Микросхема LM358 представляет собой двухканальный операционный усилитель с малым энергопотреблением, с высоким коэффициентом усиления и внутренней частотной коррекцией. Микросхема работает от однополярного источника питания в широком диапазоне напряжений от 3В до 30В. Малый ток потребления ОУ до 2мА практически не зависит от напряжения питания .
- Список форумов‹Аппаратка‹Первые шаги – Задания
- Изменить размер шрифта
- Для печати
- FAQ
- Регистрация
- Вход
Задание 7. "Светодинамическое устройство и звук".
Задание 7. "Светодинамическое устройство и звук".
ZuykovAV MEPhI » 25 май 2011, 10:23
В предыдущих заданиях темп “бегущего огня” не зависел от звука. Скорость переключений определялась сигналом простого генератора, собранного на микросхеме К155ЛА3. В этом задании собираются схемы, связывающие светодинамическое устройство (пятое-шестое задание) со звуком – добавляется индикация уровня громкости звука (отдельный режим цифрового автомата) и скорость “бегущего огня” также будет зависеть от звука. В задании собираются: индикатор уровня (схема 7-01); микрофонный усилитель с выпрямителем (схема 7-02) и управляемый генератор (схемы 7-03; 7-04).
Схемы и их описание :
Звук в помещении с помощью микрофона преобразовывается в слабый электрический сигнал. Усилитель сигнала микрофона выполнен на операционном усилителе D13 (первая половина микросхемы LM358). Сигнал микрофона поступает через разделительный конденсатор C3 и сопротивление R48 на инвертирующий вход ОУ (вывод 2). Коэффициент усиления сигнала определяется значениями сопротивлений R51, R48 по формуле: Ku=-R51/R48. Он показывает, во сколько раз напряжение выходного сигнала больше входного. Знак минус обозначает, что фаза выходного сигнала противоположна входному сигналу (т.е. усилитель инвертирующий ). В данной схеме коэффициент усиления равен 1000. Это необходимо для значительного усиления слабого сигнала, который выдает микрофон.
Сопротивление R52 и конденсатором C4 образуют фильтр, который подавляет помехи, приходящие по цепи питания VCC. Фильтр нужен для того, чтобы помехи не проникли на вход усилителя и не смешались с полезным сигналом микрофона.
Сопротивление R47 задает рабочий ток через микрофон, его величина определяется типом применяемого микрофона.
Разделительный конденсатор C3 разделяет точки с разными потенциалами (выход микрофона и вход усилителя) не давая им смешиваться. Но зато конденсатор легко пропускает переменный ток, который и является полезным сигналом.
Для нормальной работы ОУ при однополярном питании на его вход 3 подаётся постоянное напряжение равное половине питания. Сопротивления R49 и R50 образуют делитель напряжения питания пополам.
Элементы C5, C6, VD13, VD14 образуют амплитудный детектор (выпрямитель), который преобразует переменное напряжение в постоянное. Сопротивление R53 является нагрузкой амплитудного детектора. Оно нужно для того, чтобы при отсутствии полезного сигнала (переменного напряжения) на входе, конденсатор C6 мог разрядиться через сопротивление R53, и выходное напряжение амплитудного детектора также стало равно нулю. Сигнал IN с амплитудного детектора подается через сопротивление R54 на вход индикатора уровня.
Индикатор уровня сигнала микрофонного усилителя собран на специализированной микросхеме LM3915 (D12). Она представляет собой своеобразный электронный вольтметр. Выходы от LED1 до LED10 подключаются к светодиодной шкале или к линейке из 10-ти светодиодов, устанавливаемых друг за другом. В зависимости от величины напряжения на входе 5 включаются один или несколько светодиодов сразу, тем самым, образуя светящуюся “линейку”.
Диапазон светящейся “линейки” задаётся напряжениями на выводе 4 (нижний уровень) и выводе 6 (верхний уровень). Верхний уровень должен быть не более 3.5 вольт (на 1.5 вольта меньше напряжения питания микросхемы, 5-1.5=3.5). По схеме 7-01 вывод 4 (нижний уровень) подключён к земле (нулевое напряжение), а вывод 6 подключён к выводу 7 – это выход опорного напряжения 1.25 вольта.
