Журнал Радио 1 номер 2002 год. ЗВУКОТЕХНИКА

ЛОГАРИФМИЧЕСКИЙ КВАЗИПИКОВЫЙ ИНДИКАТОР НА К1003ПП1

С. БИРЮКОВ, г. Москва 

 К теме разработки индикаторов уровня звукового сигнала наш журнал обращался неоднократно. На этот раз автор статьи предлагает интересный вариант логарифмического индикатора на микросхеме, предназначенной для построения линейных шкал. В устройстве применен оригинальный выпрямитель входного сигнала, обеспечивающий четкую фиксацию пикового уровня.

О важности применения квазипиковых индикаторов в звукозаписи и в радиовещании подробно говорилось в [1]. В той же статье была предложена схема варианта такого устройства, в котором импортные микросхемы формируют логарифмическую шкалу. Однако отечественная двухрежимная микросхема К1003ПП1 [2] позволяет построить ничем не худший логарифмический индикатор.

Схема предлагаемого устройства приведена на рис. 1. Входной двухполупериодный выпрямитель, также как и в [1], построен на микросхеме К157ДА1. Способ фиксации пикового стигнуто за счет шунтирования одного из резисторов обратной связи микросхемы DA1 резистором R2.

При появлении на входе устройства короткого импульса колебаний 3Ч конденсатор СЗ заряжается до большего напряжения, чем С2, транзистор VT1 закрывается. Конденсатор С2, заряженный почти до пикового напряжения входного сигнала, медленно разряжается с постоянной времени τ1 = C2R5 = 2 с (кривая 1 на рис. 2). Конденсатор СЗ разряжается значительно быстрее — с постоянной τ2 = C3R3 = 0,2 с (кривая 2). Когда напряжение на СЗ станет на 0,6 В меньше, чем на С2 (сдвиг на 0,6 В на рис. 2 не Выбирая соотношение амплитуд выходного сигнала каналов микросхемы DA1, можно менять соотношение времени индикации пикового уровня и времени спада (см. кривую 3 на рис. 2). Его же можно регулировать, изменяя постоянные времени τ1 и τ2. Отметим также, что резистор R5 может быть вообще исключен (R5 = ∞), в этом случае в течение интервала времени индикации напряжение на конденсаторе С2 будет практически неизменным.

Подобное построение схемы квазипикового детектора полезно тем, что время индикации и спада не зависит от уровня сигнала. В то же время при разряде конденсатора выпрямителя постоянным током [1] время индикации (что достаточно условно, поскольку сигнал на конденсаторе начинает спадать сразу после окончания входного импульса) тем меньше, чем меньше амплитуда пика входного сигнала.

Сформированное выходное напряжение выпрямителя усиливает примерно в три раза ОУ DA2, после чего оно поступает на индикатор на микросхеме DA3 и светодиодах HL1 — HL12.

Для обеспечения логарифмического режима индикации входное напряжение через делитель, образованный резисторами R8 — R10, подается на вход UB микросхемы DA3, определяющий верхний уровень индикации входного сигнала. Поэтому по мере повышения входного сигнала напряжение на входе UB увеличивается, что растягивает шкалу и делает ее близкой к логарифмической.

Расчет параметров элементов несложен. Пусть напряжению на выходе ОУ DA2, равному 6 В, должно соответствовать свечение светодиода HL12 (+4 дБ), напряжению, в 3 раза меньшему, U2 = 2 В (на 10 дБ) — HL7 (-6 дБ), а еще в 4 раза меньшему U1 = 0,5 В (на 12 дБ) — HL1 (-18 дБ).

Из описания работы микросхемы К1003ПП1, приведенного в [2], следует, что номер очередного включающегося светодиода можно вычислить по формуле

NCB = 13(UBX — UH)/(UB - UH). где IV, UH, UB — напряжения на входах микросхемы UBx, UH, UB соответственно. Подставляя в эту формулу выбранные выше точки и учитывая, что UB = UB0 + k UBX (UB0 — напряжение на входе UB при UBX = 0), можно получить систему из трех уравнений стремя неизвестными: k, UH, UВ0. Результатом ее решения являются следующие величины: к = 0,765, UH =0,353 В, UBO=1,88B.

На рис. 3 приведены графики, иллюстрирующие соответствие номера светящегося светодиода уровню входного сигнала в децибелах при различных значениях к. Видно, что для рассчитанного значения к=0,765 зависимость близка к линейной, а "цена деления" составляет около 2 дБ в пределах всего индицируемого диапазона. Если же необходима большая точность отсчета в верхней части шкалы, можно за счет уменьшения значения к до 0,25 получить "цену деления" в верхней части 1 дБ, а в нижней — 5 дБ, при сохранении диапазона индикации около 22 дБ.

