Waarom is de weergave van het audioniveau nodig?
Vaak is het in veel toepassingen nodig om het niveau van de audiosignalen te meten, bijvoorbeeld in discotheken om een idee te krijgen van de luidheid van het geluidssignaal, in andere gebieden om het ruissignaal te meten.
Hoe worden audioniveaus van signalen weergegeven?
Er zijn vaak veel manieren om het audioniveau van het signaal weer te geven, een daarvan is het gebruik van geluidsdrukniveaumeters, die eenvoudig de verandering in druk van het geluidssignaal berekenen. Ze zijn gebaseerd op het feit dat geluidssignalen op verschillende frequenties verschillende drukniveaus hebben.
Een andere manier is een gevisualiseerde weergave van de luidheid van het audiosignaal. Normaal gesproken heeft het display de vorm van een opeenvolgend gloeien van LED's om het niveau van het audiosignaal aan te geven
Met de term luidheid bedoelen we de grootte van het geluidssignaal, waargenomen door elk individu zodat de persoon de geluidsdruk kan verdragen. Bij dezelfde druk varieert de luidheid van het geluid voor verschillende frequenties.
De bovenstaande twee methoden meten de luidheid van het geluid of het volume in decibel. Een decibel is gelijk aan 10 keer de logaritme van de kracht van het geluidssignaal. Normaal gesproken is het niet haalbaar om een grote schaal te hebben voor de directe meting en daarom wordt de schaal meestal weergegeven in decibel of dB.
Voordat we ingaan op details over de gevisualiseerde audioniveaumeter, laten we eerst een kort idee hebben over LM3915
LM3915
LM3915 is een dot / bar-display-driver die een reeks LED's aanstuurt op basis van de analoge ingang. Het drijft in feite elke aangrenzende LED aan in stappen van 3DB, d.w.z. op een logaritmische manier. Het werkt vanaf een voedingsspanning van 3 V tot 25 V.
LM3915 Pin Beschrijving
Pinnen 1, 10 tot 18 : Elk van deze pinnen is verbonden met de kathode van de output-LED. De anode van de uitgangsleds is aangesloten op de 3V tot 20V voeding.
Pin 2 : Deze pin is de negatieve analoge voedingsspanning en is meestal verbonden met de aarde.
Pin 3 : Deze pin is de positieve voedingsspanning en meestal is de voedingsspanning min 3 V tot max 20 V.
Pin 4 : Deze pin is meestal geaard
Pin 5 : Deze pin is de signaalinvoerpin en de audiosignaalinvoer wordt aan deze pin doorgegeven.
Pin 6 en Pin 7 zijn samen kortgesloten. De stroom door pin 7 bepaalt de stroom die door elke LED wordt getrokken.
Pin 8 : Het is de pin die wordt gebruikt om de referentiespanning aan te passen. Er is een weerstand van 1,2 kohm tussen pin 7 en pin 8 zodat er een spanning van 1,25 V tussen de pinnen zit. Op de weerstand is een potentiaalverdeler aangesloten die wordt gebruikt om de referentiespanning aan te passen.
Speld 9 : Dit is de pin voor modusselectie en wordt gebruikt om de puntmodus of de balkmodus te selecteren. Voor de staafmodus is de pin rechtstreeks verbonden met pin 3, d.w.z. met de positieve voedingsspanning. Voor de puntmodus wordt de pin open gelaten, zonder enige verbinding.
Hoe werkt LM3915?
De LM3915 ontvangt in principe analoge spanning als input in het bereik tussen 0 en 1,5V en dit wordt gegeven aan de bufferversterker die een reeks van 10 comparators aanstuurt. Er is een referentiespanningsbron die kan worden geprogrammeerd. Deze referentiespanning wordt aan elke comparator gegeven met behulp van een 1:10 potentiaalverdeler. Elke comparator vergelijkt de ingangsspanning met een referentiespanning en stuurt dienovereenkomstig de bijbehorende LED aan die erop is aangesloten.
