Светодиодный индикатор уровня напряжения

 

1. СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий светодиоды , включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого из которых соединен с базой последуют Н SbtroSy yct//tv/neAJt I и gem щего транзистора, резисторы, одни из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока, соединенный с анодом первого светодиода, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемого тока и повьаиения точности измерений , в него введены дополнительные транзисто1 л и детектор, причем коллекторно-базовые переходы дополнительных транзисторов подключены параллельно светодиодам, эмиттеры к коллекторам последующих дополнительных транзисторов, а объединен ные выводы резисторов подключены k выходу детектора, вход которого S соединен с входньоли клешчами инди (Л катора. 00 00 00 фuг.f

СОЮЗ СОВЕТСКИХ

СОЦИАЛИСТИЧЕСНИХ

РЕСПУБЛИН (19) (11) 3(51) G 01 8 19/155

ОПИСАНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ

К АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛЬСТВУ

ГОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССР

ПО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ (21) 3494087/18-21 (22) 24.09.82 (46) 07.04.84. Вюл. В 13 (72) В.И.Ковальков (71) Одесский ордена Трудового

Красного Знамени политехнический институт (53) 621.317.725(088.8) (56) 1. Патент США )) 3796951, кл. G 01 R 19/00, 1974.

2. Авторское свидетельство СССР

В 746304, кл. G 01 R 13/00, 1978, (прототип). (54)(57) 1. СВЕТОДИОДНЫЙ ИНДИКАТОР

УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ, содержащий светодиоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого из которых соединен с базой последую1 щего транзистора, резисторы, одни из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока, соединенный с анодом первого светодиода, отличающийся тем, что, с целью снижения потребляемого тока и повьнаения точности измерений, в него введены дополнительные транзисторы и детектор, причем коллекторно-базовые переходы дополнительчых транзисторов подключены параллельно светодиодам, эмиттеры— к коллекторам последующих дополнительных транзисторов, а объединенные выводы резисторов подключены к выходу детектора, вход которого ж соединен с входными клеммами индикатора.

1084688

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для контроля уровня выходного напряжения усилителей радиоприемной и звуковоспроизводящей аппаратуры. 5

Известны индикаторы, содержащие последовательно включенные светодиоды и генераторы тока, позволяющие снизить потребляемую мощность (1 .

Однако индикаторы .обладают низкой 10 точностью и плохой стабильностью.

Кроме того, с повышением уровня сигнала уменьшается число горящих светодиодов, что ухудшает наглядность выходной информации. 35

Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее светодиоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого иэ которых соединен с базой последующего транзистора, резисторы, одни из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока соединенный с анодом первого 25 светодиода (2) .

Недостатками устройства являются резкий рост потребляемого. тока при увеличении числа. светодиодов и ограниченная разрешающая способность; влияющая на точность измерения.

Цель изобретения - снижение пот- о ребляемого тока, повышение точности и расширение диапазона измерений,. устройство работает следующим образом.

В исходном состоянии сигнал на входе устройства отсутствует и выход.ное напряжение детектора 16 равно нулю. Транзисторы 6-10 заперты. Светодиоды 1-5 не. горят, поскольку через них протекают лишь малые начальные токи транзисторов.

При появлении на выходе контролируемого усилителя сигнала на базы транзисторов 6-10 поступает постоянное напряжение 0А и транзисторы начинают отпираться. Первым открывается транзистор 10, что приводит к загоранию светодиода 5. Номинальное зна.чение тока через светодиоды 3„„ ycтанавливается источником 21 постоянного тока. Этот ток последовательно

2. Индикатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в . его введен добавочный резистор, который включен между выходом детектора и объединенными выводами резисторов.

Поставленная цель достигается 35 тем, что в светодиодный индикатор уровня напряжения, содержащий .светодиоды включенные в коллекторные . цепи транзисторов, .эмиттер каждого из которых соединен с базой последую-4О щего, транзистора, резисторы, opíè из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока, соединенный с анодом первого светодиода, введены дополнительные транзи45 стэры и детектор, причем коллектор-. но-базовые переходы дополнительных транзисторов подключены, параллельно светодиодам, эмигтеры — к коллекторам последующих дополнительных тран- 50 ,зисторов, а объединенные вывОды ре3. Индикатор по и. 1, о т л ич а ю шийся тем, что, с целью повышения точности измерений, транзисторы выполнены на микросхемных сборках, причем транзисторы разных микросхем включены в чередующемся порядке. зисторов подключены к выходу детектора, вход которого соединен с входными клеммами индикатора.

Кроме того, введен добавочный резистор, который включен между выходом детектора и объединенными выходами резисторов.

Причем транзисторы выполнены на микросхемных сборках, причем транзисторы разных микросхем включены в чередующемся порядке.

На Фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема светодиодного индикатора уровня напряжения; на фиг. 2 - экспериментальные зависимости номера загорающегося светодиода индикатора от уровня напряжения (зависимости А, Б и В приведены для индикатора на 4-.х светодиодах, зависимости Г и Д - для индикатора на восьми светодиодах) .

Устройство содержит светодиоды

1-5, включенные в коллекторные цепи транзисторов 6-10,базы которых через резисторы 11-15 соединены с выходом детектора 16, вход которого соединен с входными клеммами индикатора, дополнительные транзисторы 17-20, коллекторно-базовые переходы которых подключены параллельно светодиодам

1-5, и источник 21 постоянного тока, соединенный с эмиттером первого светодиода 1. („1084688 протекает через дополнительные трай» эисторы 17-20, находящиеся в активном режиме за счет глубокой отрицательной нелинейной обратной связи, замыкающейся через светодиоды 1-5, соединя щие базы с коллекторами вве- 5 денных дополнительных транзисторов 17-20.

