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Mesures > Vumètre 004
Dernière mise à jour : 23/06/2013Présentation
Il existe différents vumètres, mais on peut les classer en deux grandes familles. Première famille où se rangent ceux destinés à "faire joli" ou à ne donner qu'une indication ou appréciation globale des niveaux. Deuxième famille incluant les vumètres "sérieux" et calibrés, plus difficiles à réaliser mais auquels on peut se fier pour des opérations de surveillance ou d'alignement. Le type de vumètre présenté ici fait partie de la première catégorie, il s'agit de montages d'initiation.
Les vumètres proposés ici sont simples mais moyennement performants. Il s'agit bien du type de montage destiné à se faire la main, car n'employant aucun composant exotique et fonctionnant du premier coup. Trois schémas sont proposés :
- Schéma 004 : schéma très simple à 5 LED;
- Schéma 004b : schéma 004 modifié par 16mlucas pour un rendu visuel plus intéressant (très simple aussi, d'où la différence), 6 LED.
- Schéma 004c : schéma 004 un poil plus évolué, pour une étendue d'affichage moins linéaire, là encore 6 LED.
Avertissement
Pour voir toutes les LED s'allumer, ces montages nécessitent un signal dont l'amplitude est importante, de plusieurs volts. Ils ne sont donc pas adaptés pour visualiser le niveau d'un signal de type "ligne" (ni sur un appareil audio grand public, ni professionnel), et sont destinés à être raccordés sur une sortie HP d'un ampli BF de moyenne puissance (quelques watts à une trentaine de watts selon schéma). Si vous souhaitez un montage capable de prendre en charge un signal de plus faible amplitude (sortie ligne d'une table de mixage par exemple), il faut soit ajouter un petit ampli BF entre la source BF et le vumètre (solution qui peut fonctionner mais pas vraiment terrible), soit choisir un autre type de montage (et là vous devenez raisonnable). Pour un vumètre tout transistors plus sérieux avec préampli optionnel, jetez un oeil à la page Vumètre 013. Ou alors restez sur la version 004c de cette page. Ou alors faites un mix des deux.Schéma 004
Le schéma qui suit montre un exemple de ce qui peut être fait dans le domaine de l'affichage "grossier" de niveau mais restant tout de même agréable à voir. Cette structure est largement employée dans les appareils "hifi" bas de gamme, car les composants utilisés sont de type passe-partout et ne coutent quasiment rien à la construction.
Le signal audio est directement appliqué à la diode D1 qui assure un redressement mono-alternance, diode sitôt suivie du condensateur C1 assurant une fonction de lissage. Il apparaît donc une tension continue aux bornes de C1 directement proportionnelle à l'amplitude du signal audio. L'utilisation d'une diode au germanium pour D1 (style 1N60) permet une sensibilité plus grande, les LED s'allument pour un signal audio d'amplitude plus faible que si cette diode est de type silicium (style 1N4148). Si utilisation d'une diode au silicium, cabler C1 et adopter pour R1 une valeur de 82 kO. Si utilisation d'une diode au germanium, ne pas cabler C1 et adopter pour R1 une valeur de 2,2 kO. Les diodes D2 à D5 contribuent à créer une différence de tension entre chaque LED de l'ordre de 0,6V, l'allumage de chacune s'opère donc avec un écart de tension continue de cette valeur. On est en présence d'une progression linéaire, peu adaptée à l'affichage du niveau d'un signal audio, mais rappelez-vous que ce montage est très simple...
Schéma 004b
Schéma modifié par 16mlucas pour des LED plus réactives, et une LED en plus.
Modifications effectuées par 16mlucas
- ajout d'une LED et d'une diode 1N4148- changement de valeur de R1, 33 kO au lieu de 82 kO (je précisais déjà qu'on pouvait descendre à 2,2 kO)
- changement de valeur de C2, 100 nF au lieu de 10 uF
Prototype de 16mlucas
Sa vidéo de démonstration sur YouTube :
Je vous invite à faire comme lui : essayer, ne pas aimer, modifier ;-)
Schéma 004c
On n'arrête pas le progrès. Ce montage un poil plus élaboré qui est très proche du Vumètre 013 permet un allumage moins "serré" des LED et ma foi, vaut le coup d'oeil ne serait-ce que pour le principe.
