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Schema elettrico
Descrizione del dispositivo
Il circuito mostrato in figura implementa le funzioni di fonometro con funzione
specifica di misurazione SPL (volume di aria spostata).
Il segnale proveniente dal microfono a bobina, avente un' impedenza piuttosto bassa,
500 Ohm in DC viene attenuato dal potenziometro da 1K Reg1. E' conveniente che la
risposta in frequenza del microfono sia tale da prediligere le frequenze basse.
Tre stadi amplificatori a emettitore comune amplificano in tensione il segnale effettuando
un taglio di frequenza tramite le capacità C1 e C2 opportunamente dimensionate.
La frequenza di taglio degli amplificatori è inferiore ai 250 Hz.
Successivamente lo stadio amplificatore che utilizza un transistore bu 506 in configurazione
a collettore comune incrementa la corrente disponibile in uscita.
Tale segnale di uscita che puo' raggiungere al massimo +/- 1.7 Volt viene modificato
tramite i diodi, separando la semionda positiva da quella negativa.
La semionda negativa viene utilizzata per alimentare il Vu meter, mentre la semionda
positiva , a seconda dello stato del relè, viene utilizzata per caricare la capacità
C3 da 100 uF. Nella capacità viene mantenuto il valore massimo raggiunto nell'intero
periodo di acquisizione (di durata pari a 10 secondi).
Dopo la fase di acquisizione, avviene la fase di valutazione; il relè permette alla
capacità di scaricarsi nelle 2 resistenze da 100K Ohm ciascuna. Il tempo di scarica
varierà a seconda della carica del condensatore C3, ovvero sarà dipendente in modo
logaritmico dalla tensione presente inizialmente ai suoi capi.
Tale tensione viene amplificata da un operazionale utilizzato in configurazione
non invertente avente guadagno pari a G = 1 + 475 / 221 = 3.15.
Questa tensione amplificata ,che viene visualizzata dal secondo Vu meter, viene
comparata ,tramite un amplificatore operazionale, con una tensione quasi nulla,
uscente dal partitore resistivo. Fino a che è presente tensione ai capi di C3 l'uscita
dell'operazionale è alta (quasi Vcc).
Tale tensione è utile per attivare la parte astabile dell' ne556 (in alto in figura)
che genera un'onda quadra di frequenza variabile (da 12 a 17 Hz) tramite il potenziometro
Reg 2.
L'onda quadra uscente dall' ne556 è utilizzata come clock per i decade counter HCF
4026 BEY che effettuano il conteggio.
Le uscite di questi integrati, vengono utilizzate per polarizzare i transistori
BC 337 tramite la resistenza di base da 3.65 K Ohm.
I display hanno il comune a Vcc, quindi per l'accensione dei segmenti è necessario
connettere ciascuno di questi, tramite una resistenza da 1K Ohm, a massa. L'accensione
e lo spegnimento dei singoli segmenti dei display avviene grazie ai transistori
BC 337 le cui basi erano connesse alle uscite degli integrati 4026 .
Poichè il dispositivo, per vincoli del sistema, può misurare non piu' di 170 dB
al massimo, non serve collegare tutti i 7 segmenti distintamente all'uscita dell'ultimo
decade counter. Infatti i segmenti "b" e " c" (accendono le barre dell'1) sono sempre
accesi, mentre i segmenti "a","d","e" ed "f" vengono accesi tutti assieme quando
si attiva, ad esempio, l'uscita "d" del 4026. in questo modo si può utilizzare un
solo transistore.
Per far eccitare il relè, che ha la funzione di far passare dalla fase di valutazione
(se non eccitato) a quella di acquisizione (se eccitato), si utilizza l'ne556 (parte
bassa dell'IC in figura) in configurazione monostabile.
Si utilizza una capacità di 100uF ed una resistenza di 100 K Ohm di modo che la
fase di acquisizione duri poco piu' di 10 secondi.
Il trigger, attivo basso, è attivabile dal pulsante normalmete aperto "button" che
cortocircita la tensione della resistenza da 1K.
Poichè ad ogni acquisizione i display devono essere resettati, viene creata una
tensione che sia sempre quasi nulla, tranne nel momento di pressione del pulsante
,che viene connessa al reset dei 4026.
Per fare cio' viene utilizzato un transistor bc 337 che implementa le funzioni di
una porta not.
Infine lo stato di acquisizione viene segnalato dal punto "P1" nel display piu'
a destra (cifra meno significativa).
Se il punto è acceso il dispositivo è in fase di acquisizione, altrimenti è in fase
di valutazione.
Subito sotto vengono
mostrati i circuiti integrati utilizzati per questo circuito. Si consiglia comunque
di scaricarsi i datasheet dei singoli IC.
 NE556
 HCF 4026 BEY
 LM
224
 Display
7 segmenti
Immagini del dispositivo
  
 
 
E' necessario tarare il dispositivo agendo dapprima su
REG1 e poi su REG2. Se REG1 è regolata in modo che il segnale venga attenuato si
eviterà che in presenza di rumori molto forti gli stadi amplificatori entrino in
distorsione rendendo poco precisa la misura dei decibell del suono.
Inoltre è bene controllare (ed eventualmente costruire un controllo elettronico)
che la batteria che alimenta il circuito sia sempre di tensione superiore a 6 Volt
e inferiore ad 8 Volt ; si sconsiglia l'uso di un alimentatore poichè si introduce
ruumore di rete negli stadi amplificatori rendendo poco affidabile la misura.
Infine è necessario schermare il dispositivo da disturbi in radiofrequenza ponendo
il circuito in un case; se si usano case metallici è bene usare distanziatori piuttosto
lunghi per evitare capacità parassite tra la scheda e le parti metalliche del contenitore.
I tempi di realizzazione e taratura sono piuttosto lunghi, ma ne vale la pena, tanto
piu' che i dispositivi per la misura di SPL sono molto costosi e talvolta proibitivi.
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