Многопороговый индикатор напряжения Советский патент 1982 года по МПК G01R19/00 G01R19/155 

(54) МНОГОЛОРОГОВЫЙ ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ

I .. . . : : ..

Изобретение относится к измерительной технике и может быть использовано для построения компактных и надежных измерителей в системах автоконтроля.

Известны многопороговые индикаторы напряжения, содержащие светодиоды, подключенные к резистивному делителю напряжения 1 .

.Однако указанные устройства имеют низкую точность и надежность. Это объясняется тем, что светодиоды, подключенные ближе ко входу устройства, перегружаются при протекании номинального тока через последующие диоды. Вследствие этого дайные устройства могут быть выполнены с ограниченным числом звеньев, что.снижает точность измерения.

Наиболее близким к изобретению является многопороговый индикаторнапряжения , содержащий источник питания, токовые ключи-транзисторы, последовательно и согласно соединенные колл.екторно-эмиттерными цепями, под,.

клыченные через генератор тока к источнику напряжения, светодиоды, катод каждого из которых соединен с коллектором соответствующего транзистора

ш.

Однако указанный индикатор также имеет низкую точность и стабильность, потому что в нем порог срабатывания каждого ключа определяется суммой падений напряжений на светодиодах. Тех10нологический разброс, температурная и временная нестабильность падения напряжения на светодах вызывают разброс и нестабильность порогов отпирания ключей, а следовательно, и выход- ,

15 ной характеристики индикатора.

Цельизобретения - повышение точности.

Поставленная цель достигается тем, что в многопороговый индикатор на20пряжения, содержащий источник питания, токовые ключи-транзисторы, последовательно и согласно соединенные коллекторно-эмиттерными цепями, подключенные через генератор тока к источнику напряжения, светодиоды, катод каждого из которых соединен с коллектором соответствующего транзис тора, введены добавочные токовые клю чи-транзисторы, коллектор каждого из которых соединен с анодом соответствующего светодиода, а эмиттер - с эмиттером соответствующего токового ключа-транзистора, диодный и диоднорезисторный -многоступенчатые делители напряжения и блоки тока смещения, через каждый из которых один крайний вывод делителей напряжения подключен к потенциальному электроду источника питания, причем базы добавочных токовых (Ключей-транзисторов подключены к соответствующим ступеням диод но-резисторного делителя напряжения, базы последовательно соединенных токовых ключей-транзиторов подключены к соответствующим ступеням диодного делителя напряжения, второй крайний вывод диодно-резисторного делителя подключен к общей шине источника питания, а входными клеммами устройства являются второй крайний вывод диодного делителя напряжения и общая шина источника питания. На чертеже изображена принципиаль ная электрическая схема многопорогового индикатора напряжения. Устройство содержит генератор 1 тока, токовые ключи-транзисторы 25, добавочные токовые ключи-транзисторы 6-9, светодиоды 10-13, диоды многоступенчатого диодного делителя напряжения, диоды 18-21 многоступенчатого диодно-резисторного делителя напряжения, резисторы 22-25 многоступенчатого диодно-резисторного делителя напряжения, блоки 26 и 27 тока смещения. Устройство работает следующим образом. С помощью генератора 1 тока устанавливается номинальный ток 3. светодиодов 10-13, токовых Ключей-транзисторов 2-5 и добавочных токовых ключей транзисторов 6-9- При напряжении на входе индикатора U;( и транзистор 6-9 заперты, а транзисторы 2-5 откры ты. Ни один светодиод не зажигается. Опорные напряжения UQPI , задаваемые с помощью диодно-резисторного делителя, определяют пороги сраба тывания устройства. Как только напряжение и начинает превышать значе ние UQP,,транзистор 5 первого токово го ключа начинает запираться, а транзистор .9 открывается. Ток Здл начинает протекать через светодиод 10 и тот .зажигается. Все остальные транзисторы открыты, но благодаря диодной цепочке 15-17 находятся в активном, режиме.При и(,5п:открыты транзисторы 9 и 8 горят светодиоды 10 и 11 и ;, т.д. Таким образом, число светящихся светодиодов прямо пропорционально величине входного напряжения Uj, если только разность опорных напряжений соседних переключателей тока дилрГ -UQ( . - ) величина постоянная. Считая падение напряжения на диоде 20 равным падению напряжения на диоде 1б, эту разность можно определить Jon onj-%nyмl з, как .-0-j ,. ,--1 , -0. см 1 Rj - сопротивление резистора 23; W0M ток смешения блока 26. Поскольку пороги срабатывания светодиодов определяются значениями опорных напряжений UQ,, - Ь.,,, и не зави сят от параметров светодиодов 10-13 а также их температурного и временного дрейфа, то точность устройства повышается. В индикаторе уменьшается также входной ток, так как шунтирующие транзисторы не входят в насыщение. Поэтому отпадает необходимость в согласующем усилителе. Схема нечувствительна к разбросу параметров светодиодов, при замене светодиодов в устройстве его характеристики не. изменяются. Раздельные блоки токов смещения 26 и 27 обеспечивают протекание через диоды 14-17 и диоды 21-25 одинаковых токов. Этим обеспечивается хорошая температурная компенсация дрейфа пороговых напряжений индикатора и повышается его стабильность. Формула изобретения Многопороговый индикатор напряжения, содержащий источник питания, токовые ключи-транзисторы, последовгтельно и согласно соединенные коллекторно-эмиттерными цепями, подключенные через генератор тока к источнику напряжения, светодиоды, катод каждого из которых соединен с коллектором соответствующего транзистора, отличающийся тем, что, с целью повышения точности, в него введены добавочные токовые ключи-траизисторы, коллектор каждого из которых соединен с анодом соответствующего светодиода,а эмиттер- : эмиттером соответствующего токового ключа-транзистора,диодный и диодно-резисторный многоступенчатые дел|1тели напряжения и блоки тока смечения, через каждый из которых один крайний вывод делителей напряжения подключен к потенциальному электроду источника питания, причем базы добавочных токовых ключей-транзисторов подключены к соответствующим ступеням диодно-резисторного делителя напряжения, базы последовательно соединенных токовых ключей-транзисторов подключены к соответствующим ступе ням диодного делителя напряжения, второй крайний вывол диодно-резисторного делителя подключен к общей шине источника питания, а входными клеммами устройства являются второй крайний вывод диодного делителя напряжения и общая шина источника питания. Источники информации, принятые во внимание при экспертизе

//

ifarri