entsprechen, eine dreimal geringere Spannung, U3 = 2 V (um 2 dB) - HL10 ( -7 dB) und noch einmal viermal kleiner U6 = 4 V (1 dB) - HL0,5 (-12 dB).

Aus der Beschreibung der Funktionsweise der Mikroschaltung K1003PP1 in [2] folgt, dass die Anzahl der nächsten aufleuchtenden LED anhand der Formel berechnet werden kann

NCB = 13(UBX – UH)/(UB – UH). wobei IV, UH, UB die Spannungen an den Eingängen der Mikroschaltung UBx, UH, UB sind. Wenn wir die oben gewählten Punkte in diese Formel einsetzen und berücksichtigen, dass UB = UB0 + k UBX (UB0 ist die Spannung am Eingang UB bei UBX = 0), können wir ein System aus drei Gleichungen mit Unbekannten erhalten: k, UH, UВ0 . Das Ergebnis seiner Lösung sind die folgenden Werte: k = 0,765, UH = 0,353 V, UBO = 1,88 V.

In Abb. Abbildung 3 zeigt Diagramme, die die Entsprechung der Anzahl der leuchtenden LEDs mit dem Eingangssignalpegel in Dezibel bei verschiedenen Werten von k veranschaulichen. Es ist ersichtlich, dass für den berechneten Wert von k = 0,765 die Abhängigkeit nahezu linear ist, und der „Teilungspreis“ beträgt im gesamten angezeigten Bereich ca. 2 dB. Wenn im oberen Teil der Skala eine höhere Ablesegenauigkeit erforderlich ist, ist es möglich, durch Reduzierung des k-Werts auf 0,25 einen „Teilungspreis“ im oberen Teil von 1 dB und im unteren Teil von 5 dB zu erhalten Beibehaltung des Anzeigebereichs von ca. 22 dB.

In der Praxis wird im Gerät gemäß dem Diagramm in Abb. 1 Koeffizient k bestimmt das Widerstandsverhältnis der Widerstände R8 - R10 (und R9 = R10), und die Spannung UH kann durch Trimmwiderstand R12 eingestellt werden. Die Spannung UB0 wird automatisch eingestellt. Mit dem gewählten Wert k kann der Widerstand R8 nach der Formel R8 = 0,5R9(1/k - 1) berechnet werden.

In Abb. dargestellt. 1 Anschluss von LEDs sorgt für die Bildung einer Lichtlinie variabler Länge. Wenn eine Skala mit einem Leuchtpunkt gewünscht wird, genügt es, die Kathoden der LEDs an die entsprechenden Ausgänge von DA1 und die Anoden an den +12-V-Stromkreis anzuschließen [2].

Jeder Kanal der Stereoverstärkeranzeige ist auf einer 100x65 mm großen Leiterplatte aus einseitiger Glasfaserfolie montiert (Abb. 4).

Die Platine ist für die Verwendung von MLT-Widerständen, SPZ-19a-Trimmern, K73-17-Kondensatoren für eine Betriebsspannung von 400 V (C2 und C3), KM-5 und KM-6 (andere) ausgelegt. Es ist auch möglich, LEDs der Serien AL307BM und AL307NM zu verwenden, allerdings muss vor dem Einbau deren Gehäuse mit einem Durchmesser von knapp über 5 mm auf eine Größe von 5 mm zersägt werden. Wenn Sie LEDs mit einer Leuchtflächengröße von 2,5 x 5 mm (z. B. die KIPM01-Serie) und die Kondensatoren C2 und C3 für eine Spannung von 63 V verwenden, können Sie die Höhe der Platine deutlich reduzieren. Für die Installation der DA1-Mikroschaltung ist es besser, eine Steckdose zu verwenden, da bereits die geringste Überhitzung ihre Parameter verschlechtert [1].

Vor dem Einbau der LEDs wurden deren Leitungen rechtwinklig gebogen, sodass ihre Achsen parallel zur Leiterplatte lagen. Die LEDs auf der linken Kanalplatine sind auf der Seite angebracht, auf der sich die Mikroschaltungen befinden, auf der rechten Kanalplatine – auf der Seite der Leiterbahnen. Die Platinen werden senkrecht zur Frontplatte des Verstärkers platziert.

Das Einrichten des Indikators ist einfach. Zunächst sollten Sie an dessen Eingang ein Sinussignal mit einer Frequenz von etwa 1000 Hz und einer Spannung entsprechend einem Pegel von +4 dB anlegen, mit dem Trimmwiderstand R1 das Leuchten von HL12 „bei Halbglühen“ erreichen und dann reduzieren die Eingangsspannung um das 12-fache (um 22 dB) und der Widerstand R12 stellt die gleiche Helligkeit von HL1 ein. Da die Anpassungen abhängig sind, wiederholen Sie diese Vorgänge noch ein oder zwei Mal und verwenden Sie dann den Widerstand R1, um die Kalibrierung bei einem Eingangssignalpegel von 0 dB zu verfeinern.

Die Empfindlichkeit des Indikators beträgt bei +4 dB Pegel 80...100 mV. Wenn eine deutlich geringere Empfindlichkeit erforderlich ist, sollte ein Widerstand in Reihe mit dem Kondensator C1 geschaltet werden, der mit R1 den erforderlichen Teiler bildet.

Literatur

1. Kuznetsov E. Pegelmesser für Audiosignale. - Radio, 2001, Nr. 2, p. 16,17.
2. Biryukov S. Zwei Voltmeter auf K1003PP1. - Radio, 2001, Nr. 8, p. 32, 33.
3. Kuznetsov E. Automatische Pegelregler für Tonsignale. – Radio, 1998, Nr. 9, S. 16 - 19.

Autor: S. Biryukov

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