Medidores de nível de sinal LED. Enciclopédia de rádio eletrônica e engenharia elétrica

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Nos últimos anos, medidores de nível de sinal com indicadores em forma de linha de LEDs têm sido amplamente utilizados em gravadores e amplificadores AF. Aos leitores são oferecidas três opções para a parte de medição desses dispositivos, variando em complexidade e capacidades. Todos eles são projetados para medir tensões positivas, portanto, caso seja necessário controlar o nível de tensão alternada, devem ser complementados com um detector que identifique meias ondas desta polaridade. Como a forma dos sinais musicais não é simétrica, é aconselhável utilizar um detector de onda completa.

Arroz. 1. DD1 - SN7404 (K155LN1), HL1-HL6 - VQA13 (AL307A)

Um diagrama esquemático de um dos medidores mais simples é mostrado na Fig. 1. Como você pode ver, ele é feito em um chip contendo seis inversores. Na ausência de tensão de entrada e desde que seja inferior a 0,14 V, a tensão nas saídas do inversor é alta e nenhum dos LEDs HL1 - HL6 fica aceso. À medida que a tensão controlada aumenta, o nível alto, primeiro na saída do inversor DD1.1, e depois nos demais, é substituído por um nível baixo e os diodos indicadores começam a acender. A desvantagem do dispositivo, devido à peculiaridade das características de “comutação” dos inversores, é um erro de medição bastante grande. Assim, o LED HL1 começa a brilhar com uma tensão de entrada de cerca de +0,14 V e acende tão intensamente quanto possível a +0,5 V. O LED HL2 na verdade indica a faixa de tensão +0,5...0,85 V, etc.

O medidor, cujo diagrama é mostrado na Fig., não apresenta essa desvantagem. 2. Aqui, uma das entradas de todos os elementos 2I é conectada ao coletor do transistor que forma o nível lógico inicial, portanto a faixa de tensões de entrada correspondentes aos níveis 0 e 1 na saída do elemento é muito mais estreita. A segunda entrada de cada elemento é conectada à saída do próximo, por isso o aparecimento do nível 0 na saída de qualquer um deles fixa o mesmo nível nas saídas de todos os anteriores.

Arroz. 2. DD1, DD2 - SN7408 (K155LI1), HL1-HL6 - VQA13 (AL307A), VD1-VD7 - 2D5606 (KD510A), VT1-VT8 - 2T3604 (KT315B).

No estado inicial (até que a tensão de entrada atinja o limite inferior do intervalo medido), os transistores VT1-VT8 são fechados, a tensão nas entradas e, portanto, nas saídas dos elementos DD1.1 - DD1.4, DD2.1 - DD2.4 tem nível lógico 1, os LEDs HL1 - HL8 não acendem. Com uma tensão de entrada de cerca de 0,6 V, o transistor VT1 abre e a tensão em seu coletor e na entrada do elemento DD1.1 conectado a ele cai para o nível 0. Como resultado, a saída do elemento é ajustada para o mesmo nível e o LED HL1 acende. Um aumento adicional na tensão controlada leva à abertura sequencial dos transistores VT2 - VT8 e ao acendimento dos LEDs HL2 - HL8.

Para monitorar tensões que diferem em dezenas ou centenas de vezes, é aconselhável utilizar um medidor feito conforme o diagrama da Fig. 3. Contém um gerador de clock (DD2.1, DD2.2), um contador binário DD1, um conversor digital-analógico (DAC) feito nos inversores DD2.3 - DD2.6 e resistores R7-R11, um emissor seguidor (VT1), comparador (DA1), chave eletrônica (VT2) e decodificador DD3 com LEDs HL1-HL16 conectados em suas saídas. O ciclo de medição consiste em dezesseis ciclos de clock. Cada pulso do gerador de clock altera o estado do contador DD1. Seus sinais de saída são enviados ao DAC e ao decodificador DD3, que conecta alternadamente os cátodos dos LEDs ao fio comum. A tensão de referência gerada pelo DAC é retirada do resistor R11 e, através de um seguidor de emissor no transistor VT1, fornecida à entrada inversora do comparador DA1, que a compara com o nível da tensão controlada na entrada não inversora.

Arroz. 3. DD1 - SN7493 (K155IE5), DD2 - SN7404 (K155LN1), DD3 - SN74154 (K155ID3), DA1 - μA741 (K140UD7); VD1 - 2D5606 (KD510A), VT1, VT2 - 2T3604 (KT315B), HL1-HL16 - VQA13 (AL307A)

Em tensões de entrada menores que a tensão de referência, a tensão de saída do comparador é negativa, o transistor VT2 é fechado e o nível 1 é aplicado nas entradas de habilitação E2, E3 do microcircuito DD1, proibindo a decodificação dos estados do contador DD1 (não um único LED está aceso). Se o sinal de entrada exceder o nível de tensão na entrada inversora, a polaridade da tensão de saída do comparador muda e o transistor VT2 abre. Como resultado, o nível 1 nas saídas de resolução do decodificador DD3 é substituído pelo nível 0, uma tensão do mesmo nível aparece em sua saída correspondente e o LED conectado a ele acende.

A faixa de níveis indicada pelo medidor é de cerca de 50 dB, seus valores medidos são dados na tabela (em um caso, o nível 0 dB corresponde à iluminação do LED HL13, no outro - HL14).

O medidor não requer ajuste. A única coisa que precisa ser feita é selecionar o capacitor C1, que determina a taxa de repetição de pulso do gerador de clock. Deve-se lembrar que uma diminuição excessiva da frequência leva a um piscar perceptível dos LEDs, e um aumento excessivo da mesma leva a uma diminuição do brilho do LED HL1.

Autor: V. Dimov

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