使用LCD的音頻信號(dBu)VU表

描述

背景

我構建了一個 Studio Monitor Management 項目，該項目的一部分是 VU 表，以 dBu 顯示音頻信號電平。建立 VU 表的方法有很多，最常見的方法是使用 LED 燈泡。然而，使用 LED 需要很多引腳。最初我計劃為每個立體聲通道使用 16 個 LED，所以總共將有 32 個 LED！并且這些 LED 需要單獨控制，雖然可以使用 I2C 串行化來減少控制這些 LED 所需的引腳數量，但構建電子電路（PCB 蝕刻、焊接等）似乎有點復雜...... . 至少對我來說，懶得建造那些... :D )。

在此過程中，我發現了ThomAce 的 KT Audio VU Meter項目（查看此鏈接）。通過使用沒有任何復雜電子電路的 LCD（液晶顯示器）來簡化顯示音頻電平的需求，只需 3 個電阻器和 2 個電容器以及帶孔的標準 PCB 就足夠了。段數為 14，與我最初使用 16 個 LED 的計劃也很接近。

這個項目

在這里，這個項目實際上是ThomAce 的 KT Audio VU Meter的衍生作品，有以下變化：

• 音頻電平以分貝 (dBu) 為單位測量，因此它可以反映常見的音頻計量

• 通過更改宏定義可以輕松調整測量范圍。默認值為 -25dBu 到 2dBu。

• 提供校準 VU 表的功能，因為我發現該設備以動態方式運行（可能是由于噪音、電源和連接，也可能涉及一些情感因素：D）

重要的提示

盡管提供了電壓計算參數的默認值，但強烈建議在某些點使用萬用表執行正確的電壓測量（請參閱下圖或此處的校準文檔）。

校準指南

?

默認值為（基于我的環境中的測量值）：

• 參考電壓：在AREF引腳測量的電壓，以毫伏 (mV) 為單位。在宏中定義為VREF = 1500.

• 中心電壓：在分壓器中心測量的電壓（在 100K 電阻的中間），單位 mV，在輸入通道接地的條件下（參見文檔）。在宏中定義為VCENTER = 450.

• 偏移電壓：在宏中定義為VOFFSET = 315。這個值只能在串口中顯示，所以你需要Serial.begin(9600)在你的void setup()編碼塊中激活如下（為了看到偏移值的值）：

void setup() {
    Serial.begin(9600);
}

這是我的環境中的偏移電壓值示例 ( VREF=1500, VCENTER=450)。您可以在下面檢查Volt L和Volt R值，在我的情況下是339.55mVand 335.16mV。

Volt L: 339.55mV L data: -7.16dBu  Volt R: 335.16mV  R data: -7.28dBu  R: 10, 10 L: 10, 10 

現在，您可以使用中間值或平均值用作VOFFSET（比如說337），然后調用 method setReference()，通常在setup()塊內，如下所示。VREF您可以使用和定義來保留其他參數的默認值。VCENTER

void setup() {
    lcd.init();
    lcd.setReference(VREF, VCENTER, 337); //this will set offset to 337 
}

在大多數情況下，調整后只有幾個 mV 差異的以下結果應該是可以的（在Volt L和中Volt R）vOffset，因為很難獲得精確的零差異。

Volt L: 2.48mV L data: -49.89dBu  Volt R: -4.84mV  R data: nandBu  R: 0, 0 L: 0, 0
 Volt L: -0.45mV L data: nandBu  Volt R: -3.38mV  R data: nandBu  R: 0, 0 L: 0, 0
 Volt L: 2.48mV L data: -49.89dBu  Volt R: -4.84mV  R data: nandBu  R: 0, 0 L: 0, 0
 Volt L: -1.91mV L data: nandBu  Volt R: -1.91mV  R data: nandBu  R: 0, 0 L: 0, 0
 Volt L: 2.48mV L data: -49.89dBu  Volt R: -3.38mV  R data: nandBu  R: 0, 0 L: 0, 0

未來的可能性

為了在不更改代碼的情況下更容易校準，可以將一個微調器連接到其他模擬引腳，并使用該微調器調整偏移電壓的值，通過比較調整后的值和上述實際讀數值，直到差異為最低，或者您可以設置一個 LED，當微調電壓值和實際讀數值之間的差異在可接受的范圍內（比如說十分之一毫伏）時，該 LED 將亮起/熄滅。