Indicateurs de niveau de signal

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Ce n'est un secret pour personne que le son du système dépend en grande partie du niveau de signal dans ses sections. En surveillant le signal au niveau des sections de transition du circuit, on peut juger du fonctionnement de divers blocs fonctionnels : gain, distorsion introduite, etc. Il existe également des cas où le signal résultant n'est tout simplement pas audible. Dans les cas où il n'est pas possible de contrôler le signal à l'oreille, différents types d'indicateurs de niveau sont utilisés.

Pour l'observation, des instruments à aiguille et des dispositifs spéciaux assurant le fonctionnement des indicateurs à «barres» peuvent être utilisés. Alors, regardons leur travail plus en détail.

1. Indicateurs à cadran

1.1 Le graphique à barres le plus simple

Ce type d'indicateurs est le plus simple de tous ceux qui existent. L'indicateur d'échelle se compose d'un dispositif de pointeur et d'un diviseur. Un schéma simplifié de l'indicateur est illustré à la Fig.1.

Ris.1

En tant que compteurs, les microampèremètres avec un courant de déviation total de 100 à 500 μA sont le plus souvent utilisés. De tels appareils sont conçus pour le courant continu, par conséquent, pour leur fonctionnement, le signal sonore doit être redressé par une diode. La résistance est conçue pour convertir la tension en courant. À proprement parler, l'appareil mesure le courant traversant la résistance. Il est calculé élémentairement, selon la loi d'Ohm (il y en avait un. Georgy Semenych Om) pour une section du circuit. Dans ce cas, il faut tenir compte du fait que la tension après la diode sera 2 fois inférieure. La marque de la diode n'est pas importante, donc tout ce qui fonctionne à une fréquence supérieure à 20 kHz fera l'affaire.

Donc, calcul : R = 0.5U/I 

où : R est la résistance de la résistance (Ohm)

U - Tension maximale mesurée (V)

I - courant de déviation total de l'indicateur (A)

Il est beaucoup plus pratique d'évaluer le niveau du signal en lui donnant une certaine inertie. Ceux. l'indicateur indique la valeur moyenne du niveau. Ceci peut être facilement réalisé en connectant un condensateur électrolytique en parallèle avec l'appareil, cependant, il convient de noter que dans ce cas, la tension sur l'appareil augmentera de (racine de 2) fois. Un tel indicateur peut être utilisé pour mesurer la puissance de sortie d'un amplificateur. Que faire si le niveau du signal mesuré n'est pas suffisant pour « attiser » l'appareil ? Dans ce cas, des gars comme le transistor et l'amplificateur opérationnel (ci-après dénommé l'ampli-op) viennent à la rescousse.

1.2 Indicateur de barre de transistor

Si vous pouvez mesurer le courant à travers la résistance, vous pouvez mesurer le courant de collecteur du transistor. Pour ce faire, nous avons besoin du transistor lui-même et de la charge du collecteur (la même résistance). Le schéma d'un indicateur de graphique à barres sur un transistor est illustré à la fig. 2.

Fig. 2

Ici aussi, tout est simple. Le transistor amplifie le signal de courant, mais sinon tout fonctionne de la même manière. Le courant de collecteur du transistor doit dépasser d'au moins 2 fois le courant de déviation total de l'appareil (de cette façon, il est plus calme à la fois pour le transistor et pour vous), c'est-à-dire si le courant de déviation total est de 100 µA, alors le courant de collecteur doit être d'au moins 200 µA. En fait, c'est vrai pour les milliampères, parce que. à travers le transistor le plus faible "avec un sifflet" vole 50 mA. Maintenant, nous regardons le livre de référence et y trouvons le coefficient de transfert actuel h_21e.

Calculer le courant d'entrée : I_b = I_k/h_21E  

Où je_b - courant d'entrée

I_k - courant de déviation total = courant de collecteur

h_21E - coefficient de transfert courant

R1 est calculé selon la loi d'Ohm pour la section de circuit : R=U_e/I_k   

où : R - résistance R1

U_e - tension d'alimentation

I_k - courant de déviation total = courant de collecteur

R2 est conçu pour supprimer la tension à la base. En le choisissant, vous devez obtenir une sensibilité maximale avec une déviation minimale de la flèche en l'absence de signal. R3 ajuste la sensibilité et sa résistance n'est pratiquement pas critique.

Il y a des moments où le signal doit être amplifié non seulement en courant, mais aussi en tension. Dans ce cas, le circuit indicateur est complété par une cascade avec OE. Un tel indicateur est utilisé, par exemple, dans le magnétophone Comet 212. Son schéma est représenté sur la Fig. 3.

Fig. 3

1.3 Indicateur d'échelle sur l'ampli-op

De tels indicateurs ont une sensibilité et une résistance d'entrée élevées, par conséquent, ils apportent un minimum de modifications au signal mesuré. L'une des façons d'utiliser un amplificateur opérationnel - un convertisseur tension-courant est illustrée à la fig. quatre.

Fig. 4

Un tel indicateur a une résistance d'entrée plus faible, mais il est très simple dans les calculs et la fabrication.

Calculer la résistance R1 : R=U_s /I_max   

où : R est la résistance de la résistance d'entrée

U_s - Niveau de signal maximal

I_max - courant de déviation total

Les diodes sont sélectionnées selon les mêmes critères que dans les autres circuits.

Si le niveau du signal est faible et/ou si une impédance d'entrée élevée est requise, un répéteur peut être utilisé. Son schéma est représenté sur la Fig. 5.

