Схема світлодіодного індикатора рівня звукового сигналу на LM3915

LM3915 – інтегральна мікросхема (ІМС) виробництва компанії Texas Instruments, реагує на зміну вхідного сигналу і видає сигнал на один або відразу декілька своїх виходів. Завдяки своїй конструктивній особливості, ІМС набула широкого поширення в схемах індикаторів на світлодіодах. Так як світлодіодний індикатор на основі LM3915 працює за логарифмічною шкалою, він знайшов практичне застосування в відображенні і контролі рівня сигналу в підсилювачах звукової частоти.

Не варто плутати LM3915 з її родичами LM3914 і LM3916, які мають аналогічне розташування і призначення висновків. ІМС серії 3914 має лінійної характеристикою і ідеальна для вимірювання лінійних величин (струм, напруга), а ІМС серії 3916 є більш універсальною і здатна управляти навантаженням різного типу.

Короткий опис LM3915

Блок-схема LM3915 складається з десяти однотипних операційних підсилювачів, що працюють за принципом компаратора. Прямі входи ОУ підключені через ланцюжок з резистивних подільників з різними номіналами опорів. Завдяки цьому світлодіоди в навантаженні запалюються за логарифмічною залежності. На інверсні входи приходить вхідний сигнал, який обробляється буферним ОУ (висновок 5).

Внутрішній устрій ІМС включає малопотужний інтегральний стабілізатор, підключений до висновків 3, 7, 8 і пристрій для завдання режиму світіння (висновок 9). Діапазон напруги живлення становить 3-25В. Величину опорного напруги можна задати в межах від 1,2 до 12В за допомогою зовнішніх резисторів. Вся шкала відповідає рівню сигналу в 30 дБ з кроком 3 дБ. Вихідний струм можна задати від 1 до 30 мА.

Схема індикатора звуку і принцип її дії

Як видно з малюнка, принципова електрична схема індикатора рівня звуку складається з двох конденсаторів, дев’яти резисторів і мікросхеми, навантаженням для якої служать десять світлодіодів. Для зручності підключення живлення і аудіосигналу її можна доповнити двома роз’ємами під пайку. Зібрати такий простий пристрій під силу будь-кому, навіть починаючому, радіоаматори.

Типове включення передбачає харчування від джерела 12В, яке надходить на третій висновок LM3915. Воно ж, через струмообмежуючі резистор R2 і два фільтруючих конденсатора С1 і С2, йде на світлодіоди. Резистори R1 і R8 служать для зниження яскравості останніх двох червоних світлодіодів і є необов’язковими. 12В також приходить на перемичку, яка управляє режимом роботи ІМС через висновок 9. У розімкнутому стані схема працює в режимі «точка», тобто відбувається світіння одного світлодіода, відповідного вхідного сигналу. Замикання перемички переводить схему в режим «стовпчик», коли рівень вхідного сигналу пропорційний висоті світиться стовпчика.

Резистивний дільник, зібраний на R3, R4 і R7 обмежує рівень вхідного сигналу. Більш точна настройка здійснюється багатооборотним підлаштування резистором R4. Резистор R9 задає зміщення для верхнього рівня (висновок 6), точне значення якого визначається опором R6. Нижній рівень (висновок 4) приєднується до загального проводу. Резистор R5 (висновок 7,8) збільшує величину опорного напруги і впливає на яскравість світлодіодів. Саме R5 задає струм через світлодіоди і розраховується за формулою:

R5 = 12,5 / ILED, де ILED – ток одного світлодіода, А.

Індикатор рівня звуку працює наступним чином. У момент, коли вхідний сигнал подолає поріг нижнього рівня плюс опір на прямому вході першого компаратора, засвітиться перший світлодіод (висновок 1). Подальше наростання звукового сигналу призведе до почергової спрацьовування компараторів, про що сповістить відповідний світлодіод. Щоб уникнути перегріву корпусу ІМС, не слід перевищувати струм LED більше 20 мА. Все-таки це індикатор, а не новорічна гірлянда.

Друкована плата і деталі збірки

Друковану плату індикатора рівня звуку в форматі lay можна скачати тут. Вона має розміри 65? 28 мм. Для складання потрібні прецизійних деталей. Резистори типу МЛТ-0,125Вт:

  • R1, R5 R8 – 1 кОм;
  • R2 – 100 Ом;
  • R3 – 10 кОм;
  • R4 – 50 кОм, будь підлаштування;
  • R6 – 560 Ом;
  • R7 – 10 Ом;
  • R9 – 20 кОм.

Конденсатори С1, С2 – 0,1 мкФ. ІМС LM3915 рекомендується запаювати не безпосередньо, а через спеціальну панелі для мікросхеми. У навантаженні можна застосувати ультраяскравих LED будь-якого кольору світіння, аж до фіолетового. Але це вже особисті естетичні уподобання. Для відображення стереосигнала будуть потрібні дві однакові плати з незалежними входами. Більш докладні дані про LM3915 можна знайти в технічному описі тут.

Працездатність даного індикатора доведена на практиці багатьма радіолюбительськими кружками і як і раніше випускається у вигляді наборів кельмою.

Ссылка на основную публикацию