analizator widma sygnału.pdf

Forum Czytelników

wi dma sygna ł u

Analizatory widma zazwyczaj przeznaczone

są do współpracy z korektorami graficzny−

mi. Umożliwiają też wizualną obserwację

widma sygnału. Proponowany wskaźnik

widma sygnału wskazuje nie tylko natężenia

przychodzącego sygnału, ale także rozkład

widmowy. Widmo dźwięku zostało podzie−

lone na osiem pasm o częstotliwościach

środkowych: 34Hz, 75Hz, 160Hz, 340Hz,

750Hz, 1,6kHz, 7,5kHz oraz 16kHz, a natę−

żenie w każdym z nich jest wskazywane

przez 10 diod LED.

Schemat ideowy układu znajduje się na

rysunku 1 . Cały analizator jest zasilany na−

pięciem symetrycznym o wartości

±12...±15V. Sygnał wejściowy audio zostaje

podany na wzmacniacz nieodwracający U1.

Amplituda sygnału wejściowego powinna

wynosić 0,7Vpp dla wskazania 0dB. Wzmoc−

nienie stopnia wejściowego zależy od warto−

ści rezystorów R1 i R2. Wzmacniacz wstępny

nie tylko dopasowuje wejściowy sygnał, ale

także odseparowuje wejścia filtrów od sygna−

łu wejściowego. Sygnał z wyjścia wzmacnia−

cza zostaje doprowadzony do ośmiu filtrów

pasmowo−przepustowych o częstotliwościach

podanych wyżej.

Rys. 1 Schemat ideowy

Elektronika dla Wszystkich

Ana l i za t o r

Forum Czytelników

W układzie

zastosowano fil−

try z wielokrot−

nym ujemnym

sprzężeniem

zwrotnym. Czę−

stotliwości fil−

trów zostały wy−

liczone przy sta−

łych wartościach

rezystancji. Tak

więc częstotliwo−

ści dobierane są

tylko przez war−

tości kondensato−

rów. W układzie

modelowym

wartości rezysto−

rów są następują−

ce: R1 − 47kΩ,

R2 − 560kΩ,

a R3 − 10k

Wykaz elementów

Rezystory

R1,R55. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100k Ω

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220k

Ω

R3,R7,R10,R13,R16,R19,R22,R25,R46. . . . . . . 47k

Ω

R5,R8,R11,R17,R20,R23,R26−R28,R49−R54 . 10k Ω

R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,6k Ω

R29−36,R45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1k

Ω

R37−R44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1M

Ω

R48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12k Ω

Aby dostosować

filtr do potrzeb−

nej częstotliwo−

ści, wystarczy

zmieniać warto−

ści kondensato−

rów. Dla układu

modelowego do−

broć wynosiła

ok. 3,5 a wartość

wzmocnienia ok.

−10. Sygnały

wyjściowe z fil−

trów zostały po−

dane na prostow−

niki jednopołów−

kowe zbudowane

z diod D1 do D8.

Tranzystory T1 −

T8 kompensują

Ω

Kondensatory

C1,C30 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100nF

C2,C3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 56nF

C4,C5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 33nF

C6,C7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 15nF

C8,C9 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 6,8nF

C10,C11 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,3nF

C12,C13. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1,5nF

C14,C15 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330pF

C16,C17. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 180pF

C18−C25 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 330nF

C26 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 22nF

C27 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 10nF

C28,C29 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470 µ F

Rys. 2

Rys. 3, 4 i 5 Schematy montażowe (skala 50%)

Półprzewodniki

D1 − D8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1N4148

U1 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . TL081

U2,U3 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM324

U4 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4051

U5 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . LM3916

U6 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4520

U7 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . NE555

U8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 4028

T1 − T8 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC558

T9 − T16 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . BC548

W1 − W8 . . . . . . . . . . . . . . . bargrafy DC−10EWA

Pozostałe

JP1 . . . . . . . . . . . . . . . . goldpin 1x2 oraz zworka

Z1 . . . . . . . . . . . . goldpin 1x10 wraz z gniazdem

Z2 . . . . . . . . . . . . . goldpin 1x8 wraz z gniazdem

Z3,Z4 . . . . . . . . . goldpin 1 x 4 wraz z gniazdem

Z5. . . . . . . . . . . . . . goldpin 1x2 wraz z gniazdem

100

Elektronika dla Wszystkich

R4,R6,R9,R12,R15,R18,R21,R24 . . . . . . . 560k

R47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2k

Forum Czytelników

spadek na diodach w kierunku przewodze−

nia, który wynosi typowo dla diod krzemo−

wych 0,6V. Każdy z takich prostowników

składa się z diody prostowniczej, tranzystora

pnp i układu RC. Tranzystor w tym wypad−

ku pracuje jako wtórnik emiterowy, na wyj−

ściu którego występuje w stanie spoczynku

napięcie ok. 0,6V względem masy. Napięcie

to powoduje podniesienie składowej stałej

na diodzie, kompensując jej spadek w kie−

runku przewodzenia. Stała czasowa narasta−

nia oraz opadania sygnału zależna jest od

obwodu RC. Stała narastania wynosi ok.

