Современная электроника №3/2024

ИНЖЕНЕРНЫЕ РЕШЕНИЯ 52 WWW.SOEL.RU СОВРЕМЕННАЯ ЭЛЕКТРОНИКА • № 3 / 2024 Квазипиковый измеритель уровня звукового сигнала По виду индикации динамические измерители квазипикового уровня ( ИКУ ) делятся на устройства с индикацией изменяющейся в такт с уровнем сигнала светящейся полосой и с индикацией светящейся точкой . Базовый вариант устройства с индикацией светящейся точкой рассмотрен в [1], а развитие реализованной в нём идеи – в [2]. Значительно улучшить технико - эксплуатационные характеристики измерителя стало возможно путём введения режима с индикацией светящейся полосой , что делает процесс визуального наблюдения за показаниями прибора более наглядным . Александр Одинец Общие сведения Как известно , во избежание замет - ных на слух искажений , вызванных кратковременными перегрузками канала записи , для контроля сигнала в магнитофонах наряду с измерителя - ми среднего ( промежуточного ) уров - ня используют измерители так назы - ваемого квазипикового уровня ( ИКУ ). Согласно стандарту [3] время интегра - ции таких измерителей , т . е . время дей - ствия испытательного сигнала , за кото - рое показание индикатора достигает 80% от показания , соответствующе - го его амплитудному значению , рав - но 5 мс ( искажения , длящиеся менее 10 мс , ухо не замечает [4]). Профессиональные измерители уровня разделяют на два типа [5]. Приборы первого типа должны иметь большой динамический диапазон – от –40 дБ до +4 дБ . Они предназначе - ны для оперативного регулирования уровней . Более простые ИУ второго типа служат для оценки уровней при эксплуатационном контроле и име - ют динамический диапазон измеряе - мых уровней от –20 дБ до +3 дБ . Время интеграции у них должно быть оди - наковым , а время возврата различно . Чем больше время возврата , тем более завышенными получаются показания измерителей уровня на сигналах низ - кого уровня , следующих после высо - ких . Время возврата , измеряемое при спаде показаний от 0 на 20 дБ , для при - боров первого типа должно составлять 1,4…2 с , а для второго – 2…4 с . Различие времени возврата двух ИУ в одном блоке особенно заметно на глаз , и выравнивание этих характе - ристик просто необходимо , тем более что допуски позволяют изменять временны́е параметры в больших пре - делах . Точность показаний ИУ также нормирована : номинальный уровень должен устанавливаться с погрешно - стью 1 дБ на уровне –30…2 дБ , а на –40 дБ показания могут отличаться на ±3,5 дБ . ИКУ можно условно разделить на ста - тические ( одноуровневые ) и динамиче - ские ( многоуровневые ). Первые инди - цируют превышение сигналом одного заранее установленного уровня , вторые позволяют наблюдать изменения кон - тролируемого сигнала в пределах дина - мического диапазона измерителя . ИКУ с индикацией светящейся точкой целе - сообразно применять только в носимой радиоаппаратуре с автономным питани - ем , так как они уступают ИКУ с индика - цией светящейся полосой в наглядности . Инаконец , по характеру шкалы различа - ют ИКУ с линейной , логарифмической и S- образнойшкалой , у которой растянут наиболее важный участок вблизи 0 дБ . Любой измеритель уровня имеет входное устройство , двухполупериод - ный детектор , времязадающую цепоч - ку и показывающий прибор . Так как реальные звуковые сигналы несим - метричны , в ИУ нужно применять двухполупериодное детектирование . Для стереофонических ИУ подойдёт двухканальная микросхема К 157 ДА 1 с детекторами огибающей , работающи - ми в диапазоне около 50 дБ , т . е . её мож - но использовать и в приборах первого типа . Следует заметить , что перегрев кристалла этой микросхемы , возмож - ный при чрезмерно длительной пай - ке её выводов , приводит к необратимо - му возрастанию начального выходного напряжения и ограничению диапазо - на измерения . Схема электрическая принципиальная Принципиальная схема устройства показана на рис . 1. Контролируемый сигнал через разделительные конден - саторы C1, C2, подстроечные резисто - ры R1, R2 поступает на двухполупе - риодный выпрямитель переменного напряжения , собранный на двухка - нальной микросхеме DA1. C выхода этой микросхемы преобразованные сигналы через цепи с фильтрующими конденсаторами C4, C5 поступают на коммутатор , выполненный на ключах DD4.1, DD4.3. Коммутатор переключа - ется сигналами с выходов элементов DD3.1, DD3.3, работающих в инвер - тирующем включении . В результате его работы сигналы с левого и пра - вого каналов поочерёдно поступают на неинвертирующий вход компара - тора DA2.1. Стабилитроны VD1, VD2 выполняют функцию ограничителей при превышении сигналом уровня +4,9 дБ . Компаратор сравнивает при - ходящий сигнал с образцовым напря - жением , поступающим на его инвер - тирующий вход . Образцовое напряжение формирует - ся цифроаналоговым преобразовате - лем ( ЦАП ), выполненным на инверто - рах DD1.3…DD1.6 и резисторах R9–R16. На инверторах DD1.1, DD1.2 собран тактовый генератор , сигналы с кото - рого поступают на двоичный счётчик DD2.1, а с его выхода старшего разряда на вход DD2.2. Каждый импульс гене - ратора увеличивает состояние счёт - чика , сигналы которого поступают на ЦАП , на единицу . Весь цикл индикации состоит из 16 ступеней . Каждой ступени соот - ветствует определённое напряжение на входе измерителя ( см . таблицу и рис . 2). Если на неинвертирующем входе компаратора DA2.1 напряже - ние меньше образцового – его выход - ное напряжение отрицательно . При этом в первый разряд регистра DD6 записывается уровень логического нуля . Сигналы синхронизации сни - маются с выхода младшего разря - да счётчика DD2.1. Первые же шест - надцать счётных синхроимпульсов приведут к записи выходных состо -