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给音频设备加装固态电平指示器


固  
给 音 频 设 备 加 装 固 态 电平 指 示 器 
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,  .   ?

金 韦 

cf  2 }  。 2    

指针 式模 拟 电表 被选 做 音响 系  统 的输 入 电平 调 节 指 示 已有 多 年 。  

图 l为 典

型 音 频 放 大 器 的 框  是 由一 至 十 个 L D 组 成 的 电平 指  E 图 。输 入 信号 加 至增益 可调 的放 大  示器 。通 过 琨察 此 L D 指 示器 , E 即 

现 在大 多 数 音 响 设 备 已小 型 化 . 模  级 。这 第 一级放 大 器将 输入 信号 电  可 使 用 户恰 当调 节 放 太 器 的 增 益 ,   拟 电表 已不再 适 于安 装 在音 响设 备  压 提 升 到 较高 量 级 . 推 动 功 率 放  并使 失真 减 至最 小 。   以 的前 面板 上 。   大 级 , 级 的增 益 由使 用 者 通 过 前  此

信号 平均 醅 
图 2所 示 的信 号 平 均器 电 路 ,  

发光 二极 管 电路 可对 模拟 电表  面板 上 的旋 钮进 行控 制 。本级 的输 
取而 代之 , 用做新 一代 电平 指 示器 。  

D 出馈入 功率 放太 器进 行 功率放 大 后  适 于 与本 文 所 讨 论 的 所有 LE 电 

以 一 申 LE 为基 础 的 固 态 电平 指  再 推动 扬声 器 。 D 因此 , 本级 的增益 必  平 指 示器 配用 。运 算放 大器 是 通用  这 02 示器 来代 替动 圈式 电表 现 已在 大 多  须 足够 高 , 能 使 信 号 经 功 放 后 能  型 的 。 里用 TL 7 双 运 算放 大器  才 而 数消 费 电子产 品上 实现 。这 类新 型  推 动扬声 器 。但 本级 增益 又 不能 过  不但 可 节 约 安 装 空 问 , 且 此 运兢   价 质量 适 中 , 正合 所用 。 第  指 示器 体积 小 、 量轻 、 格低 ,   高而 引起 信 号失 真或 削波 。 重 价 过 而且  如  可靠 、 廉、 载 能 力强 。   果 输 出信 号 过 大 还 可 能 损坏 扬 声 


个 运 算 放 太 器 I 一 a是 反 相 放  C1

卒 文讨 论 为音 响设 备加 装 固态  器 。  

大 器 , 增益 可调 节 至 5 其  可调反 馈 

图 l虚线 框 内的 电平指 示器 电  电阻 R2设 定此 电路 的 增益 。R2是    不 管 采用 哪种 方 法 , 选 用 的 电平  路 可用 于使用 户正 确调 节 可调放 大  安 装 在 印刷 电路 板 上 的徽 谓 电阻 , 所 旦 设 定 , 能再 调 。 不 此增 益级 将 特  指 示 器不 但 提 供 一 种 有 用 功 能 , 还  器的 增益 。 电路 由西部 分组成 ,   此 f _

电平 LE D指示 器 的兰 种不 同方 法 。 ‘  



使原 音 响设备 更 具专 业化 外观 。  

E 是 信 号 平 均级 , 来 纹 平 音 频 信 号  定 的 输 入 电平 转 馈 给 特 定 的 L D  用 的峰值 , 实现 平稳 显示 , 一部 分  以 另
指示 器 。  

