Как подключить стрелочный индикатор

18

Как подключить стрелочный индикатор

Индикаторы звуковых сигналов.

Автор: Юрий Зотов
Опубликовано 08.04.2008

Часть I. Стрелочные индикаторы.

Стрелочные индикаторы, с колеблющейся в такт музыки стрелкой, вполне современно смотрятся на передних панелях усилителей до сих пор. И если наличие таких индикаторов ранее было действительно необходимо, то сейчас острой нужды в них нет.
Однако, судя по подобным вопросам в сети, любители таких вещей ещё остались. Вот как раз для них и написана эта статья.

1. Стрелочный прибор.

Конструкция.
Конструкция таких приборов разнообразна, однако принципы действия их одинаковы. В пластиковом корпусе размещен магнит цилиндрической формы. По образующей цилиндра установлена магнитная рамка с подпружиненным подвесом и закрепленной стрелкой. С противоположной стрелке стороны устанавливают балансир. В большинстве случаев такой балансир представляет собою капельку припоя, и служит для компенсации центробежных сил стрелки. Поскольку прибор, по своей сути, является механической системой, то и основные характеристики определяются «механикой» измерительной головки.
Хотелось бы отметить ещё одну особенность конструкции стрелочных индикаторов: для возврата стрелки в исходное положение применяется пружина (а это не линейный элемент, зависящий от её жёсткости), в результате шкала измерения прибора так же будет не линейна. В современных измерительных головках применяют многооборотные пружины, с достаточно хорошей гибкостью и нелинейность измерения очень мала, но всё же, мне кажется, стоит об этом помнить.

На рисунке выше представлена измерительная головка модели М6850 как наиболее распространённая и доступная, на данный момент, многим начинающим радиолюбителям. Лично я все свои схемы отрабатывал именно на ней.

Принцип действия.
Всё просто — подал на катушку ток, создалось магнитное поле. Взаимодействие магнитного поля катушки с магнитным полем постоянного магнита, приводит к отклонению катушки (и стрелки) пропорционально протекаемому в ней току. Направление протекаемого тока в катушке определяет направление отклонения стрелки. Отсюда вывод: стрелочный индикатор работает только с постоянным (пульсирующим ) током. Подача переменного тока на индикатор заставит стрелку «дрожать» и не более того.

Ну, вроде бы, всё понятно: измеряем величину переменного напряжения в звуковом тракте. В практике измерений известны: максимальная величина (амплитудное значение) сигнала, средневыпрямленное значение, среднеквадратичное значение сигналов. Мы не будем лезть в глубь теорий, определимся только с тем, что в нашем случае, мы измеряем средневыпрямленное значение. А шкалы наших приборов откалиброваны в децибелах (реже в процентах) от установленного «эталонного» уровня сигнала («0» dB). То есть, мы будем измерять не саму величину сигнала, а его отношение, к некоторой эталонной величине К=Uэталон./Uизмерен. , выраженной в децибелах. Для перевода измеренных значений в децибелы используют следующую формулу: А= 20 Lg Uэталон./Uизмерен .
Околовсякое. В переносных магнитофонах стрелочный индикатор применялся ещё и для измерения напряжения питающих элементов то есть являлся, по сути своей, примитивным вольтметром.

Из того, что я написал выше, следует логический вывод: чтобы индикатор работал так, как мы того ждём, необходимо преобразовать переменный ток в пропорциональный ему ток постоянный и подать его на измерительную головку. Первое, что приходит в голову, представлено на рисунке:

Как ни странно, но такой индикатор будет работать. После небольшого «ретуширования», он приобретает следующий вид:

И вполне может трудиться, скажем, при измерении выходной мощности какого — либо усилителя мощности. Ну а что, вообще можно сказать о подобной схеме? Работает она следующим способом: избыток сигнала до необходимого значения гасится резистивным делителем R1, R2. Диод преобразует переменный сигнал в постоянный (пульсирующий), путём среза «отрицательной» полуволны звукового сигнала. Полученный таким способом сигнал «сглаживается» на конденсаторе С1 и далее поступает на измерительную головку. Именно от этого конденсатора зависит время реакции и восстановления измерителя. До определённых, конечно, величин. Хороша схема или плоха? Вот её плюсы и минусы.
Плюсы:
1 — простота схемы.
2 — минимум деталей.
3 — не требует источника питания.
Ну вот вроде и всё.
Минусы:
1 — Низкая точность измерения, в силу установленного однополупериодного выпрямителя (VD1).
2 — Малое входное сопротивление, определяемое, в основном, резистором R1. Именно это и позволяет использовать её только с источниками сигнала обладающими низким выходным сопротивлением (как уже указывалось выше — с усилителями мощности).
3 — Малый диапазон измерения. При не больших значениях мощности, колебания стрелки будут практически не заметны.
Очевидно, что для большей универсальности измерителя требуется улучшение схемы. Опять же, первое, что напрашивается, это применение «буфера» с большим входным и малым выходным сопротивлением. Самым простым способом видится использование транзистора, как усилителя постоянного тока.
Вот одна из возможных схем:

