Electronique > Réalisations > Affichage / Mesures > Vumètre 020 [Pro]

Dernière mise à jour : 01/12/2019

Présentation

Ce vumètre basé sur un PIC 18F a été conçu pour afficher le niveau d'un signal audio stéréo analogique sur un écran LCD alphanumérique.

vumetre_020_lcd-4x20_001a

Caractéristiques principales :
Nota 1 : affichage en dBu et non en VU, demande spécifique ;)

Avertissement

Projet développé sur demande pour usage pro, logiciel non disponible.

Schéma

Schéma non complet.

vumetre_020
Schéma en partie embrouillé et étage d'entrée non représenté

Etage d'entrée
L'étage d'entrée analogique stéréo (non montré ici) est composé d'un adaptateur d'impédance et d'un circuit de redressement. Deux circuits de redressement ont été prévus. Le premier est simplifié à l'extrême (diode/condensateur/résistance) pour un usage où la précision n'est pas le critère de premier plan (résultat visible sur le graphe suivant).

vumetre_020_graphe_001a
Redressement simplifié -> courbe rouge

Bien que ce type de redresseur simplifié soit "globalement satisfaisant" pour "faire bouger des points", le second type de redresseur est évidemment plus sérieux et recommandé. Dans tous les cas, les signaux audio L et R sont ainsi redressés (en mono-alternance pour le circuit simplifié et en bi-alternance pour le circuit pro) afin de disposer d'une tension continue dont la valeur reflète l'enveloppe du signal BF. Cette tension est échantillonnée par le CAN du PIC puis traitée pour permettre un affichage en mode linéaire ou logarithmique (voir § Courbe d'évolution). La plage de mesure s'étend de 50 mV à 5 V (étendue de 40 dB), les valeurs affichées sont bien sûr entâchées d'une erreur plus grande si le circuit de redressement simplifié est utilisé. Avec le circuit de redressement adéquat (pro) l'affichage est correct sur une plage comprise entre -36 dBu et +12 dBu.
En complément de l'afficheur LCD, trois LED donnent une indication de niveau visible de loin :

Format (taille) d'affichage
L'affichage se fait sur un afficheur LCD de type alphanumérique équipé d'un contrôleur HD44780 ou SPLC780C dont la surface d'affichage peut être au choix de 2x16 (2 lignes de 16 caractères), 2x20, 4x16 ou 4x20. La fréquence de rafraichissement des valeurs à l'écran peut être de 15, 25 ou 40 fois / sec, et doit être ajustée en fonction de la "réactivité" de l'afficheur utilisé. Pour un afficheur peu réactif, une valeur de 15 fois / seconde convient mieux. La sélection du format de l'afficheur s'effectue avec les cavaliers JP1 et JP2 selon la configuration suivante :
Avec un écran de largeur 16 caractères, la plage de niveau est décomposée en 14 segments espacés de 3 dB (-27 à +12 dB).
Avec un écran de largeur 20 caractères, la plage de niveau est décomposée en 18 segments espacés de 3 dB (-36 à +15 dB).

vumetre_020_scale_4x16  vumetre_020_scale_4x20

Seuls les afficheurs à 4 lignes permettent l'affichage des libellés numériques en plus des barregraphes. Avec les afficheurs à 2 lignes, seuls les barregraphes sont affichés.

vumetre_020_lcd-4x20_001b  vumetre_020_lcd-2x20_001b

Remarque : l'usage d'un écran LCD de 2x20 caractères avec une configuration 4x20 occasionne un affichage tronqué de la moitié inférieure, seule la voie gauche dans ce cas est affichée (libellés sur la première ligne et barregraphe voie L sur la deuxième).

Une version avec afficheur 2x40 (version 020b non publiée actuellement) a également été développée, avec 38 points utiles pour une résolution de 3 dB entre -36 dBu et -15 dBu et une résolution de 1 dB entre -15 dBu et +15 dBu :

vumetre_020_lcd-2x40_001a

Afficheur LCD 2x40 (ou 40x2) avec contrôleur HD44780 ou SPLC780C, par exemple LCD-040N002A (Vishay), WH4002A (Winstar), MC24005A6W (Midas), ERM4002DNS-1, LCD240BK, DEM40271, ...

Courbe d'évolution
La courbe d'évolution du niveau d'entrée peut suivre une variation linéaire ou logarithmique. Le choix s'effectue grâce au cavalier JP3/LinLog.
En mode d'évolution Log, la conversion pour un affichage en dBu s'effectue de façon logicielle (référence 0 dBu = 775 mVeff). L'affichage de valeurs pertinentes ne peut être obtenu qu'avec le circuit de redressement pro, sourtout pour les faibles niveaux BF. L'évolution selon une courbe linéaire a été prévue pour le cas où un circuit de conversion log externe possédant une plage de sortie de 60 dB serait utilisé. Dans ce cas de figure, chaque segment serait coupé en deux pour permettre une résolution supérieure pour un pas de 2 dB voire 1,5 dB (deux valeurs possibles pour chaque caractère de l'écran LCD, soit 28 points pour un écran de 2x16 ou 4x16, et 36 points pour un écran de 2x20 ou 4x20).

Mémorisation des crêtes
Les crêtes de modulation peuvent être ou non mémorisées, le choix s'opérant par le cavalier JP4/Peak:
La durée de mémorisation des crêtes est fixée à 1 seconde et ne peut être modifiée par l'utilisateur (mais elle peut bien sûr l'être par modification du logiciel).

Alimentation
Une unique tension de +5V suffit pour l'ensemble du système si l'étage redresseur simplifié est utilisé. Une alimentation supplémentaire de +/-12 V est requise si l'étage redresseur pro est utilisé.

Logiciel du PIC

Projet pro, logiciel non disponible en libre accès.

Historique

01/12/2019
- Première mise à disposition.