4ms, natomiast opadania 330ms. Wyjścia sy−

gnałów z prostowników zostały dołączone

do wejść multipleksera analogowego U4,

a następnie do wskaźnika U5 − LM3916. Za

pomocą rezystora R47 można dobrać prąd

wyjściowy dla słupka diod, natomiast za po−

mocą R48 został dobrany poziom sygnału,

przy którym zapala się cały słupek diod.

Prąd diod został tak dobrany, by dla poje−

dynczej diody w słupku wynosił ok. 10mA.

Dużą zaletą układów LM39xx jest praca

w dwóch trybach pracy: punktowym lub

słupkowym. Tryb pracy można wybrać za

pomocą jumperka JP1. Przy założonej zwor−

ce układ będzie pracował w trybie słupko−

wym, natomiast po jej zdjęciu układ przej−

dzie do pracy w trybie punktowym.

Progi włączania kolejnych diod dla kostki

LM3916 są następujące: −20dB, −10dB, −

7dB, −5dB, −3dB, −1dB, 0dB, +1dB, +2dB

i +3dB.

Część cyfrowa układu odpowiedzialna

jest za prawidłową obsługę wyświetlacza.

Wyjścia kostki U5 zostały dołączone bezpo−

średnio do wierszy wyświetlaczy słupko−

wych. Natomiast kolumnami sterują tranzy−

story T9 − T16. Ich kolektory zostały dołą−

czone do plusa zasilania, gdyż prąd diod zo−

stał ograniczony przez układ U5. Tranzysto−

ry są sterowane poprzez dekoder kodu binar−

nego na kod 1 z 10. Najstarsze wejście tego

dekodera zostało zwarte do masy, przez co

kod wyjściowy jest kodem 1 z 8. Jako gene−

rator został zastosowany popularny NE555.

Jego częstotliwość jest wyznaczona przez

elementy R46, R45 i C27. Minimalna często−

tliwość takiego generatora powinna wynosić

150Hz. Przy mniejszych częstotliwościach

będzie dostrzegalne migotanie wyświetlacza.

Wyjście generatora U7 steruje licznikiem

U6B, którego wyj−

ścia sterują jednocze−

śnie wejściami adre−

sowymi multiplekse−

ra i dekodera U8.

Kondensatory C1,

C28− C30 filtrują na−

pięcie zasilające

układ. Do gniazd Z1

i Z2 powinien być

dołączony wyświe−

tlacz, którego sche−

mat znajduje się na

rysunku 2 . Jak wi−

dać, bargrafy W1 −

W8 zostały połączo−

ne w matrycę, która

razem tworzy sieć 80

diod LED.

Rozmieszczenie

elementów na płyt−

kach zostało pokaza−

ne na rysunkach

3...5 .

Analizator został

zmontowany na

trzech dwustronnych

płytkach, złożonych

w tzw. kanapkę. Moż−

na spróbować zmie−

nić układ LM3916 na

LM3915 lub na linio−

wy LM3914 i spraw−

dzić wizualnie działa−

nie analizatora z taki−

mi układami.

Od Redakcji.

Ten interesujący układ nie trafił do działu

E−2000 przede wszystkim ze względu na

usterki w działaniu dwóch kanałów o naj−

wyższych częstotliwościach. Aby polep−

szyć działanie, warto zastosować szybsze

wzmacniacze operacyjne np. TL084.

Ciąg dalszy ze strony 95.

Pozostałe elementy zalano klejem epoksydowym, co czyni owa−

da wodo− i wstrząsoodpornym.

Układ można też

zmontować na płytce

drukowanej przedsta−

wionej na rysunku 2 .

Zmieści się ona całkowi−

cie w pudełku po zapał−

kach. Możliwe jest także

zamknięcie owada w in−

nej obudowie, gdyż

w płytce przewidziano

otwory na małe śrubki

o trzymilimetrowej śre−

dnicy. Pod układ scalony montujemy podstawkę 14−nóżkową. Za−

nim to zrobimy, w płytkę trzeba wlutować rezystor R6.

Do punktów oznaczonych jako " A ", " B " lutujemy przewody

do przetwornika piezo Q1. Do otworów oznaczonych jak " + " i " −

" podłączamy baterię zasilającą.

Układ zlutowany ze sprawnych podzespołów powinien

działać od razu po zapadnięciu zmroku. W zależności od eg−

zemplarza układu scalonego i tolerancji wykonania rezystorów

oraz kondensatorów może się okazać konieczne indywidualne

dobranie elementów R1 lub/i C1. Kto chce może wymienić

kondensator C2 na inny celem zmiany tempa narastania i opa−

dania dźwięku. Głośność owada ustala wartość rezystora R6

(w zakresie 1k

Rys. 2 Schemat montażowy

). Standardowo opornik ten jest wlu−

towany pod układem scalonym. Jeśli będziemy częściej go wy−

mieniać na inny, lepiej wlutować go od strony druku.

Warto się przekonać na sobie jak funkcjonuje układ. Usta−

wienie pożądanego działania może zająć parę dni albo raczej

nocy, ale od tego zależy, jak szybko owada wykryje osoba nim

obdarzona. Ostatecznie wyregulowany układ podkładamy upa−

trzonej osobie, o której wiemy, że potrafi się śmiać nie tylko

z innych.

...4,7k

Ω

Marcin

Wiązania

Dariusz Knull

REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA · REKLAMA

Elektronika dla Wszystkich

101

Ω

Plik z chomika:

Inne pliki z tego folderu:

Inne foldery tego chomika: