Анализатор спектра (100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 3 кГц и 8 кГц)

Анализатор спектра служит для графического представления воспроизводимого звука и является необходимым дополнением к графическому корректору. Используя микрофон хорошего класса и генератор розового шума, можно по желанию изменить акустику помещения. Устройство анализирует акустический сигнал в пяти диапазонах: 100 Гц, 500 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 8 кГц.

Уровень амплитуды каждой частоты высвечивается на 12-точечных светодиодных линейках. Схема анализатора собирается на двух платах. Первая из них содержит светодиодную матрицу и схему управления ею, вторая - схему предусилителя, фильтры и выпрямители. Входной усилитель построен на операционном усилителе (элемент 1/4 US2).

Степень его усиления можно регулировать при помощи потенциометра Р1. Усиленный сигнал поступает на входы пяти активных диапазонных фильтров. Из-за типа используемой матрицы из акустического сигнала экспериментальным способом выбрано пять частот, визуальный эффект которых является наиболее интересным.

Сигналы с фильтров поддаются детектированию в выпрямителях, меняющих переменный сигнал в постоянное напряжение, пропорциональное амплитуде сигнала. Эти напряжения поступают на входы аналогового мультиплексора, который поочередно подключает их к входам измерительной схемы.

Матрица и схема, управляющая ею, смонтированы на отдельной плате. Операционные усилители US7-US9 работают как компараторы. Напряжение смещения для каждого из них берется с делителей R32-R43.

Компараторы сравнивают напряжение, поданное на их неинвертирующие входы, с напряжением смещения. После превышения порогов входных напряжений на выходах компараторов является логическая 1. Через транзисторы Т1-Т12 катоды светодиодов подключаются к массе схемы.

Схема последовательного управления диодной матрицей построена с использованием интегральных микросхем US4, US5, US6. Микросхема US6 (NE555) выполняет роль генератора тактовых импульсов. С его выхода импульсы прямоугольной формы с частотой =350 Гц попадают на счетчик US5 (CD4040).

После разделения частот сигнала с выходов Q1, Q2, Q3 управляют работой декодера US4 (4028) и мультиплексора US3 (4051). Напряжение на выходах декодера через транзисторы Т13-Т17 замыкают по очереди столбики матрицы. Замыкание данного столбика соответствует замыканию соответству-

ющего входа аналогового мультиплексора и загорание комбинации светодиодов в зависимости от напряжения, которое существует в данный момент на выходе фильтра.

В связи с большой частотой набора измерений и несовершенством человеческого глаза возникает впечатление одновременного загорания всех столбиков. Диоды D7 и D8 образуют искусственную массу для операционных усилителей, работающих с раздельным питанием.

Монтаж устройства следует начинать с пайки всех скоб. Затем поочередно впаиваются резисторы, конденсаторы, полупроводниковые приборы, а далее - матрица. Впаивая полупроводник, следует обратить внимание на полярность их выводов.

Плата монтируется с помощью паяльника с тонким жалом, используя хороший припой (например, LC60). После проверки правильности соединений и проверки на наличие микроповреждений платы соединяются. После подключения питания 12 В следует проконтролировать ток, идущий через схему.

Он должен быть равен ~50 мА (светодиоды погашены). Пользуясь генератором низкой частоты, можем проверить правильность работы фильтров. На вход анализатора подводим сигнал частотой 100 Гц и амплитудой 0,7 В. Потенциометром Р1 регулируем усиление схемы так, чтобы в левом столбике зажегся 10-ый светодиод. 10-ый светодиод будет соответствовать уровню 0 дБ.

Следующие светодиоды будут соответствовать +3 и +6 дБ (красные). Подводя с генератора следующие частоты (500 Гц, 1 кГц, 3 кГц, 8 кГц), проверяем правильность работы остальных фильтров. Легкое загорание соседних столбиков при проверке данной частоты вызвано хорошим качеством фильтров.

Не имея генератора для проверки анализатора, можем использовать магнитофон со встроенным указателем настройки и качественно записанной пленкой. На вход анализатора подаем сигнал с выхода 'линия' магнитофона и потенциометром Р1 устанавливаем в таком положении, чтобы уровень 0 дБ на указателе магнитофона соответствовал уровню 0 дБ на указателе анализатора спектра (10-ый светодиод). Питающее напряжение 12 В. Максимальный потребляемый ток 300 мА.