Практически в устройстве по схеме на рис. 1 коэффициент к определяет соотношение сопротивления резисторов R8 — R10 (причем R9 = R10), а напряжение UH можно задать подст-роечным резистором R12. Напряжение UB0 при этом установится автоматически. При выбранной величине к резистор R8 можно рассчитать по формуле R8 = 0,5R9( 1/к - 1).

Показанное на рис. 1 подключение светодиодов обеспечивает формирование светящейся линейки переменной длины. Если желательно получить шкалу с одной светящейся точкой, достаточно катоды светодиодов подключить к соответствующим выходам DA1, а аноды — к цепи +12 В [2].

Каждый канал индикатора стереофонического усилителя собран на печатной плате размерами 100x65 мм из односторонне фольгированного стеклотекстолита (рис. 4). Плата рассчитана на применение резисторов МЛТ, подстроечных — СПЗ-19а, конденсаторов К73-17 на рабочее напряжение 400 В (С2 и СЗ), КМ-5 и КМ-6 (остальные). Возможно применение и светодиодов серий АЛ307БМ и АЛ307НМ, но перед установкой их корпус диаметром чуть более 5 мм нужно опилить до размера 5 мм. Если использовать светодиоды с размером светящейся поверхности 2,5x5 мм (например, серии КИПМ01), а конденсаторы С2 и СЗ на напряжение 63 В, можно существенно уменьшить высоту платы. Для монтажа микросхемы DA1 лучше применить панельку, поскольку от малейшего перегрева у нее ухудшаются параметры [1 ].

Перед установкой светодиодов их выводы были согнуты под прямым углом, чтобы их оси были параллельны печатной плате. Светодиоды на плате левого канала установлены со стороны размещения микросхем, на плате правого — со стороны печатных проводников. Платы располагают перпендикулярно передней панели усилителя.

Настройка индикатора несложна. Вначале на его вход следует подать синусоидальный сигнал с частотой порядка 1000 Гц и напряжением, соответствующим уровню +4 дБ, подстроечным резистором R1 добиться свечения HL12 "в пол накала", а затем снизить входное напряжение в 12 раз (на 22 дБ) и резистором R12 установить такую же яркость HL1. Поскольку регулировки зависимы, повторить еще один или два раза указанные операции, после чего резистором R1 уточнить калибровку при уровне входного сигнала 0 дБ.

Чувствительность индикатора по уровню +4 дБ составляет 80... 100 мВ. Если необходимо получить существенно меньшую чувствительность, последовательно с конденсатором С1 следует установить резистор, образующий с R1 необходимый делитель.

ЛИТЕРАТУРА
1. Кузнецов Э. Измерители уровня звукового сигнала. — Радио, 2001, №2, с. 16,17.
2. Бирюков С. Два вольтметра на К1003ПП1. — Радио, 2001, №8, с. 32, 33.
3. Кузнецов Э. Автоматические регуляторы уровня звуковых сигналов. — Радио, 1998, №9, с. 16 — 19.

МОДУЛЬНАЯ РЕКЛАМА
Условия см. в "Радио", 2001, № 6, c. 28
 

ПРЕДЛАГАЕМ
Аккумуляторы более 200 видов: пожарной сигнализации, радиостанций, источников бесперебойного питания и т. д.
Доставка по России. Москва (095) т/ф.: 962-91-98; 962-94-10. С.-Петербург (812) т. 535-25-96. Электронная почта:
ms_time@hotmail.com

ПОСЫЛТОРГ - ЖИВ!
Программатор PIC-контролле-ров — 500 руб.
Программатор УФППЗУ — 550 руб.
CD-ROM справочник "Микросхемы памяти" — 75 руб.
Набор "Частотомер 250 МГц" — 450 руб.
Цифровая шкала трансивера — 700 руб.
Набор основных элементов для сборки микропроцессорного метал-лоискателя — 600 руб.
И еще свыше 300 радионаборов... 107113, г. Москва, а/я "Посылторг"
Тел.(095) 304-72-31
http://WWW.DESSY.RU

Комплектующие СВЧ: Транзисторы, конденсаторы, дроссели, усилители, резонаторы, генераторы, фильтры, синтезаторы, балансные смесители, приемники, трансиверы, СВИЧ переключатели, контуры ЧИП, лазерные диоды, реле до 1 ГГц.
Тел. 8-903-783-05-12.

Вернуться к содержанию журнала "Радио" 1 номер 2002 год