Светодиодный индикатор уровня напряжения Советский патент 1984 года по МПК G01R19/155 

2. Индикатор по п. 1, отличающийся тем, что, с целью расширения диапазона измерений, в .его введен добавочный резистор, который включен между выходом детектора и объединенными выводами резисторов .

3. Индикатор по п. 1, отличающий с я тем, что, с целью повышения точности измерений, транзисторы выполнены на микросхемных сборках, причем транзисторы разных микросхем включены в чередующемся порядке.

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

Изобретение относится к радиотехнике и предназначено для контроля уровня выходного напряжения усилите лей радиоприемной и звуковоспроизво дящей аппаратуры. Известны индикаторы, содержащие последовательно включенные светодиоды и генераторы тока, позволяющие снизить потребляемую мощность Щ. Однако индикаторы.обладают низко точностью и плохой стабильностью. Кроме того, с повышением уровня сиг нала уменьшается число горящих светрдиодов, что ухудшает наглядность выходной информации. Наиболее близким к предлагаемому является устройство, содержащее све тодиоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого из которих соединен с базой после-. дующего транзистора, резисторы, одн из выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник посто янного тока, соединенный с анодом первого ев е ход иод а з . Недостатками устройства являются резкий рост потребляемого тока при yвeJ4ичeнии числа светодиодов и огра ниченная разрешающая способность, влияющая на точность измерения. Цель изобретения - снижение потребляемого тока, повышение точности и расширение диапазона измерений,. Поставленная цель достигается тем, что в светодиодный индикатор уровня напряжения, содержащий .свето диоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого из которых соединен с базой последую щего, транзистора, резисторы, ояни и выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены, и источник постоянного тока, соединенный с анодом первого светоди ода, введены дополнительные транзисторы и детектор, причем коллекторHd-базовые переходы дополнительных транзисторов под слючены. параллельно светодиодам, эмиттеры - к коллекторам последующих дополнительных тран.зисторов, а объединенные выводы резисторов подключены к выходу детектора, вход которого соединен с входными клеммами индикатора. Кроме того, введен добавочный резистор, который включен между,выходом детектора и объединёнными выходаили 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 на.пряжения; на фиг. 2 - экспериментальные зависимости номера j загорающегося светодиода индикатора от уровня напряжения зависимости А, Б и В приведены Для индикатора на 4г-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. 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 уерез них протекают лишь малые начальные токи транзисторов. При появлении на выходе контролируемого усилителя сигнала на базы транзисторов 6-10 поступает постоянное напряжение Одр и транзисторы начинают отпираться. Первым открывается транзистор 10, что приводит к загоранию светодиода 5. Номинальное эначение тока через светодиоды Эдцг Устанавливается источником 21 постоянного тока. Этот ток последовательно протекает через дополнительные трайэисторы 17-20,- находящиеся в активном режиме за счет глубокой отрицательной нелинейной обратной связи, замыкающейся через светодиоды 1-5, соединяющие базы с коллекторами вве денных дополнительных транзисторов 17-20. . Напряжение коллектор-эмиттер этих транзисторов определится следующим образом: )В9,0. 1) гдеУд - - падение напряжения на эми терном переходе ). -го тра зистора; UjjjsF(OSj)- прямое падение напряжени на i -м светодиоде. Токи Зб| 1(,т// 3j((5 налы и недостаточны для загорания светодиодов 1-4, так как коэффициенты усиления по току транзисторов . Горит только светодиод 5, поскольку через него и открытый транзистор 10 при бзд t/Sg-) ток Лвиг протекает на общую шину. С увеличением уровня, входного сигнала, когда напряжение Одет превы сит значение Us,, - ,, одновременно открытыми оказываются два последних транзистора 9 и 10. Питаю щий ток начинает протекать по цепи: дополнительные транзисторы 17-19 светодиод 4 - коллекторно-эмиттерны переход транзистора 9 - база-эмитте ный переход транзистора 10 - общая шина, вызывая загорание светодиода4 Транзистор 20 при этом подзапираетс поскольку напряжение на его базе USao к99 tw оказывается близким либо меньшим напряжения Ток через транзистор 20 перестает протекать и светодиод 5 гаснет. Если выходное напряжение детекто ра находится в пределах i4U59, то загорается светодиод 3. Св тодиоды 1 и 2 не горят, так как заперты транзисторы 6 И 7, а светодио ды 4 и 5 гаснут из-за запирания дополнительного транзистора 19, у ко торого напряжение. ,4UB,q-Ut)4H (1 При дальнейшем увеличении уровня сигнала последовательно зажигаются светодиоя 2, затем светодиод 1, Таким образом, чем выше уровень сигна ла на выходе усилителя, тем ближе к началу (концу) светодиодной оптической шкалы перемещается светящаяся метка. В устройстве величина потребляем го тока не зависит ни от числа светодиодов, ни от уровня входного сиг нала. Она постоянна и определяется лишь величиной выходного TOKaiJqjiT 1сточника 21 постоянного тока, равлой номинальному току применяемых в индикаторе светодиодов. Поэтому потребляемый ток индикатора, содержащего и светодиодов, может быть снижен в И раз. Разрешающая же способность предлагаемого устройства, при этом будет равна не , как у аналогов, а примерно вдвое вьцме. Это объясняется тем, что переключение транзисторов происходит не скачкообразно,.а постепенно. Поэтому при некоторых значениях напряжения детектора Одет включенными оказываются сразу два соседних светодиода j и j +1. Напряжение дополнительного транзистора при отпирании j -го ключа сначала больше напряжения насыщения UsVj- 1.,,Ц.Л-11.заи)..насТранзистор j находится в активном режиме, и , перераспределяется между j и j +1 светодиодами. Это обстоятельство позволяет повысить точностьотсчета уровня сигнала, так как фиксируются не только значения Идет , соответствующие номеру зажигающегося светодиода, но и промежуточные значения, при которых одновременно горят два соседних, светодиода. Недостатком рассмотренного устройства является зависимость выходной характеристики ийЯикатора йт параметров транзисторов 6-10 и влияние на нее разброса этих параметров. С целью расширения диапазона измерения и корректировки накл9на выходной характеристики- в устройство предлагается ввести добавочный резистор 22 ), включаемый между выходом детектора 16 и точкой соединения базовых резисторов 11-15. Пороговые напряжения светодиодног.о индикатора при этом будут зави- сеть от величины сопротивления резистора 22, через который протекают базовые токи всех включенных транзисторов 6-10. Изменяя величину доб 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 Rg 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 окаэать.

существенное влияние(зависимости Г на фиг. 2) .

С целью устранения влийния предлагается чередовать включение транзисторов разных микросхемных сборок в индикаторе. Так/зависимость Д 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 восьмидиодного индикатора.

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

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

8 9 и,в

I

Фиг. г