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Dernière mise à jour : 15/01/2023Présentation
Ce vumètre basé sur un microcontrôleur PIC 18F a été conçu pour afficher le niveau de 2 flux audio stéréo analogiques sur un écran LCD alphanumérique doté de 4 lignes de 20 caractères.
Caractéristiques principales :
- Nombre de voies : 4 (2 x stéréo L/R)
- Echelle log sur 17 points, de -36 dBu à +12 dBu, par pas de 3 dB (Nota 1)
- Rafraichissement écran : 15 fois / sec
- Mémorisation des crêtes : oui (délai fixe 1 sec)
Nota 1 : le titre est trompeur... Cet indicateur de niveau n'est pas un vumètre, puisque la plage de niveau couverte est plus étendue que celle d'un vumètre classique (-20 à +3 VU) et qu'en outre l'affichage se fait ici en dBu et non en VU (demande spécifique).
Schéma
Le circuit d'affichage principal est visible ci-après, sans le détail du circuit redresseur audio.
Etage d'entrée
L'étage d'entrée analogique (contenu dans le bloc appelé RECTIFIER et non montré ici dans le détail) est composé de 4 circuits de redressement double alternance sans seuil.
Signal entrant = courbe verte, signal audio redressé et filtré = courbe rouge
Les signaux audio L et R des deux flux stéréo sont redressés et filtrés afin de disposer de tensions continues dont la valeur instantanée reflète l'enveloppe du signal BF. Ces tensions sont échantillonnées et numérisées par le CAN du PIC, puis traitées pour permettre un affichage en mode linéaire ou logarithmique (voir § Courbe d'évolution). La plage de mesure s'étend de 12 mVeff (-36 dBu) à 3,1 Veff (+12 dBu), avec une très bonne précision entre -30 dBu et +9 dBu (à comparer à la plage normale d'un vumètre qui va de -20 VU à +3 VU).
En complément de l'afficheur LCD, trois "grosses" LED (pour chacun des deux flux stéréo) donnent une indication de niveau visible de loin :
- LED Verte (LEDx-G) : niveau supérieur ou égal à -30 dBu (présence signal)
- LED Orange (LEDx-O) : niveau supérieur ou égal à +4 dBu
- LED Rouge (LEDx-R) : niveau supérieur ou égal à +9 dBu
Chaque triplet de LED s'appuie sur le niveau des deux voies G et D correspondantes. Par exemple, la LED rouge de la voie audio #1 (LED1-R) s'allume si la voie gauche ou droite atteint ou dépasse +4 dBu (fonction "ou" non exclusive, bien sûr).
Format 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 utile est de 4 lignes de 20 caractères. La plage de niveau s'étale sur 17 segments espacés de 3 dB (-36 dBu à +12 dBu) et la fréquence de rafraichissement des valeurs à l'écran est de 15 fois / sec (elle peut être plus élevée, à condition d'utiliser un écran LCD très réactif).
Deux options sont offertes pour l'affichage des points :
- affichage à l'identique pour les 4 voies audio (copie écran
ci-après à gauche)
- affichage regroupé pour les 2 doublets G/D (copie écran ci-après à
droite)
Deux autres représentations des points "vides" ont été tentées, mais le rendu a été jugé moins intéressant :
Courbe d'évolution Lin ou Log
La courbe d'évolution du niveau d'entrée peut suivre une loi de progression linéaire ou logarithmique, le choix s'effectue par les cavaliers JP1 (flux audio stéréo #1) et JP3 (flux audio stéréo #2) :
- JP1/Mode1 ou JP3/Mode2 en place (RB0 = 0 ou RB1 = 0) : progression linéaire
- JP1/Mode1 ou JP3/Mode2 retirés (RB0 = 1 ou RB1 = 1) : progression logarithmique
En mode Log, le signal doit entrer selon une loi linéaire. La conversion Log requise pour obtenir un affichage en dBu s'effectue de façon logicielle (référence 0 dBu = 0,775 Veff). L'affichage de valeurs pertinentes ne peut être obtenu qu'avec un circuit de redressement pro, surtout pour les signaux BF de faible amplitude. Cette méthode est la plus simple d'un point de vue matériel (moins de composants sont nécessaires). La plage dynamique de la mesure est limitée à 48 dB (-36 dBu à +12 dBu), mais cela suffit amplement pour le besoin exprimé.
En mode Lin, le signal audio doit entrer selon une loi logarithmique, ce qui impose l'utilisation d'un convertisseur Log externe. En procédant ainsi, la plage de mesure peut s'étaler sur une dynamique de 60 dB. Dans ce cas de figure qui n'a pas été retenu, chaque segment aurait été 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 34 points de niveau).
Mémorisation des crêtes
Les crêtes de modulation peuvent être ou non mémorisées, le choix s'opérant par les cavaliers JP2/JP4/Peak:- JP2/Peak1 ou JP4/Peak2 en place (RB2 = 0 ou RB3 = 0) : pas de mémorisation des crêtes
- JP2/Peak1 ou JP4/Peak2 retirés (RB2 = 1 ou RB3 = 1) : mémorisation des crêtes
Calibrage
Le calibrage est assuré en respectant les étapes suivante :
1 - Déconnecter les sorties du circuit de redressement des lignes An0, An1, An2 et An3.2 - Appliquer une tension continue de 0,775 V simultanément sur les 4 lignes An0, An1, An2 et An3 et ajuster le potentiomètre ajustable RV2 pour que les quatre barres de niveau affichent 13 points (le 13è point correspond à 0 dBu). 2a - Appliquer une tension continue de 0,015 V simultanément sur les 4 lignes An0, An1, An2 et An3 et s'assurer que seul le premier point de chaque ligne s'active. 2b - Appliquer une tension continue de 3,09 V simultanément sur les 4 lignes An0, An1, An2 et An3 et s'assurer que les 17 points de chaque ligne s'activent.
3 - Reconnecter les sorties du circuit de redressement sur les lignes An0, An1, An2 et An3.
4 - Sur chacune des 4 voies d'entrée In1L, In1R, In2L et In2R, appliquer un signal sinus de 1 kHz / 0 dBu (0,775 Veff) et ajuster l'unique potentiomètre ajustable du redresseur audio correspondant pour lire 0,775 Vdc sur les lignes An0, An1, An2 et An3.
Alimentation
Une tension simple de +5 V est requise pour le microcontrôleur, et une alimentation de +/-12 V est requise pour le circuit quadruple de redressement et de filtrage.
Logiciel du PIC
Pro - Logiciel non disponible en libre accès.
Historique
15/01/2023- Première mise à disposition.