典型 的放 失 器 

秒 钟 。接 着 再 将 K 短路 . 色_ 光  电冰箱 的 温控 器 调 到 低于 常用 的 4 绿 发   二板 管 D 1应 点亮 。  


本 报 警 器 装 入 大 小 合 适 的 盒 

83, 电冰 箱工 作 约 一 小 时 后 . 中 , 双 面胶 带 固 定 在 汽车 驾驶 室  1 使   用

三 、 准爰 安装  较

用溢 度计 检查 球藏 室 的温 度 。当 它  内容易 琨察 到 的地 方  电源 线应 接 

在 电路 板 装 入 机 壳 之 前 , 可利  达到 3 _ , R1 入 冷藏 室 并关  在 点 火 开 关 之 后 , 电源 的 通 断 受  c时 将 放 即 用 电冰 箱对 设定 温度 进行 校准 。方  上冰 箱门 , R1适应 约 5分 钟 。然  点 火 开关 的控 制 , 可 另  加 接 一  使 也 法 是 : 1 V 电源 接 到 K2 R1则  后仔 细 谓节 P1直 到 红 色 发光 二 极  只 单独 的 电源 开关   将 2 . 通过 一根 较 长的 细 电缆 接 到 K1 将  管 D2刚好 燃亮 为止 . 准完 成 。   校   传 感器 R1最好 是 装在 一 小 块 

铝 片或 马 口铁 片 上 . 把 它 固 定 在  再 汽 车 的前 保 险 杠 或 阻 流 片 内侧 , 使 
其暴 露 在车外 大气 中且 不 受汽 车 引  擎发 热 的影响 。 该位 置最 接 近路 面 ,  

便 于检 测l 面 温 度 , 传感 器的 溢  路 当
度 为 3C时 , 相 当 于 路 面 的 o 。 < 即 ℃   传 感器 电缆 最 好用 二芯 音额 屏蔽 电  缆 . 屏 蔽层 应 接 刊 K2的 电源 负  其

线。 如果嫌 报 警声 过 于响亮 , 可用胶  带 将 面 板 上 的部 分 声 音释 放 孔遮 
住 。  

参 考文献 :E 9 《 E) 6丰 2月号 
圉 2 路 面结冰 报 警器 印板 囤   《 用 电 子 文 摘 ,- E ?'6 7 实 P D 0. 

D在 ~ 个 封 装 内有 一 红 、 一绿两   第二 个 运算 放 大 器 I C] b掏  但 是 , 反相 输 入 端 上 的 电压 低 于  LE 若
成 一个 半 波 整 流 器 和 信 号 平 均 器 ,  

D管 芯 , 可分 别控 制 。当在 相  同相 辅 入 端 上 的 电压 , 比较 器 的  个 LE 此 可发 出红 光 、 绿光 . 两管 总 同 时加  如 有 电压 , 则发 出黄 光 。 4是 一个 三  图 色 LE 电 路 。 当输 入 电 平 低 时 , D   L D 关断 。随 着输 入 电压 的 增加 , E  

有 + V   以纹 平主 峰 , 长显 示 时 问。这 样 , 输 出靖 就 浮 接 ( 效 开 路) 无 电流  应 引 脚 上 加 有 大 于 2 的 电压 时 , 延  
  在观 察 L ED电平 显 示 器时 , 容 易  流 通 。 就

调节 I 一a增 益 可调 放大 器 。 C]   单色 L ED峰 值指示 器  最简 单 的固 态 电平指 示 器 其用 


衰 1 比较 蒜输 出状 态 

个 单 色 L D+ E 当输 入 电平 高 到 足  由 电阻 R6和 2 5 精 密 电 压  .V 参考 源 D1 L 3 2 构 成 的精 密 电  ( M3 6 ) 压参 考 被 电阻 R7 R8分 压 , 和 从而  使 比较器 同相输 入端 上的 电压 正好  是参 考 电 压的 一半 , 1 2 V。 即 . 5 一旦 

L D 接通 , 先发绿光 。 E2 首 然后发黄 
光 , 后 是红光 。 晟   电阻 R1 0和 2 5 精 密 电压参  .V

以 驱 动后 续各 级 音 额 电 路时 , 此  L D 就开 始 闪 亮 。不 过 , 果 只 安  E 如 装 一十 L ED, 常 主 要是 用 作 过 载  通 指示, 以便 能及 时 降低输 入 电平 , 避  免信号 限 幅和 失真 。还 可以 防止 功  率放 大 器和 扬 声 器 困 过热 而 损 坏 。   犬 多 数 商 品 放 大 器 都 有 过 载 指 示  器 , 信 号 电平 高 到 足 以 引起 过 载  在

