Voimme harkita Äänenvoimakkuusmittari kuin taajuuskorjain, joka on läsnä musiikin järjestelmiin. Tässä voimme nähdä valojen tanssimisen musiikin mukaan, jos musiikki on kovaa, taajuuskorjain saavuttaa huippunsa ja matalassa musiikissa se pysyy matalana. Olemme myös rakentaneet äänenvoimakkuuden mittarin tai VU-mittarin MIC: n, OP-AMP: n ja LM3914: n avulla, joka hehkuttaa LED-valoja äänen voimakkuuden mukaan, jos ääntä on vähän, pienemmät LED-valot palavat ja jos ääni on korkea enemmän, LEDit palavat, tarkista Video lopussa. VU-mittari toimii myös tilavuuden mittauslaitteena.
Kondensaattorimikrofoni tai mikrofoni on äänentunnistin, joka muuntaa äänenergian periaatteessa sähköenergiaksi, joten tällä anturilla ääni on muuttuva jännite. Tallennamme tai havaitsemme ääntä yleensä tämän laitteen kautta. Tätä kaikuanturia käytetään kaikissa matkapuhelimissa ja kannettavissa tietokoneissa. Tyypillinen MIC näyttää tältä:
Lauhdutinmikrofonin napaisuuden määrittäminen:
MIC: llä on kaksi liitintä, joista toinen on positiivinen ja toinen negatiivinen. Mikrofonin napaisuus löytyy monimittarilla. Ota Multi-Meterin positiivinen anturi (aseta mittari DIODE TESTING -tilaan) ja kytke se MIC: n yhteen napaan ja negatiivinen anturi MIC: n toiseen liittimeen. Jos saat lukemat näytölle, positiivisen (MIC) terminaali on monimetrin negatiivisessa liittimessä. Tai voit yksinkertaisesti löytää liittimet katsomalla sitä, negatiivisessa liittimessä on kaksi tai kolme juotoslinjaa, jotka on kytketty mikrofonin metallikoteloon. Tämä liitettävyys negatiivisesta terminaalista metallikoteloonsa voidaan testata myös jatkuvuustestillä negatiivisen päätteen selvittämiseksi.
Vaaditut komponentit:
Op-amp LM358 and, LM3914 (10-bittinen vertailija) ja MIC (katso yllä)
100KΩ vastus (2 kpl), 1K Ω vastus (3 kpl), 10KΩ vastus, 47KΩ potti,
100nF kondensaattori (2 kpl), 1000µF kondensaattori, 10 LEDiä,
Leipälauta ja joitain liitäntäjohtoja.
Piirikaavio ja selitys:
Piirikaavio VU mittari on esittävät alla kuvassa,
Ajoneuvoyksikön mittarin piirin toiminta on yksinkertaista; aluksi MIC poimii äänen ja muuntaa sen äänen voimakkuuteen lineaarisiksi jännitetasoiksi. Joten korkeammalle äänelle meillä on suurempi arvo ja pienempi arvo matalammalle äänelle. Sitten nämä jännitesignaalit syötetään ylipäästösuodattimeen kohinan suodattamiseksi, sitten suodatuksen jälkeen signaalit vahvistetaan Op-amp LM358: lla, ja lopuksi nämä suodatetut ja vahvistetut signaalit syötetään LM3914: een, joka toimii voltimittarina ja palaa LED-valojen mukaan äänen voimakkuus. Nyt selitämme jokaisen vaiheen yksitellen:
1. Melun poistaminen ylipäästösuodattimella:
MIC on erittäin herkkä äänelle ja myös ympäristömeluille. Jos tiettyjä toimenpiteitä ei toteuteta, vahvistin vahvistaa melua musiikin mukana, tämä ei ole toivottavaa. Joten, ennen kuin menee vahvistimeen aiomme suodattaa ääniä käyttäen ylipäästösuodatin. Tämä suodatin on tässä passiivinen RC-suodatin (vastus-kondensaattori). Se on helppo suunnitella ja koostuu yhdestä vastuksesta ja yhdestä kondensaattorista.
Koska mittaamme äänialuetta, suodatin on suunniteltava tarkasti. Ylipäästösuodattimen rajataajuus on pidettävä mielessä piiriä suunniteltaessa. Ylipäästösuodatin sallii korkean taajuuden signaalit, jotka välitetään tulosta lähtöön, toisin sanoen se sallii vain sellaisten signaalien välittämisen, joilla on korkeampi taajuus kuin suodattimelle määrätty taajuus (katkaisutaajuus). Piirissä on ylipäästösuodatin.
Ihmiskorva voi valita taajuudet välillä 2-2Khz. Joten suunnittelemme ylipäästösuodattimen, jonka rajataajuus on 10-20 Hz.
Cut Off taajuus on ylipäästösuodattimen löytyy kaava, F = 1 / (2πRC)
Tällä kaavalla löydämme valitun rajataajuuden R- ja C-arvot. Tässä tarvitaan rajataajuus välillä 10-20 Hz.
Nyt kun arvot tai R = 100KΩ, C = 100nF, katkaisutaajuus on noin 16 Hz, mikä sallii vain yli 16 Hz: n taajuuden signaalin ilmestymisen lähtöön. Nämä vastus- ja kondensaattoriarvot eivät ole pakollisia. Yhtälöllä voidaan pelata paremman tarkkuuden tai valinnan helpottamiseksi.
