Светодиодные измерители уровня сигнала. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники / Аудиотехника

 Комментарии к статье

В магнитофонах и усилителях ЗЧ в последние годы широко применяют измерители уровня сигнала с индикаторами в виде линейки из светодиодов. Вниманию читателей предлагаются три различных по сложности и возможностям варианта измерительной части этих устройств. Все они рассчитаны на измерение положительного напряжения, поэтому, если необходимо контролировать уровень переменного напряжения, их необходимо дополнить детектором, выделяющим полуволны этой полярности. Поскольку, форма музыкальных сигналов не симметрична, желательно использовать двухполупериодный детектор.

Рис. 1. DD1 - SN7404 (К155ЛН1), HL1-HL6 - VQA13 (АЛ307А)

Принципиальная схема одного из простейших измерителей приведена на рис. 1. Как видно, выполнен он на одной микросхеме, содержащей шесть инверторов. В отсутствие входного напряжения и до тех пор, пока оно меньше 0,14 В, напряжение на выходах инверторов имеет высокий уровень и ни один из светодиодов HL1 - HL6 не горит. По мере увеличения контролируемого напряжения высокий уровень вначале на выходе инвертора DD1.1, а затем и остальных, сменяется низким и индикаторные диоды начинают светиться. Недостаток устройства, обусловленный особенностью "переключательной" характеристики инверторов,- довольно большая погрешность измерения. Так, светодиод HL1 начинает светиться при входном напряжении около +0,14 В, а максимально ярко горит при +0,5 В. светодиод HL2 фактически индицирует интервал напряжений +0,5...0,85 В и т. д.

Этого недостатка лишен измеритель, схема которого изображена на рис. 2. Здесь один из входов всех элементов 2И соединен с коллектором транзистора, формирующего начальный логический уровень, поэтому интервал входных напряжений, соответствующих уровням 0 и 1 на выходе элемента, значительно уже. Второй вход каждого элемента соединен с выходом следующего, благодаря чему появление уровня 0 на выходе любого из них фиксирует такой же уровень на выходах всех предшествующих.

Рис. 2. DD1, DD2 - SN7408 (К155ЛИ1), HL1-HL6 - VQA13 (АЛ307А), VD1-VD7 - 2Д5606 (КД510А), VT1-VT8 - 2Т3604 (КТ315Б).

В исходном состоянии (пока входное напряжение не достигло нижней границы измеряемого интервала) транзисторы VT1-VT8 закрыты, напряжение на входах, а следовательно, и выходах элементов DD1.1 - DD1.4, DD2.1 - DD2.4 имеют уровень логической 1, светодиоды HL1 - HL8 не горят. При входном напряжении около 0,6 В транзистор VT1 открывается, и напряжение на его коллекторе и соединенном с ним входе элемента DD1.1 понижается до уровня 0. В результате на выходе элемента устанавливается такой же уровень, и светодиод HL1 зажигается. Дальнейшее повышение контролируемого напряжения приводит к последовательному открыванию транзисторов VT2 - VT8 и зажиганию светодиодов HL2 - HL8.

Для контроля напряжений, отличающихся в десятки и сотни раз, целесообразно использовать измеритель, выполненный по схеме на рис. 3. Он содержит тактовый генератор (DD2.1, DD2.2), двоичный счетчик DD1, цифро-аналоговый преобразователь (ЦАП), выполненный на инверторах DD2.3 - DD2.6 и резисторах R7-R11, эмиттерный повторитель (VT1), компаратор (DA1), электронный ключ (VT2) и дешифратор DD3 с подключенными к его выходам светодиодами HL1-HL16. Цикл измерения состоит из шестнадцати тактов. Каждый импульс тактового генератора изменяет состояние счетчика DD1. Его выходные сигналы поступают на ЦАП и дешифратор DD3, поочередно соединяющий катоды светодиодов с общим проводом. Формируемое ЦАП образцовое напряжение снимается с резистора R11 и через эмиттерный повторитель на транзисторе VT1 поступает на инвертирующий вход компаратора DA1, который сравнивает его с уровнем контролируемого напряжения на неинвертирующем входе.