考 D 构 成精 密 参 考 电 压 , 后 , 然 此  电 压被 电 阻 R1 、 2 R1 1 R1 、 3和 R1   4
分 压 .此 电阻 串建 立了 三个 不 同的  参 考 电压 , 以为三 色 LE D设 定 电压  门限 。这 三个 参考 电压 馈入 三个 比 

反 相 辅 入 端 上 的输 入 电 压 超 过 此  1 2 V 参 考 电压 , 出端 就 内接 到  .5 输
地+E L D]就 发光 。 们将 此 电路 的  我 反 相输 入端 接 至信号 平均 器 电路 的  输 出端 . 当音 频 输 入 超 过 图 2中  剐 增 益 电 位器 R2所 设 定 的 电 平 时 ,  

较 器 中 , 比 较器 的 另一 端 入端 接  各 来 自信号 平均 器的 输入 信号 。 意 , 注  

前 闪亮 , 只提 醒 用户 降低 输入 电平 。   单 色 L D 峰 值 指 示 电路 示 于  E
图3 。与前 面讨论 的 TL 7 0 2运 算放  大器 不同 , 里 的 L 3 这 M3 9是 一个 比  较 器 。如 表 1所 示 , M 3 9韵 反 相  L 3 输 入端 ( 为“ ) 标 一  上的 电压一旦 超 

此 输 入 信 号 接 至 一 比 较 器 的 反 相 
( ) 入端 ( c3 - 输 而 一b + 同 时 又  )而 接 至 另 外 两 个 比 较 器 (C I 3一c和 

LE D]将 闪烁 。现 加一 最 大 容 许 电  平 信 号 到信 号 平 均 器 的 输 入端 , 调  节 R2 便 L D1闪光 , 后 慢 慢降  , E 然 低 输入 电平 . 留出保 险 区 。 以 现在 设 

I 一d的同相 输入 靖 。 C3   这 些 比 较 器 的 输 出 接 至 
L D2 E ,这 是 拾 下 公 司 出 品 的 

过其 同相 输入 端 ( 为 +” 上的 电  标 )
压 , 比较 器的 输 出端就 内部 接 地 。 此  
输 ^ 信 号 

定 此 输 入 电平 , 节 R2直 至 峰 值  调 ,
L D 刚好接 通 发光 。 E   通 常 最大 音朔 电平可 以通过 仔  细聆 听扬声 器 的输 出来 确定 。如 果 

L 1 ¥ N1 WP 3三 色 L D. 果 三个 比  E 如

较器的} 膏出全 部浮接 . 则三 色 L D E   中的红色和 绿色臂芯均 由 R 5 1 和 
R1 鼍 , L 6偏 使 ED2发黄 光 .但 是 ,   如 果 有 一 个 比较 器 的 输 出 内接 至 

l 墨 飘膏 甘 ll l 凰悯 _   士 l^

此 法 不够夏 敏 , 以正 确校 正 。 堆 则可  
将 一个 音朔 信 号发生 器接 至音 响 设  备 ( 即信 号平 均 器 ) 输 入 端 ,   亦 的 再

地 , 所 接 的管 总将 失去 偏量 。 被  则 而
关 断 。 止 发光 。 2所示 为 当输 入  停 表 电 压 增加 时 , 比较 器 如 何 相 应 遗  各



 

在扬 声器 接线 稍上接 一 示渡 器 。以  显 示正 弦 渡 、 渡 和 锯 齿 波 的 过 载  方
效应 及 Rz的设定 。  

断, 以控翻 L D 内两 I色 管 总 闪光  E 錾

三色 L D皂 串指示 翻  E
有些 L D可 发 出三色 光 。 色  E 三

输 出 

圈 2 信 号平 均器 电路 
62  

圈 3 单 色 L D 峰值 指示 电路  E

《 用 电 子 文 摘 》? E ?'6 7 实 P D 9 . 

