pusty pusty pusty
pusty
pusty pusty forum szukaj książki linki artykuły
home pusty c c c c c c c c c
teoria dla początkujących schematy elektronika retro mikrokontrolery pusty
na dół

Elektronika w stylu retro

Lampowy analizator widma

Prezentowany tutaj lampowy analizator widma jest kolejnym projektem z serii elektroniki w stylu retro. Jest to projekt polecany fanom układów lampowych. Analizator nie jest, jak zapewnia autor, trudny w wykonaniu, a prezentuje się bardzo efektownie. Może być uzupełnieniem zestawu audio.
   W tabelce poniżej umieszczam schemat ideowy i przydatne noty katalogowe. Pliki te są w formie spakowanej. Plik ze schematem ideowym zawiera niezbędną bibliotekę, a sam schemat narysowany jest w formacie programu CircuitMaker.

Spakowane pliki do pobrania
Nazwa schematu/pliku Format i wielkość pliku do pobrania
CKT PCB PDF (GIF)
Lampowy analizator widma 78 KB --- ---
Przydatne noty katalogowe lamp typu "magiczne oko" --- --- 1.90 MB
Lampowy analizator widma
pusty pusty pusty
Schemat blokowy Autorem tekstu i schematów jest: Aleksander Zawada
Zmiany jakich dokonałem w stosunku do oryginału były podyktowane stylem i układem mojej strony.

