Радиомастер гид в мире электроники » Схемы » Измерительная техника » Цифровой шкальный индикатор напряжения
Информация к новости
  • Просмотров: 6432
  • Добавил: Natali
  • Дата: 28 марта 2013
28 марта 2013

Цифровой шкальный индикатор напряжения

Категория: Схемы » Измерительная техника

Схема:
Цифровой шкальный индикатор напряжения


Большинство представленных на страницах радиолюбительских изданий индикаторов, которые можно использовать в аудиотехники, для наблюдением за изменением, какого либо параметра, и в других устройствах, даже реализующие дискретный (квазианалоговый) вид представления информации (светодиодная шкала) и выполненные на цифровых микросхемах, работают на аналоговом принципе, в котором определенные уровни напряжения приводятся к логическим уровням микросхем. А сами логические элементы, при этом превращаются в аналоговые компараторы. Такая схема содержит несколько таких компараторов, по числу порогов индикации (по числу светодиодов в линейных шкалах). Предлагаемый вниманию читателей индикатор, в отличие от вышеуказанных, построен по цифровому принципу непосредственного измерения напряжения и отображения его величины в виде изменяющейся длины светящегося столба, составленного из восьми светодиодов для каждого из двух измерительных каналов. Этот индикатор можно использовать как выходное устройство индикатора уровня НЧ сигналов на выходе стереоусилителя или индикатора уровня записи магнитофона. А так же в других случаях, когда нужно проводить сравнительный анализ изменяющихся постоянных напряжений, поступающих от двух разных источников, имеющих общий минус. В схеме используется широкоизвестный принцип непосредственного измерения, когда на один вход компаратора поступает измеряемое напряжение, а на его второй вход специально сформированное опорное ступенчато - нарастающее напряжение. В тот момент, когда это опорное напряжение достигает уровня измеряемого, компаратор меняет свое состояние, и это служит сигналом для представления уровня опорного напряжения как уровень измеряемого. Принципиальная схема показано на рисунке.

Устройство:
Ступенчатонарастающее напряжение формируется при помощи резистивных матриц R8- R11 и R13-R16, включенных на выходах двоичных счетчиков микросхемы D3. Номиналы резисторов выбраны в пропорциях, соответствующих весовым значениям выходов двоичных счетчиков. В результате, при работе счетчика в счетном режиме, напряжение в точке соединения резисторов матрицы постепенно возрастает от уровня логического нуля до уровня, близкого к уровню логической единицы. А нарастание происходит 16-ю равными ступенями. На выходах счетчиков D3 кроме резистивных матриц включены дешифраторы на демультиплексорах D4 и D5, так, что каждому состоянию трех старших разрядов счетчика соответствует включение одного из светодиодов VD1-VD8 (или VD9-VD16 для второго канала). Поскольку, тактовая частота импульсов, поступающих на входы счетчиков от мультивибратора на элементах D6.1 и D6.2 относительно высока (600-700 Гц), то поочередное вспыхивание светодиодов расположенных в вертикальную линию зрительно воспринимается как светящийся столб. Ступенчатонарастающие напряжения с резистивных матриц поступают на через резисторы R2 и R5 на прямые входы компараторов D1 и D2. На инверсные входы этих же компараторов подаются входные напряжения, которые нужно измерить (через R3 и R4). Пока напряжение на инверсном входе компаратора выше напряжения, поступающего на прямой вход, на выходе компаратора будет ноль. Эти нули поступают на входы R счетчиков и счетчики D3 функционируют. Как только напряжение на прямом входе компаратора становится выше (либо равно) напряжению на его инверсном входе происходит изменение состояния компаратора и на его выходе появляется единица. Эта единица поступает на R вход соответствующего счетчика и обнуляет его. Опорное напряжение на прямом входе компаратора падает и начинается очередной цикл измерения. Таким образом, процесс измерения выглядит как нарастание длины светодиодного столба до уровня, соответствующего входному измеряемому напряжению. Если входное напряжение мало, то и высота столба будет мало, если напряжение увеличивается, то и высота столба растет. Напряжение питания Uп индикатора может быть в пределах 5..,15В. Чувствительность и диапазон измерения устанавливается подстроенными резисторами R2-R5. Быстродействие зависит от частоты задающего мультивибратора, которую можно установить подбором номинала R1.

Детали:
Микросхему К561ЛЕ5 можно заменить на любую другую микросхему К561, К5в4, К1561, содержащую как минимум два инвертора (К561ЛН2, К561ЛА7, К561ЛЕ10 и т.п.). Микросхему К561ИЕ10 (К564ИЕ10, К1561ИЕ10), содержащую два двоичных счетчика можно заменить на две микросхемы с двоичными счетчиками, например два К561ИЕ11, или две К561ИЕ16 если значительно увеличить тактовую частоту и использовать четыре старших разрядов каждой микросхемы. Демультиплексоры К561КП2 (К564КП2) можно заменить на дешифраторы К561ИД1 (К564ИД1), но при этом нужно резисторы R12 и R17 перенести в разрывы общих целей питания светодиодов, а сами светодиоды перевернуть (подключать анодами к выходам К561ИД1), а их общие катоды соединить с общим минусом питания через вышеуказанные R12 и R17. Светодиоды можно использовать любые индикаторные малогабаритные. Более удобно использовать импортные светодиоды в прямоугольных корпусах. При выборе цвета нужно учитывать, что красные светодиоды светятся обычно ярче зеленых и желтых при том же токе потребления. Для того чтобы получить максимальную яркость свечения светодиодов, их нужно подключить к выходам микросхем через транзисторные ключи, которые могут обеспечить больший ток чем выходы микросхем КМОП логики.



Радиоконструктор №3 2001г стр. 21


Добавление комментария

Имя:*
E-Mail:*
Введите два слова, показанных на изображении: *

Друзья и партнеры:

Архив новостей

Декабрь 2016 (8)
Ноябрь 2016 (1)
Сентябрь 2016 (3)
Июнь 2016 (1)
Май 2016 (1)
Апрель 2016 (1)
^
 
-->