音频峰值检测器

出处:维库电子市场网时间:2024-11-12
  VU(音量单位)表的主要目的是监视音频信号电平,但传统的 VU 表仅响应信号的平均电平,而不响应峰值。
  虽然常用的类型是 VU 表,但上述限制导致了峰值节目表 (PPM) 的发展。

  从下图可以看出,峰值程序仪表有四个关键部分——全波整流器、时间常数、处理放大器和仪表。

  简而言之,峰值节目表指示音频信号的电平。而且,真正的峰值节目表会显示信号波形的峰值电平,无论其持续时间有多短。
  足够的序言。
  如果我们从经过验证的实用音频峰值检测器电路开始,那就太好了。所提供的电路是具有双极峰值检测功能的 VU 表驱动器。这种巧妙的设计具有峰值指示器 LED,一旦峰值电平达到 0VU 以上 3dB(0VU 正弦波上出现相同的峰值电平),该 LED 指示灯就会亮起。
 

  接下来是一个非常简单而优雅的单极音频峰值检测器/指示器电路。这个小电路部分基于几十年前出现在网上的音频论坛上发现的方案。

  在此电路中,1MΩ 微调电位器 (TM1) 设置灵敏度,而当 1MΩ 电阻器 (R1) 两端的电压超过触发阈值上,第二个施密特触发门 (IC1B) 的输出呈现逻辑高电平输出。
  红色指示灯 (LED1) 亮起表示输入信号为高电平。正如您所看到的,有一个正脉冲通过 150nF 电容器 (C2) 反馈到输入(IC1B 输出到 IC1A 输入)。因此,在对电容器充电期间,如果输入信号很短,则逻辑高电平输出将被保留,这由RC元件R1和C2的值来定义。
  音频峰值指示器电路思想使用 LM3915 条形图 IC 驱动 10-LED 条形图显示器
  建议的电路很简单,因为 LM3915 IC 几乎完成了所有工作 - 它根据输入信号电平很好地管理 10 个 LED。
  使用 LM3915 显示交流信号的简单方法是将其直接施加到未整流的引脚 5。由于点亮的 LED 代表交流波形的瞬时值,因此人们可以通过这种方式轻松辨别音频信号的峰值和平均值。然而,真正的平均值或峰值检测需要正确的校正。
  根据数据表,如果 LM3915 在其分压器上设置 10V 满量程,则个 LED 的开启点仅为 450mV。因此,由于二极管阈值为 600mV,普通硅二极管整流器在低端无法正常工作。
  下图中的半波峰值检波器(直接从数据表中获得)在硅二极管前面使用了 PNP 射极跟随器。现在,PNP 晶体管的基极-发射极电压抵消了硅二极管的偏移,误差在 100mV 左右。当单个 LM3915 用于 30dB 显示器时,这种方法通常是可以接受的。
  接下来显示了基于 LM3915 IC 的实验性音频峰值指示器设计的蓝图。我使用了 12VDC 的红色 10-LED 条形图显示器 (LD-SHB10R)。它与上面所示的半波峰值检测器电路(12VDC)结合使用效果相当好。
  LM3915 (IC1) 的REFOUT 和 REFADJ引脚的分压器  配置为将每个 LED 的电流消耗限制在 20mA 以下。此外,所有 LED 都有一个 1W 限流电阻 (R1),将总电流消耗限制在约 150mA。
  请注意,此时 LM3915 IC 调节 LED 的电流,因此 LED 不需要外部限流电阻。然而,如果所有 LED 在条形图模式下点亮,IC 就会变热,因此存在 1W 下降电阻(如果您想将电路修改为标准条形图 LED VU 表,则该电阻特别有用)。在此 12VDC 设置中,R1 可以使用 68Ω 电阻。
  此外,10uF 铝电解电容器可以替换为 2.2uF 钽电容器作为 LED 电源旁路电容器,以避免不必要的振荡。
  结论
  我希望阅读本文能让您对峰值检测器/指示器在音频系统中的作用有一个新的视角。由于给定的设计思想相当基本,我相信它们可能是音频电子学的一个很好的起点。
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