Elektroda.pl
Elektroda.pl
X
AM TechnologiesAM Technologies
Proszę, dodaj wyjątek dla www.elektroda.pl do Adblock.
Dzięki temu, że oglądasz reklamy, wspierasz portal i użytkowników.

analizator widma na LED @ LM3914

07 Lis 2005 19:16 13848 21
  • Poziom 21  
    Witam.
    Potrzebuje rady. Chcem zrobic prosty analizator widma. Nie potrzebuje żadnych bajerow, migajacych swiatelek itp. Chodzi mi tylko o rzetelne przedstawienie charakterystyki czestotliwosciowej audio. :D
    Nie chcem też aby był zabardzo bardzo rozbudowany. Absolutne minimum.

    Pomysł jest taki:

    analizator widma na LED @ LM3914

    zmiksowac kanał lewy z prawym, wzmocnic sygnał, a potem rownolegle rozdzielic to na filtry pasmowe o odstepach rowno co oktawe, czyli:
    (ew. 31), 62, 125, 250, 500, 1k, 2k, 4k, 8k, 16k, (ew. 20k) [Hz]
    Chcem aby filtry były czwartego rzędu, bo nie chcem, zeby pasma mi nachodziły na siebie. Zarowno bufor wejsciowy jak i filtry chcem zbudowac na op'ach. Po rozdzieleniu na pasma wystarczy zastosowac scalaka LM391(4-6). Wykozystam "płaskie" LEDy, czyli te o prostokatnym przekroju 5x2mm i umieszcze ciasno obok siebie. Wyjdzie z tego ładny wyświetlacz mniej-wiecej 55x20 mm, który chcem zamontować w zaślepce na CD-ROMa w kompie.

    Podczas obmyślania calego projektu natknąłem się jednak na pewne problemy:

    1. Zasilanie:
    Wiadomo, ze na wskaznik wysterowania potrzeba tylko połówke sygnału, bo w scalakach LM391(4-6) sygnał i tak na samym wejsciu przechodzi przez diode. Jesli uklad chcem zamontowac w kompie, to miłoby było zastosowac zasilanie z kompa (+5 lub +12V) na wzmacnaicze operacyjne niestety potrzeba symetrycznego, ale slyszalem kiedys ze jak na opa nie poda sie zasilania na jedna koncowke, to przejdzie przez niego tylko dodatnia (ujemna) część sygnału. W tym wypadku byloby to dobre, ale, czy bedzie to działać ?? :| A jak bedą się zachowywać filtry ?? :|

    Popatrzcie na to:

    analizator widma na LED @ LM3914

    Moge cos takiego zastosowac ?? Wyciełem to ze schematu zwrotnicy aktywnej z elektroda.pl/audio. Może i jest to jakos możliwe, ale jak to się stosuje ??

    2. Filtry:
    Chcem zastosować filtry czwartego rzędu na wzmacniaczach operacyjnych. Wydaje mi sie, że połaczenie szeregowe dwoch takich jest dobrym pomysłem:
    analizator widma na LED @ LM3914
    Ale co wy o tym myślicie?? :| A co z odwracaniem fazy ??

    3. Wyskalowanie:
    Wiemy, ze wysokie czestotliwosci mają o wiele niższą amplitude niż niskie. Napewno bedzie to widoczne na wyswietlaczu, bo jak na 62[Hz] beda sie świecić wszystkie diody, to na 16[kHz] w porywach zapalą sie dwie. A moze się myle ?? :| Jesli nie to na kazdy kanał trzeba bedzie wrzucic potencjometr dostrojczy i odpowiednio to wszystko wyskalować, ale jak??
    Albo na szumie różowym, albo na generowanych czestotliwosciach w odpowiednich zakresach. A może da sie to jakoś policzyc i po prostu wstawić odpowiednie rezystory ??

