該電路的原理很簡單；首先MIC拾取聲音信號，并將其轉(zhuǎn)變?yōu)榕c聲音強度成線性關(guān)系的電平信號，因此高音量有著高電平，低音量會生成低電平。然后電壓信號通過高通濾波器來濾除噪聲，濾除信號之后通過運放LM358來放大，最終將信號通入LM3914，它的作用類似電壓表，會根據(jù)聲音大小來決定亮起的LED數(shù)。我們來一步步解釋：

　　1、用高通濾波器濾除噪聲

　　MIC對聲音很敏感，對環(huán)境噪聲也很敏感。如果不采取措施的話，放大器也會放大噪聲，那么得到的結(jié)果必然是不理想的。所以我們在信號通過放大器前需要用高通濾波器來濾除噪聲。這里使用的是無源RC濾波器（電阻-電容）。該濾波器設(shè)計起來很簡單，只需一個電阻和一個電容。

　　考慮到我們測量的是音頻的范圍，所以濾波器的設(shè)計必須要準確，一定要考慮到濾波器的截止頻率。高通濾波器通過信號的高頻，將其從輸入傳到輸出端，話句話說就是只允許通過高頻，而不是濾波器規(guī)定的頻率（截止頻率）。高通濾波器如圖所示。

　　人耳所能聽到的頻率范圍在2-2kHz。所以我們所涉及的高通濾波器的截止頻率在10-20Hz。截止頻率的計算公式如下：

　　F=1/（2πRC）

　　通過該公式我們可以根據(jù)R和C的值計算出截止頻率。而我們所需截止頻率為10-20Hz。

　　因此我們選取R=100kΩ，C=100nF，我們就有了16Hz左右的截止頻率，也就只允許頻率高于16Hz的信號通過，出現(xiàn)在輸出端。這些取值并不是強制的，只是為了頻率計算更為準確或者方便選型而已。

　　2、聲音信號的放大

　　移除了噪聲后，信號就通過運放LM358來進行放大。此處我們使用負反饋放大器來放大MIC傳來的低幅度信號，讓其達到能被LM3914所識別的等級。

　　經(jīng)典的負反饋連接如下圖所示。

　　輸出電壓的公式如下，

　　Vout=Vin（（R1+R2）/R2），有了這個公式就可以確定放大器的增益。

　　MIC信號在μV級時，我們不能將其直接傳給電壓表進行度數(shù)，因為電壓表無法拾取這么低的電壓。但在100增益的運放下，我們可以將MIC的信號放大，之后傳給電壓表。

　　3、用LED實現(xiàn)音量的視覺顯示

　　我們已經(jīng)有了濾波并放大后的音頻信號。這個型號需要傳給LM3914的LED電壓表，用于測量音頻信號的強度。LM3914是10路LED的驅(qū)動顯示電路。它會根據(jù)輸入電壓來確定LED的亮滅。

　　LM3914還有許多其它用途，可以改為電池保護電路或安培計電路。此處我們只討論電壓表的搭建。

　　此處LM3914是一個10級電壓表，意味著在10位模式下會有多個變式。芯片感知到輸入電壓后會與參考電壓相比，我們將參考電壓設(shè)為“V”。每當輸入電壓身高“V/10”，我們就會多一個LED亮起。比如當輸入電壓“V/10”時，LED1會亮起，輸入電壓“2V/10”時，LED2也會亮起。以此類推。

　　電路中的LM3914

　　LM3914的內(nèi)部電路如下。LM3914其實就是10個比較器的組合。每個比較器是一個運放，其負極引腳的參考的電壓不斷升高。

　　因為我們參考電壓的值應(yīng)基于最大測量值，運放的輸出在0-4V，所以我們需要將LM3914的參考電壓設(shè)為4V。

　　參考電壓有LM3914的RefADJ引腳上的兩個電阻來決定，如下圖所示。左下角同時給到了參考電壓的計算公式。

　　而基于固定阻值來分的參考電壓有個問題，那就是需要電源改變才能改變參考電壓。所以我們將R2改為47kΩ的可變電阻，這樣我們就可以隨心所欲調(diào)整參考電壓了。

　　在4V參考電壓的情況下，每有0.4V的升壓，就會多一個LED亮起。這就是LED音量表的原理了。