Vumètre audio

Nous souhaitons fabriquer un Vumètre audio simple pour indiquer la puissance de sortie instantanée d'un amplificateur audio en Watts.

Le Vumètre est destiné à être branché aux bornes d'une enceinte 8 Ω.

Le problème, c'est que la puissance d'un amplificateur audio varie beaucoup : de quelques mW (Milliwatts) quand on écoute à faible volume et des pointes qui peuvent dépasser la centaine de Watts.

Si on branche donc simplement un Vumètre en voltmètre RMS, il est à peu près en permanence quasiment à 0.

Pour afficher la puissance électrique de sortie d'un amplificateur audio, il faut donc une échelle "logarithmique" (Comme l'oreille humaine).

Ici, nous proposons de modifier un ampèremètre à cadre mobile du commerce pour lui ajouter un circuit passif à brancher sur une sortie d'enceinte 8Ω. 

Voici le micro ampèremètre d'origine que nous avons modifié :

C'est donc un micro ampèremètre relativement sensible : 50 µA à pleine échelle.

Comment redresser des très faibles tensions (0.1 V) uniquement avec des circuits passifs ?

Nous avons utilisé une astuce :

Derrière un condensateur chimique de 22 µF (pour supprimer une éventuelle composante continue) et une résistance de 4700Ω 1/2 Watts (Il faut que le Vumètre ait une impédance d'entrée élevée pour ne pas tordre, même légèrement, le signal audio), nous avons connecté 2 diodes en // mais inversées.

Une diode 1N4148 ordinaire qui constitue l'échelle "logarithmique" du Vumètre et une diode 1N5818 Schottky faible seuil.

La différence de seuil entre les deux diodes (Autour de 0.7 V pour la 1N4148, et autour de 0.2V pour la Schottky) permet de détecter des tensions relativement faibles.

La deuxième diode compense en partie la dérive thermique du circuit. Cependant le vumètre est un peu moins sensible quand la température augmente.

Et une résistance de 470Ω pour "ajuster" l'échelle.

Nous avons ajouté un 2e circuit pour améliorer le fonctionnement du vumètre pour les tensions élevées de plus de 10 V avec une deuxième diode (1N4004) dont le seuil n'est pas très important) et une résistance de valeur élevée 500 kΩ (2 résistances de 1 MΩ en //, ajustées pour une déviation exacte à pleine échelle) : (FS veut dire Full Scale)

L'ensemble reste très simple.

Nous l'avons mesuré : nous obtenons une courbe proche de celle souhaitée.

Il ne reste plus qu'à imprimer les graduations du voltmètre (Dessinées sous Autocad) pour remplacer celles d'origine et obtenir un prototype :

(Sur le proto, l'impression provisoire est sur du papier standard).

Le papier est collé sur du plastique translucide pour tester un rétroéclairage arrière à Leds…

Nous avons aussi repeint l'aiguille du Vumètre en noir pour l'esthétique.

Le Vumètre obtenu en action : le Vumètre "bouge" même pour des volumes de musique relativement faibles…

Les graduations sont relativement justes.

Évidemment, il y a le temps de réaction du Vumètre (qui ici, convient tout à fait) et nous supposons que les enceintes sont des résistances pures de 8 Ω ce qui est loin d'être le cas…

Nous avons aussi construit un Vumètre laser stéréo avec 2 lasers (un rouge pour la voie gauche et un vert pour la voie droite) à base de deux microampéremètres et qui utilise cette électronique…

That's All, folks !

Créé le 09/06/2020

A jour le 01/02/2024