论文部分内容阅读
摘 要:电视播控中,VU表是一个非常重要的音频监测工具,但是许多地方电视台由于经费有限,没有配备专业的设备,这样一来对音频信号的监测就显得很困难。文章介绍了使用美国国家半导体公司IC 芯片LM3916和LED发光二极管设计一个简单、便宜、实用的VU表,从而给值机人员提供了一个直观的音频监测工具。
关键词:VU表 LM3916 发光二极管 设计
中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-050-02
在电视播控里,播出人员的一项主要工作就是对播出信号的监看、监听,监看就是指对播出视频信号的图像进行监看,监听指的就是对声音的监听。很多时候,我们的播出人员只注意信号的监看,忽视了对声音的监听。在过去的模拟时代,主控切换台上大多都会提供音频信号的音量指示VU表,这样我们的播出人员还会经常注意查看音频信号的音量大小是否合适。随着电视台的数字化改造,大多数电视台均已经实现了硬盘数字化播出。这样一来,传统视、音频信号的传输就变成了文件的传输,传统上的主控切换台也变成了播出控制计算机,音频信号的VU表就不存在了,播出人员就只能通过监视器扬声器来进行声音的监听。播出人员对声音大小就缺少了一个客观的参考值,如果是多套节目的同时播出,那对声音的监听就更加显得困难了。因此,一个音频的VU表就显得格外的重要。为此作者使用LM3916和LED发光二极管设计了这个简单的VU表。
1VU表
音量VU表是目前电视台使用最广的音量表(Volume Unit的缩写),播出人员往往要通过它监测播出节目的音频信号指标。它是采用平均值检波器并按简谐信号的有效值确定的,因此是一种准平均值表。它的刻度用对数和百分数表示,并将参考电平(0VU,100%)定在满刻度以下的3dB处。由于音乐和语言的音量变化相对电平变化是不一一对应的(因为人耳感受到的,是音量的有效值,而非瞬态值),因此VU表就是按照人耳的这种特性设计的。在这种特性下,绝大部分的节目源都可以做到VU表的指示摆动趋势与人耳朵的音量听感基本一致。也就是说VU表可以很好地显示声音的响度!标准的VU表,显示的最小电平是-20VU,最大是+3VU。
2LM3916简介
LM3916是National Semiconductor(美国国家半导体公司)的产品。该系列有LM3914、LM3915和LM3916三个型号, 这三者的区别是,线性分压、3dB分压和音频指数型分压。其工作原理简单的说,就是N个比较器,正输入端是分别接在一串电阻上的,电阻的最低端接地,最高端接参考电压,就是说输入达到这个电压就会显示到最高。负输入全部并联,接到输入信号源上,当然信号需要缓冲放大。每个比较器的输出接一个LED,当然要有限流电阻。当输入信号超过某个比较器上正输入端的电压后那个比较器后的LED就亮了,所以信号电压越高,灯亮的越多。因为当音频功率增大十倍时,人耳听起来只有原来两倍那么响,所以为了符合人耳的特性,就把音频指示做成指数型的,功率要增大十倍,灯才亮到原来两倍多。这三种芯片一般都选用3915或3916作为音频应用。3915的分贝计算法已经符合听力习惯了,一般是用在频谱指示上,3916用在音量指示上,本设计是音量的VU表所以采用LM3916,下面对LM3916做一个简单介绍。
LM3916是一个18脚双列直插电子式的VU表驱动芯片,可以选择点状或者柱状的显示模式;它可以提供10只LED的驱动;支持3V-25V的电压供电;输出电流1mA-30mA可控;输入信号可达€?5V范围;可直接驱动TTL、CMOS元器件。在LM3916 Data Sheet中给出了一个0V-10V VU表的设计方案,但是由于该方案需要提供一个满刻度为10V的信号源输入,因此我们需要重新设计电路。
3电路设计
我们知道专业电声设备模拟信号接口的参考电平也称为校准电平,目前,世界上大部分国家使用的专业电声设备和系统的互联参考电平为+4dB ,根据db换算公式db=20logV1/V ,我们很容易得出+4dB 的参考电平有效值是1228mV,其峰值=1228mV€?.414=1737mV,这也就是VU表上0VU的电平值。同理我们可以得到+3 VU的电平有效值是1735mV,这就是我们设计LM3916时 VREF的参考值。当然,实际线路中这一电平会有所不同。为了简化电路设计,我们选择R1=1K ,R2=0 ,这时根据公式我们可以得到VREF=1.25€?1+ R2/R1)+ R2€?0 A=1.25V , ILED=12.5 V/R1+VREF/2.2K ≈13mA。为了方便对输入信号进行调节,我们还设置了VR1,对输入信号进行调整,从而达到0VU校准。
电路中LED1-6选择#5mm绿色发光管,LED7选择#5mm黄色发光管,LED8-10选择#5mm红色发光管。VR1为可调电阻,用来校准0VU显示;R0选用82?/0.5W的电阻,用来对LED进行限流。本设计中采用9脚悬空的点显示模式,如果将9脚与12V相连的话,它将工作在柱状显示模式。
4结束语
由于仅需要很少的几个外围元件就可以实现一个标准的VU表,因此非常适合那些经费有限,而又迫切需要使用VU表的地方电视台使用。如果为了显示更加醒目,可以对LM3916进行级联,从而达到20段的显示,这样效果会更好。同时,在电路中加入检测电路后还可以实现音频信号中断或者过载的报警。