表 2 兰色 L D比 较器的 输 出  E
输入  电平  Vc至 V  I -b C3   输 出  浮接  T3   c 一d 输 出  绿色  管 芯  I -C C3   红色 输 出  管 芯  f  LE   D2 彩 色 

I C5的 l 9和 引脚 3均 接 至 同 一  脚 电压 +1 V 如果 引脚 9允 许浮1 , 2 空   则 L 9 5 编 程为 一次 共接 通 一’ M3 1 可   个 L D, 样就 构 成 动  显 示 器  E 这 各级 参考 电压接 电子音 响设 备 所用  的标 准 步 进 制 来 设 定 , 样 就 可与  这 ^耳 的 听觉 灵敏 度相 适应 。   此 条 件 L D 指 示 器 的 响 应 电  E

小 于 Vc J 浮接     V y至 V  
大 于 V  .  
或 熄灭 的情 况 =  

地 
浮接 

关 
开 

地 
地 

关 

关 

关  - 绿 色 

浮接 
地 

浮接 
浮接 

开 
关 

浮接 
浮接 

开  } 黄 色 
开  红 色 

光  现在 , 慢 降低 放大 器输 入端 上  慢
的音 额 输 入信 号 电平 。LE D2应 顺  序地 从 红 变 黄 , 然后 由黄变 绿 , 最后 

为 了 设 定 L D2的 发 光 情 况 , E   各 比较 器 的 参 考 电压 应 这 样 设 置 ,  

平 设 置 步 序 与前 述 其 它 L D 电路  E

相 同  将 图 2所 示平划 电路 的辕 出  即 参 考 电 压 Vy是 VG的 两 倍 , 而  关 断 =   与 图 5所 示 , 形 电平 指 示 器 的 转  条 V 又是 V。的四 倍 , Vy的两倍 。 即   1 - L D 条形 指示 器  0 E 入 相连接 。在图 2平均 电路 的辕 入  这 种 以 2的相 关 的情 况 , 音 响设  在 第 三 种 固态 电平指 示器是 由单  端 上 加最 太 电平 信 号 , 适 当减 小  再 备 中很普 遍  此 , 困 参考 电压分 别为  个 封 装 内的 一 串 l 0个 LE 组 成 。 D   输入 电平 , 以保持 安 全 区 。 然后j 节  胃 VR= 1 6 Vy= 0 3 和 VG一  当信号 输 入 电平低 时 , .2 、 .6 所有 L D 都  E R2 图 2 , 至 图 5中冉 最 大值 指  ( )直 勺 0 .32   关 断 。 当信 号 电平逐 渐增 加 时 , 而 有  示 L D1 E 2刚 好发 光 。   为 了 设 定 放 大 器 的 增 益 , 4 越 来越 多的 L D 发光 , 图   E 直至 最后 所  L D 电平 指 示器 的连 用  E 所示 电路 的输 入 端应接 至 图 2平均  有 l 0个 L D 都 接 通 发 光 , E 以指 示  L D 皂 平 指 示 器 的 选 用取 决  E 器 电路 的输 出端 。就 如前 述 电平 指  最大 电平 输 入 。   示 器 的调 整一 样 , 一 最 大 电平 信  加 此 电路 的 核 心 , 国 家半 导 体  是

于音 响设备 上现 有的控制摹制 装 
开 关  只有 选 用单 十 L   但 若  则 ED

号 到 平均 器 的输 入端 . 后 适 当降  公 司 出 品的 L 9 5 然 M3 1 ;此 集 成 电路  低 电平 , 以给 出保 险 区  然后 , 节  的 内部设 置 , 很 大 程 度 上 与 三色  调 在 图 2中的 R2 直至 RE , D2刚 好发 红  L D 电平 指 示 电路 类 似 。L 9 5 E M3 1  内含 一精 密 的 电压源 、 压 电阻 裢 , 分  