    Bardzo was wszystkich prosze o jakąkolwiek podpowiedź. Jak widac wątpliwosci jest dużo, ale bardzo sie napalilem na ten uklad :P

    Jakby ktos potrzebował to tu sa dane katalogowe LM3194: http://www.web-ee.com/Electronic-Projects/data/lm3914.pdf

    pzdr :D
  • AM TechnologiesAM Technologies
  • Pomocny dla użytkowników
    Ciekaw jestem jak masz zamiar oddzielić od siebie poszczególne diody Led? Przecież zrobienie ich na styk spowoduje przechodzenie światła z jednej diody do drugiej, a nawet do trzeciej. Kiedyś próbowałem Ledy ułożyć w słupku jadną na drugiej i okazało się, że nie są zupełnie płaskie lecz im dalej od czoła tym nieco grubsze.
    Zbudowałem swój pierwszy analizator jako panel do dużej wieży.
    Panel był duży bo 44cm, więc aby jakoś to wyglądało zrobiłem 220 Ledów.
    Lewy i prawy kanał osobno. Wszystkie diody czerwone i na samym dole po dodatkowej diodzie, aby jak nie ma muzyki widać było wszystkie słupki w stanie spoczynku. Budowałem ten układ jakieś 10 lat temu i zastosowałem układy 20xUAA180(UL1980). Do budowy użyłem swzmacniacze operacyjne "741" a jako wzór posłużył mi schemat korektora graficznego do Radmora. Schemat był wtedy w jednym z Radioelektroników.
    Po kilku latach zbudowałem także dwa układy osobno dla każdego kanału ecz tym razem już zasada sterowana Ledami była zupełnie inna, bo multipleksowa. Ten układ zbudowałem na podstawie PE, zakpując wysyłkowo gotowe płytki drukowane. Na każdy kanał wykorzystano tam po jednym układzie "linijkowym" czyli LM3915. Przez to ten układ z kolei pobierał znacznie miej prądu i przez to zasilacz był o wiele mniejszy niż w poprzednim układzie.
    Obydwa analizatory sprzedałem już dawno. Sam w domu nie mam czegoś takiego. Zrobienie ich i uruchomienie traktowałem jako świetną zabawę. Nie zastanawiałem się przy tym jak skuteczne są to filtry. Sprawdziłem jedynie przestrajanym generatorem czy wszystko płynnie zapala mi się od najniższych częstotliwości do najwyższych. Nigdy podczas takiego testu nie świecił pojedyńczy słupek, chyba że jeden ze skrajnych, bo to jest logiczne. To tyle na temat budowy analizatora.
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Jeśli chodzi o filtry pasmo-przepustowe to wykonanie ich z zastosowaniem zasilania z komputera nie jest trudne.
    Wystarczy odpowiednio ustalić "punkt zerowy" dla opampa dodając składową stałą.
    Dołączam schemat. Obszar, który zaznaczyłem w czerwonej ramce to jest mój problem opisywany w moim wątku :D (chodzi o sterowanie wieloma diodami led, jednocześnie).

    Co do Twoich filtrów, filtr środkowoprzepustowy powinien wyglądać trochę inaczej :)
    Tak jak pisał kolega powyżej - przy takich niewielkich odstępach częstotliwości jednego słupka diod od drugiego zawsze będą się trochę świecić poboczne.
    Żeby uzyskać węższe pasmo przepustowe filtru środkowo-przepustowego trzeba zwiększyć jego tak zwaną dobroć a nie jak to ma miejsce w filtrach górno/dolno przepustowych, podłączyć dwa filtry szeregowo :)
    Można jeszcze zastosować filtr BP-MFB-HQ o dużej dobroci. To powinno ograniczyć nakładanie się na siebie pasków.
    Odwracanie fazy w tym przypadku nie ma znaczenia.

