Gain stadding или организация уровня громкости сигналов (часть II): индикаторы уровня громкости


LM3915 – интегральная микросхема (ИМС) производства компании Texas Instruments, реагирует на изменение входного сигнала и выдает сигнал на один или сразу несколько своих выходов. Благодаря своей конструктивной особенности, ИМС получила широкое распространение в схемах индикаторов на светодиодах. Так как светодиодный индикатор на основе LM3915 работает по логарифмической шкале, он нашёл практическое применение в отображении и контроле уровня сигнала в усилителях звуковой частоты.

Оценка акустических условий множества. Перед началом съемки сцены специалист по прямому звуку сканирует поиск нежелательных источников звука и организует усилия по их устранению. Проверяются: отражатели или электрические реакторы, используемые при освещении сцены; система кондиционирования воздуха; шумные объекты сцены; позиционирование генератора электроэнергии. Когда набор настроен в местах или студиях с плохой акустической обработкой, звукооператор оценивает необходимость улучшения акустических вмешательств, таких как: размещение дополнительных звуковых покрытий на окнах и дверях для уменьшения внешнего шума; расположение звуковых одеял вокруг сцены, чтобы свести к минимуму реверберацию.

Не стоит путать LM3915 с её родственниками LM3914 и LM3916, которые имеют аналогичное расположение и назначение выводов. ИМС серии 3914 обладает линейной характеристикой и идеальна для измерения линейных величин (ток, напряжение), а ИМС серии 3916 является более универсальной и способна управлять нагрузкой разного типа.

Краткое описание LM3915

Блок-схема LM3915 состоит из десяти однотипных операционных усилителей, работающих по принципу компаратора. Прямые входы ОУ подключены через цепочку из резистивных делителей с различными номиналами сопротивлений. Благодаря этому светодиоды в нагрузке зажигаются по логарифмической зависимости. На инверсные входы приходит входной сигнал, который обрабатывается буферным ОУ (вывод 5).

Звуковой техник также контролирует наличие внешнего точечного шума, который требует вмешательства производства, чтобы заставить их замолчать. Контроль за шумом, производимым командой. Во время захвата диалогов, даже с опытным съемочным коллективом, внимание непосредственного звукового техника необходимо для борьбы с шумом, создаваемым деятельностью исполнительной команды. Выполняется тщательный контроль, требующий сотрудничества со специалистами, чтобы избежать присутствия шума от работы оборудования, такого как тележка и кран, или даже шум, вызванный движением команды во время захвата сцены с помощью камеры в руке.

Внутреннее устройство ИМС включает маломощный интегральный стабилизатор, подключенный к выводам 3, 7, 8 и устройство для задания режима свечения (вывод 9). Диапазон питающего напряжения составляет 3–25В. Величину опорного напряжения можно задать в пределах от 1,2 до 12В при помощи внешних резисторов. Вся шкала соответствует уровню сигнала в 30 дБ с шагом 3 дБ. Выходной ток можно задать от 1 до 30 мА.

Контроль над шумом, производимым актерами на сцене. При записи диалогов звукооператор уделяет особое внимание шуму, создаваемому действием актеров на сцене. В поисках понятных и «чистых» диалогов звукорежиссер вмешивается в сцену, пытаясь свести к минимуму производство шума, что умаляет ясность «речи», например: дверные стуки и манипуляции с шумовыми объектами. Эта процедура представляется противоречивой, так как шумы, связанные с характером, обычно постсинхронизируются во время редактирования звука, но таким образом достигается полная независимость между «речью» и шумом для контроля уровня и выравнивания, которое произойдет во время смешивания.

Как собрать светодиодный индикатор уровня на LM3915 своими руками

Конструкция микросхемы LM3915 представляет заключенных в корпусе десяти однотипных операционных усилителей компараторов. Прямые входы усилителей подключены через линейку резистивных делителей подобранных так, что светодиоды в нагрузке усилителей включаются по логарифмической зависимости. На обратные входы усилителей поступает входной сигнал, который формируется буферным усилителем (вывод 5). Конструкция микросхемы включает также интегральный стабилизатор (выводы 3, 7, 8), а также ключ задания режима работы индикатора (вывод 9). Микросхема имеет широкий диапазон напряжения питания от 3 до 25 Вольт. Величина опорного напряжения задается в пределах от 1,2 до 12 Вольт внешними резисторами. Шкала индикатора соответствует уровню сигнала 30 дБ с шагом в 3 дБ. Выходной ток устанавливается в пределах от 1 до 30 мА.