Car le principe ici n'est pas si différent. D'où l'intérêt. Le premier transistor Q1 est monté en "suiveur" (collecteur commun), aussi efficace qu'un AOP avec moins de broches. La tension audio issue de l'ampli de puissance (et récupérée sur le HP si peu que ce dernier soit aussi raccordé) est redressée par D1 et lissée par C1. Une fraction plus ou moins grande de cette tension est appliquée à la base de Q1, qui la retranscrit sur son émetteur en prenant soin de récupérer au passage son impôt de 0,6 V. Cette tension redressée dont l'amplitude dépend de la force du signal BF attaque des transistors (un transistor par LED, quel luxe) en passant par des diodes normales ou zener. Ces diodes grâce à leur seuil de conduction, participent à une mise en conduction plus ou moins "tardive" des transistors qui leur sont rattachés. Là ou nous n'avons que des diodes classiques (chute de tension de 0,6 V) dans les montages précédents (004 et 004b) ainsi que dans le Vumètre 013, ici on utilise des diodes zener dont la tension inverse (de zener) est plus élevée. Cela permet de remonter plus haut le seuil d'activation des transistors et de gagner un peu en qualité d'affichage, les LED s'allument moins "en bloc" sur les grosses crêtes de modulation. Faisons donc un bilan rapide de l'amplitude BF requise en entrée pour allumer la première LED D7. Pour que cette LED D7 s'allume, le transistor Q2 doit conduire et pour cela sa base doit être portée à un potentiel d'au moins 0,6 V. Ce qui veut dire qu'on doit avoir 0,6 V sur l'émetteur du transistor Q1 qui lui-même "bouffe" 0,6 V. Sur la base de Q1, on doit donc avoir au minimum 1,2 V (0,6 V de Q1 + 0,6 V de Q2). Pour disposer de cette tension "continue" il faut un signal BF dont les crêtes atteignent au moins 1,8 V car on a aussi la diode D1 qui prélève ses propres 0,6 V. Dans la pratique, on se rend compte qu'une crête très brève de 1,8 V n'est pas suffisante pour faire s'allumer de façon très nette la LED D7, et qu'il faut plutôt une amplitude de 2,1 V ce qui correspond à environ 1,5 Veff (eff = tension efficace) ou encore 4,2 Vcac (cac = tension crête à crête). Pour allumer la LED D8, il faut que Q3 conduise, ce qui impose sur sa base une tension de 0,6 V qu'on ne peut obtenir qu'avec une tension BF crête de 2,4 V puisque par rapport à l'étage précédent on a ajouté une diode classique (D2) dans le trajet du signal de commande (pour tout ce qui est dit là, RV1 est à son maximum, son curseur est sur D1/C1). Pour allumer la LED D9, il faut que Q4 conduise, ce qui impose une tension BF crête de 4,8 V (2,4 V précédents plus tension zener de D3 qui vaut 2,4 V). Etc, même chose pour les étages qui suivent et dont la seule différence caractéristique est de s'activer pour une tension d'entrée de plus en plus élevée.
Seuils d'allumage
Valeurs approximatives avec RV1 à fond (atténuation minimale) :LED D7 : Vin = 1,5 Veff (4,2 Vcac), TP1 = 1,5 Vdc (seuil théorique = 0,6 + 0,6 = 1,2 V)
LED D8 : Vin = 2,0 Veff (5,6 Vcac), TP1 = 2,1 Vdc (seuil théorique = 0,6 + 0,6 + 0,6 = 1,8 V)
LED D9 : Vin = 3,5 Veff (10 Vcac), TP1 = 4,4 Vdc (seuil théorique = 0,6 + 0,6 + 0,6 + 2,4 = 4,2 V)
LED D10 : Vin = 7,0 Veff (20 Vcac), TP1 = 9,0 Vdc (seuil théorique = 0,6 + 0,6 + 0,6 + 2,4 + 4,7 = 8,9 V)
LED D11 : Vin = 11,0 Veff (31 Vcac), TP1 = 15 Vdc (seuil théorique = 0,6 + 0,6 + 0,6 + 2,4 + 4,7 + 5,6 = 14,5 V)
LED D12 : Vin = 16,0 Veff (45 Vcac), TP1 = 22 Vdc (seuil théorique = 0,6 + 0,6 + 0,6 + 2,4 + 4,7 + 5,6 + 7,5 = 22 V)
Pourquoi je donne pour les seuils des valeurs de tension et non de puissance ? Parce que la tension requise, pour une puissance donnée, dépend de l'impédance du HP branché en sortie de l'ampli sur laquelle on branche le vumètre. La tension développée sur un HP de 4 ohms pour disposer d'une puissance de 10 W n'est pas la même que celle développée sur un HP de 8 ohms pour une même puissance de 10 W. Pour rappel :
P = U * U / R
Je serais surpris de ne pas en avoir déjà touché quelques mots à la page Watmètre audio 001...
Sens de branchement des diodes zener
Attention au sens de branchement de ces diodes. Si vous les branchez à l'envers rien ne grillera mais elles fonctionneront alors comme des diodes classiques et on aura alors un effet visuel identique à celui du Vumètre 013. Une diode zener, dans le sens direct, présente en effet une chute de tension voisine de 0,6 V, comme une diode silicium classique. Si vous éprouvez des difficultés pour trouver la diode zener D3 de 2,4 V, n'hésitez pas un seul instant à la remplacer par 3 ou 4 diodes 1N4148 câblées en série et dans le sens passant (4 * 0,6 V = 2,4 V).Circuit imprimé (circuit 004 d'origine)
Réalisé en simple face (il ne manquerait plus que ça de le faire en double face). Circuit non réalisé pour les versions 004b et 004c.
Typon aux formats PDF et Bitmap 600 dpi
Historique
23/06/2013- Ajout schéma 004c, version améliorée qui convient pour un ampli de salon (10 W à 50 W).
26/08/2012
- Ajout schéma 004b, qui est une version modifiée par 16mlucas du schéma 004 d'origine, avec vidéo à l'appui. Le montage reste un montage d'initiation. Merci à lui !
11/12/2008
- Première mise à disposition.