Как видно, по сравнению с предыдущей схемой добавлен транзистор VT1, что несколько повысило чувствительность схемы. Однако остальные недостатки остались.
Возможен и другой вариант применения транзистора — в качестве эмиттерного повторителя:

В этом случае мы получаем буфер с высоким входным и низким выходным сопротивлением. Однако, поскольку Кпередачи эмиттерного повторителя не может быть больше единицы, мы не сможем получить от этой схемы повышения чувствительности. Остальные недостатки измерителя так же сохраняются.
Вот мы и подошли к схеме, сочетающей в себе усилительные свойства и низкое выходное сопротивление.

Эту схему (в различных интерпретациях) часто используют в аппаратуре с однополярным питанием. Мною она так же была повторена не однократно и доказала высокую повторяемость и стабильность работы. В ней устранено большинство недостатков, приведённых выше схем. Транзисторный усилитель на VT1, VT2 имеет высокое входное и низкое выходное сопротивление. Питаться схема может от источника с напряжением от 3 до 25 вольт (зависит от применяемых транзисторов). Не критична к номиналам пассивных элементов. Есть конечно и минусы — однополупериодный выпрямитель VD1, VD2 (обратите внимание, что здесь он реализован по схеме умножителя напряжения). Как следствие — некоторая неточность измерений. Однако простота и универсальность устройства с лихвой компенсируют этот недостаток.
В связи с доступностью интегральных операционных усилителей рассмотренную выше схему можно реализовать и на ОУ.

Как видно в этой схеме активным элементом выступает операционный усилитель. Кроме уменьшения количества пассивных деталей, данная схема практически идентична предыдущей схеме и содержит в себе те же преимущества и недостатки.
Поскольку речь зашла об использовании операционных усилителей в измерителях сигнала, хотелось бы рассмотреть ещё несколько схем их реализации.

Указанные варианты сохраняют преимущества схем описанных выше, но и измеряют уже две полуволны звукового сигнала, за счёт применения диодного моста. Схема, представленная на рисунке справа, к тому же, обеспечивает ЛИНЕЙНОЕ перемещение стрелки измерительной головки, поскольку последняя включена в цепь обратной связи операционного усилителя. Чувствительность индикаторов можно регулировать подбором сопротивления R3. Входное сопротивление индикаторов составляет около 47 кОм. Напряжение питания зависит от типов применяемых ОУ, а в качестве усилителя можно применять практически любые ОУ, с выходными токами более 5mA. Но я бы рекомендовал использовать ОУ с полевыми транзисторами на входе (К140УД8, КР 544УД2 и т.д.). В таком случае, будет возможность повысить входное сопротивление узла простым увеличением номиналов резистивных делителей на входе (R1, R2).

И ещё небольшой нюансик. В приведённых выше схемах индикаторов на ОУ, возможны другие варианты подачи половины питающего напряжения на входы усилителей. При этом их характеристики, практически, не изменятся. Но этот вопрос уже из области схемотехники ОУ. Кроме того, указанные схемы можно питать и двуполярным напряжением питания с минимальными переделками.
На последок хотелось бы рассмотреть измеритель уровня сигнала на высококачественной специализированной микросхеме К157ДА1.
Не смотря на свою «долгую жизнь», на мой взгляд, она всё ещё заслуживает пристального внимания. Эта микросхема содержит в себе двухполупериодный выпрямитель среднего значения сигнала, буферный каскад и преобразователь двуполярного сигнала в однополярный. Основные электрические параметры:

Стрелочный индикатор для усилителя мощности. VU meter P-78WTC-BGB-S106

Согласитесь, есть что-то завораживающее в движении стрелок в такт музыке, а если они еще мягко подсвечены, то создается теплая ностальгическая атмосфера, как в те времена, когда аппаратура звучала иначе.
Некоторые производители применяют стрелочные индикаторы уровня до сих пор, например элитный McIntosh:

Один из моих первых самодельных усилителей был со стрелочными индикаторами:

индикаторы эти я покупал на ebay в 2010 году, а драйвер там был на отечественной микросхеме К157ДА1.
Позднее я применял круглые индикаторы, когда делал бумбокс в ретро стиле:

Посмотрим теперь на современное китайское видение, каким должен быть стрелочный индикатор сигнала.

