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led电平表-可改音频频谱显示.pdf
栏目:公司新闻 发布时间:2024-07-16
 模块化双通道峰值保持 LED 电平表 平时很喜欢听音乐,也喜欢那种随着音乐节奏跃动的电平表,所以打算自己 diy 个绚烂点的电平表。 由于我对指针的那种不是很感冒,觉得反应速度没 LED 快,就决定做 LED 的。 初步的打算是做个显示段数多一点的 ,至少要双三十段以上 ,最好能带峰值保持功能(就是瞬间达到的电平最高点的 LED 灯

  模块化双通道峰值保持 LED 电平表 平时很喜欢听音乐,也喜欢那种随着音乐节奏跃动的电平表,所以打算自己 diy 个绚烂点的电平表。 由于我对指针的那种不是很感冒,觉得反应速度没 LED 快,就决定做 LED 的。 初步的打算是做个显示段数多一点的 ,至少要双三十段以上 ,最好能带峰值保持功能(就是瞬间达到的电平最高点的 LED 灯稍缓慢往下掉落的效果) 想要达到这个效果 ,全分立(一串二极管串联分压那种 )肯定不行,用一堆运放做成比较器电路麻烦也难以实现“峰值”的效果,所以决定用专门的 LED 驱动 ic。 经过搜索,常用的找到 TA766*,KA228*,LB140*,LM391*等系列的。通过查看每个 IC 的 datasheet(数据表),发现 LM391*系列有两种显示模式: dot/bar(点/条),可以通过一个引脚的电平来控制,正好符合我需要。而且单个 IC 能驱动10个 LED,其他 IC 都不完全符合要求。因此决定使用这个系列。(插曲:有人也许会问为什么不用单片机来做 ,刚开始我在这个问题上也纠结了一段时间 ,单片机虽然硬件简单但是能达到的效果有限,显示精度和速度不易达到全硬件的效果,尤其是 LED 较多的时候。一次性投入高(例如编程器)。如果靠选用高速高性能单片机来做又有成本过高之嫌,而且一般 DIYer 不容易仿制。因此决定采用全硬件制作,全面使用常用元件 。) 选定 LM391*系列之后,接下来需要考虑的是整个电路的结构。 此系列有三种 IC,分别是 LM3914(线性),LM3915(对数),LM3916(指数),内部分压器的分压比不同 。线性适合做电压表 ,对数适合做信号表 ,指数适合做功率表 。前者级联简单可直接级联 ,后两者相对麻烦 ,需要用运放来放大和衰减输入信号。 (内部对比图)本场合选择3915是最适合不过的了(人耳听觉对音量的感知和音量电平大小成对数关系 ),但是级联时需要用多个运放分别衰减处理每个 ic 的输入信号才能使整个电平表呈对数规律显示,调试麻烦,尤其是较多 ic 级联时。 (3915、3916级联图)因此权衡利弊决定选用 3914。虽然线性不是很贴合人耳听觉感知规律,但是由于显示段数较多,很大程度上可以弥补。而且线性指示还可以大幅度拓展此表的用途 ,比如完全可以当电压表 、电流表用(类似高级数字万用表的模拟条)。 输入部分打算使用运放放大整形,并使用电容做延迟,产生每个声道的即时信号和峰值信号。使用 LM324足矣。 为简化电路、降低成本考虑,决定做成扫描显示的。每个显示周期内扫描 4次,分别是两个声道的即时值和峰值。 这样的话使用 CD4052模拟开关中的一组作为 4选一正好,将上面提到的 4种信号按照规定的时序送 到LM3914。 CD4052的另一组模拟开关控制两只三极管,按照规定的时序分别为两声道 LED 提供电源。 LM3914的9脚是模式控制脚,可以采用 CD4053模拟开关中的一组开关控制该脚电平,来实现点(峰值 )和条(即时值)的控制切换。每个 CD4053中有三组模拟开关,可控制 3个 LM3914级联。 根据两个模拟开关需要的控制信号来看,选用 CD4060作为控制信号发生器正好能满足需要,而且自带 RC振荡器。 (插曲:前面3个 CD4000系列集成电路的选型看似简单 ,实际是翻阅大量 datasheet 才确定下来的 。要不就不会有那么多“正好”了。比如 CD4060的每个输出口都是推挽形式的