置 :如果 前 面板 已经到 处是 旋钮 和 

前 面 板 有 空 处, 可 安 装 l 则 0管  L D条 形指 示 器  选 样 , 可使 音  E 便
响 设备更 具 专业 色 彩 。 不过 , 为立  如 体 声音 响 , 必须 有二 个条 形 指 示器  此条 形 指示 器 中的 L D 可垂 直 、 E 水 

以及 十十 比较 器 , 比较 器 的输 出就 
可 直接 驱 动 L D, 图 5所 示 。此  E 如

集成 块还 内含 限 流 电路 , 这样 , 不  就 必外 加 电阻 即可 限制 LE 的亮度 , D  
还含 有选 择条 形 图显 示或 动 点显示  ( vn moig— d tds ly) 逻 辑 电  o  i a 的 p
路 。 5所 示 为 选 用 条 形 显 示 , 为  图 因

平 放 置 , 至 可 以仿 效 模 拟 电表 指  甚 针 的 移 动 , 成 弧形 显 示。此 外 , 做  
LE 还 可用 不 同的颜 色 。用红 色 代  D 表高 电平 , 色 代表 ( 转 第 5 绿 下 8万 )  

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( 自图 2 一   来  9 信号平 均器 )  

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( 自图 2 号 平 均 器 ) 来 信  
图 5 1   0管 L D 条 开 电 平 指 示 器  E j 图 4 三 色 L D 电 平 指 示 电路  E

《 用 电 子 文 摘 》? E ?’6 7 实 P D 9. 

6  3

如 果全 部 可 用 的 时间 都 未 用 , 在  F T放 大 器 , 产 生足 够 的信 号 来  则 E 它 录 音的 末尾 在存 储器 中会插 入一个  供 给 前 放 , 大 器 所 需 电 源 由 6 放 V 
W 和 ’ 标 志 。放音 时 , 当放 到 标卷 时 , 片  电源 经 开 关 S 3 电阻 R5供给 。   芯 7 选 同时 ,5脚  2 将 转 到 守 候 方 式 。 当录 音 完 , E   2 脚 变 低时 , 通 录音 . L D

便 熄 灭 , 时 存 储 器 是 录满 的 。于  变低 . 这 经限 流 电阻 RlI 发 光 二 极  使
是 , 音过 程停 止 . 后 的一切 声 音  管 L D1 光 。 录 此 E 发 在开 关接 通 的瞬 时 ,   都 不起 作甩 了  电容 c7使 2 7脚保 持高 电平  如不  这样 , 插 入 的 标 志和 以 前录 的 资  则

四、 电路 说 明 

图 1 出 了录音 机 的完整 电路  料将 会被 删 除掉 。 电磐 C3与 电阻  示 图。事 实上 , I 在 C1中 , 成 了许 多  R 集 4相 并 联 后接 到 1 9脚 与 地 之 同 ,   电路 . 以 , 所 电路 结构 很直 观 。电源  用来 设置 电路 的 A GC特 性 。   由 6 电池 B 构 成 。I 1最 大允 许  V 1 C 瞬时按 一下 S WT 开 关 . 2  则 4