Fig. 5

Pour un fonctionnement sûr des diodes, il est recommandé d'augmenter la tension de sortie à 2-3 V. Ainsi, dans les calculs, nous partons de la tension de sortie de l'ampli-op. Tout d'abord, découvrons le gain dont nous avons besoin: K \uXNUMXd U_O/U_dans.

Calculons maintenant les résistances R1 et R2 : K=1+(R2/R1) 

Il semblerait qu'il n'y ait pas de restrictions dans le choix des calibres, mais il n'est pas recommandé de régler R1 à moins de 1 kOhm.

Calculez maintenant R3 : R=U_o/I 

où : R - résistance R3

U_o - tension de sortie de l'ampli-op

I - courant de déviation total

2. Indicateurs de crête (LED)

2.1 Indicateur analogique

Peut-être le type d'indicateurs le plus populaire à l'heure actuelle. Commençons par les plus simples. Sur le pic.6 le schéma de l'indicateur "signal/crête" basé sur le comparateur est représenté. Considérez le principe d'action. Le seuil de réponse est défini par la tension de référence, qui est définie à l'entrée inverseuse de l'amplificateur opérationnel par le diviseur R1R2. Lorsque le signal à l'entrée directe dépasse la tension de référence, +U apparaît à la sortie de l'ampli-op_п, VT1 s'ouvre et VD2 s'allume. Lorsque le signal est inférieur à la tension de référence, la sortie de l'ampli-op est -U_п. Dans ce cas, VT2 est ouvert et VD2 est allumé. Calculons maintenant ce miracle. Commençons par le comparateur. Pour commencer, nous sélectionnons la tension de réponse (tension de référence) et la résistance R2 dans la plage de 3 à 68 kOhm.

Calculer le courant dans la source de tension de référence

I_à=U_op/R_б

Où je_à - courant traversant R2 (le courant de l'entrée inverseuse peut être négligé)

U_op - tension de référence

R_б - résistance R2

Fig. 6

Calculons maintenant

R1. R1=(U_e-U_op)/JE_à 

où es-tu_e - tension d'alimentation

U_op - tension de référence (tension de déclenchement)

I_à - courant à travers R2

La résistance de limitation R6 est sélectionnée selon la formule

R1=U_e/ JE_DEL  

où : R - résistance R6

U_e - tension d'alimentation

I_DEL - courant continu de la LED (il est recommandé de choisir entre 5 et 15 mA)

Les résistances de compensation R4, R5 sont sélectionnées dans le livre de référence et correspondent à la résistance de charge minimale pour l'ampli-op sélectionné.

2.2 Indicateurs sur les éléments logiques

Commençons par l'indicateur de fin de course à une LED (fig. 7). Cet indicateur est basé sur le trigger de Schmitt. Comme vous le savez, le déclencheur de Schmitt a une certaine hystérésis, c'est-à-dire le seuil de déclenchement est différent du seuil de déclenchement. La différence entre ces seuils (la largeur de la boucle d'hystérésis) est déterminée par le rapport de R2 à R1 puisque Le trigger de Schmitt est un amplificateur à rétroaction positive. La résistance de limitation R4 est calculée selon le même principe que dans le circuit précédent. La résistance de limitation dans le circuit de base est calculée en fonction de la capacité de charge du LE. Pour CMOS (la logique CMOS est recommandée), le courant de sortie est d'environ 1,5 mA.

Ris.7

Calculons d'abord le courant d'entrée de l'étage du transistor :

I_b=I_DEL/h_21E 

Où je_b - courant d'entrée de l'étage transistor

I_DEL - courant continu de la LED (il est recommandé de régler 5 - 15 mA)

h_21E - coefficient de transfert courant

Nous pouvons maintenant calculer approximativement l'impédance d'entrée :

Z=E/I_b  

où : Z - impédance d'entrée

E - tension d'alimentation

I_b - courant d'entrée de l'étage transistor

Si le courant d'entrée ne dépasse pas la capacité de charge du LE, vous pouvez vous passer de R3, sinon il peut être calculé à l'aide de la formule :

R = (E/I_b)-Z 

où : R - R3

E - tension d'alimentation

I_b - courant d'entrée

Z - impédance d'entrée de la cascade

Pour mesurer le signal "barre", vous pouvez assembler un indicateur à plusieurs niveaux (Fig. 8). Un tel indicateur est simple, mais sa sensibilité est faible et ne convient que pour mesurer des signaux de 3 volts et plus. Les seuils de fonctionnement LE sont définis en réglant les résistances. L'indicateur utilise des éléments TTL, dans le cas du CMOS, un étage amplificateur doit être installé à la sortie de chaque LE.

Ris.8

2.3. Indicateurs de crête sur microcircuits spécialisés

La façon la plus simple de les fabriquer. Certains schémas sont illustrés à la fig. 9

Fig.9 (cliquez pour agrandir)

Vous pouvez également utiliser d'autres amplificateurs d'affichage. Vous pouvez demander des schémas de connexion pour eux dans le magasin ou auprès de Yandex. Vous pouvez également commander des kits prêts à l'emploi auprès de Masterkit, masterkit.ru/main/bycat.php?num=15

3. Indicateurs de crête (luminescents)

À une époque, ils étaient utilisés dans la technologie domestique, ils sont maintenant largement utilisés dans les centres de musique. De tels indicateurs sont très difficiles à fabriquer (comprend des microcircuits et des microcontrôleurs spécialisés) et à connecter (nécessitent plusieurs alimentations). Je ne recommande pas de les utiliser dans la technologie amateur.

Auteur : Pavel Ulitin, Overlord7[doggy]yandex.ru, ICQ# : 322-026-295 ; Publication : cxem.net

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