Анализатор спектра (100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 3 кГц и 8 кГц)

Анализатор спектра служит для графического представления воспроизводимого звука и является необходимым дополнением к графическому корректору. Используя микрофон хорошего класса и генератор розового шума, можно по желанию изменить акустику помещения. Устройство анализирует акустический сигнал в пяти диапазонах: 100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 8 кГц.

Уровень амплитуды каждой частоты высвечивается на 12-точечных светодиодных линейках. Схема анализатора собирается на двух платах. Первая из них содержит светодиодную матрицу и схему управления ею, вторая - схему предусилителя, фильтры и выпрямители. Входной усилитель построен на операционном усилителе (элемент 1/4 US2).

Степень его усиления можно регулировать при помощи потенциометра Р1. Усиленный сигнал поступает на входы пяти активных диапазонных фильтров. Из-за типа используемой матрицы из акустического сигнала экспериментальным способом выбрано пять частот, визуальный эффект которых является наиболее интересным.

Сигналы с фильтров поддаются детектированию в выпрямителях, меняющих переменный сигнал в постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде сигнала. Эти напряжения поступают на входы аналогового мультиплексора, который поочередно подключает их к входам измерительной схемы.

Анализатор спектра (100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 3 кГц и 8 кГц), схема

Матрица и схема, управляющая ею, смонтированы на отдельной плате. Операционные усилители US7-US9 работают как компараторы. Напряжение смещения для каждого из них берется с делителей R32-R43.

Компараторы сравнивают напряжение, поданное на их неинвертирующие входы, с напряжением смещения. После превышения порогов входных напряжений на выходах компараторов является логическая 1. Через транзисторы Т1-Т12 катоды светодиодов подключаются к массе схемы.

US1, US2, US7-US9

LM324

US3

4051

US4

4028

US5

4040

US6

NE555

Т1-Т12

ВС547, 548, 237

Т13-Т17

ВС337, 338

D1-D6

1N4148

R1, R2

R3, R7, R8, R12, R13, R17, R18

10кОм

R22, R23, R27

47 кОм

R4, R9, R14, R19, R24, R41

3,6 кОм

R5, R10, R15, R20, R25

470 кОм

R6, R11, R16, R21, R26

470 Ом

R35, R44-R55

15 кОм

R30

33 кОм

D7

стабилитрон 5V6

D8

стабилитрон 4V7

светодиодная

матрица 5x12

C1

100 нФ

С2, СЗ

33 нф

С4, С7, С10, С13, С16 - 4,7 мкф

С5, С6

10 нф

С8,С9

3,3 нф

С11.С12

1 нф

С14, С15

390 пф

С18

68 нф

R31, R43

1 кОм

R28, R29, R32, R36, R37

22 кОм

R33, R38

18 кОм

R34

5,6 кОм

R39

12 кОм

R40

6,8 кОм

R42

1,8 кОм

R56-R67

220 Ом

Р1

100 кОм

С17, С20, С21, С22

100 мкФ

С19

4,7 нФ

Схема последовательного управления диодной матрицей построена с использованием интегральных микросхем US4, US5, US6. Микросхема US6 (NE555) выполняет роль генератора тактовых импульсов. С его выхода импульсы прямоугольной формы с частотой =350 Гц попадают на счетчик US5 (CD4040).

После разделения частот сигнала с выходов Q1, Q2, Q3 управляют работой декодера US4 (4028) и мультиплексора US3 (4051). Напряжение на выходах декодера через транзисторы Т13-Т17 замыкают по очереди столбики матрицы. Замыкание данного столбика соответствует замыканию соответству-

ющего входа аналогового мультиплексора и загорание комбинации светодиодов в зависимости от напряжения, которое существует в данный момент на выходе фильтра.

В связи с большой частотой набора измерений и несовершенством человеческого глаза возникает впечатление одновременного загорания всех столбиков. Диоды D7 и D8 образуют искусственную массу для операционных усилителей, работающих с раздельным питанием.

Монтаж устройства следует начинать с пайки всех скоб. Затем поочередно впаиваются резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы, а далее - матрица. Впаивая полупроводник, следует обратить внимание на полярность их выводов.

Плата монтируется с помощью паяльника с тонким жалом, используя хороший припой (например, LC60). После проверки правильности соединений и проверки на наличие микроповреждений платы соединяются. После подключения питания 12 В следует проконтролировать ток, идущий через схему.

Он должен быть равен ~50 мА (светодиоды погашены). Пользуясь генератором низкой частоты, можем проверить правильность работы фильтров. На вход анализатора подводим сигнал частотой 100 Гц и амплитудой 0,7 В. Потенциометром Р1 регулируем усиление схемы так, чтобы в левом столбике зажегся 10-ый светодиод. 10-ый светодиод будет соответствовать уровню 0 дБ.

Следующие светодиоды будут соответствовать +3 и +6 дБ (красные). Подводя с генератора следующие частоты (500 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 8 кГц), проверяем правильность работы остальных фильтров. Легкое загорание соседних столбиков при проверке данной частоты вызвано хорошим качеством фильтров.

Не имея генератора для проверки анализатора, можем использовать магнитофон со встроенным указателем настройки и качественно записанной пленкой. На вход анализатора подаем сигнал с выхода 'линия' магнитофона и потенциометром Р1 устанавливаем в таком положении, чтобы уровень 0 дБ на указателе магнитофона соответствовал уровню 0 дБ на указателе анализатора спектра (10-ый светодиод). Питающее напряжение 12 В. Максимальный потребляемый ток 300 мА.

0 1616 Коммутация и индикация
индикатор уровня сигнала анализатор спектра
cashback