plik

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

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

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.

FFoorruum

m CCzzyytteellnniikkóów

Rys. 1 Schemat ideowy

łł

układzie

zastosowano  fil−
try  z wielokrot−
nym  ujemnym
s p r z ę ż e n i e m
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
m o d e l o w y m
wartości  rezysto−
rów są następują−
ce:  R1  −  47kΩ,
R2  −  560kΩ,
a R3  −  10kΩ.
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

100

Forum Czytelników

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

Wykaz elementów

Rezystory

R1,R55. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100kΩ

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220kΩ

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

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

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

R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,6kΩ

R29−36,R45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1kΩ

R37−R44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1MΩ

R47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2kΩ

R48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12kΩ

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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470µF

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

Rys. 2

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

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

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.

Marcin

Wiązania

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.

101

Forum Czytelników

E l e k t r o n i k a d l a W s z y s t k i c h

R E K L A M A

· R E K L A M A

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  1kΩ...4,7kΩ).  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.

Dariusz Knull

Rys. 2 Schemat montażowy