Lichtorgel

 
 

Aussteuerungsanzeige (VU-Meter)

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  Zur Vermeidung von Übersteuerungen wird das gemischte Stereo-Signal einer Aussteuerungsanzeige (VU-Meter) zugeführt. Übersteuerung erzeugt Oberwellen, welche in einen benachbarten (Lampen)-Kanal fallen und die Funktion der Lichtorgel beeinträchtigen können.
Zur Auswahl stehen eine moderne Ausführung mit LED-Leuchtband sowie eine Retro-Design-Ausführung mit Zeigerinstrument.



Aussteuerungsanzeige mit LED-Leuchtband

Eine Aussteuerungsanzeige mit LED-Leuchtband lässt sich z. B. mit dem integrierten Schaltkreis (IC) LM3916 realisieren, wobei die grundsätzliche Beschaltung des ICs den Applikationshinweisen im Datenblatt zu entnehmen ist.


Neben dem LM3916 und dessen Beschaltung besteht dieses VU-Meter aus einem Präzisionsgleichrichter mit Spitzenwert-Detektor sowie dem LED-Leuchtband. Etwas störend ist hierbei, dass die roten LEDs deutlich heller sind, als die grünen, aber das kann innerhalb gewisser Grenzen angeglichen werden.

Der Strom wurde auf etwa 10mA pro Leuchtdiode festgelegt, d. h. bei Übersteuerung muss der Spannungsregler IC2-1 einen Strom von ca. 100mA liefern können. Damit er nicht unnötig heiß wird, sind den roten LEDs Widerstände vorgeschaltet mit dem positiven Nebeneffekt, dass sie dadurch etwas dunkler werden.

Aussteuerungsanzeige mit LED-Leuchtband
Aussteuerungsanzeige mit LED-Leuchtband


Im Vergleich zu einem Zeigerinstrument hat ein LED-Leuchtband-VU-Meter eine sehr kurze Reaktionszeit und braucht im Prinzip keinen sog. "Vorlauf" - also eine bewusst höher eingestellte Empfindlichkeit zur Vermeidung von Übersteuerungen durch hohe Signalspitzen.
Damit die Anzeige aber nicht allzu nervös reagiert wurde der Wert des Kondensators C3-1 nachträglich von 1µF auf 2,2µF erhöht und die Verstärkung durch Verringerung von R4-1 auf etwa 8,3 (100kΩ/12kΩ) erhöht. Bei Messung mit einem sinusförmigen Signal hat das VU-Meter dadurch einen Vorlauf von ca. 1dB.

LED1 gehört im vorliegenden Fall zwar auch zum LED-Balken, wird aber nicht vom LM3916 gesteuert, sondern dient als Betriebsleuchte für das eingeschaltete Gerät.



Aussteuerungsanzeige mit Zeigerinstrument

Etwas nostalgischer wirkt eine Lichtorgel mit einem Zeigerinstrument als VU-Meter.

Auch dieses braucht einen Gleichrichter mit Verstärker sowie idealerweise einen Schutz gegen Überspannung, damit sich der Zeiger bei zu hohen Eingangssignalen nicht "aufwickelt". Der Schutz wird mittels der Widerstände R25-1 und R26-1 sowie der Dioden D7-1 und D8-1 realisiert, welche die Spannung am VU-Meter auf maximal ca. 220mV begenzen. Die Dimensionierung hängt von den Daten des verwendeten Instruments ab - untenstehendes Schaltbild kann deshalb nur ein Beispiel sein.



Aussteuerungsanzeige mit Zeigerinstrument
Aussteuerungsanzeige mit Zeigerinstrument
Allgemeingültig ist aber, dass ein Zeigerinstrument im Vergleich zu einem LED-Band sehr träge ist. Und wenn der Zeiger nicht wild herumzappeln soll, dann muss man ihm bewusst noch mehr Trägheit geben (C14-1) mit der Folge, dass kurze Spitzen im Musiksignal vollständig "geschluckt" werden.

Um dennoch eine brauchbare Information zur Aussteuerung zu erhalten ist es sinnvoll, einem Zeiger-VU-Meter einen Vorlauf zu geben und dieser beträgt üblicherweise +6dB. Das bedeutet, dass bei einem Sinussignal von 100mVeff entsprechend 280mVSS eine Übersteuerung von +6dB anzeigt wird, mit einem Musiksignal bis 280mVSS erreicht der Zeiger dagegen erstaunlich genau die Aussteuerungsgrenze von 0dB.



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