Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884)

Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884)

Светодиодный индикатор уровня сигнала на KA2284 (AN6884)

Микросхемы позволяет управлять шкалой из 5 светодиодов, отображая на ней уровень звукового сигнала. Сигнал не обязательно должен быть звуковым. Но поскольку шкала в этой микросхеме логарифмическая, то она прекрасно подходит для индикации уровня звука.

В даташите авторы предлагают нам такую схему включения микросхемы AN6884:

Схема включения AN6884 по даташиту

Напряжение питания Vcc можно подавать в очень широком диапазоне – от 3 до 16 вольт. Мы в наших экспериментах ограничимся 9 вольтами от «Кроны». От напряжения питания зависит только величина сопротивления R, ограничивающего ток через светодиоды.

Резистор и конденсатор, подключенные к 7-й ноге играют роль времязадающей RC-цепочки. Изменяя номинал резистора, можно изменять скорость спадания светодиодной линейки. Если вместо 10 кОм поставить 2…3 кОм, столбик будет двигаться быстрее. Если заменить его на 30 кОм, столбик будет шевелиться намного медленнее. Оптимальным, на мой взгляд, является значение в 8…10 кОм.

Схема включения AN6884

Схему можно немного переделать . Вместо одного общего резистора R поставить пять отдельных на каждый светодиод. Так можно сделать яркость светодиодов более равномерной. Если используются светодиоды разных цветов, то можно подобрать подходящие резисторы для каждого типа светодиодов. Часто случается, что зелёные и синие светодиоды при одном и том же токе горят ярче, чем красные и жёлтые.

Расширяем индикаторы

Можно двинуться дальше и собрать нечто более сложное и впечатляющее. Например, индикатор, состоящий не из 5, а из 10 светодиодов. Существуют два способа это сделать, совместив две микросхемы AN6884.

Первый способ.

Совместим два индикатора так, чтобы светодиоды, подключенные к одной и к другой AN6884 чередовались. На рис.9 все нечётные светодиоды подключены к DA1, а все чётные – к DA2.

Допустим, мы соединим входы (8-е вводы) и пустим на них один и тот же сигнал. В этом случае микросхемы будут работать абсолютно синхронно и светодиоды будут включаться парами (HL1-HL2, HL3-HL4 и т.д.)

Нам же надо, чтобы они загорались по очереди – HL1, HL2, HL3, HL4 и т.д. Для этого мы при помощи резисторов R14 и R15 немного ослабляем уровень сигнала на входе одной из микросхем – DA1. Точной подстройкой резистора R14 добиваемся того, чтобы светодиод HL2 загорался после HL1, HL4 загорался после HL3. После подстройки резистор R14 нам больше не надо трогать. Далее общий входной уровень для двух микросхем задаём переменным резистором R13.

Схема с двумя AN6884

Получившийся индикатор более точно отображает уровень звука, чем индикатор на 5 светодиодах.
Важные условия: номиналы резисторов R11 и R12 и конденсаторов С1 и С2 должны быть равны, чтобы столбики нарастали и спадали с одинаковой скоростью.

Второй способ.

Поставим две шкалы «друг на друга». Светодиоды с 1-го по 5-й подключены к микросхеме DA1, светодиоды с 6-го по 10-й подключены к DA2.

На вход микросхемы DA2 нужно пустить сигнал, сильно ослабленный, по сравнению с сигналом на входе DA1. Это ослабление, как и в прежнем случае, задаётся резисторами R14 и R15. Подстройкой резистора R15 подбирается такой режим, при котором светодиод HL6 загорается сразу после светодиода HL5.

Схема с двумя AN6884

Такой индикатор будет отображать уровень громкости в более широком диапазоне, чем предыдущие версии.

Строим спектроанализатор

Развивая дальше эти схемы, можно собрать ещё более интересные устройства. Например, многоканальный спектроанализатор – светомузыкальное устройство с прыгающими световыми столбиками, где каждый столбик соответствует определённой полосе частот – от низких до высоких.

Для этого понадобится разместить несколько индикаторов и подключить к ним сигнал через полосовые фильтры, настроенные на различные частоты. К выходу операционного усилителя DA2.1 на рис.8 вместо фильтра низких частот на R14, C4, DA2.2 следует подключить параллельно несколько полосовых фильтров подобного вида:

Полосовой фильтр

К выходу каждого фильтра подключается индикатор на двух AN6884.
В таблице приведены значения ёмкостей и сопротивлений для разных полос 7-полосного спектроанализатора. Значения рассчитывались через программу Filter Wiz Pro.

Центральная частота 100 Гц 200 Гц 500 Гц 1 кГц 2 кГц 5 кГц 10 кГц
Ширина полосы 10 Гц 20 Гц 50 Гц 100 Гц 200 Гц 500 Гц 1 кГц
Ra 390 Ом 75 Ом 91 Ом 240 Ом 72 Ом 51 Ом 24 Ом
Rb 100 кОм 82 кОм 100 кОм 100 кОм 82 кОм 91 кОм 91 кОм
Ca 330 нФ 100 нФ 33 нФ 33 нФ 10 нФ 4,7 нФ 330 нФ
Cb 330 нФ 1 мкФ 330 нФ 33 нФ 100 нФ 47 нФ 330 нФ

Именно такую схему я собрал четыре года назад, когда ещё только осваивал электронику. На фотографии результат работы. Для сравнения размеров: рядом 17-дюймовый монитор.

Фото спектроанализатора

Технические характеристики:

Напряжение питания………………………3,5 — 15 В

Ток покоя………………………………………7 — 10 мА

Выходной ток…………………………………7 — 10 мА

Минимальное входное напряжение……50 мВ

Частотный диапазон………………………..20 — 20000 Гц

Диапазон индикации ……………………….18 — 20dB

Перечень элементов:

R3 — 47 кОм — 100 кОм

C1 — 10 мкФ х 10 В

C2 — 1 мкФ х 10 В

VD1 — VD5 — АЛ307 (КИПМО)

В зависимости от уровня входного сигнала выбирают следующие номиналы резисторов R1, R2:

R2 служит для регулировки чувствительности индикатора, С2 задает постоянную времени индикации С2,R2 — задают постоянную времени обратного хода индикатора.