Schemat blokowy - znajduje się na rys. 1.
Poniższy opis jest pewną modyfikacją artykułu zamieszczonego w EP 3/2003. Początkowo układ miał powstać w oparciu o specjalizowany układ scalony, a wyświetlaczami miały być oka magiczne. Uznałem jednak, że będzie ciekawiej, jeśli będzie w pełni lampowy.
   Zasada pracy lampowego analizatora widma jest następująca. Sygnał stereo, doprowadzony do wejścia układu zostaje wzmocniony i zsumowany. Tak otrzymany sygnał monofoniczny jest kierowany do zespołu amplifiltrów. Do wyjść amplifiltrów dołączone są lampy wskaźnikowe, z których każda wskazuje poziom sygnału w określonym przedziale częstotliwości. Jako lampy wskaźnikowe pracują oka magiczne.
Aby zmniejszyć koszt analizatora, liczba wskaźników jest ograniczona do czterech. Mimo małej ilości wskaźników układ powinien analizować całe spektrum częstotliwości z zakresu słyszalnego. Dlatego amplifiltr sterujący pracą wskaźnika tonów niskich jest dolnoprzepustowy, dwa amplifiltry tonów średnich są środkowoprzepustowe, amplifiltr tonów wysokich jest górnoprzepustowy. Ponieważ nie zależy nam na dużej selektywności amplifiltrów ich układy mogą być bardzo proste. Najważniejsze, że nie będą zawierać indukcyjności.
Rys. 1
pusty pusty pusty
Wykaz elementów
Nazwa elementu Symbol Ilość
15pF/500V ceramiczny C9,C14 2
68pF/500V ceramiczny C8,C13 2
560pF/500V ceramiczny C7,C12 2
1nF/400V C18,C22,C23,
C24
4
3,3nF/400V C26 1
6,8nF/400V C17,C21 2
10nF/400V C16,C20 2
22nF/400V C19 1
47nF/400V C6,C11,C15 3
100nF/400V C1,C2,C5 3
22µF/400V C10 1
47µF/25V C3,C4 2
100µF/400V C27 1
5k1/0,6W R1,R2 2
47k/0,6W R3,R17 2
100k/0,6W R4,R5,R6,R7,
R18,R19,R20
7
10k/0,6W R8,R9,R10,R11,
R21,R22,R23,
R24
8
56k/0,6W R12 1
470k/0,6W R13,R14,R15,
R16
4
1M/0,6W R25,R26,R27,
R28
4
510k/0,6W R29,R30,R31,
R32
3
2,2k/8W R33 1
2x1M potencjometr logarytmiczny P1 1
220k potencjometr montażowy P2 1
1M potencjometr montażowy P3,P4,P5 3
ECC 82 V1,V2,V3,V4,V5 5
EM 84 V6,V7,V8,V9 4
gniazda chinch pusty 2 lub 4
transformator wg opisu Tr1 1
podstawki pod lampy typu noval pusty 9
mostek prostowniczy 1A/400V PR1 1
bezpiecznik 500mAT B 1
włącznik sieciowy W 1
Schemat ideowy - znajduje się na rys. 2.
Potencjometr P1 umożliwia regulację czułości całego układu. Jako wzmacniacz wejściowy-sumator pracuje lampa V1. Anody obu połówek tej lampy są połączone razem. Dlatego przez kondensator C5 przechodzi wzmocniony sygnał sumy z obu kanałów. Sygnał jest podawany na cztery amplifiltry o charakterystykach z rys. 3. Lampa V2 pracuje w układzie dolnoprzepustowego amplifiltru (zakres częstotliwości <160Hz). Obcinanie wyższych częstotliwości zapewnia filtr złożony z elementów C15,C16,R12 (filtr typu P ). Wzmocniony sygnał sterujący kierowany jest na siatkę lampy wskaźnikowej V6. Lampa V3 pracuje w układzie amplifiltru środkowoprzepustowego (maksimum wzmocnienia przy ok.500Hz). Zastosowano tu inne rozwiązanie układu wzmacniacza selektywnego -zamiast filtru typu P zastosowano małe pojemności sprzęgające C7 i C12, stanowiące przeszkodę dla sygnałów o małej częstotliwości; wyższe częstotliwości zwierane są do masy przez kondensatory C17 i C21. Ten amplifiltr steruje lampę V7. Lampa V4 pracuje w układzie drugiego amplifiltru środkowoprzepustowego (maksimum przy ok.2kHz), sterującego lampę V8. Nie różni się on wiele od omówionego poprzednio amplifiltru z lampą V3(poza wartościami pojemności kondensatorów). Wyjaśnienia wymaga jedynie zastosowanie kondensatorów C23 i C24. Otóż w obwodach