VU Medidor Para 60 dB

Quase todo tipo de áudio é analógico, não sendo encontrado nem mesmo na radiodifusão digital uma gama dinâmica maior que 60 dB em seus limites naturais.

O medidor VU aqui apresentado foi concebido de modo que os sinais de áudio possam ser medidos dinamicamente em até 60 dB, obviamente que geralmente não existe interesse na medição, e sim no aspecto visual, pois existe quem goste de escutar música observando os movimentos luminosos ao ritmo dos sons produzidos, não nego que sou uma dessas pessoas.

O sinal de áudio é retirado diretamente dos terminais do alto-falante do amplificador, e a dinâmica é linear na freqüência de 3 dB, sendo mostrado em uma corrente de feixe de luz com 20 LEDs.

Esse circuito de VU independente foi concebido para utilizar uma fonte de alimentação separada, podendo ser usado em medições, mas também tem função decorativa, chamando a atenção quando os LEDS acendem e apagam ao ritmo do som.

O CI LM3915 é fabricado pela National e sua principal função é medir a tensão de entrada e fornecer o resultado em etapas logaritmicas de 3 dB com 10 LEDs, tudo isso em um único CI deste tipo, em gama de 0 a 30 dB dinamicamente.

Com uma resistência adicional na entrada é possível controlar a sensibilidade, no CI LM3915 existe internamente uma referência de tensão ajustável e um conjunto de dez resistores de 22 ohms formando um divisor de tensão integrado.

A tensão de entrada é comparada com os dez comparadores e sendo aproveitados os valores do divisor de tensão, os comparadores de controle trabalham com drivers para o acendimento dos LEDs, note que os LEDS não precisam de limitadores de corrente através de resistores externos.

Para poder medir ou indicar dinamicamente de 0 a 60 dB, dois CI LM3915 são ligados em cascata, pois usando apenas um CI LM3915 só alcançaria a escala de 30 dB.

A tensão de referência interna do CI 2 é determinada por R5, R6, P1 e R7, a partir dele, a luminosidade depende da tensão de entrada.

Com base na deformação necessária de tensão de entrada, a tensão de referência do CI 1 é derivada da tensão de referência do CI2, que pode ser ajustada por P1 para maior precisão.

A partir da tensão de referência é conseguida a tensão de entrada do CI1, que controla dez LEDs, e a marca de 30 dB.
A coorente de cada um dos LEDs nas saídas do CI1 depende do valor ôhmico de R3, e R5 tem a mesma função no CI2.
O valor de R3 é menor que o valor de R5, porque existe uma compensação pela influência do divisor de tensão interna do CI2.

O divisor de tensão é conectado em paralelo com a fonte interna de referência de tensão, o aumento do valor do conjunto R3 e R5 é para que as propriedades dos dois grupos de LEDs sejam iguais.

O sinal de áudio passa por C1 e R1 para as entradas paralelas de CI1 e CI2. R1 e R2 formam um divisor de tensão, e C4 filtra as altas frequências e sinais interferentes, tanto quanto possível, colocando as altas freqüências e os sinais interferentes em curto com o terra.

Limitado por R1, que nesse circuito é de 2K7, para ser acionado só quando atingir o valor de tensão especificado, e só então é que começa o funcionamento do medidor de VU, nessa situação o amplificador deverá estar com a saída em torno de 6 Vrms, com potência de 10 watts, e com carga de 4 ohms.

Note que os valores de R1 e C4 dependem do desempenho do amplificador, em cuja saída é ligada à entrada do medidor VU.
Os valores podem ser encontrados de forma simples, porque o VU meter é ligado em paralelo nos fios, onde existe a potência (P), tensão (U) e impedância do alto-falante (Z), para conseguir outro valor de tensão é usada a seguinte fórmula:

U2 = P / Z (O novo resultado é a potência dividida pela impedância de saída, ou seja, a impedância do alto-falante).
A partir da fórmula fica fácil deduzir que para o acendimento dos LEDs com tensão menor deve existir a diminuição da tensão em 50%.

A iluminação do primeiro LED começa aos 7,0 mV, é um nivel bem baixo de sinal, mas o CI pode compensar os erros e levar a iluminação dos LEDs ao máximo, além disso, os capacitores C4 e C5 ajudam a minimizar esse efeito.

C4 deve ser conectado com a conexão mais curta possível para R2, e o mesmo vale para C5 e para o potenciômetro P1.
Os dez LEDs podem representar a tensão de entrada como pontos errantes ou como pedaços de barra de variáveis, o ponto e modo de barra pode ser comutada em S1.

A versão em estéreo do medidor de VU é criada quando você criar o mesmo circuito duas vezes, assim você liga uma unidade em cada canal, ou seja, uma unidade no canal direito e outra no canal esquerdo.

A fonte de alimentação não precisa ser duas, ela é suficiente para a versão estéreo, pode ser uma fonte de alimentação fixa com uma tensão de saída de 8 a 25 volts, e uma vez estabelecida a ligação à rede elétrica, o CI3 que é regulador de tensão reduz a tensão para 5 volts, observe que o regulador de tensão também serve para a versão estéreo, mas nesse caso convém colocar um dissipador de calor.

Os trabalhos de ajustes estão limitados a um único local: a tensão no pino 6 do CI1, que deve ser ajustada com P1 a maior precisão possível a 158 mV.

Esta tensão é exatamente os 30 dB, e é menor que a tensão nos pinos 7 e 8 do CI LM3915N.


Material:
Resistores:.
R1 = 2k7.
R2 = 10 k.
R3 = 680 Ohms.
R4 = 22 K.
R5 = 820 ohms.
R6 = 2K2.
R7 = 22 Ohms.
P1 = 100 ohms.
Capacitores:
C1 = 1 ?f/63 volts.
C2, C6 = 10?f/25 volts.
C4 = 2N2 (ver texto).
C3, C7, C9 = 100 nF.
C5 = 22 nF.
Semicondutores:
CI 1, CI 2 = LM3915N (National).
CI3 = LM7805.
D1 a D20 = LEDs de baixa corrente da cor preferida.
D21 = 1N4001.
Mais:.
S1 = chave de dois pólos

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