Индикатор выходной мощности УМЗЧ

Рейтинг:  0 / 5

Звезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активнаЗвезда не активна
 

Н. Остроухов, г. Сургут Тюменской обл.
Устройство, схема которого изображена на рис. 1, предназначено для работы с любым мощным УМЗЧ. Его подключают непосредственно к выходам левого и правого стереоканалов усилителя. Текущий уровень мощности каждого канала отображают линейные шкалы из 10 (по две штуки на канал) или 20 светодиодов.


Нижние по схеме светодиоды обеих шкал светятся постоянно, остальные показывают в виде светящихся столбиков уровни от -40 до +4 дБ с шагом 2 дБ. Если, например, принять, что свечение третьего сверху светодиода соответствует мощности 20 Вт, то самому нижнему будет соответствовать мощность 0,2 Вт, а самому верхнему — 30 Вт. При таком числе уровней светящийся столбик индикатора заметно "шевелится" при воспроизведении музыкального произведения с небольшой громкостью.
Устройство содержит два однополупериодных выпрямителя на диодах VD1 и VD2. Резисторы R3 и R4 ограничивают ток зарядки конденсаторов С2 и СЗ. Поскольку постоянная времени зарядки конденсаторов С2 и СЗ через диоды VD1, VD2 и резисторы R3 и R4 мала, скорости нарастания напряжения на выходе усилителя и на конденсаторах С2 и СЗ практически совпадают, а скорость роста светящегося столбика регулируется программно. Скорость спада определяется большей постоянной времени разрядки этих конденсаторов через резисторы R8—R11, а скорость спада столбиков дополнительно регулируется программно.
Программа микроконтроллера DD1 написана в среде BASCOM. Каждую миллисекунду она поочерёдно оцифровывает напряжения левого и правого стереоканалов. Для каждого канала она определяет максимальные за 50 мс значения напряжения и вычисляет их скользящее среднее за несколько последних 50-миллисекундных интервалов. Для этого сумма измеренных значений делится на число интервалов, в которых они получены, хранящееся в переменной NSMA. Чем больше значение NSMA, тем медленнее растёт и спадает светящийся столбик, тем точнее его высота соответствует средней мощности. Значение NSMA зависит от состояния перемычек S2 и S3 согласно табл. 1.

Если перемычка S1 установлена, отображаются только светящиеся столбики, как описано выше. При снятой S1 в каждом столбике дополнительно светится по одному диоду на позиции, соответствующей максимальной за последние 50 мс мощности. При росте громкости столбик как бы подбрасывает индикатор максимума вверх. Скорость спада максимумов меньше скорости спада столбиков и не регулируется. В программе её определяет значение переменной DeltaDOWN. Эффект выражен тем сильнее, чем больше NSMA.
Вместо микроконтроллера ATmega328P-PU можно установить ATmega88-20PU или ATmega168-20PU, заменив программу. К статье прилагаются варианты программы для всех этих микроконтроллеров. Конфигурация микроконтроллера любого из этих типов должна быть запрограммирована в соответствии с табл. 2.

Микросхему ULN2003N можно заменить четырьмя ключами на дискретных транзисторах структуры n-p-n с допустимым током коллектора более 250 мА.
Если напряжение питания усилителя, к которому будет подключён индикатор, превышает 25 В, следует применить конденсаторы С2 и СЗ на 63 В. Диоды VD1 и VD2 в этом случае должны выдерживать обратное напряжение 100 В и более.

Каждую пару 10-светодиодных шкал (HL2, HL3 и HL4, HL5) можно заменить одной 20-светодиодной или собрать шкалы из дискретных светодиодов. Не найдя 20-светодиодных шкал, составленных из элементов разного свечения, я применил в качестве HL2 и HL4 такие 10-светодиодные, у которых два верхних светодиода красного, далее три жёлтого, а остальные — зелёного свечения. Шкалы HL3 и HL5 — 10-светодиодные зелёного свечения.
Печатная плата для микроконтроллерного узла индикатора не разрабатывалась, он собран на макетной. Светодиодные шкалы, которые должны быть расположены строго параллельно и состыкованы без зазоров, установлены на печатной плате, чертеж которой изображён на рис. 2.

На ней же рядом с третьими сверху светодиодами шкал HL2 и HL4 находятся светодиоды HL1 и HL6. Они отмечают позиции, соответствующие номинальному уровню мощности. В случае применения описанных выше разноцветных шкал эти светодиоды можно не устанавливать, так как о превышении мощности будет сигнализировать красный цвет свечения элементов шкалы.
Внешний вид платы светодиодных шкал показан на рис. 3.

Светодиоды HL1 и HL6, а также резисторы R22 и R23 на ней не установлены.
Поскольку суммарный ток светодиодов каждой линейной шкалы течёт через плюсовой вывод питания микроконтроллера, он не должен превышать 200 мА. Поэтому номиналы резисторов R12—R21 нужно выбирать такими, чтобы ток через каждый из них был меньше 20 мА.
Собранный прибор следует откалибровать. Для этого на соединённые вместе контакты 1 и 3 разъёма XS1 собранного прибора подайте синусоидальное напряжение, амплитуда которого соответствует максимальной индицируемой мощности. С помощью подстроечных резисторов R10 и R11 добейтесь полного свечения обеих шкал. При этом уменьшение подаваемого на вход напряжения на 10...15% должно приводить к выключению верхних светодиодов.
Скачать программы микроконтроллеров
Программы микроконтроллеров имеются по адресу http://ftp.radio.ru/pub/2018/09/sma.zip на FТР-сервере.

Оставлять комментарии могут только зарегистрированные пользователи

Яндекс.Метрика Рейтинг@Mail.ru Счетчик тИЦ и PR