    Częstotliwości najwyższe w muzyce przeważnie mają niższą amplitudę od pozostałych. To, że słupek basów będzie skakał do samej góry a ten od wysokich tonów nie, oznacza, że układ wiernie odwzorowywuje dźwięk podawany na wejście :)
    W moim analizatorze widma przy włączeniu szumu różowego wszystkie słupki świecą się na tym samym pozomie :D


    Pozdrawiam i życzę powodzenia :D
  • Poziom 27  
    To tylko przyklad mozna kupic go taniej nic lepszego na rynku za rozsadne pieniadze nie znajdziesz o estetyce nawet nie wspominam pomysl moze warto kupic gotowca.
    Jesli nie kiedys w PE byl projekt moze ktos ma skan.
  • Poziom 21  
    W Elektronice Praktycznej 5/95 był opis analizatora widma - kit AVT-210. Wprawdzie wymaga zasilania symetrycznego, ale -12V możesz „pociągnąć” wtyczki zasilającej płytę główną :). Analizator złożyłem parę lat temu i nie miałem żadnych problemów z uruchomieniem. Działał od razu po złożeniu.
  • AM TechnologiesAM Technologies
  • Poziom 21  
    zybex napisał:
    Ciekaw jestem jak masz zamiar oddzielić od siebie poszczególne diody Led? Przecież zrobienie ich na styk spowoduje przechodzenie światła z jednej diody do drugiej, a nawet do trzeciej. Kiedyś próbowałem Ledy ułożyć w słupku jadną na drugiej i okazało się, że nie są zupełnie płaskie lecz im dalej od czoła tym nieco grubsze.

    Co do przenikania swiatła miedzy diodami, to pomyslalem juz o oddzieleniu kolumn od siebie cienka plastikową płytką (np. karta tel)

    Przed sobą mam zielone LED'y które sa całkowicie prostopadłościanem (nie uwzgledniajac nóżek :P) i u podstawy, i u czoła maja 2x5 mm

    W kolumnie mozna je oddzielic od siebie przez pomalowanie ścianek na czarno (np. markerem), a jeśli nie to mozna nakleic na powierzchnie styku cienką nalepkę (np. taką z dyskietki) i takze ja pomalowac. Diody wtedy beda nieznacznie szerzej rozstawione, ale swiatlo juz napewno nie bedzie przenikać.

    Granat :) napisał:

    ...
    Tak jak pisał kolega powyżej - przy takich niewielkich odstępach częstotliwości jednego słupka diod od drugiego zawsze będą się trochę świecić poboczne.
    Żeby uzyskać węższe pasmo przepustowe filtru środkowo-przepustowego trzeba zwiększyć jego tak zwaną dobroć a nie jak to ma miejsce w filtrach górno/dolno przepustowych, podłączyć dwa filtry szeregowo :)

    Można jeszcze zastosować filtr BP-MFB-HQ o dużej dobroci. To powinno ograniczyć nakładanie się na siebie pasków.
    ...


    :) O tym, ze filtry powinny miec jak najbardziej strome zbocza to wiem, ale nie wiedzialem jaki uklad zastosowac do odfiltrowania wąskiego pasma. No teraz juz wiem :D

    A co do tego układu co umieściłeś, to jest moze jakis wzorek na policzenie wartosci elementow ?? przydalby się, bo pasm ma byc ok.10

    Welkie dzięki dla Granata i Zybexa za pomoc :D !! :)
  • Poziom 23  
    Witam

    Budowałem kiedyś podobny układ, bazując na projekcie
    Siegrfieda Wirsuma. W załączniku są policzone filtry dla
    10 pasm. W oryginale były tam rezystory precyzyjne, ja
    zastosowałem najbliższe dostępne wartości. Jeśli byś
    potrzebował mogę napisać wartości dokładne.

