A lavoro sui VU-meter

Qualche novità sugli occhioni, o meglio sulla scheda che li piloterà?

password ha scritto:Qualche novità sugli occhioni, o meglio sulla scheda che li piloterà?

Ho fatto l'ordine per la produzione delle pcb, sono in attesa che arrivino (una decina di giorni al max).

Appena saranno qui, ne parleremo in dettaglio.

Questo è lo schema elettrico del circuito dei VU meter, relativo a un solo canale:



Questo invece è il circuito stampato (lato componenti):



La pcb è grande 60 x 40 mm, ed è adatta ad essere fissata nella parte interna del pannello frontale di un AF-6.

Naturalmente lo stesso circuito può essere usato anche su altri amplificatori.

Sono presenti 3 connettori, J1, J2 e J3.

J1 collega la pcb alla board principale dell'AF-6, dalla quale riceve sia il segnale audio che l'alimentazione.

J2 e J3 sono i connettori per i due indicatori a lancetta. Per ogni indicatore ci sono 4 terminali, 2 per il pilotaggio dello strumento e 2 per la retroilluminazione a led. I led dei due strumenti sono connessi in serie, e sono alimentati con una corrente di 10 mA, tramite il circuito nel riquadro tratteggiato dello schema elettrico.

I due trimmer R7 e R19 permettono di tarare il circuito, indipendentemente per i due canali.

Altri dettagli nei prossimi post...

Siamo in dirittura finale. 

bandAlex ha scritto:Questo è lo schema elettrico del circuito dei VU meter, relativo a un solo canale:
...

Questo invece è il circuito stampato (lato componenti):

Bellissimi, sono commosso

Due parole sullo schema elettrico, visto che è abbastanza peculiare e credo sia interessante vedere insieme come funziona.

Innanzitutto si nota che per ciascun canale sono usati due operazionali, ovvero un TL072 che all'interno ne contiene una coppia. Ciascun opamp svolge la funzione di "diodo ideale". Voi sapete che un diodo può essere utilizzato per rettificare un segnale, e quindi si sarebbe potuto usare un qualunque diodo di bassa potenza, come ad esempio un normale 1N4148. Ma andiamo con ordine.

Normalmente, in ambito consumer per i VU meter viene impiegato un circuito molto semplice come questo:



Come vedete, il segnale audio viene rettificato con un normale ponte di diodi e applicato direttamente allo strumento. Questo schema è pensato per essere collegato direttamente all'uscita di potenza di un amplificatore, in quanto il segnale deve essere sufficientemente alto da rendere non significativa la soglia di intervento dei diodi. Sotto lo schema potete leggere "Selenium or Germanium bridge". E' importante che i diodi non siano quelli normali al silicio, in quanto la classica giunzione al silicio ha una soglia di conduzione di 0.65 Volt, mentre le giunzioni al germanio (o al selenio) hanno una soglia di 0.2 / 0.3 Volt. Questo significa che un normale diodo, anche se polarizzato direttamente, non conduce fino a che la tensione ai suoi capi non raggiunge il valore di soglia della giunzione. Per esempio, un diodo al silicio polarizzato direttamente non conduce fino a che il segnale non raggiunge i 650 mV.

Voi capite che se si tratta di rettificare piccoli segnali questo è un grosso problema e allora, pur mantenendo una relativa semplicità circuitale, si cerca di avere un compromesso utilizzando diodi che hanno una soglia più bassa. Tipicamente, vengono usati diodi al germanio, oppure diodi Schottky, che sono un particolare tipo di diodi che appunto hanno una soglia molto bassa, tipicamente 0.2 / 0.3 Volt.

Per ovviare al problema della soglia, di solito si antepone al rettificatore un circuito di amplificazione. Ovvero, si fa in modo che il segnale da rettificare sia ben più alto della soglia, in modo da rendere quest'ultima poco significativa. Come si vede in quest'altro esempio:



In rete si trovano molti circuiti per i VU meter, e tutti più o meno applicano lo stesso concetto. Alcuni usano transistor, come nell'esempio qui sopra, altri usano operazionali, ma alla fine si tratta sempre di amplificare prima e poi rettificare.

Un altro punto importante è che la maggioranza dei circuiti proposti rettifica una sola semionda. Come in questo caso:



Nel circuito qui sopra viene utilizzato un operazionale per amplificare il segnale, ma il diodo è collegato nel loop di controreazione in modo che la soglia del diodo venga azzerata. L'insieme diodo + operazionale si comporta in questo caso come una giunzione ideale, ovvero un diodo che quando è polarizzato direttamente conduce subito, senza alcuna soglia di intervento. In questo modo si risolve il problema della soglia, e tale schema può essere utilizzato anche per piccoli segnali.

Resta il fatto che tale circuito comunque è un raddrizzatore a semionda e poichè il segnale musicale è altamente asimmetrico (ovvero le semionde positive non sono quasi mai uguali a quelle negative), tale configurazione non garantisce una rilevazione precisa del livello del segnale. Oltretutto, lo schema qui sopra presenta un difetto non da poco: quando all'ingresso arriva la semionda negativa il diodo non conduce e quindi l'operazionale si trova a lavorare senza rete di feedback, ovvero in open loop, con tutte le conseguenze che questo può comportare: tipicamente una velocità estremamente bassa (l'operazionale ci impiega un sacco di tempo a tornare alla normalità una volta che è andato in open loop) e problemi di instabilità.