katod lamp wzmacniających ( w tym także V3) znajdują się rezystory, których zadaniem jest ustalać odpowiednie wartości wstępnych ujemnych potencjałów siatek. Jest to konieczne jest dla prawidłowej pracy lamp jako wzmacniaczy. Wspomniane rezystory, nie bocznikowane kondensatorami wprowadzają dość głębokie ujemne prądowe sprzężenie zwrotne, powodując dodatkowy spadek wzmocnienia. W omawianym trzecim amplifiltrze trzeba było nieco podbić wzmocnienie na wyższych częstotliwościach i takie zadanie spełniają kondensatory C23 i C24, bocznikując dla wyższych częstotliwości rezystory R10 i R23 do masy. Dzięki temu uzyskano korzystniejszy kształt charakterystyki amplitudowo-częstotliwościowej amplifiltru. Nasuwa się pytanie: dlaczego zabocznikowano odpowiednimi kondensatorami jeszcze katody obu połówek lampy V1? Lampa V1 pracowała jako wzmacniacz-sumator, sterujący pracą wszystkich czterech amplifiltrów. Zależy nam więc na tym, aby lampa V1 zapewniała duże wzmocnienie w dość szerokim zakresie częstotliwości akustycznych. Dlatego w obwodach jej katod znajdują się kondensatory elektrolityczne C3 i C4 o znacznej pojemności,likwidujące ujemne sprzężenie zwrotne także dla małych częstotliwości. Pozostał jeszcze amplifiltr górnoprzepustowy (częstotliwości powyżej ok.3-4 kHz). Amplifiltr ten pracuje z lampą V5. Zastosowano bardzo małe pojemności sprzęgające C9 i C14. Amplifiltr steruje lampę V9. Amplifiltry muszą posiadać taką samą dobroć, aby błąd wskazań poziomu sygnału był w poszczególnych pasmach częstotliwości podobny. Do wyrównania tych dobroci przewidziane są 4 potencjometry montażowe :P2,P3,P4,P5.
   Ażeby cały ekran oka magicznego-lampy EM 84 się świecił (aby listki zeszły się) potrzeba, by napięcie na siatce wynosiło około -20V . Dla lampy EM 800 jest to około -10V. W tym miejscu może paść zarzut -dlaczego w obwodach siatek wskaźników V7,V8,V9,V10 nie znajdują się odpowiednie diody-prostowniki, jak to miało miejsce np. w magnetofonach szpulowych a lampy sterowane są zmiennym napięciem sterującym? Otóż wydaje się celowe, aby czas reakcji wskaźników na poziom sygnału był krótki, a nic złego się nie stanie, jeśli popłynie prąd siatki przy dodatnich półokresach napięcia sterującego.
Lampowy analizator widma
Rys. 2
oko magiczne
   Krótkiego czasu reakcji nie zapewni w żadnym razie układ pokazany na kolejnym rysunku (rys. 4), a zaczerpnięty ze schematu magnetofonu szpulowego. Kondensator 220nF w obwodzie siatki będzie się powoli ładować i rozładowywać, co spowoduje powolne wahania świecących listków. Zachęcam do prób z takimi układami.
   Układ zasilacza rozwiązany jest tradycyjnie - transformator sieciowy Tr1, mostek prostowniczy PR1, 2 kondensatory filtru zasilacza C10,C27 i rezystor R33.
   Transformator Tr1 powinien dostarczać napięcie anodowe180V AC przy prądzie 50 mA, napięcie żarzenia 6,3 V AC przy prądzie 2,8 A. Lampa ECC 82 może pracować przy napięciu żarzenia 6,3 lub 12,6V. Ponieważ przyjęliśmy, że będzie ona pracowała przy napięciu 6,3V, to napięcie żarzenia należy podać do nóżki 9 i zwarte nóżki 4 i 5.
Rys. 4
pusty
Charakterystyka
Rys. 3
pusty
numeracja wyprowadzeń lamp Montaż i uruchomienie
Układ zbudowano na ocynkowanej blasze 1,5mm o wysokości 60mm, szerokości 250 mm i długości 400 mm. Transformator sieciowy jest zaekranowany obudową od zasilacza komputera. Jest to już standardowo stosowane przeze mnie rozwiązanie z dobrym skutkiem. Doprowadzenia do siatek lamp powinny być ekranowane.