    PS. Układ był na LM3915 i jeden taki układ sterował
    10 kolumnami w układzie multipleksowym.
  • Pomocny dla użytkowników
    Jeżeli będziesz puszczał muzykę, to i tak nie ma idealnie czystych dźwięków aby jeden słupek tylko się zapalał. Zawsze są harmoniczne i sąsiednie słupki bedą to odbierać.
    Przy okazji mógłbyś w tylule skorygować nazwę układu scalonego (czeski błąd).
  • Poziom 21  
    No trzeba przyznac, ze po pierwszym roku elektroniki, na projektowaniu sie poprostu nie znam. Musze wchłonąć jeszcze duzo wiedzy, no i narazie uczę się. Poskładałem coś takiego. Postąpiłem zgodnie z zaleceniem firmy "National Semiconductor Corporation" dotyczacych przykładowego zastosowania LM3914. Co o tym myślicie ?? Mam tylko nadzieje, ze znowu nie palnąłem jakiejs glupoty :P

    analizator widma na LED @ LM3914
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Radzę zastosować wyższe zasilanie do op-ampa, nawet do 24V. Nie wiem jednak jak będzie z otwieraniem tego tranzystorka BD135 :D. Chociaż wydaje mi się, że powinien wysterować tego scalaka od diod.

    Co do wzorów...

    Zawsze przy dobieraniu dobroci filtru (czyli im węższe ma być pasmo przepustowe) i wzmocnienia dobrze jest stosować zasadę, że iloczyn dobroci i wzmocnienia nie powinien przekraczać 10.

    Znając częstotliwość środkową, najpierw obliczasz pojemność kondensatorów (oby dwa mają takie same wartości) ze wzoru:

    C [nF] = 10 000 [nF • Hz] / fs [Hz]
    gdzie fs to częstotliwość środkowa filtru

    Wynik wychodzi w nF. Wybierasz najbliższą wartość z szeregu E6 (1; 1,5; 2,2; 3,3; 4,5; 6,8; 10)

    Teraz obliczasz sobie reaktancję kondensatora:

    Xc [kΩ] = 160 000 / fs [Hz] • C [nF]
    gdzie C to wybrana przez Ciebie wartość kondensatora z szeregu E6 :)

    Teraz należy obliczyć wartości rezystorów:
    (według schematu który dołączyłem wcześniej)

    R1 = Xc • (Q / G)
    oszywiście Q to jest dobroć a G to wzmocnienie

    R7 = Xc • (Q / 2Q² - G)

    R2 = Xc • 2Q

    :D
  • Poziom 21  
    ooooo :) super :)
    zawodowo !! wlasnie czegos takiego potrzebowałem, jutro jeszcze pozycze ksiażkę od kumpla, to poczytam :D.

    A co z rezystorami do ustawienia punktu zerowego op'a ?? Czy ich nie należy uwzgledniac w obliczeniach ?? Zastanawiam sie, czy ich rezystancja moze miec jakis wpływ na impedancje podstawowego układu filtru, a przez to na czestotliwość, szerokość pasma itd..


    Rzeczywiscie, bede musial dac na Vcc wyższe napiecie +12V.
    W katalogu LM3914 jest uwaga, że jesli doprowadzenie do anod diód jest na przewodzie dłuższym niż 6 cali to trzeba dac tantala 2,2[uF] lub aluminium 10[uF] miedzy zasilanie a GND. Wydaje mi sie, ze kompy maja dobrze stabilizowane zasilacze, a kabelek Vled bedzie miał ok 4cm. Rozumiem, ze kondensator ten nie jest potrzebny, to prawda ??


    Granat, wiesz moze dlaczego iloczyn wzmocnienia i dobroci powinien byc mniejszy niż 10 ?? Zależy mi na najbardziej stromych zboczach, jaką stromość mogę uzyskać w zależności od Q ??

    - - - - - - - - -

    Dodano po 6 [minuty]:

    aha !! no i jeszcze jedno. Czy bede musiał skalować poszczególne kolumny przy pomocy potencjometru P1 (u mnie R8), jeśli ogólną regulacje wzmocnienia bede miał przy buforze wejściowym ? Można tam wstawić zwykły dzielnik napięcia ?? Jeśli tak to jakie mają byc wartości rezystorów zastępujących potencjometr P1 ??

