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ENCICLOPEDIA DE RADIOELECTRÓNICA E INGENIERÍA ELÉCTRICA Indicadores de nivel de señal
Enciclopedia de radioelectrónica e ingeniería eléctrica. / Audio No es ningún secreto que el sonido del sistema depende en gran medida del nivel de señal en sus secciones. Al monitorear la señal en las secciones de transición del circuito, podemos juzgar el funcionamiento de varios bloques funcionales: ganancia, distorsión introducida, etc. También hay casos en los que simplemente no es posible escuchar la señal resultante. En los casos en que no es posible controlar la señal con el oído, se utilizan varios tipos de indicadores de nivel. Para la observación, se pueden utilizar tanto instrumentos de puntero como dispositivos especiales que aseguren el funcionamiento de los indicadores de "barra". Entonces, veamos su trabajo con más detalle. 1. Indicadores de cuadrante 1.1 El indicador de barra más simple Este tipo de indicadores es el más sencillo de todos los existentes. El indicador de escala consta de un dispositivo de puntero y un divisor. Un diagrama simplificado del indicador se muestra en la Fig.1.
Como medidores, los microamperímetros con una corriente de desviación total de 100 - 500 μA se usan con mayor frecuencia. Dichos dispositivos están diseñados para corriente continua, por lo tanto, para su funcionamiento, la señal de sonido debe ser rectificada por un diodo. La resistencia está diseñada para convertir el voltaje en corriente. Estrictamente hablando, el dispositivo mide la corriente que pasa a través de la resistencia. Se calcula elementalmente, de acuerdo con la ley de Ohm (hubo tal. Georgy Semenych Om) para una sección del circuito. En este caso, se debe tener en cuenta que el voltaje después del diodo será 2 veces menor. La marca del diodo no es importante, por lo que cualquiera que funcione a una frecuencia superior a 20 kHz servirá. Entonces, cálculo: R = 0.5U/I donde: R es la resistencia de la resistencia (Ohm) U - Tensión máxima medida (V) I - corriente de deflexión total del indicador (A) Es mucho más conveniente evaluar el nivel de la señal dándole cierta inercia. Aquellos. el indicador muestra el valor medio del nivel. Esto se puede lograr fácilmente conectando un capacitor electrolítico en paralelo con el dispositivo, sin embargo, debe tenerse en cuenta que en este caso el voltaje en el dispositivo aumentará (raíz de 2) veces. Tal indicador se puede usar para medir la potencia de salida de un amplificador. ¿Qué hacer si el nivel de la señal medida no es suficiente para "agitar" el dispositivo? En este caso, tipos como el transistor y el amplificador operacional (en adelante, el amplificador operacional) vienen al rescate. 1.2 Indicador de barra de transistores Si puede medir la corriente a través de la resistencia, entonces puede medir la corriente del colector del transistor. Para hacer esto, necesitamos el propio transistor y la carga del colector (la misma resistencia). El diagrama de un indicador de gráfico de barras en un transistor se muestra en la fig. 2.
Aquí, también, todo es simple. El transistor amplifica la señal actual, pero por lo demás todo funciona igual. La corriente de colector del transistor debe exceder la corriente de deflexión total del dispositivo por lo menos 2 veces (de esta manera es más tranquilo tanto para el transistor como para usted), es decir si la corriente de desviación total es de 100 µA, entonces la corriente del colector debe ser de al menos 200 µA. De hecho, esto es cierto para los miliamperímetros, porque. a través del transistor más débil "con un silbato" vuela 50 mA. Ahora miramos el libro de referencia y encontramos en él el coeficiente de transferencia actual h21e. Calcular la corriente de entrada: Ib = Ik/h21E dondeb - corriente de entrada Ik - corriente de deflexión total = corriente de colector h21E - coeficiente de transferencia de corriente R1 se calcula según la ley de Ohm para la sección del circuito: R=Ue/Ik donde: R - resistencia R1 Ue - tensión de alimentación Ik - corriente de deflexión total = corriente de colector R2 está diseñado para suprimir el voltaje en la base. Al elegirlo, debe lograr la máxima sensibilidad con una desviación mínima de la flecha en ausencia de una señal. R3 ajusta la sensibilidad y su resistencia prácticamente no es crítica. Hay momentos en que la señal necesita ser amplificada no solo en corriente, sino también en voltaje. En este caso, el circuito indicador se complementa con una cascada con OE. Tal indicador se usa, por ejemplo, en la grabadora de cinta Comet 212. Su esquema se muestra en la Fig. 3.
1.3 Indicador de escala en el amplificador operacional Dichos indicadores tienen alta sensibilidad y resistencia de entrada, por lo tanto, realizan cambios mínimos en la señal medida. Una de las formas de usar un amplificador operacional: un convertidor de voltaje a corriente se muestra en la fig. cuatro
Tal indicador tiene una resistencia de entrada más baja, pero es muy simple en cálculos y fabricación. Calcular la resistencia R1: R=Us /Imax donde: R es la resistencia de la resistencia de entrada Us - Nivel máximo de señal Imax - corriente de desviación total Los diodos se seleccionan según los mismos criterios que en otros circuitos. Si el nivel de la señal es bajo y/o se requiere una impedancia de entrada alta, se puede usar un repetidor. Su esquema se muestra en la Fig. 5.