参考文献:
[1]National SemiconductorLM3916 Dot/Bar Display Driver Data SheetJanuary 2000
关键词:VU表 LM3916 发光二极管 设计
中图分类号:TN91文献标识码:A文章编号:1007-3973 (2010) 07-050-02
在电视播控里,播出人员的一项主要工作就是对播出信号的监看、监听,监看就是指对播出视频信号的图像进行监看,监听指的就是对声音的监听。很多时候,我们的播出人员只注意信号的监看,忽视了对声音的监听。在过去的模拟时代,主控切换台上大多都会提供音频信号的音量指示VU表,这样我们的播出人员还会经常注意查看音频信号的音量大小是否合适。随着电视台的数字化改造,大多数电视台均已经实现了硬盘数字化播出。这样一来,传统视、音频信号的传输就变成了文件的传输,传统上的主控切换台也变成了播出控制计算机,音频信号的VU表就不存在了,播出人员就只能通过监视器扬声器来进行声音的监听。播出人员对声音大小就缺少了一个客观的参考值,如果是多套节目的同时播出,那对声音的监听就更加显得困难了。因此,一个音频的VU表就显得格外的重要。为此作者使用LM3916和LED发光二极管设计了这个简单的VU表。
1VU表
音量VU表是目前电视台使用最广的音量表(Volume Unit的缩写),播出人员往往要通过它监测播出节目的音频信号指标。它是采用平均值检波器并按简谐信号的有效值确定的,因此是一种准平均值表。它的刻度用对数和百分数表示,并将参考电平(0VU,100%)定在满刻度以下的3dB处。由于音乐和语言的音量变化相对电平变化是不一一对应的(因为人耳感受到的,是音量的有效值,而非瞬态值),因此VU表就是按照人耳的这种特性设计的。在这种特性下,绝大部分的节目源都可以做到VU表的指示摆动趋势与人耳朵的音量听感基本一致。也就是说VU表可以很好地显示声音的响度!标准的VU表,显示的最小电平是-20VU,最大是+3VU。
2LM3916简介
LM3916是National Semiconductor(美国国家半导体公司)的产品。该系列有LM3914、LM3915和LM3916三个型号, 这三者的区别是,线性分压、3dB分压和音频指数型分压。其工作原理简单的说,就是N个比较器,正输入端是分别接在一串电阻上的,电阻的最低端接地,最高端接参考电压,就是说输入达到这个电压就会显示到最高。负输入全部并联,接到输入信号源上,当然信号需要缓冲放大。每个比较器的输出接一个LED,当然要有限流电阻。当输入信号超过某个比较器上正输入端的电压后那个比较器后的LED就亮了,所以信号电压越高,灯亮的越多。因为当音频功率增大十倍时,人耳听起来只有原来两倍那么响,所以为了符合人耳的特性,就把音频指示做成指数型的,功率要增大十倍,灯才亮到原来两倍多。这三种芯片一般都选用3915或3916作为音频应用。3915的分贝计算法已经符合听力习惯了,一般是用在频谱指示上,3916用在音量指示上,本设计是音量的VU表所以采用LM3916,下面对LM3916做一个简单介绍。
LM3916是一个18脚双列直插电子式的VU表驱动芯片,可以选择点状或者柱状的显示模式;它可以提供10只LED的驱动;支持3V-25V的电压供电;输出电流1mA-30mA可控;输入信号可达€?5V范围;可直接驱动TTL、CMOS元器件。在LM3916 Data Sheet中给出了一个0V-10V VU表的设计方案,但是由于该方案需要提供一个满刻度为10V的信号源输入,因此我们需要重新设计电路。
3电路设计
我们知道专业电声设备模拟信号接口的参考电平也称为校准电平,目前,世界上大部分国家使用的专业电声设备和系统的互联参考电平为+4dB ,根据db换算公式db=20logV1/V ,我们很容易得出+4dB 的参考电平有效值是1228mV,其峰值=1228mV€?.414=1737mV,这也就是VU表上0VU的电平值。同理我们可以得到+3 VU的电平有效值是1735mV,这就是我们设计LM3916时 VREF的参考值。当然,实际线路中这一电平会有所不同。为了简化电路设计,我们选择R1=1K ,R2=0 ,这时根据公式我们可以得到VREF=1.25€?1+ R2/R1)+ R2€?0 A=1.25V , ILED=12.5 V/R1+VREF/2.2K ≈13mA。为了方便对输入信号进行调节,我们还设置了VR1,对输入信号进行调整,从而达到0VU校准。
电路中LED1-6选择#5mm绿色发光管,LED7选择#5mm黄色发光管,LED8-10选择#5mm红色发光管。VR1为可调电阻,用来校准0VU显示;R0选用82?/0.5W的电阻,用来对LED进行限流。本设计中采用9脚悬空的点显示模式,如果将9脚与12V相连的话,它将工作在柱状显示模式。
4结束语
由于仅需要很少的几个外围元件就可以实现一个标准的VU表,因此非常适合那些经费有限,而又迫切需要使用VU表的地方电视台使用。如果为了显示更加醒目,可以对LM3916进行级联,从而达到20段的显示,这样效果会更好。同时,在电路中加入检测电路后还可以实现音频信号中断或者过载的报警。
参考文献:
[1]National SemiconductorLM3916 Dot/Bar Display Driver Data SheetJanuary 2000