    Wielkie dzięki z a pomoc !! :)
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Rezystorki, które polaryzują połową V+ opampy przy dużej ich ilości (opampów :D) powinny być trochę mniejsze ze względu na płynący przez nie prąd. Można jeszcze wprowadzić coś takiego jak aktywna sztuczna masa z wykorzystaniem dodatkowego opampa, ale w praktyce przewaznie wystarczają oporniki :)

    Przy wzmacniaczu odwracającym (czyli taki na jakim zbudowany jest filtr) wejście nieodwracające (+) jest jakby "układem odniesienia". Czyli przy zasilaniu opampa napięciem symetrycznym wejście + przeważnie łączymy z masą. W takim połączeniu gdy na wejściu pojawi się sygnał np. sinosoidalny o napięciu powiedzmy +/-1V to na wyjściu również będzie on symetryczny względem masy (bo układem odniesienia jest masa).

    Przy zasilaniu napięciem pojedyńczym ustalamy własnie naszymi rezystorkami napięcie odniesienia. Najlepiej połowę V+. Teraz na wyjściu układu, bez sygnału będzie właśnie ta połowa V+. Czyli powinniśmy teraz na wejściue podać sygnał któy będzie symetryczny względem połowy V+. A jak wiadomo sygnał z amplitunera itp. napewno taki nie będzie. Trzeba więc zastosować kondensator odsprzęgający na wejściu. Nie chce mi się dokładnie opisywać jak on to robi... napiszę tylko, że dzięki niemu zaraz na wejściu opampa mamy odpowiedni sygnał który jest symetryczny względem połowy V+ :D
    Na wyjściu, sygnał również będzie taki, dlatego też trzeba zastosować kondensator odsprzęgający i tuż za nim opornik do masy, który znowu ustala punkt odniesienia po kondensatorze. Czyli opornik za kondensatorem do masy. Opornik nie jest konieczny, bo dołączenie obciążenia na wyjście układu będzie działało jak ten opornik (impedancja wejściowa tego urządzenia), ale zawsze lepiej dać... :)


    Czyli te oporniki nie będą miały wpływu na pasmo filtru :D

    Ten kondensator od diod raczej nie będzie potrzebny. Gdyby to był jakiś przedwzmacniacz itp. to zawsze przy nóżce zasilania takiego układu dorbze jest dać kondensator 100uF i 100nF w celu odfiltrowania ewentualnych zakłóceń powstałych w wyniku długich przewodów łączących układ z zasilaczem.


    Dla bezpieczeństwa :)
    Czym większe wzmocnienie i większa dobroć, tym trudniejsze zadania ma wzmacniacz operacyjny, zwłaszcza przy większych częstotliwościach.
    Jak zależy Ci na bardzo wąskim paśmie przepustowym to zrób sobie taki filtr jak na dołączonym do tego posta schemacie :)
    Przy jego wykorzystaniu dobroć filtra może być równa nawet 50.
    Jakbyś się na niego zdecydował to napiszę jak się wylicza wartości elementów.

    hmmm
    Potencjometr zawsze lepiej sobie zamontować, montażowy... raz wyregulujesz i powinno być ok.
    Jeśli zastosujesz układ z tym tranzystorem (tu w zupełności wystarczy mały BC547, BD135 ma duży prąd kolektora, 1,5A ciągłego bodajże, taki prąd napewno nie będzie tu występował) to potencjometr powinien być. Każdy egzemplarz tranzystora ma inną wartość wzmocnienia :D
  • Poziom 21  
    No fakt - zamontuje potencjometry, kieszeń najwyżej troche zaboli, bo te ktorych ja uzywam kosztują 1,40zł/szt x 10 szt = 14zł :| no ale trudno.