Начнем с упаковки, тут это важный момент, так как прибор хрупкий:

Вполне надежно.
Доставка ТК
Достаем индикатор:

Он сдвоенный, два канала находятся в одном корпусе. Отградуирован -40. +3 Дб.
Технические характеристики:
Материал крышки: PMMA + PS
Модель: P-78WTC-BGB-S106
Размер: около 15,4 смx 1,8 см x 4,6 см
DCR = 650Ω +-10%, если = 500uA +-10%
Лампа: белый свет x 3 шт.
Светодиодный светильник напряжение: 12 В постоянного тока
(С резистором для ограничения тока для защиты светодиодов)

Внешний вид индикатора:

Размер паза под установку: 150х32 мм. 18 мм от нижней плоскости корпуса до низа видимой части.
Корпус состоит из двух частей, сам индикатор и отражающая пластина подсветки сзади, части скреплены между собой скотчем.

В корпусе усилителя индикатор можно крепить на термоклей или прижимать уголком.
Сбоку:

Выступает видимая часть от корпуса на 3 мм.
Сзади расположены подключения:

Посередине планка с контактами для подачи питания на светодиоды подсветки. Не забываем, что нужен токоограничивающий резистор для питания светодиодов.

Я поначалу подключил 12 В и сразу спалил светодиоды (там плоские 3 мм шириной), русские люди сначала сломают, а потом читают инструкцию… Так вот, защиты «от дурака» нет, поэтому про резистор не забываем. Я поставил 10к при питании 12 В.
Можно вообще снять отражающую пластинку с подсветкой, и сделать подсветку на дампах накаливания или мощных LED диодах.

Видны катушки измерителя:

Это по сути амперметр стрелочный.
Масса прибора на всякий случай:

Работа подсветки в темноте:

Голубой цвет подсветки любимый в Китае))
Можно поиграть с резистором и повысить яркость диодов:

Сам по себе стрелочный индикатор уровня работать не будет, ему нужен драйвер.
Я использую бюджетные платки на микросхеме TA7318:

Эта платка работает от 12 В, к ней подключается входной сигнал, а она управляет стрелочными индикаторами и их подсветкой.

Вот так «залипательно» двигаются стрелки:

Видео работы индикатора:

Этот индикатор будет хорошим украшением корпуса самодельного усилителя, но нужно «позаморачиваться» с подсветкой.

Спасибо за просмотр. Удачных покупок!

Товар для написания обзора предоставлен магазином. Обзор опубликован в соответствии с п.18 Правил сайта.

Форумы сайта "Отечественная радиотехника ХХ века"

Можно ли подключить к усилителю стрелочные индикаторы?

Можно ли подключить к усилителю стрелочные индикаторы?

Особо в этих схемах не понимаю.. строго не судите.

Вот при таком подключении резистор греется.

Птицей быть мечта людей реальностью не стала.
Ты не птица, человек! Не какай где попало!
. (с) А.Лаэртский.

подумал правильно, нарисовал нет.

Дубль три. так?

Вот схема из «Радио» №11-1980, стр. 29, В. Шушурин «Усилитель мощности». Всё прекрасно работает и ничего не греется. Переключатели «масштабируют» шкалу в интервалах 0-1, 0-10 и 1-100 Вт. Их можно выкинуть и оставить только один предел, какой нужно.

держи http://hardauto.ucoz.ru/publ/1-1-0-2
самая первая схема. проще уж не бывает

«плюс» у индикатора там, куда резистор подходит

ЛЮДИ. , я так же хочу,стрелочные индикаторы как к примеру на союзе,может кто сделает в корпусе с подсветкой,я расчитаюсь

ну очень хочется,скоро с союзом расстанусь и не останется стрелочек

Птицей быть мечта людей реальностью не стала.
Ты не птица, человек! Не какай где попало!
. (с) А.Лаэртский.