电压为 7 所 以 , 要 用超 过 6 V, 不 V  脚变 低 , 而开 始放 音 。2 从 0和 2 1脚  的 电压 , 这点 是很 重要 的。  

( 拟 输 入 和 输 出' 由 R3和 c   模 是 2
五 、 构  结 图 2示 出了录 音机 的印制 电路 
圉 3 连 线 圈 

I 的 引脚 1 1 , 2 2 C1 ~ 1 2 -3和 2  相 申来进 行耦 合 的 。 6  

都 空 着 不连 。l 和 I 脚分 别 为 敲  2 3
字 地 和 模拟 地 , 们都 与 地 ( 源  它 电

c电 路插座 刊位 。 再  负 ) 连 , 8和 l 相 2 6脚 与 电源 正 扳 相  板布 局 。先焊 I

机 约 5m。 际录 音 时 , c 实 当按 下录 音 

连 。1 4和 l 脚 是 功 率 放大 器的 输  焊 电阻和 电容 ( 除 外 ) 按 钮 开关  5 Ct .
W1 S E   红 录  出端 。注意 , 电路设 计是 驱 动 1  S / W 2和 L D 注 意 . 色 ( 此 6

按 钮后 , 应 立即 开始 讲 话 。 就 如果 体  延 迟 了 , 段 时 间存 储 暑 也 被 使用 - 这 ,  
就 会减 少有效 的 录音 时 间 。 意 .0 注 1 

欧 扬 声 器 的 。由 于 , 只有 8欧扬 声  音) 开关 S 2最靠近 LE C1是平  W D。 器 , 串了 一 只 8 2欧 的 电阻 R2  卧在 印刷 电路 板上 的 , 小 心 - 两  散 . 。 要 其 因此 . 音频 功率 将 减 小  一 部分 功  根 引脚不 瞻相 碰 , 要 注意 其极性 。 有 并  

秒 后 , ED 熄 灭 - 为 存 储 器 已满  L 作

的 提示 。录 音后 , 释放 录 音按 钮 . 立  再 C1S ,W , 率 消耗 在 电阻上 。 即使 如 此 - 也还 有  然 后 . 分 别 焊 MI . W 1 S 2  即 按放 音 按 钮 - 能 听到 清 晰 的 声  应 足 够大 的声 音 。   L 1 电源 的 S S, W3和 B 一这 l 引  0条 音。 在放 音结 束 , E 将被 刷新 。 LD 不  LE 日 j 0 a 图  1 7和 l B脚 是 到 前 放 的 输 入  出线 。 D要 高 出印1 板 1 rm。 录 音 又 要 清 除 所 录 内窖 . 只要 简 单    端 。徽 音 器 MI C1的 输 出 , 电 容  3是 其连 线圈 。 经 地 按下 录音按 钮一 定时 间即 可 。只  六 、 试  测 C5 C6加到前 放 。徽 音器 内有一  和 要 电源 电压 不低 于 4 都 可 良好 地  V, 录1 。当录 音工 作失 效 ( 音 断续 , 日 j 声   否正 确工 作 . 到录 音 的最佳 技 术 。 啸 叫 . 找   失真 )这 时应更 换 电池 。 ,   按 下录 音 按 钮 - 查 L D发 光 - 检 E 并  参 考文 杖 IETI 9 C 儿9 6牛 3期 
开始 录音 测试 .正 常说 话应 离录 音 

测试 是 简 单 的 , 目的是 检 查 能 

( 上接 6 3万) 低电平 - 不高不低用黄色。   如 果在 面板 上 只适 合安 装一 个 
L ED, 可 选 用 单 色 L 则 ED 或 三 色  L D。三色 L D可有 四种状态( 、 E E 红   绿、 和 暗) 因此 分 辨率 比单 色高   黄 , 但 是. 如果 只需 要 一个 过 载指 示 , 则  单 色 L D 是 最佳 选 择 . 为指 示 明  E 因

确, L 如 ED 亮则输 入信 号电压太高 。  
最 后 请 注 意 . 加 一 个适 当 的  添 固 态 电平指 示器 可以激发 音 响发 烧 

友 的情 绪 . 其兴 奋起 来 , 您 的音  使 对
面 

响 信号 大 加赞 美 . 乐 于试 听  并
印 制 电 路 版 图  毒 考 文 献 :E. 1 9 《 N§ 9 5年 1月  

囤 2 印 制 电路 板 元 件 布 局 
58  

《 用 电 子 文 摘 》?P D ?J6 7 实 E 9  


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