Instrumental band AiR
Вибір варіанта індикатора для попер. підсилювач сабвуфер.
Після складання перед. Підсилювач для сабвуфера з корекцією Лінквіца я вирішив додати ще до нього додатково на передню панель елемент дизайну - індикатор рівня сигналу. Вибір зроблено у бік світлодіодного індикатора з урахуванням мікросхем LM3914, LM3915, LM3916. Ці мікросхеми популярні і широко використовуються багатьма радіоаматорами через досить просту схему обв'язування і відносно низьку вартість. У результаті для свого індикатора рівня я зупинився на LM3915. Цю МС замовив партією (відразу кілька штук з урахуванням майбутнього) на китайському інтернет-магазині aliexpress.com
Схема. Налаштування та налагодження.
Схему для індикатора на LM3915 знайшов я в інтернеті. Відмінність від інших мікросхем (LM3914 та LM3916) у LM3915 полягає в тому, що дільник розрахований так, що включення кожного наступного світлодіода відбувається при збільшенні напруги вхідного сигналу в 2 рази (на 3 дБ), що зручно для контролю потужності підсилювача. Схему наводжу нижче.
Даний варіант схеми я використав для свого перед. підсилювач сабвуфер. Сигнал від виходу перед. підсилювача подається на вхід індикатора. Для регулювання чутливості індикатора вхідного рівня використовується змінний резистор на 47 кОм. Далі сигнал посилюється біполярним транзистором КТ315 і подається на 5 ногу МС. Цей транзистор необхідний у зв'язку з тим, що для МС LM3915 напруга вхідного сигналу подана безпосередньо з перед. підсилювач буде недостатнім для спрацьовування порогів світлодіодів. Для даної МС напруга вхідного сигналу розрахована для більших значень посиленого сигналу з висновків підсилювача потужності на акустику або динаміки. Загальний провід длявхідного сигналу на 4-й нозі. Змінний резистор на 10кОм, з'єднаний до 6-ої та 7-ої ноги МС необхідний для регулювання яскравості світлодіодів. 10 світлодіодів індикатора мають пороги спрацьовування від найменшого (перша нога) до максимального (десята нога) рівнів сигналу. 9-ая нога замкнута на «+» живлення МС для режиму «стовпчик» індикатора (лінійка зі світлодіодів, що світяться, висота якої пропорційна рівню вхідного сигналу), а інакше режим «точка» (один світлодіод). "+" харчування для МС подається на 3-ю ногу, "-" харчування - на 8-у ногу (вона ж з'єднана із загальним проводом і 4-ою ногою). Мій доопрацьований варіант друкованої плати у форматі для програми Sprint-layout. На друкованій платі для установки МС я припаяв панель, щоб замінити МС у будь-який момент.
Основне питання у мене виникло з харчуванням індикатора. Спочатку я припускав використовувати теж харчування, що й у самого перед. підсилювача. Але цей варіант, як з'ясувалося, не підійшов. Справа в тому, що харчування операційних підсилювачів у перед. підсилювача сабвуфера здійснюється за схемою з нульовою точкою. Тобто. "+" і "-" харчування подається на 2 плечі конденсаторів, кіт. у нульовій точці з'єднані із загальним дротом. У схемі ж індикатора інакше: «+» харчування подається на третю ногу МС, а «-» на загальний провід. Т.о. виходить якщо взяти харчування індикатора загальне з попер. підсилювачем, то при підключенні його входу з виходом перед. підсилювача, загальний провід буде замкнутий на "-" живлення. У цьому випадку схема перед. підсилювача не працюватиме. Вирішення цієї проблеми було наступним – зробити окремий блок живлення для індикатора. У БП попер. підсилювача я використовував трансформатор із трьома вторинними обмотками. Одну найпотужнішу обмотку розраховану на наб. ток приблизно 1,5А і вих. напругою 15 В я використовував для живлення перед. підсилювача.Для живлення індикатора я використовував другу вторинну обмотку (третя обмотка аналогічна). Змінна напруга на 2-ій та 3-ій вторинних обмотках однаково і приблизно становила 35 В. Відповідно після випрямляча з фільтруючим електролітом на виході отримуємо пост. напруга приблизно 46В. Для МС LM3915 максимально допустима напруга живлення – 35В згідноdatasheet. У цьому випадку, щоб зменшити напругу на вторинній обмотці живлення МС, мені довелося використовувати стабілізатор напруги. Свою схему БП зі стабілізацією напруги для індикатора наводжу нижче.
Дана схема БП стабілізує напругу до 15В. Цієї напруги якраз достатньо для живлення індикатора на LM3915. Схему стабілізатора на стабілітроні та транзисторі я знайшов в інтернеті. Цій схемі знадобилося налагодження. Резистори R1 та R2 довелося підбирати досвідченим шляхом. Вони підбираються приблизно за максимально допустимим струмом стабілітрона VD5. Я використав вітчизняний КС515А та соот. підібрав по струму резистор R1. Якщо не правильно підібрати R1, то стабілітрон під час роботи БП починає дуже сильно грітися. R2 необхідний завдання навантаження БП. Якщо опір R2 підібрати занадто маленький, то транзистор починає грітися, навіть без навантаження на БП. Т.к. при стабілізації відбувається значне зниження напруги (з 45 на вході до 15 на виході) для транзистора VT1 потрібен хороший радіатор. У разі живлення індикатора (з навантаженням) він сильно гріється. Я використовував радіатор від чіпа материнської плати комп'ютера, з розмірами приблизно 45смх45смх25см. При навантаженому БП з таким радіатором протягом довгого часу він ставав лише трохи теплим. Фото БП наводжу нижче.
У ході випробування схеми МС з ужедоопрацьованим харчуванням із стабілізацією з'ясувалися деякі моменти. Резистор для регулювання яскравості світлодіодів мені довелося встановити майже максимум (приблизно до 9 кОм). Причина була в тому, що при малих значеннях цього резистора світлодіоди починають споживати дуже великий струм і МС LM3915 мабуть не вистачає потужності, вона починає грітися через кілька хвилин. Тому мені довелося знизити струм, споживаний світлодіодами, якнайсильніше. При значенні резистора приблизно 9 ком яскравість світлодіодів індикатора була достатньою (навіть з урахуванням затемнюючого скла, кіт. я використовував на передній панелі), а МС перестала грітися. Інший момент полягав у відбудові вхідного резистора на 47 ком в соот. з рівнем вих. сигналу перед. підсилювача. Його довелося налаштовувати досвідченим шляхом. Сигнал на перед. підсилювач я подавав із зовнішньої звукової карти Yamaha Audiogram 6. Спочатку подавав сигнал у вигляді згенерованого синуса амплітудою "-3dB" частотою 90 Гц. При цьому насамперед. підсилювачі сабвуфера ручки "GAIN" та "LP FILTER" були викручені на максимум. Підлаштовував резистор таким чином, щоб при даному сигналі спалахували всі світлодіоди, тобто. відповідало максимальному рівню індикатора. Далі вже остаточно ще трохи збільшував опір змінного резистора, подаючи сигнал із музичних треків. Вибрав у результаті таке становище резистора, при якому при треках з максимальною загальною гучністю (переважно на сучасних електронних записах) спалахував останній світлодіод на піках. Це було при тому, що рівень гучності зі звукової карти був оптимально виставлений для прослуховування. Це налаштування, вже з використанням як сигналу музичних записів, краще виконувати при повністю увімкненій та відбудованій акустичній системі. Тому що якщопереналаштувати саму систему змінюючи вихідні рівні, налаштування чутливості входу індикатора також доведеться проводити заново.