Рис. 3. DD1 - SN7493 (К155ИЕ5), DD2 - SN7404 (К155ЛН1), DD3 - SN74154 (К155ИД3), DA1 - μA741 (К140УД7); VD1 - 2Д5606 (КД510А), VT1, VT2 - 2Т3604 (КТ315Б), HL1-HL16 - VQA13 (АЛ307А)

При входных напряжениях, меньших образцового, выходное напряжение компаратора отрицательно, транзистор VT2 закрыт и к входам разрешения E1, Е2 микросхемы DD3 приложен уровень 1, запрещающий дешифрацию состояний счетчика DD1 (ни один светодиод не горит). Превышение входным сигналом уровня напряжения на инвертирующем входе изменяет полярность выходного напряжения компаратора, и транзистор VT2 открывается. В результате уровень 1 на выходах разрешения дешифратора DD3 сменяется уровнем 0, напряжение такого же уровня появляется на его соответствующем выходе, и подсоединенный к нему светодиод зажигается.

Диапазон индицируемых измерителем уровней - около 50 дБ, их измеренные значения приведены в таблице (в одном случае уровню 0 дБ соответствует зажигание светодиода HL13, в другом - HL14).

Налаживания измеритель не требует. Единственное, что возможно, придется сделать, это подобрать конденсатор С1, определяющий частоту повторения импульсов тактового генератора. При этом следует помнить, что чрезмерное понижение частоты ведет к заметному миганию светодиодов, а чрезмерное повышение ее - к уменьшению яркости свечения светодиода HL1.

Автор: В.Димов

Смотрите другие статьи раздела Аудиотехника.

Читайте и пишите полезные комментарии к этой статье.

<< Назад

Последние новости науки и техники, новинки электроники:

Ферроэлектрики научились выдерживать более 10 миллиардов циклов перезаписи 11.10.2026

Энергонезависимая память должна не только быстро записывать и сохранять информацию без постоянного питания, но и выдерживать огромное количество циклов перезаписи. Одним из перспективных вариантов такой технологии считаются ферроэлектрические материалы, однако их практическое применение долгое время ограничивалось сравнительно быстрым разрушением. Исследователям удалось установить механизм этого процесса на атомном уровне и предложить способ, который значительно увеличивает срок службы таких материалов. Работу выполнила группа ученых из Университета электронной науки и техники Сианя (Xidian University) совместно с коллегами из Гонконгского университета и Фуданского университета. Особый интерес специалистов вызвали ферроэлектрики со структурой вюрцита, в частности нитрид алюминия-скандия (AlScN). Эти материалы способны сохранять информацию благодаря изменению направления электрической поляризации на атомном уровне и хорошо совместимы с современными технологиями производства микросхем ...>>

Электромобиль VENTRA с системой очистки воздуха 11.10.2026

Даже автомобили без двигателя внутреннего сгорания не являются полностью безвредными для окружающей среды. При движении любой автомобиль изнашивает шины и тормозные элементы, в результате чего в воздух и на дорожное покрытие попадают мельчайшие частицы. Студенты Эйндховенского технологического университета решили обратить внимание именно на этот мало заметный источник загрязнения и создали концептуальный электромобиль VENTRA, способный собирать часть таких загрязняющих веществ непосредственно во время движения. Проект разработала команда TU/ecomotive, которая оснастила VENTRA специальной системой улавливания частиц, образующихся при износе шин и торможении. Авторы концепта считают, что переход на электрическую тягу сам по себе не решает проблему автомобильных выбросов. Более тяжелые электромобили дополнительно нагружают шины, а их электродвигатели способны обеспечивать очень быстрое ускорение, что также может способствовать повышенному износу резины. Собранные около колес частицы си ...>>