Molto meglio una configurazione di questo tipo:



Si tratta sempre di un diodo ideale, ma si evita di far lavorare l'opamp in open loop, grazie all'aggiunta del diodo D2. Il verso dei diodi identifica quale semionda vogliamo amplificare e quale invece bloccare. Con il verso indicato nello schema si amplifica la sola semionda positiva. Per ottenere un raddrizzatore a onda intera ci servono quindi due circuiti di quel tipo, e quindi due opamp, uno per la semionda positiva e uno per quella negativa.

E arriviamo quindi al nostro schema, quello usato nell'AF-6.



Qui sopra vediamo una parte del circuito, il diodo ideale per la semionda negativa di un canale. Il diodo D7 permette l'amplificazione della semionda negativa, mentre il diodo D2 spegne l'operazionale durante la semionda positiva. La resistenza R8, insieme a R11 (e a R10, non visibile nell'immagine sopra) determina il fattore di amplificazione. Il segnale all'ingresso è applicato su R11, e l'uscita è prelevata da dall'anodo di D7. All'uscita avremo la sola semionda negativa del segnale, amplificata di circa 11 volte in tensione, almeno fino a che il segnale non è abbastanza forte da far intervenire LED2. Quando ai capi di LED2 il segnale raggiunge la soglia di circa 1.8 Volt (soglia tipica di un led VERDE), il led comincia a condurre, facendo entrare in gioco R9, che fa diminuire l'amplificazione fino a circa 0.5 volte in tensione. Ovvero, tramite il led abbiamo un circuito che amplifica molto i segnali deboli e attenua quelli troppo forti. Un compressore, insomma. Dal momento che la curva corrente/tensione diretta del led è quasi logaritmica, si ottiene una compressione quasi logaritmica del segnale, proprio quello che ci serve per gestire la dinamica del segnale musicale. Il condensatore C5 determina il giusto fattore di smorzamento.

Lo strumento VU meter di ciascun canale è quindi collegato - a ponte - alle uscite dei due diodi ideali (i due operazionali), in modo da avere l'indicazione di entrambe le semionde; di fatto, si ha quindi una rettificazione ad onda intera del segnale.

Sempre chiare le tue spiegazioni... ed io l'ho visto funzionare, quindi e' tutto vero

Grazie Alex!

b.veneri ha scritto:Sempre chiare le tue spiegazioni... ed io l'ho visto funzionare, quindi e' tutto vero

Grazie Alex!

Concordo. Sempre chiaro e logico nei suoi interventi.
Aspettiamo queste pcb. 

Alex, le pcb sono almeno partite?

Sincerio ha scritto:Alex, le pcb sono almeno partite?

Le pcb sono arrivate e ieri ho già assemblato una scheda. Sembra che sia tutto ok.

Salve, dove si possono trovare VU-meter come quelli usati da Alex?
Su ebay al momento non ve ne sono,
e... sarà disponibile una PCB per VU-meter?

Grazie

Ciao Ivano, puoi trovare i vu-meter qui.

leoni ivano ha scritto:Salve, dove si possono trovare VU-meter come quelli usati da Alex?
Su ebay al momento non ve ne sono,
e... sarà disponibile una PCB per VU-meter?

Grazie

Alcune pcb sono disponibili, chi fosse interessato può contattarmi direttamente.

Lo schema elettrico completo e la part-list sono già sul solito server: link

Su Ebay io ho preso questi. Ad Alex gli sono sembrati avere scritte migliori.

Ordinati, grazie a tutti

leoni ivano ha scritto:Ordinati, grazie a tutti

Posso sapere quali hai ordinato? I due VU meter non sono proprio identici, elettricamente parlando. Il buon Stefano si è dimenticato di dirti una cosa importante.

Ops!! Se hai preso quelli di Ebay devi eliminare il circuitino all'interno ( una res + qualche diodo), tutto molto semplice ma un  po' delicato da eseguire.
In compenso hai i led già installati e con luce gialla. 

Acc.....,,    ho preso quelli su ebay,  quindi ci sarà da fare un' intervento?

leoni ivano ha scritto:Acc.....,,    ho preso quelli su ebay,  quindi ci sarà da fare un' intervento?

Niente di così tremendo, bisogna solo fare un po' di attenzione. Bisogna smontare l'equipaggio mobile, e togliere il ponte di diodi e la resistenza che stanno in serie allo strumento.

Non è una critica: vedendo l'Excel dei componenti necessari per montare la pcb del vu meter, non vedo i codici distrelec (qualche buon samaritano, non potrebbe aggiungerli?). Osservando il CS vedo i fori per i terminali dei componenti, guardando i codici dei costruttori, mi sta assalendo un dubbio atroce: non saranno componenti SMD? Spero di no!!!
Grazie

Non sono smd. La lista Distrelect non credo ci sia in quanto sono componenti molto comuni e possono essere anche sostituiti da analoghi già in proprio possesso. Bisogna fare attenzione solo alle dimensioni dei componenti, specie gli elettrolitici.

Grazie. Proprio in questi casi erano particolarmente graditi i codici. Io, con i tubi, sono abituato a dimensioni diversissime. L'excel per distrelec, c'è. Mancano i codici

mariovalvola ha scritto:Grazie. Proprio in questi casi erano particolarmente graditi i codici. Io, con i tubi, sono abituato a dimensioni diversissime. L'excel per distrelec, c'è. Mancano i codici

Ciao Mario.

nel file excel c'e' una colonna con i link dei componenti, il link fa riferimento a distrelec.

spero di essere stato utile

Grazie ma quei link non mi fungono