Сборка индикатора упрощается приобретением набора деталей в интернет магазине по ссылке https: //ali.pub/2c62ph

. Набор включает плату, микросхему, светодиоды и всю необходимую обвязку (резисторы, конденсаторы и разъемы).

Набор деталей «Индикатор уровня звука на LM3915»

Детали набора «Индикатор уровня звука на LM3915»

Схема индикатора звука на LM3915 представлена на фото.

Принцип действия. Напряжение питания 12 Вольт подается на третий вывод LM3915. Оно же, через ограничивающий резистор R2 поступает на светодиоды. Сопротивления R1 и R8 выравнивают яркость свечения красных светодиодов в шкале. Также напряжение 12 Вольт подается на перемычку управления режимом работы индикатора (вывод 9). В замкнутом состоянии перемычки схема обеспечивает свечение только одного светодиода, соответствующего уровня сигнала. При разомкнутой перемычке схема работает в эффектом режиме «столбик», уровень входного сигнала пропорционален высоте светящегося столбца или длине строки. Делитель собранный на R3, R4 и R7 ограничивает уровень входного сигнала. Точная настройка делителя осуществляется многооборотным подстроечным сопротивлением R4. Делитель R9 R6 задает смещение для верхнего уровня логарифмической линейки сопротивлений микросхемы (вывод 6). Нижний уровень логарифмической линейки сопротивлений (вывод 4) присоединяется к общему проводу. Резистор R5 (вывод 7) увеличивает величину опорного напряжения и влияет на яркость светодиодов. R5 задаёт ток через светодиоды и рассчитывается по формуле: R5=12,5/Iled, где Iled – ток одного светодиода, А. Индикатор уровня звука работает следующим образом. В момент, когда входной сигнал преодолеет порог нижнего уровня плюс сопротивление на прямом входе первого компаратора, засветится первый светодиод (вывод 1). Дальнейшее нарастание звукового сигнала приведёт к поочерёдному срабатыванию компараторов, о чём даст знать соответствующий светодиод. По инструкции во избежание повреждения микросхемы, не следует превышать ограничение в 20 мА тока подаваемого на светодиоды.

Схема индикатора звука и принцип её действия

Как видно из рисунка, принципиальная электрическая схема индикатора уровня звука состоит из двух конденсаторов, девяти резисторов и микросхемы, нагрузкой для которой служат десять светодиодов. Для удобства подключения питания и аудиосигнала её можно дополнить двумя разъёмами под пайку. Собрать такое простое устройство под силу любому, даже начинающему, радиолюбителю.

Когда звуки сцены неконтролируемы, звукорежиссер просит сотрудничать с актерами, чтобы текст не произносился во время возникновения шума. Всегда, через директора или помощника режиссера, звукооператор просит актеров проявлять лакомство и заботу при работе с посудой, столовыми приборами и другими шумными объектами сцены. В определенных ситуациях необходимо спросить актеров о большей речевой проекции.

Определение стратегии водосбора. Стратегия захвата, предусмотренная в предварительном производстве, претворяется в жизнь, адаптируясь к объективным условиям, найденным в наборе. Реализация опции использования направленного микрофона, управляемого стрелой, осуществляется совместно звукооператором и микрофонистом, определяя, среди прочего, лучшее позиционирование оператора стрелы; движение и угол наклона микрофона; площадь покрытия и смещение, которое должен выполнять оператор. Необходимость переместить часть сцены, чтобы обеспечить свободное перемещение стрелы во время сцены, согласовывается с направлением искусства и направлением фотографии.

Типовое включение предусматривает питание от источника 12В, которое поступает на третий вывод LM3915. Оно же, через токоограничивающий резистор R2 и два фильтрующих конденсатора С1 и С2, идёт на светодиоды. Резисторы R1 и R8 служат для снижения яркости последних двух красных светодиодов и являются необязательными. 12В также приходит на перемычку, которая управляет режимом работы ИМС через вывод 9. В разомкнутом состоянии схема работает в режиме «точка», т.е. происходит свечение одного светодиода, соответствующего входному сигналу. Замыкание перемычки переводит схему в режим «столбик», когда уровень входного сигнала пропорционален высоте светящегося столбца.

Применение гибридных стратегий оценивается с помощью микрофона с репетиций сцены. Размещение лацкальных микрофонов. Когда требуются отворотные микрофоны с радиопередачей, звукорежиссер сообщает о помощи рулевого управления, которая определяет момент, когда на актер будет установлена ​​капсула лацканского микрофона и радиопередатчик. Установка должна проводиться с осторожностью, избегая того, чтобы капсула была покрыта тяжелой тканью и свободна от трения одежды на ней. Радиопередатчик прочно прикреплен к телу актера с помощью эластичных ремней, предотвращая его перемещение или ослабление во время сцены.