Режим светодиодов светящейся “линейки” работает при подключении сигнала MODE (вывод 9) к напряжению источника питания. Если сигнал MODE оставить неподключенным, то в “линейке” будут гореть только светодиоды, показывающие верхний уровень.
Сопротивления R46 определяет величину тока, протекающего через светодиоды. Конденсатор C2 в цепи питания нужен для уменьшения помех при переключении светодиодов. Сопротивления R45 (2.2К) и RP (от 4.7К до 10К) служат для проверки индикатора уровня (они после сборки временно включаются в схему и при проверке задают величину напряжения на входе 5).
Мультивибратор – генератор колебаний прямоугольной формы. В схеме 7-04 он реализуется на операционном усилителе D13 (вторая половинка LM358). Для возникновения прямоугольных колебаний операционный усилитель должен иметь цепь из сопротивления и конденсатора в цепи инвертирующего входа, как показано по схеме (R57 и C7). Эта цепь, главным образом влияет на частоту генерации. Чем больше резистор и чем больше конденсатор, тем меньше частота колебаний.
На не инвертирующий вход операционного усилителя подаются:
1. сигнал с выхода генератора (через R58) и
2. сигнал от источника постоянного потенциала (делитель напряжения питания на сопротивлениях R55, R56, они равны, поэтому – деление напряжения пополам).
Сигналы складываются между собой, и их суммарный сигнал также влияет на частоту генерации. Если дополнительный сигнал 2 постоянный во времени (как в этой схеме – он всегда равен половине напряжения питания), то частота генератора также будет постоянной. При определенных значениях потенциала на делителе напряжения (близких к напряжению питания или к 0) мультивибратор будет отключаться.
На транзисторе VT17 собран усилитель, который преобразует переменное напряжение с выхода операционного усилителя в напряжение делителя для подачи на неинвертирующий вход (вывод 5) мультивибратора. Усиление зависит, в основном, от соотношения (R55+R56+R60)/R62. При этом, положение движка переменного сопротивления R60 подбирается так, чтобы при отсутствии сигнала на выходе операционного усилителя (отсутствие звука) потенциал на движке переменного сопротивления отключал работу мультивибратора (см. описание мультивибратора ).
Задание может выполняться:
– на большой макетке WBU-208 (WBU-206, BX-4135N) – как продолжение сборки шестого задания (предпочтительно);
– или на маленькой макетке WBU-102 (BX-4112N) – отдельно от основной схемы (без пункта 5 сборки).
Разделы сайта
DirectAdvert NEWS
Друзья сайта
ActionTeaser NEWS
Статистика
Микрофонный предварительный усилитель на LM358.
Electret Microphone Preamplifier LM358
В статье рассмотрен проект предварительного усилителя для компактного электретного конденсаторного микрофона, реализованного на микросхеме LM358. Данная конструкция выпускается в виде конструктора компанией KEALAB (готовая плата с набором элементов) для самостоятельной сборки.
• Источник питания : 5 … 12 VDC @ 10 mA
• Выход: коэффициент усиления Approx. 100
• Встроенный электретный конденсаторный микрофон.
• Разъем для подключения источника питания и аудиовыхода.
• Светодиодный индикатор включения питания.
• Четыре монтажных отверстия по 3,2 мм каждая
• Размеры печатной платы 35 мм x 40 мм
Принципиальная схема Microphone Preamplifier:
Плата Electret Microphone Preamp в формате LAY6:
Electret Microphone Preamplifier LM358 LAY6
Electret Microphone Preamplifier LM358 LAY6 FOTO
Список элементов Microphone Preamplifier:
• U1 – LM358 – 1 шт.
• 8Pin DIP IC Socket – панелька для U1 – 1 шт.
• D1 – Red Led (красный светодиод) — 1 шт.
• C1 – 10mF/50V – 1 шт.
• C2, C3 — 0,1mF (104) – 2 шт.
• C4 – 1mF/63V – 1 шт.
• R1, R4 – 1k – 2 шт.
• R2 – 10k – 1 шт.
• R3, R5, R6 – 100k – 3 шт.
• MK1 – Electret Condenser Microphone – 1 шт.
Готовое изделие выглядит так:
Размер архива с материалами по Electret Microphone Preamplifier – 0,4 Mb.