+1 protol

1. параллельно индикатору вешают конденсатор, чтобы стрелка слишком быстро не дёргалась.

2. в зависимости от индикатора его защищают диодом от перенапряжения.

3. постоянные времени заряда-разряд. Это точно здесь перебор.

Но это всё так. мысли вслух. Забейте.

Интересно одно: на данный момент ещё ничего не сгорело?

Спасибо то, что нужно. завтра собиру.

Вот я на неделе сделаю сей сабж и фото сюда кину, а тама видно будет.
А воабще, возьмите да сделайте))

Столько раз говорите про линейный выход, а если его нема? или мне не по глазам?ткните носом пожалуйста..

Прежде чем влючить, всёже спрошу ещё раз: собрал вот так, правильно?

> И когда я подключал индикатор на измерение выхода, звук чуть менялся (появлялось лёгкое зудение)

И каково примерно было его входное сопротивление?
Полагаю, несколько килоом будет сравнительно безопасно.

Птицей быть мечта людей реальностью не стала.
Ты не птица, человек! Не какай где попало!
. (с) А.Лаэртский.

> цепочка обратной связи, как раз несколько десятков килоом.

Её сопротивление тут роли не играет, важно выходное сопротивление усилителя и входное громкоговорителя.
Я бы вообще вместо одиночного диода поставил диодный мост после сопротивления (пусть хоть на оба полупериода одинаковое влияние оказывает).
ООС по идее должна снижать и те искажения, которые внесёт наш индикатор.

#44 Непрочитанное сообщение ratter » 30 апр 2010, 07:44

Ziatz писал(а): > И когда я подключал индикатор на измерение выхода, звук чуть менялся (появлялось лёгкое зудение)

И каково примерно было его входное сопротивление?
Полагаю, несколько килоом будет сравнительно безопасно.

Вот как раз несколько килоом и было. На усилители с большим выходным сопротивлением я бы вообще их не ставил постоянно включёнными. Там всё ещё хуже будет. Впрочем, тот усилитель не блистал параметрами. Думаю, что выходное у него было порядка 0.1 Ома в лучшем случае.

Тот самый случай, когда измерение влияет на измеряемое. Вопрос только в степени влияния.

Тема: как подключить стрелочный индикатор к ламповому

Сообщение от Геннадий 53

Это что-то непонятное, по моему никакого отношения к индикатору настройки приемника не имеет. Пошарил по интернету, такое ощущение что никто не знает как и куда подключить индикатор настройки.

Сообщение от Геннадий 53

Это что-то непонятное, по моему никакого отношения к индикатору настройки приемника не имеет. Пошарил по интернету, такое ощущение что никто не знает как и куда подключить индикатор настройки.

Сообщение от ic271

• Просмотр профиля
• Сообщения форума
• Записи в дневнике

ТС советую заменить невзрачные и убогие 6е5с или 6е1п на реальноиндикаторную 6е3п и не создавать себе головной боли

Добавлено через 6 минут(ы) :

Сообщение от Scover

• Просмотр профиля
• Сообщения форума
• Личное сообщение
• Записи в дневнике

Индикатор настройки — S-метр — его схем есть сотни. Выбирайте:

• Просмотр профиля
• Сообщения форума
• Личное сообщение
• Записи в дневнике

Сообщение от Scover

Желательно указать, что вы хотите этим индикатором измерять. Напряжение, или использовать его в качестве S -метра. От этого зависит куда его подключить. Если хотите измерять напряжение, то добавочные последовательные сопротивления к головке для разных напряжений вычисляют по формуле:

Rд = Uпред. / I головки, минус R головки. То есть Добавочное последовательное сопротивление равно выбранному пределу измерения вольт, деленному на ток полного отклонения стрелки головки прибора и от этого результата нужно вычесть сопротивление головки. Для высокой точности результата резисторы нужно брать с наибольшим процентом точности. Для S метра нужно определить какое максимальное напряжение выдает АРУ , рассчитать на это напряжение величину добавочного сопротивления и подключить к АРУ для измерения его напряжения. Для уменьшения влияния головки на АРУ, желательно головку брать с отклонением стрелки от наименьшего тока. Лучше на 100 микроампер и меньше. От этого будет зависеть минимальное отклонение стрелки при малом напряжении АРУ.