Резистивный делитель, собранный на R3, R4 и R7 ограничивает уровень входного сигнала. Более точная настройка осуществляется многооборотным подстроечным резистором R4. Резистор R9 задает смещение для верхнего уровня (вывод 6), точное значение которого определяется сопротивлением R6. Нижний уровень (вывод 4) присоединяется к общему проводу. Резистор R5 (вывод 7,8) увеличивает величину опорного напряжения и влияет на яркость светодиодов. Именно R5 задаёт ток через светодиоды и рассчитывается по формуле:

Размещение передатчика под актерской одеждой должно осуществляться с большим уважением, чтобы избежать смущения. При необходимости помощь дизайнера костюма или горничной предлагается поместить передатчики в тело актрис. Звукооператор должен сообщить о необходимости использовать лацканский микрофон и попросить помощи у актеров, которые обычно чувствуют себя некомфортно в присутствии этого оборудования рядом с телом; в частности, актрисы с более справедливыми костюмами. В подобных ситуациях необходимо найти решения для удобного размещения передатчика под одеждой, не нарушая внешний вид актрисы.

R5=12,5/I LED , где I LED – ток одного светодиода, А.

Индикатор уровня звука работает следующим образом. В момент, когда входной сигнал преодолеет порог нижнего уровня плюс сопротивление на прямом входе первого компаратора, засветится первый светодиод (вывод 1). Дальнейшее нарастание звукового сигнала приведёт к поочерёдному срабатыванию компараторов, о чём даст знать соответствующий светодиод. Во избежание перегрева корпуса ИМС, не следует превышать ток LED более 20 мА. Все-таки это индикатор, а не новогодняя гирлянда.

Проведение испытаний. Прямой звукооператор всегда просит репетиции, прежде чем снимать сцену. Во время теста звукорежиссер оценивает, подходит ли стратегия захвата. Репетиция — это единственный момент, прежде чем будет снята сцена, в которой условие молчания на множестве приближается к тому, что будет существовать во время захвата. Это условие молчания, достигнутое для теста, позволяет звукооператору, среди прочего, оценивать наличие некоторого нежелательного источника звука, который ранее не воспринимался; если действие связано с манипулированием объектами, которые создают нежелательные шумы.

Как собрать индикатор звука своими руками

Простая схема с красивым функционалом позволяющим почувствовать комбинацию звука и света или стать частью системы автоматики, предупреждения или безопасности, хотя возможно и другое применение схемы. Рабочее напряжение питания индикатора звука 3-4.5 Вольта.

Принцип работы схемы индикатора звука

Схема индикатора звука включает микрофонный усилитель звука и каскад управления свечением светодиодов.

  1. Питание на схему подается через штыревую колодку JP. Конденсатор сглаживает колебания напряжения. Питание на встроенную схему усиления микрофона подается через резистор R1.
  2. Усиленный сигнал с микрофона отправляется через конденсатор 10 мкФ на базу транзистора Q1. Сигнал с коллектора транзистора Q1 управляет транзистором Q2.
  3. Транзистор Q2 управляет свечением светодиодов D1-D5.
  4. Если требуется более высокое напряжение питания схемы, то необходимо в цепь питания установить дополнительное сопротивление номиналом R4 10…100 Ом.

Сборка схемы

Сначала надо распаковать пакет с деталями и проверить наличие и маркировку деталей. Выяснить сопротивление резисторов можно, либо измерив сопротивление тестером, либо расшифровать на маркировке резистора. Номиналы и количество деталей показаны в таблице.

NO.Имя компонентаМаркеры печатных платпараметрКОЛ
1РезисторR14.7K1
2РезисторR21M1
3РезисторR310K1
4С147uF1
5Электролитический конденсаторС21uF1
6Транзистор S9012Q1, Q2TO-922
7Микрофонмикрофон1
8СветодиодD1-D73мм5-7
9Штыревая колодка2,54 мм 2P1
10печатная плата29 * 30 мм1
  1. Сборку можно начать в любой последовательности. Автор начал сборку с установки светодиодов. Светодиод имеет полярные электроды. Подсказка по установке показана на фото. Удобно сначала установить три светодиода. Припаять выводы на плату и обрезать выступающие выводы бокорезами.
  2. Далее припаиваются оставшиеся два светодиода. Транзисторы устанавливаются по ключу нарисованному на плате. Электролитические конденсаторы также имеют полярные выводы. Отрицательный электрод имеет маркировку на корпусе, если что то непонятно, смотрите .
  3. Проверяем правильность установки деталей и пайки. Подаем питание, например, от трех батареек АА. Смотрите видео работы схемы индикатора звука.