Напряжение коллектор-эмиттер этих транзисторов определится следующим образом: 30 „„=0, И о, (Ц гдеО — падение напряжения на эмит1 терном переходе 1 -го транзистора;

0 = (М;) — прямое падение напряжения на -м светодиоде.

Токи 3 bj - нит /р > ьо малы и недостаточны для загорания светодиодов

1-4, так как коэффициенты усиления по току транзисторов Ра 1. Горит только светодиод 5, поскольку через него и открытый транзистор 10 при

08зю .UAer U $>(o+ U 3qq To quar протекает на общую шину.

С увеличением уровня входного сигнала, когда напряжение0дет превысит значение Ug > + 0 „ъ20вз, одновременно открытыми оказываются два последних транзистора 9 и 10. Питающий ток начинает протекать по цепи: дополнительные транзисторы 17-19 светодиод 4 — коллекторно-эмиттерный переход транзистора 9 — база-эмиттерный переход транзистора 10 — общая шина, вызывая загорание светодиода 4. 35

Транзистор 20 при этом подзапирается,. поскольку напряжение на его базе

0)zo = U<>9 0S)

Если выходное напряжение детектоРа находитсЯ в пРеделах 3Ugp

"Внд=" в "аэ "ь4 "мм ("а.e"о. «() При дальнейшем увеличении уровня сигнала последовательно зажигаются светодиод 2, затем светодиод 1. Таким образом, чем выше уровень сигнала на выходе усилителя, тем ближе к началу (концу1 светодиодной оптической шкалы перемещается светящаяся метка. 60

В устройстве величина потребляемого тока не зависит ни от числа светбдиодов, ни от уровня входного сиг-. нала. Она постоянна и определяется лишь величиной выходного тока 3ц„ 5 источника 21 постоянного тока, равзой номинальному току применяемых в индикаторе светодиодов. Поэтому пот. ребляемый ток индикатора, содержащего И светодиодов, может быть снижен в Н раз.

Разрешающая же способность предлагаемого устройства при этом будет равна не h,,как у аналогов, а примерно вдвое в»пие. Это объясняется тем, что переключение транзисторов происходит не скачкообразно,.а постепенно. Поэтому при некоторых значениях напряжения детектора 0 е + j 05g включенными оказываются сразу два соседних светодиода j и у +1. Напряжение Ug j дополнительного транзистора при отпирании 1 -го ключа сначала больше напряжения насыщения

"5ýj Kej Зэ(рй (ji() в(р11 <> ac

Транзистор ц находится в активном режиме, и ток3 перераспределяется между и 1 +1 светодиодами. Это обстоятельство позволяет повысить точность отсчета уровня сигнала, так как фиксируются не только значения

U e> соответствУющие номеРУ зажигающегося светодиода, но и промежуточные значения, при которых одновременно горят два соседних светодиода.

Недостатком рассмотренного устрой".тва является зависимость выходной

:хаРактеристики иййикатора ат параметров транзисторов 6-10 и влияние на нее разброса этих параметров. C целью расширения диапазона измерения и корректировки накл9на выходной характеристики в устройство предлагается ввести добавочный резистор 22 .(фиг 1), включаемый между выходам детектора 16 и точкой соединения базовых резисторов 11-15. Пороговые напряжения светодиодного индикатора при этом будут зависеть от величины сопротивления R о резистора 22, через который протекают базовые токи всех включенных транзисторов 6-10. Изменяя величину

R<», можно изменять наклон выходной характеристики индикатора и корректировать, например, влияние на нее разброса параметров транзисторов 610 либо коэффициента передачи детектора 16. На фиг. 2 приведена зависимость В, полученная при Rs = адов для четырехдиодного индикатора. Верхний уровень измеряемого напряжения при этом возрастает вдвое, однако линейность выходной характеристики при этом нарушается.

На линейность выходной характеристики с большим числом светодиодов, в которых приходится применять в качестве ключей, более одной микросхемы, разброс параметров транзисторов отдельных микросхем может оказать

I084688

Составитель Е.Плужникова

Техред A.Êèêåìåçåé

Корректор Г.Решетник

Редактор С.Юско

Эаказ 1989/38 Тираж 711 Подписное

BHHHIIH Государственного комитета СССР по делам изобретений и открытий

113035, Яосква,,Ж-35, Раушская наб., д. 4/5 филиал ППП "Патент", r.Óæãîðîä, ул.Проектная, 4 существенное влияние(зависнмостЬ Г на фиг. 2).

С целью устранения влияния предлагается чередовать включение транзисторов разных микросхемных сборок в индикаторе. Так,зависимость Д

5 (фиг. 2) получена при использовании тех же микросхем, что и зависимость Г. Но в этом случае на транзисторах одной микросхемы выполнены все нечетные, а на транзисторах второй микросхемы все четные ключи восьмиднодного индикатора.

Благодаря высокой экономичности (малому потребляемому току) предлагаемый светодиодный индикатор может .найти применение в переносных транзисторных приемниках и магнитофонах.

r.

Экономический эффект достигается за счет сокращения номенклатуры,деталей и упрощения настройки индикатора.