Mini decibel - en enkel volym meter med en Elektret mikrofon & LM3916 (2 / 3 steg)

Steg 2: teori

Känn dig fri att hoppa över detta avsnitt. Detta är information som jag plockade upp forska och mixtra med denna krets. Det kommer främst från Byron J. utmärkt Ljud detektorn Hookup Guide.

Elektret mikrofon innehåller en liten kondensator kopplade till en JFET som skapar en extremt liten förändring i spänning i att möta förändrade lufttryck (ljudvågor).

Den första delen av kretsen är en 2.2K motstånd i serie med mikrofonen. (Jag har sett detta motstånd varierar från 1 K-10 K, med större värden att göra mikrofonen mer känsliga, men 2.2 K tycktes fungera bäst för ozonkoncentrationerna i mitt hem och garage). Utdata matas in i en 10uF kondensatorn, som tar bort del-Anseendedcen av signalen, dvs centrerar det omkring 0 volt. Signalen matas genom en 1K motstånd in i inverterade indata av en op-förstärkare. Op-förstärkaren har en 100K motstånd mellan dess utgång och ingång, vilket gör det förstärka signalen av 100K / 1K = 100 gånger (40dB). Det finns en spänningsavdelare på icke-invertering indata så att produktionen är nu ljudvågen centrerad kring 4.5V med en magnitud 100 gånger större än mikrofonens produktionen.

Nästa steg är att spåra topparna av signalen, även känd som efter dess hölje. På så sätt lysdioderna visar ett diagram över volymen förändras över tiden, snarare än bara stiger och sjunker som ljudvågen svängningarna från positiv till negativ. För att göra kuvert efterföljare, körs signalen genom en 1uF kondensator till igen centrera den runt 0 volt, och sedan in den inverterade indata av en annan op-amp (LM358 lyckligtvis innehåller två!) Den här gången finns en diod mellan output och input stift, som i huvudsak avbryter negationen hälften av insignalen. Det finns en 10K motstånd innan ingång och en 22K resistor parallellt med dioden, så denna andra op-amp är också förstärka signalen med 2,2 gånger. (Faktiskt, negativa 2.2 gånger sedan detta inverterade förstärkare, men så var den första, så detta vänder första luckan. Och ljud är symmetrisk så varken inversion bör roll.)

När produktionen av detta andra op-amp gungor hög, en andra diod (D2) tänds och debiterar en 10uF kondensatorn (C5). När op-amp produktionen är hög eller inte svänga, D2 är avstängd, och C5 utsläpp genom R9. C5 således spårar topparna av ingångssignalen och matas in i LM3916.

LM3916 vänder 0-10 lysdioder beroende på spänningen, som jämförs mot dess inre spänning stege. Jag bifogade en 5K reostat (varierande resistor) till den 3916 justering stift så att känsligheten kan ändras för att matcha den omgivande ljudnivån.