Het kan werken in puntmodus of staafmodus. In de staafmodus worden de LED's continu aangestuurd, d.w.z. het oplichten van de LED's verschijnt alsof ze in continue vorm zijn. In de puntmodus brandt een enkele LED tegelijk.
Met behulp van een LM3914 / 15 IC U2 - Dot / Bar Display Driver samen met signaalversterker IC LM324 IC U1 tot 4 is een mooi dansend licht volgens audiosignalen haalbaar. Hoogvermogenlampen kunnen ook worden gebruikt door optocoupler toe te voegen in serie met de LED's en de DIAC van de Opto die de TRIAC aanstuurt voor 230 volt lampen. Het volledige displaysysteem kan werken met een enkele voeding van slechts 3 V of zo hoog als 25 V. Talrijke mechanismen kunnen worden gecascadeerd voor een puntmodusweergave of balkmodusweergave met een bereik van 60dB of 90 dB. De LM3915 kan ook worden gecascadeerd met LM3914 voor een lineaire / log-weergave of met LM3916s voor een VU-meter met uitgebreid bereik.
De LM3915-displays worden gebruikt in audiotoepassingen, vermogensmeters en RF-signaalsterktemeters. En deze displays zijn geschikt voor signalen met een breed dynamisch bereik, bijvoorbeeld audioniveau, vermogen en etc.
LM3915 als een audioniveaumeter
Dit circuit maakt gebruik van slechts één IC en een paar externe componenten. Het geeft het geluids- / audioniveau weer tot 10 LED's. De ingangsspanning kan variëren van 12V tot 20V, maar we gebruiken alleen 12V spanning. De chip heeft een flexibele spanningsreferentie en een exacte spanningsdeler in tien trappen. De hoogohmige ingangsbuffer herkent signalen tot op de grond en tot binnen 1,5 V van de positieve voeding. Verder heeft het geen bescherming nodig tegen ingangen van ± 35V. De ingangsbuffer stuurt 10 onderscheidende comparatoren aan die verwijzen naar de nauwkeurigheidsdeler. De nauwkeurigheid is normaal gesproken superieur aan 1dB.
Met behulp van de puntmodus vertegenwoordigt de verlichte LED de momentane waarde van de audiogolfvorm. Zowel piek- als gemiddelde niveaus kunnen gemakkelijk worden waargenomen. Omdat de stip constant in beweging is, werken de LED's op 30mA voor voldoende vermogen. De volledige aflezing is 10 volt, wat gemakkelijk kan worden aangepast door de weerstand R2 te veranderen. De LM3915-signaalingang is bestand tegen signalen tot 35 volt. Als de kans bestaat dat de audio-ingang dit bereik overschrijdt, verzwakt het dan of neem voldoende serieweerstand op om de stroom tot 5 mA te beperken.
Toepassing - Gevisualiseerde audioniveaumeter
Laten we een gedetailleerde beschrijving geven van de gevisualiseerde audioniveaumeter
In het bovengenoemde circuit wordt het audiosignaal eerst omgezet in een elektrisch signaal en dit elektrische signaal wordt verder verwerkt met behulp van een set comparatoren om de seriële invoer te krijgen. De spanning van het audio-ingangssignaal kan afkomstig zijn van een mobiele telefoon, tv-audio of radio is maximaal 6 volt.
De analoge spanningsingang wordt gegeven aan de IC LM3915. Aanvankelijk is het model ingesteld om in de staafmodus te zijn. Een schakelaar wordt gebruikt om de modus in staaf- of puntmodus in te stellen. De IC voert dienovereenkomstig manipulaties uit met behulp van de analoge ingang en de LED's worden dienovereenkomstig aangestuurd. De leds gaan branden na elke 3dB wijziging in het audioniveau. Zo wordt het audioniveau weergegeven door de oplichtende LED's op decibelniveau.
Nu heb je een idee over de IC LM3915 als je vragen hebt over dit onderwerp of over de elektrische en elektronische projecten laat je ideeën hieronder achter.