Para un funcionamiento confiable de los diodos, se recomienda aumentar el voltaje de salida a 2-3 V. Entonces, en los cálculos, comenzamos con el voltaje de salida del amplificador operacional. En primer lugar, averigüemos la ganancia que necesitamos: K \uXNUMXd UO/Uen. Ahora calculemos las resistencias R1 y R2: K=1+(R2/R1) Parecería que no hay restricciones en la elección de clasificaciones, pero no se recomienda configurar R1 a menos de 1 kOhm. Ahora calcula R3: R=Uo/I donde: R - resistencia R3 Uo - voltaje de salida del amplificador operacional I - corriente de deflexión total 2. Indicadores de pico (LED) 2.1 Indicador analógico Quizás el tipo de indicador más popular en la actualidad. Comencemos con los más simples. Sobre el pic.6 se muestra el diagrama del indicador "señal/pico" basado en el comparador. Considere el principio de acción. El umbral de respuesta lo establece el voltaje de referencia, que se establece en la entrada inversora del amplificador operacional mediante el divisor R1R2. Cuando la señal en la entrada directa excede el voltaje de referencia, aparece +U en la salida del amplificador operacionalп, se abre VT1 y se enciende VD2. Cuando la señal está por debajo del voltaje de referencia, la salida del amplificador operacional es -Uп. En este caso, VT2 está abierto y VD2 está encendido. Ahora calculemos este milagro. Comencemos con el comparador. Para empezar, seleccionamos el voltaje de respuesta (voltaje de referencia) y la resistencia R2 en el rango de 3 a 68 kOhm. Calcule la corriente en la fuente de voltaje de referencia Ia=Uop/Rб dondea - corriente a través de R2 (la corriente de la entrada inversora puede despreciarse) Uop - voltaje de referencia Rб - resistencia R2
Ahora vamos a calcular R1. R1=(Te-Uop)/YOa donde tue - tensión de alimentación Uop - voltaje de referencia (voltaje de disparo) Ia - corriente a través de R2 La resistencia limitadora R6 se selecciona de acuerdo con la fórmula R1=Te/ YOLED donde: R - resistencia R6 Ue - tensión de alimentación ILED - corriente continua del LED (se recomienda elegir entre 5 - 15 mA) Las resistencias de compensación R4, R5 se seleccionan del libro de referencia y corresponden a la resistencia de carga mínima para el amplificador operacional seleccionado. 2.2 Indicadores sobre elementos lógicos Comencemos con el indicador de límite con un LED (fig. 7). Este indicador se basa en el disparador de Schmitt. Como saben, el disparador Schmitt tiene algo de histéresis, es decir, el umbral de activación es diferente del umbral de liberación. La diferencia entre estos umbrales (ancho del ciclo de histéresis) está determinada por la relación de R2 a R1 ya que El disparador Schmitt es un amplificador de retroalimentación positiva. La resistencia limitadora R4 se calcula según el mismo principio que en el circuito anterior. La resistencia limitadora en el circuito base se calcula en función de la capacidad de carga del LE. Para CMOS (se recomienda la lógica CMOS), la corriente de salida es de aproximadamente 1,5 mA.
Primero, calculemos la corriente de entrada de la etapa del transistor: Ib=ILED/h21E dondeb - corriente de entrada de la etapa del transistor ILED - corriente continua del LED (se recomienda configurar 5 - 15 mA) h21E - coeficiente de transferencia de corriente Ahora podemos calcular aproximadamente la impedancia de entrada: Z=E/Ib donde: Z - impedancia de entrada E - tensión de alimentación Ib - corriente de entrada de la etapa del transistor Si la corriente de entrada no supera la capacidad de carga del LE, puede prescindir de R3; de lo contrario, se puede calcular mediante la fórmula: R=(E/Ib)-Z donde: R - R3 E - tensión de alimentación Ib - corriente de entrada Z - impedancia de entrada de la cascada Para medir la señal de "barra", puede ensamblar un indicador de niveles múltiples (Fig. 8). Tal indicador es simple, pero su sensibilidad es baja y solo es adecuado para medir señales de 3 voltios y más. Los umbrales de funcionamiento de LE se establecen mediante resistencias de sintonización. El indicador utiliza elementos TTL, en el caso de CMOS se debe instalar una etapa amplificadora en la salida de cada LE.
2.3. Indicadores de pico en microcircuitos especializados La forma más fácil de hacerlos. Algunos esquemas se muestran en la fig. 9
También puede utilizar otros amplificadores de pantalla. Puede solicitar esquemas de conexión para ellos en la tienda o en Yandex. También puede pedir kits listos para usar de Masterkit, masterkit.ru/main/bycat.php?num=15 3. Indicadores de pico (luminiscentes) En un momento se usaron en tecnología doméstica, ahora se usan ampliamente en centros de música. Dichos indicadores son muy difíciles de fabricar (incluyen microcircuitos y microcontroladores especializados) y de conectar (requieren varias fuentes de alimentación). No recomiendo usarlos en tecnología amateur. Autor: Pavel Ulitin, Overlord7[doggy]yandex.ru, ICQ#: 322-026-295; Publicación: cxem.net
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