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Mesures > Vumètre 009
Dernière mise à jour : 07/01/2024Présentation
Ce vumètre est basé sur l'emploi d'un LM3915, il s'agit d'une version modifiée du Vumètre 008.
La tension d'alimentation requise pour ce vumètre est une tension simple (unique) comprise entre 9 V et 15 V.
Une version plus évoluée (classée Pro) est présentée à la page Vumètre 009b.
Schéma
Sans trop de surprise donc, un LM3915 pour la partie affichage, et un petit TL071 pour la section d'entrée / redressement.
Etage d'entrée / redressement
Il est fait usage ici encore d'un TL071 monté en amplificateur à gain ajustable pour l'étage d'entrée. La différence par rapport au schéma du vumètre 008 réside dans la façon de redresser le signal audio pour le transformer en une tension continue proportionnelle à son amplitude crête. Ici, aucune diode n'est montée dans le circuit de contre-réaction de l'AOP. On amplifie le signal, puis on l'applique tel quel au redresseur à diodes constitué de D1 et D2. Cette façon de faire présente l'inconvénient de devoir faire avec le seuil de conduction des diodes, mais présente l'avantage de pouvoir faire travailler plus facilement l'AOP avec une tension d'alimentation simple. C'est un choix qui n'est pas problématique dès l'instant où l'on choisi de travailler avec des signaux audio d'amplitude assez élevée. La dynamique d'affichage est de toute façon assez réduite pour que l'on "concentre" son attention sur le haut de l'échelle.
Le gain (taux d'amplification) est ajustable grâce à la présence du potentiomètre RV1, ce gain est au maximum de l'ordre de 4 (grosso-modo +12 dB) si on laisse à R1 sa valeur de 47 kO (le gain peut être augmenté en diminuant la valeur de R1). Le condensateur C5 bloque la composante continue présente en sortie de l'AOP, cette tension continue ayant une valeur égale à la moitié de la tension d'alimentation du montage (alimentation générale simple et non symétrique). Les signaux transmis à la cellule de redressement / filtrage qui suit sont donc uniquement de nature alternative, c'est le signal BF amplifié et rien d'autre. Les deux diodes D1 et D2 permettent de ne conserver que les seules alternances positives du signal BF. Le couple R2 / C2 constitue une cellule d'intégration qui ralentit le temps de montée de la tension continue récupérée après redressement, pour que le vumètre se comporte plus en vumètre qu'en crêtemètre. La résistance R5 détermine le temps de décharge de C2 quand l'amplitude du signal BF redescend, ce qui détermine le temps d'extinction des LED.Section affichage (partie inférieure du schéma)
Elle est encore une fois confiée au circuit intégré spécialisé LM3915 qui permet de piloter 10 LED. Ce dernier intègre un réseau diviseur de tension et autant de comparateurs de tension que de sorties pour LED. Il suffit de lui appliquer une tension continue dans une plage de tensions données, pour qu'il allume une ou plusieurs LED à la fois. Une patte de sélection de mode permet de choisir le type d'affichage : il s'agit de la broche 9, qui quand elle est laissée en l'air (non raccordée), permet un affichage en mode Point (Dot). Quand cette broche 9 est raccordé au pôle plus de l'alimentation, l'affichage se fait en mode barre (Bar), c'est le mode choisi ici. La tension à "mesurer" est appliquée sur la broche 5, appelé Sig (comme Signal).L'écart de "sensibilité" entre chaque LED est de 3 dB (par exemple 0 dB pour la LED la plus haute et -27 dB pour la LED la plus basse). Le document constructeur indique à ce sujet que la dernière LED "0 dB" s'allume si on applique une tension de +10 Vdc sur l'entrée signal (broche 5), alors qu'on applique une tension de +10 Vdc sur l'entrée de référence haute (broche 6) et 0 Vdc sur l'entrée de référence basse (broche 4). Ce "0 dB" n'a bien sûr dans ce cas aucun rapport avec un quelconque 0 dBu, 0 dBV ou 0 dBm. C'est un "0 dB" sans unité, il faut donc le voir comme une référence pour les LED inférieures qui s'éclairent pour chaque écart de 3 dB (0 dB, -3 dB, -6 dB, -9 dB, ..., -27 dB).
Régulation d'alimentation
Un petit étage de régulation d'alimentation est prévu pour réduire les répercussions d'appel de courant liés à la variation du nombre de LED allumées. Cela peut être important si vous repiquez l'alimentation dans un système audio existant qui ne propose pas d'alimentation spécifique pour la logique ou les visualisations, et qui de fait ne possède qu'une alim simple ou symétrique pour le traitement des signaux audio.Les points B et C peuvent être reliés ensemble, et quelques composants peuvent être supprimés (Q101, R101, C101, D101 et C101), si vous décidez de ne pas utiliser cette régulation d'appoint. Notez que le LM3915 peut dissiper un peu plus de 1 W, ce n'est pas négigeable.
Prototype
Réalisé en deux exemplaires conformes au dessin d'implantation (PCB) montré plus loin. Un premier prototype avec les LED soudés sur le PCB, un second sans les LED qui permet de piloter mon interface parallèle/secteur 003cb.
Les deux circuits fonctionnent comme attendu. La consommation totale s'élève à 140 mA quand toutes les LED sont allumées, la consommation moyenne est bien sûr plus faible en régime dynamique (avec du son qui bouge tout le temps).
Circuit imprimé
Réalisé en double face.
Le connecteur J2 a été ajouté pour faciliter le raccordement du module vumètre à une interface 230 V de puissance, pour créer un vumètre géant. Il est pour cela possible d'utiliser deux interfaces parallèles 003cb, chacune pilotant 5 lampes 230 V.
Attention : si ce vumètre est raccordé à une interface externe via J2, il ne faut pas câbler en même temps les 10 LED LED1 à LED10 !
Dessin du circuit imprimé (PCB) au format PDF
Historique
07/01/2024
- Ajout dessin circuit imprimé (PCB).
- Ajout photos prototype.
14/07/2014
- Ajout informations concernant le LM3915.
-
Correction des références de composants à retirer si la régulation
d'alim locale n'est pas nécessaire : j'indiquais qu'on pouvait
retirer R5 au lieu de dire qu'on pouvait retirer R4. Merci à Cédric de
m'avoir informé de cette petite erreur.
24/04/2011
- Première mise à disposition.