99

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

o

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.

FFo

orru

um

m C

Czzyytte

elln

niik

kó

ów

w

Rys. 1 Schemat ideowy

A

A

A

A

n

n

n

n

a

a

a

a

ll

ll

ii

ii

zz

zz

a

a

a

a

tt

tt

o

o

o

o

rr

rr

w

w

w

w

ii

ii

d

d

d

d

m

m

m

m

a

a

a

a

ss

ss

yy

yy

g

g

g

g

n

n

n

n

a

a

a

a

łł

łł

u

u

u

u

W

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 − 47k

Ω,

R2 − 560k

Ω,

a R3 − 10k

Ω.

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. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 100k

Ω

R2 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 220k

Ω

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

Ω

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

Ω

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

Ω

R14 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 3,6k

Ω

R29−36,R45. . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1k

Ω

R37−R44 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 1M

Ω

R47 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 2,2k

Ω

R48 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 12k

Ω

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 . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . . 470

µF

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

na

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

· R E K L A M A

· R E K L A M A

· 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 1k

Ω...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