    Mam jeszcze jedno pytanko - chciałbym zrobic dodatkowy rząd ledów na samym dole, tak aby świeciły sie caly czas. Wydaje mi sie, ze trzeba je połączyc w szereg, jeżeli LED swieci przy pojawieniu sie jakiegos prądu, to trzeba na każdą diode dac conajmniej 600-700mV, czyli około 7V na całość, no i trzreba by zrobić prosty dzielnik napiecia, tak ?? No ale dokladniej jakie dac napiecie (jak podzielić dzielnik), albo jaki prad zapewnic diodom,aby swieciły ??

    Dodano po 2 [minuty]:

    aha - :P no i jeszcze jedno małe pytanko - jak można zrealizować przełącznik dwupozycyjny przy pomocy jednego przycisku ?? Chodzi mi o to, aby jednym impulsem z przycisku mozna było ustalić na wyjściu 1, a po ponownym przyciśnięciu 0 i tak na przemian. Napewno dawno wyszedl juz jakiś układ scalony dający tą możliwość, ale nawet nie mam pojęcia gdzie mozna by tego szukać. Użyłbym tego do przełączania między trybam wyświetlania linia/punkt

    pzdr
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Możesz podłączyć każdą diodę przez opornik do V+ a drugim końcem diody do masy. To będzie najlepsze rozwiązanie, ale będzie ciągnęło dużo prądu. Przy 12V hmmm. Można też szeregowo (każda dioda powinna mieć kilka V) - 3 diody w szereg, z jednej strony mały opornik z drugiej do masy, potem znowu 3 a następne 4 podłącz tak samo tylko, że użyj jakiegoś małego opornika. Kilkanaście... kilkadziesiąt ohm :)

    A taki przełącznik jak mówisz, można zrobić na cmosie CD4013.
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    I jeszcze mała poprawka do Twojego schematu :D

    Kondensatorek do diod można zamontować.
  • Poziom 21  
    :) :) :) Granat - wielkie dzięki za pomoc !! Moglem cie wyslac plik eagle'a, to by bylo mniej roboty. :D
    A moze taki przelaczik da sie zrobić łatwiej przy pomocy 2 przycisków ?? :P
    Zastanowie sie, czy go tam wsadzic..
  • Pomocny post
    Poziom 34  
    Ten przełącznik można zrobić z jednym przyciskiem.
    Można też na trzech tranzystorach...
    :D
    Cieszę się, że mogłem pomóc :D
    Możesz nacisnąć taki przycisk z kciukiem do góry i napisem pomógł :D :D :D

    Pozdrawiam
  • Poziom 21  
    poszukalbym sobie sam informacji na temat tych przełącznikow w necie, ale nawet nie wiem co w te kochane google wpisac :(

    wiesz mniej-wiecej jak mozna to zrobic na tranzystorach ??
  • Poziom 22  
    Z tym analizatorem widma jak jesze aktualne to posaida numery PE w których to jest opisane. Jak potrzebujesz to daj znaćto ci podeślę.
  • Poziom 34  
    zróbcie sobie analizator widma na jakiśAVR'rze :D osmiokanałowy... sterowaćmożna cyfrowo, fajna sprawa
  • Poziom 14  
    Mam pytanie co do analizator widma na układzie LM3915.

    Jak zwiekszyć jego wydajność prądową tak aby w trybie linijkowym mieć te 20mA na diode ???

    Chodzi mi tu o inne rozwiązanie (jeśli jest) niż tranzystorki na każdą diode.
  • Poziom 18  
    Witam chce zbudowac analizator widma na podstawie kitu avt 210 ep5/95 ale bede musiał sam zaprojektowac płytke i mam kilka pytanek czym rożni sie lm3914 od lm3915 i lm3916 ? i czy można zastosowac dwa tl064 zamiast czterech tl062 ? Acha i nie wiecie gdzie można znalezć opis analizatora z PE :)

    [Temat archiwalny. Zamykam. Mariusz Ch.]