Лазерное переключение магнитов 10.10.2026

Технологии хранения данных постоянно стремятся уменьшить размеры элементов памяти и одновременно увеличить скорость записи информации. Один из возможных путей связан с использованием света, который способен переносить энергию с огромной скоростью и воздействовать на очень небольшие области материала. Инженеры Университета Калифорнии в Сан-Диего (UC San Diego) продемонстрировали необычный способ управления магнитным состоянием вещества, при котором внешнее магнитное поле вообще не требуется. В обычных жестких дисках информация записывается в виде последовательности крошечных магнитных областей, соответствующих значениям 1 и 0. Для изменения их состояния обычно необходимо внешнее магнитное поле, однако такой способ требует значительных энергетических затрат и ограничивает скорость записи. Исследователи UC San Diego предложили альтернативу - так называемое оптическое переключение, при котором магнитное состояние изменяется под воздействием лазерного излучения. По оценкам специалистов, ...>>

Случайная новость из Архива Видеоигры, образ жизни и масса тела 24.01.2026 Видеоигры давно стали неотъемлемой частью повседневной жизни миллионов людей и перестали восприниматься исключительно как форма досуга. Однако по мере роста времени, проводимого за экраном, все чаще возникает вопрос о том, как подобные привычки отражаются на здоровье. Новое исследование позволило по-новому взглянуть на связь между увлечением видеоиграми, образом жизни и риском набора лишнего веса. Ученые обратили внимание на то, что избыточная масса тела чаще встречается среди людей, активно играющих в компьютерные игры, по сравнению с теми, кто либо вовсе не играет, либо делает это эпизодически. Особенно заметной эта тенденция оказалась у игроков, которые посвящают видеоиграм более 10 часов в неделю. Именно в этой группе чаще фиксировались неблагоприятные поведенческие факторы, включая нарушения питания, сна и недостаток физической активности. Ранее исследователи уже связывали активное пользование компьютером и распространение скоростного интернета с ростом риска избыточного веса и ожирения. В новом исследовании акцент был сделан непосредственно на видеоиграх как самостоятельном факторе. Для этого более 300 студентов из Австралии приняли участие в опросе, где оценивались количество часов, проводимых за играми, уровень физической активности, качество питания, пищевые привычки и уровень стресса. На основании полученных данных участников условно разделили на три группы в зависимости от времени, посвящаемого видеоиграм: от 0 до 5 часов в неделю, от 6 до 10 часов и более 10 часов. Такой подход позволил сопоставить игровые привычки с объективными показателями здоровья и образа жизни. Анализ показал, что у студентов, проводивших за играми более 10 часов в неделю, средний индекс массы тела достигал 26,3, что соответствует категории избыточного веса. В то же время у тех, кто играл редко, этот показатель составлял 22,2 и находился в пределах нормы. Таким образом, между количеством игровых часов и массой тела прослеживалась четкая зависимость. Статистическая обработка данных показала, что число часов, проведенных в видеоиграх, позволяло прогнозировать ухудшение качества питания даже после учета социально-экономических факторов. При этом более сбалансированное питание ассоциировалось с более низким индексом массы тела и уровнем стресса, хотя одновременно сопровождалось более частым употреблением алкоголя и лучшим контролем над количеством потребляемой пищи. Авторы исследования пришли к выводу, что студенты, активно увлекающиеся видеоиграми, представляют собой уязвимую группу с точки зрения риска ожирения и связанных с ним заболеваний. По мнению ученых, нацеливание профилактических программ на улучшение питания, сна и физической активности среди любителей видеоигр может стать эффективным способом снизить негативные последствия малоподвижного образа жизни и сохранить здоровье этой части молодого населения.

Другие интересные новости:

▪ Компьютерная мышка меняет представление об окружающем мире

▪ Защита организма от негативных последствий недостатка сна

▪ Чехлы с дактилоскопическим датчиком для Android-устройств

▪ У лягушки без легких найдены легкие

▪ Луну заселят гусеницами из Китая

Лента новостей науки и техники, новинок электроники

Интересные материалы Бесплатной технической библиотеки:

▪ раздел сайта Предварительные усилители. Подборка статей

▪ статья Штандарт скачет. Крылатое выражение

▪ статья Где появились куклы? Подробный ответ

▪ статья Чистяк весенний. Легенды, выращивание, способы применения

▪ статья Измеритель тока РЧ. Энциклопедия радиоэлектроники и электротехники

▪ статья Шарики меняются местами. Секрет фокуса

Оставьте свой комментарий к этой статье:

www.diagram.com.ua
2000-2026