   Podam może kilka uwag dotyczących montażu układów lampowych, odnoszących się nie tylko do tego układu.

Urządzenia lampowe zasilane są z reguły wysokimi napięciami ponad 200V. Dlatego wymagana jest jak najdalej posunięta ostrożność i porządek przy montażu. Kto nie jest w stanie sprostać temu wymogowi lepiej niech nie zajmuje się lampami. Zagrożeniem jest także wysoka temperatura lamp podczas pracy. Dlatego niedopuszczalne jest stosowanie obudów plastikowych. Urządzeniu należy zapewnić dobre odprowadzanie ciepła.

Nie zalecam wymuszonego chłodzenia wiatrakami, gdyż wprowadzają niepożądane drgania. Godnym polecenia rozwiązaniem jest umieszczenie lamp na zewnątrz urządzenia. Ładnie wyglądają a ciepło jest dobrze odprowadzane. Należy używać przewodów o odpowiedniej izolacji i średnicy. Najgrubsze powinny być przewody żarzenia - płynący prąd jest rzędu amperów.

   Przy uruchomieniu analizatora przydałby się generator akustyczny. Potencjometr P1 ustawiamy w skrajnym prawym położeniu (maksymalna czułość układu). O ile tylko nie popełnimy błędów urządzenie będzie działać zaraz po włączeniu i nagrzaniu. Niezbędne będzie jedynie wyregulowanie dobroci amplifiltrów. Po nagrzaniu powinny świecić się wszystkie oka magiczne; listki powinny być krótkie (3-4 mm). Podajemy sygnał z generatora akustycznego. Zmieniamy płynnie częstotliwość generatora (od 40-15000 Hz)- powinny kolejno reagować wszystkie wskaźniki (Maksymalne długości świecących listków powinny występować w okolicy 400 Hz dla drugiego i około 2 kHz dla trzeciego filtru. Należy znaleźć rezonans dla drugiego filtru i potencjometr P3 ustawić tak, by świecący listek wskaźnika miał długość np.11 mm. Znajdujemy maksimum dla trzeciego filtru i też ustalamy (potencjometrem P4) długość listków na 11 mm. Podobnie postępujemy dla amplifiltrów pierwszego i czwartego (P2,P5) na krańcach pasma, to jest dla około 50 Hz i około 15 kHz. Potencjometrem P1 można regulować w razie potrzeby czułość całego układu, gdyż źródłem sygnału mogą być różne urządzenia. Jeśli źródłem sygnału będzie np. CD warto zamontować 4 gniazda chinch, aby sygnał można było podać do wzmacniacza bez konieczności stosowania rozgałęziaczy. Zastosowane lampy ECC82 są obecnie produkowane, wskaźniki EM 84 nieraz oferowane są w internetowych portalach aukcyjnych. Zresztą zamiast tych wskaźników mogą pracować inne wskaźniki, jak np. EM800, EM87, EM83, EM80, EM81, EM 34, EM4, 6E5C itd. Niektóre mają inny kształt ekranu niż EM84; różnią się także wyprowadzeniem elektrod i czułością. Na rys. 5 pokazana jest numeracja wyprowadzeń lamp, które mogą być wykorzystane w analizatorze.

Wyprowadzenia lamp są zawsze rysowane tak, jakby na lampę patrzyło się od strony cokołu

Pewne kłopoty może sprawić nabycie podwójnego potencjometru P1.

   Na koniec należy wspomnieć, że nie warto dodawać kolejnych lamp wskaźnikowych, gdyż trudno będzie "wcisnąć" kolejny filtr między już istniejące i wskazania dwóch sąsiadujących lamp będą prawie identyczne. Miałoby to sens dopiero po zastosowaniu znacznie bardziej rozbudowanych układów amplifiltrów, co pociągnęłoby jednak za sobą konieczność zastosowania większej liczby i tak niezbyt tanich lamp.

autor:   Aleksander Zawada
aleksander_zawada@poczta.onet.pl

Rys. 5
pusty
do góry
WsteczMenuDalej
pusty

UWAGA: Wszystkie umieszczone schematy, informacje i przykłady mają służyć tylko do własnych celów edukacyjnych i nie należy ich wykorzystywać do żadnych konkretnych zastosowań bez przeprowadzenia własnych prób i doświadczeń, gdyż nie udzielam żadnych gwarancji, że podane informacje są całkowicie wolne od błędów i nie biorę odpowiedzialności za ewentualne szkody wynikające z zastosowania podanych informacji, schematów i przykładów.


Wszystkie nazwy handlowe, nazwy produktów oraz znaki towarowe umieszczone na tej stronie są zastrzeżone dla ich właścicieli.
Używanie ich tutaj nie powinno być uważane za naruszenie praw właściciela, jest tylko potwierdzeniem ich dobrej jakości.

All trademarks mentioned herein belong to their respective owners.
They aren't intended to infringe on ownership but only to confirm a good quality.


Strona wygląda równie dobrze w rozdzielczości 1024x768, jak i 800x600.
Optymalizowana była pod IE dlatego polecam przeglądanie jej w IE5.5 lub nowszych przy rozdzielczości 1024x768.


© Copyright 2001-2005   Elektronika analogowa
pusty
pusty pusty pusty