Индикатор уровня от дядюшки Ху.

В коробке с наборами от дядюшки Ху у меня давно уже лежал набор, который называется "Набор электронных индикаторов уровня звука LM3915". Этот набор позволяет даже начинающему собрать индикатор уровня, который можно применить как в УНЧ, так и в радиоприемнике или трансивере.

Рис. 1.

Основой набора является микросхема LM3915, стоимость мизерная - менее 100 руб. Причем есть совсем дешевые, но с светодиодами в обычных круглых корпусах, а те, которые чуть подороже, с светодиодами в прямоугольных корпусах (как у наших КИПМ01).

Заглянем в пакетик.

Рис. 2.

Есть все, что необходимо, даже схема, а мне дядюшка Ху презентовал лишнюю панельку под микросхему. Это меня насторожило - и, как в воду глядел, один из желтых светодиодов был нерабочий.

Очень понравилась плата - все обозначения четкие.

Рис. 3.

Монтаж стоит начать с R9, так как он расположен под панелькой для микросхемы.

Рис. 4.

Сборка никаких трудностей не представляет, все ясно и понятно, все детали выводные, без всяких SMD. Обратите внимание на отверстия в верхнем левом углу платы, обозначенных HYDZ, а на схеме (рис. 5) - J1. Если оставить их несоединенными, то индикатор будет работать в режиме "точка". В этом случае светится только один светодиод, индуцирующий соответствующий уровень. Если установить перемычку, будет режим "линия", при котором го рит светодиод, индуцирующий соответствующий уровень, а также все диоды, индуцирующие более низкие уровни.

Судя по приложенной схеме, на вход можно подавать низкочастотный сигнал.

Рис. 5.

Я решил заглянуть в даташит, а там написано: "Самый простой способ отобразить сигнал переменного тока с помощью LM3915 — подать его непосредственно на контакт 5 в невыпрямленном виде". Все становится понятным, если посмотреть внутреннюю архитектуру микросхемы.

Рис. 6. Из даташита.

На входе буферного усилителя стоит диод, вот он-то и позволяет использовать переменное напряжение. На выходе буферного усилителя цепочка из 10-ти компараторов, каждый из которых срабатывает при определенном уровне напряжения на его входе.

С помощью резистора R6 можно регулировать уровень яркости светодиодов, но я использовал резистор 1 кОм по умолчанию. Уровень напряжения достаточно широк: от 3 до 25 В. Я подключил два аккумулятора с общим напряжением 8 В. На вход через конденсатор подал сигнал частотой 1 кГц от генератора. Перемычку в J1 не ставил, т.е. индикатор работал в режиме "точка".

А вот этот режим и не получился, так как светодиоды более низких уровней тоже светились, хотя и менее ярко.

Рис. 7.

Первый красный светодиод при увеличении уровня входного сигнала светился еле-еле, а второй вообще не зажигался. Понятно, что резисторы, включенные последовательно с ними, великоваты. Припаиваю параллельно R4 резистор 680 Ом, а параллельно R5 - резистор 330 Ом. И все заработало.

Рис. 8.

Впаиваю перемычку в J1.

Рис. 9.

Честно говоря, большой разницы не видно. Теперь попробую подать на вход постоянной напряжение, для чего беру батарейку 1,5 В и переменный резистор 22 кОм.

Рис. 10.

В этом случае режим "точка" работает превосходно. Перехожу в режим "линия".

Рис. 11.

И в "линии" все диоды светятся с одинаковой яркостью.

Очень интересные результаты получились при замере потребляемого тока. Без входного напряжения ток составлял 7,5 мА, при подаче синусоидального сигнала 1 кГц в режиме точки при минимальном уровне (горит один светодиод HL1) - 8,5 мА, а при максимальном уровне - 14,4 мА. В режиме "линия" при максимальном уровне входного сигнала (светятся все светодиоды) - 34,7 мА.

Совсем другие результаты при подаче на вход постоянного напряжения. В режиме точка при любом уровне потребляемый ток около 20 мА, а в режиме "линия" при максимальном уровне - около 70 мА. Причем нарастание потребления - нелинейное: если горят 5 диодов, то около 62 мА, а остальные 5 прибавляют только около 20 мА.

Измерил я и чувствительность индикатора, как при подаче на вход синусоидального сигнала, так и постоянного напряжения (движок подстроечного резистора R2 в верхнем положении).

Рис. 12.

Согласно даташиту, шаг измерения уровня составляет 3 дБ. Т.е. динамический диапазон всего 30 дБ. Конечно, до нормального S-метра динамический диапазон должен быть больше 50 дБ. Вот градуировочная таблица для настоящего S-метра в соответствием с рекомендациями IARU

Рис. 13. С сайта ru.wikipedia.org.

Но как индикатор уровня вполне пойдет. Рекомендуется для подачи на вход синусоидального напряжения добавить к этой плате еще каскад усиления и выпрямитель.

Но об этом - в следующей статье.

Всем успехов и здоровья!