2. Äänisignaalien vahvistaminen:
Kohinaelementin poistamisen jälkeen signaalit syötetään Op-amp LM358: een vahvistusta varten. OP_AMP tarkoittaa operointivahvistinta. Tämä on merkitty kolmion symbolilla, jossa on kolme IO (Input Output) nastaa. Emme aio keskustella tästä yksityiskohtaisesti täällä. Voit käydä läpi LM358-piirit saadaksesi lisätietoja. Täällä aiomme käyttää op-vahvistinta negatiivisena takaisinkytkentävahvistimena vahvistamaan MIC: n matalan voimakkuuden signaalia ja tuomaan ne tasolle, jossa LM3914 voi valita ne.
Tyypillinen negatiivisen takaisinkytkennän op-amp on esitetty alla olevassa kuvassa.
Lähtöjännitteen kaava on
Vout = Vin ((R1 + R2) / R2). Tällä kaavalla voimme valita vahvistimen vahvistuksen.
Kun MIC-signaalit ovat µVoltteilla, emme voi syöttää sitä suoraan voltimittariin lukemista varten, koska voltimittarilla ei ole käytännössä mahdollista valita näitä pieniä jännitteitä. Kun vahvistimella on 100 vahvistusta, voimme vahvistaa MIC: n signaalit ja syöttää sen edelleen Voltmeteriin.
3. Äänitasojen visuaalinen esitys ledeillä:
Joten nyt meillä on suodatettu ja vahvistettu äänisignaali. Tämä suodatettu vahvistettu äänisignaali op-vahvistimesta annetaan LM3914-sirun LED-voltimetrille audiosignaalin voimakkuuden mittaamiseksi. LM3914 on siru, joka käyttää 10 LED: ää äänen / jännitteen voimakkuuden perusteella. IC tarjoaa desimaalilähdöt LED-valaistuksen muodossa tulojännitteen arvon perusteella. Suurin mittaustulojännite vaihtelee vertailujännitteen ja syöttöjännitteen mukaan. Tätä yhden sirun laitetta voidaan säätää tavalla, josta voimme tarjota visuaalisen esityksen op-amp: n analogiarvoon.
LM3914-sirulla on monia ominaisuuksia, ja se voidaan muuttaa akun suojapiiriksi ja Ammeter-piiriksi. Mutta tässä keskustelemme vain ominaisuuksista, jotka auttavat meitä VOLTMETERin rakentamisessa.
LM3914 on 10-vaiheinen voltimittari, mikä tarkoittaa, että se näyttää vaihteluja 10-bittisessä tilassa. Piiri tunnistaa mittaustulojännitteen parametrina ja vertaa sitä vertailuun. Oletetaan, että valitsemme viitearvon "V", nyt kun mittaustulojännite nousee "V / 10", meillä on korkeamman arvon LED palava. Kuten jos antaisimme "V / 10", LED1 palaa, jos annoimme "2V / 10", LED2 hehkuu, jos annoimme "8V / 10", LED8 palaa. Joten suurempi musiikin äänenvoimakkuus, enemmän visuaalinen LED-esitys (enemmän LED-valoja palaa).
LM3914 IC piirissä:
Sisäinen piiri LM3914 on esitetty alla. LM3914 on periaatteessa 10 vertailijan yhdistelmä. Kukin vertailija on op-amp, jonka negatiivinen terminaali saa vertailujännitteen.
Kuten keskusteltiin, referenssiarvo tulisi valita suurimman mittausarvon perusteella. OP_AMP: n lähtö on 0-4 V maks. Joten meidän on valittava LM3914: n vertailujännite 4V: ksi.
Referenssijännite valitaan kahdella vastuksella, jotka on kytketty LM3914: n RefADJ-napaan alla olevan kuvan mukaisesti. Referenssijännitteen kaava on myös alla olevassa kuvassa (otettu sen tietolomakkeesta),
Vastusjakoihin perustuvassa jänniteohjearvossa on nyt ongelma, että se riippuu jonkin verran syöttöjännitteestä. Joten olemme korvanneet vakiovastuksen R2 47KΩ potilla, kuten piirikaaviossa on esitetty. Kun potti on paikallaan, voimme säätää referenssia mukavuuden mukaan.
Kun vertailu on 4 V, joka kerta, kun 0,4 V: n lisäys tapahtuu äänenvoimakkuuden mukaan, erittäin merkittävä LED palaa. LED: n mittaustaso menee, + 0,4 V, + 0,8 V, + 1,2 V, + 1,6 V, + 2,0 V, + 2,4 V, + 2,8 V, + 3,2 V, + 3,6 V, + 4,0 V.
Joten pähkinänkuoressa, kun ääntä kuuluu, MIC tuottaa jännitteitä, jotka edustavat näiden ääniaaltojen suuruutta, nämä MIC: n signaalit suodatetaan RC-suodattimella. Suodatetut signaalit syötetään op-amp LM358: een vahvistusta varten. Nämä suodatetut ja vahvistetut MIC-signaalit annetaan volttimittarille LM3914. LM3914-vertailujännitemittari hehkuttaa LED-valoja voimakkuuden mukaan annettuun signaaliin. Siksi meillä on äänenmittauslaite, joten VOLUME METER.