Не смотря на свою простоту, на базе схемы можно собрать разнообразные устройства, например:

  • сигнализатор «ТИШЕ» (устанавливаем схему для подсветки транспоранта «тише»);
  • сконструировать сигнализатор необходимости чистки компьютера от пыли по повышенному шуму вентилятора процессора или видеокарты;
  • световой сигнализатор стука в дверь или манипуляций с замком, просто прислонить микрофон к замку или полотну входной двери;
  • сделать автомат включения фар в радиоуправляемой игрушке, при шуме моторчика фары включатся.

Набор деталей для сборки светодиодного индикатора звука можно приобрести по следующей ссылке https://s.click.aliexpress.com/e/eqNvB6y

. Если хотите серьезно попрактиковаться в пайке простых конструкций Мастер рекомендует приобрести комплект из 9 наборов, что здорово сэкономит ваши расходы на пересылку. Вот ссылка для покупки
https://ali.pub/2bkb42
. Мастер собрал все наборы и они заработали.

Успехов и роста ваших навыков в пайке.

LM3915 – интегральная микросхема (ИМС) производства компании Texas Instruments, реагирует на изменение входного сигнала и выдает сигнал на один или сразу несколько своих выходов. Благодаря своей конструктивной особенности, ИМС получила широкое распространение в схемах индикаторов на светодиодах. Так как светодиодный индикатор на основе LM3915 работает по логарифмической шкале, он нашёл практическое применение в отображении и контроле уровня сигнала в усилителях звуковой частоты.

Не стоит путать LM3915 с её родственниками LM3914 и LM3916, которые имеют аналогичное расположение и назначение выводов. ИМС серии 3914 обладает линейной характеристикой и идеальна для измерения линейных величин (ток, напряжение), а ИМС серии 3916 является более универсальной и способна управлять нагрузкой разного типа.

Печатная плата и детали сборки

Печатную плату индикатора уровня звука в формате lay можно скачать . Она имеет размеры 65×28 мм. Для сборки требуются прецизионных деталей. Резисторы типа МЛТ-0,125Вт:

  • R1, R5 R8 – 1 кОм;
  • R2 – 100 Ом;
  • R3 – 10 кОм;
  • R4 – 50 кОм, любой подстроечный;
  • R6 – 560 Ом;
  • R7 – 10 Ом;
  • R9 – 20 кОм.

Конденсаторы С1, С2 – 0,1 мкФ. ИМС LM3915 рекомендуется запаивать не напрямую, а через специальную панельке для микросхемы. В нагрузке можно применить ультраяркие LED любого цвета свечения, вплоть до фиолетового. Но это уже личные эстетические предпочтения. Для отображения стереосигнала потребуются две одинаковые платы с независимыми входами. Более подробные данные о LM3915 можно найти в техническом описании здесь.

Во время теста микрофонист знает движение актеров на сцене, момент речи и необходимые исправления для позиционирования микрофона. Проверка уровня окружающего шума. Перед тем, как повернуть звук, после того, как командный заказ, предоставленный рулевой командой для записи, звукорежиссер должен в течение нескольких секунд оценить степень молчания окружающей среды. Звукорежиссер ненадолго слышит уровень окружающего шума через наушники и определяет, подходят ли условия для записи звука. Он фокусирует внимание на любых нежелательных шумах, таких как: автомобили, мотоциклы или приближающиеся самолеты.

Работоспособность данного индикатора доказана на практике многими радиолюбительскими кружками и по-прежнему выпускается в виде наборов МастерКит.

Фото изготовления конструкции

Отчет о проблемах водосбора. Любая проблема во время захвата, которая делает невозможным использование звуковой плоскости неоперабельной, незамедлительно сообщается на адрес и должным образом отмечается в звуковом отчете. Звуковой техник пытается объяснить причины проблемы и предложить альтернативы, которые позволяют ее исправить.

Захват «обложки диалога». Звукорежиссер указывает на необходимость выполнения захвата коротких выдержек диалога, которые, возможно, были скомпрометированы во время съемки сцены из-за появления некоторого неудобного шума. Звуковые обложки можно использовать при редактировании, заменяя выдержки из диалоговых выписок из проблемных планов.

Рейтинг
( 2 оценки, среднее 4.5 из 5 )
Понравилась статья? Поделиться с друзьями: