Светодиодный индикатор уровня напряжения

СОЮЗ СОВЕТСКИХСОЦИАЛИСТИЧЕСКИХРЕСПУБЛИК 119) 111) 3151) 0 01 В 1 ОСУДАРСТВЕННЫЙ КОМИТЕТ СССРО ДЕЛАМ ИЗОБРЕТЕНИЙ И ОТКРЫТИЙ БРЕ ЬСТВУ ОПИСАНИЕ НИЯ АВТОРСКОМУ СВИДЕТЕЛ 494087/18-214.09.827.04.84. Бюл, В 13И.Ковальковдесский ордена Трудовогого Знамени политехническ 1.317. Патен 1 В 19 вторск 4, кл. ип). 25(088,США М 00, 197 е свиде 0 01 В796951,ельство СССР3/00, 1978,(54)(57) 1. СВЕТОдисд УРОВНЯ НАПРЯЖЕНИЯ, со тодиоды, включенные в цепи транзисторов, эм из которых соединен с т(21) 3 (22) 2 (46) 0 (72) В (71) О Красно инстит (53) 6 ( 5.6 ) 1 кл . 02. В 7463 (прото ЫИ ИНДИКАТОР ержащий свеколлекторные ттер каждого базой последую 1 щего транзис из выводов к зам этих тра объединены, тока, соедин светодиода, тем, что, с мого тока и рений, в нег ные транзист коллекторнонительчых тр параллельно к коллектор тельных тра ные выводы р к выходу де соединен с катора. тора, резисторы, одниоторых подключены к банзисторов, а другиеи источник постоянногоенный с анодом первогоотличающийсяцелью снижения потребляповьвюния точности измео введены дополнительоры и детектор, причембазовые переходы дополанзисторов подключенысветодиодам, эмиттеры -м последующих дополнизисторов, а объединенезисторов подключеныектора, вход которогоходными клеммами инди1084688 Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для контроляуровня выходного напряжения усилителей радиоприемной и звуковоспроизводящей аппаратуры. 5Известны 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. 15Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее светодиоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого иэ которых соединен с базой после 2 дующего транзистора, резисторы, одни из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока, соединенный с анодом первого светодиода 2 .Недостатками устройства являются резкий рост потребляемого тока при увеАичении 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 выходное 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 ОА и транзисторы начинают отпираться, Первым открывается транзистор 10, что приводит к загоранию светодиода 5. Номинальное зна.чение тока через светодиоды 3 устанавливается источником 21 постоянного токаЭтот ток последовательно 2. Индикатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в .его введен добавочный резистор, который включен между выходом детектора и объединенными выводами резисторов,Поставленная цель достигается З 5 тем, что в светодиодный индикатор уровня напряжения, содержащий .светодиоды включенные в коллекторныеФцепи транзисторов, эмиттер каждого из которых соединен с базой последуюО щего, транзистора, резисторы, одни из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока, соединенный с анодом первого светодиода, введены дополнительные транзи 45 сторы и детектор, причем коллекторно-базовые переходы дополнительных транзисторов подключены, параллельно светодиодам, эмиттеры - к коллекторам последующих дополнительных тран ,зисторов, аобъединенные вывОды ре 3, Индикатор по и. 1, о т л ич а ю щ и й с я 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 добавочныйрезистор, который включен между выходом детектора и объединенными выходами резисторов,Причем транзисторы выполнены намикросхемных сборках, причем транзисторы разных микросхем включены вчеоедчощемся порядке,На Фиг. 1 изображена принципиальная электрическая схема светодиодного индикатора уровня напряжения;на фиг. 2 - экспериментальные зависимости номеразагорающегося светодиода индикатора от уровня напряжения зависимости А, Б и В приведены для индикатора на 4-.х светодиодах,зависимости Г и Д - для индикаторана восьми светодиодах),Устройство содержит светодиоды1-5, включенные в коллекторные цепитранзисторов 6-10,базы которых черезрезисторы 11-15 соединены с выходомдетектора 16, вход которого соединенс входными клеммами индикатора, дополнительные транзисторы 17-20,коллекторно-базовые переходы которыхподключены параллельно светодиодам1-5, и источник 21 постоянного тока,соединенный с эмиттером первого светодиода 1.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 денных дополнительных транзисторов 17-20.Напряжение коллектор-эмиттер этих транзисторов определится следующим образом:00=0, , О,где 08 - падение напряжения на эмиттерном переходе 1 -го транзистора;150 з -ЦМ, - прямое падение напряженияна-м светодиоде.Токи 3 Ь 1 -1 нит/Р)т,о малы и недостаточны для загорания светодиодов 1-4, так как коэффициенты усиления по току транзисторов ь 1. Горит только светодиод 5, поскольку через него и открытый транзистор 10 при 08 это .Одет"Ь(о+ ОВоэ токЭцит протекает на общую шину.С увеличением уровня входного сигнала, когда напряжениеОдет превысит значение Оэ + 0 э 2 О 8 э, 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 Очаг, - Оэ 9 + Обэто" Одзи оказывается близким либо меньшим напряжения0 эго =Окэ о ФОЖЯм . Ток через 40 транзистор 20 перестает протекать и светодиод 5 гаснет.Если выходное напряжение детектоРа находитсЯ в пРеделах ЗОэсОдетсО 8 з, то загорается светодиод 3. Светодиоды 1 и 2 не горят, так как за 45 перты транзисторы 6 и 7, а светодио, ды 4 и 5 гаснут из-за эапирания до" полнительного транзистора 19, у которого напряжение50 Оаэи Окэв Оаэ.э ОЬ 4 Омэо 1 О 8 э ОвМО И) 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 (концу) светодиодной оптиче" ской шкалы перемещается светящаяся метка. 60В устройстве величина потребляемого тока не зависит ни от числа светбдиодов, ни от уровня входного сиг-. нала. Она постоянна и определяется лишь величиной выходного тока 3 т 65 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 п , как у аналогов, а примерно вдвое впсе, Это объясняется тем, что переключение транзисторов происходит не скачкообразноа постепенно. Поэтому при некоторых значениях напряжения детектора Одетг "бэ включенными оказываются сразу два соседних светодиода 1 и+1. Напряжение Оэ дополнительного транзистора при отпирании т -го ключа сначала больше напряжения насыщениябэ кэ Зэрй мэр 1) в 1 рт 1 буэнас Транзистор ц находится в активном режиме, и ток 3 т перераспределяется междуи 1 +1 светодиодами. Это обстоятельство позволяет повысить точность отсчета уровня сигнала, так как фиксируются не только значения Одет , соответствующие номеру зажигающегося светодиода, но и ттромежуточные значения, при которых одновременно горят два соседних светодиода.Недостатком рассмотренного устрой",тва является зависимость выходной :хаРактеристики ийдикатораЪт параметров транзисторов 6-10 и влияние на нее разброса этих параметров, С целью расширения диапазона измерения и корректировки накл 9 на 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 адов резистора 22, через который протекают базовые токи всех включенных транзисторов 6-10. Изменяя величину Цд б, можно изменять наклон выходной характеристики индикатора и корректировать, например, влияние на нее разброса параметров транзисторов 6- 10 либо коэффициента передачи детектора 16, На фиг, 2 приведена зависимость В, полученная при 8 = доь 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 оказать1084688 оставитель Е.Плужниковаехред А.Кикемезей Корре Решетник едактор С.Юск каз 1989/3Тираж 711 ВНИИПИ Государ по делам изо 13035, Яосква;, Подписнвенного комитета СССРетений и открытий35, Раушская наб., д. 4/5 лиал ППП "Патент", г,ужгород, 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 Д5 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 вто рой микросхемы все четные ключи восьмиднодного индикатора.Благодаря высокой экономичности (малому потребляемому току) предлагаемый светодиодный индикатор может .найти применение в переносных транзисторных приемниках и магнитофонах. ГЭкономический эффект достигается за счет сокращения номенклатуры,деталей и упрощения настройки индикатора.