RU2098768C1

RU2098768C1 - Indicating device

Info

Publication number: RU2098768C1
Application number: RU94004048A
Authority: RU
Inventors: В.П. Сайчев; С.Б. Смородинов
Original assignee: Научно-исследовательский институт измерительных систем
Priority date: 1994-02-04
Filing date: 1994-02-04
Publication date: 1997-12-10
Also published as: RU94004048A

Abstract

FIELD: measurement technology; instrumentation engineering. SUBSTANCE: indicating device has N semiconductor indicators connected in series so that cathode of first indicator is connected to anode of second indicator, cathode of second indicator is connected to anode of third indicator and cathode of (N-1) indicator is connected to anode of N-indicator. Every indicator is short-circuited by controlled switch. Common connection point of first indicator anode and noncontrolled contact of first switch is connected to one pole of power supply source through current generator, and N-indicator cathode and controlled contact of N-switch are connected to the other pole of power supply source. EFFECT: more effective indication. 2 dwg

Description

Изобретение относится к радиоэлектронике и может найти применение в приборостроении и измерительной технике. The invention relates to electronics and may find application in instrumentation and measurement technology.

Достигнутый уровень техники можно проследить из анализа известных технических решений. Среди аналогов заявляемому изобретению можно назвать схему включения единичного полупроводникового индикатора (Н.Н.Васерин, Н.К.Дадерко и Г.А.Прокофьев, "Применение полупроводниковых индикаторов", М. Энергоатомиздат, 1991, рис.2.1). Она состоит из единичного индикатора, соединенного через резистор с клеммой источника питания. Вторая клемма источника питания подключена ко второму выводу упомянутого единичного индикатора. Устанавливая с помощью резистора при заданной величине напряжения источника питания требуемый ток через полупроводниковый индикатор, добиваются необходимого свечения индикатора. The achieved level of technology can be traced from the analysis of known technical solutions. Among the analogues of the claimed invention can be called a single semiconductor indicator switching circuit (N.N. Vaserin, N.K. Daderko and G.A. Prokofiev, "Application of semiconductor indicators", M. Energoatomizdat, 1991, Fig. 2.1). It consists of a single indicator connected through a resistor to the power supply terminal. The second terminal of the power source is connected to the second terminal of said unit indicator. By setting the required current through a semiconductor indicator using a resistor at a given voltage value of the power source, the required indicator glow is achieved.

Недостатком этого решения является наличие резистора, включенного между анодом полупроводникового индикатора и положительным полюсом источника питания, что ограничивает функциональные возможности схемы и приводит к сравнительно невысокому коэффициенту использования источника питания. The disadvantage of this solution is the presence of a resistor connected between the anode of the semiconductor indicator and the positive pole of the power source, which limits the functionality of the circuit and leads to a relatively low utilization of the power source.

В качестве второго аналога можно привести схему трехуровневого индикатора, в котором полупроводниковые индикаторы соединены по комбинированной последовательно-параллельной схеме (Р.Граф, "Электронные схемы. 1300 примеров", М. Мир, 1989, с.292, рис.41.3). As a second analog, we can cite a three-level indicator circuit in which semiconductor indicators are connected in a combined series-parallel circuit (R. Graf, "Electronic circuits. 1300 examples", M. Mir, 1989, p. 292, Fig. 41.3).

Недостатком этого решения является комбинированное включение полупроводниковых индикаторов, при котором максимальный ток течет только через первый индикатор. Через второй индикатор течет меньший ток, поскольку ток первого индикатора разветвляется между резистором, подсоединенным к катоду первого индикатора, и анодом второго полупроводникового индикатора. Точно так же разветвляется ток второго индикатора между резистором, подсоединенным к катоду второго полупроводникового индикатора, и анодом третьего полупроводникового индикатора. The disadvantage of this solution is the combined inclusion of semiconductor indicators, in which the maximum current flows only through the first indicator. Less current flows through the second indicator, since the current of the first indicator branches between the resistor connected to the cathode of the first indicator and the anode of the second semiconductor indicator. In the same way, the current of the second indicator branches between the resistor connected to the cathode of the second semiconductor indicator and the anode of the third semiconductor indicator.

Известно устройство (там же, с.295, рис.41.8), в котором четыре полупроводниковых индикатора управляются четырьмя транзисторными ключами. Между коллектором каждого из транзисторов и полупроводниковым индикатором включен токоограничивающий резистор. Все четыре ветви соединены параллельно. Источник питания является общим для упомянутых четырех параллельно включенных ветвей. A device is known (ibid., P. 295, Fig. 41.8), in which four semiconductor indicators are controlled by four transistor switches. A current limiting resistor is connected between the collector of each of the transistors and the semiconductor indicator. All four branches are connected in parallel. The power supply is common to the four branches connected in parallel.

Недостатком известного устройства является параллельное включение световых индикаторов, что приводит к неоправданно высокому потреблению мощности от источника питания и к ограничению шкалы питающих напряжений. Обозначив через E напряжение на клеммах источника питания (в В), U_g - падение напряжения на полупроводниковом индикаторе (в В), а U_R - падение напряжения на коллекторном резисторе (в В), включая напряжение коллектор-эмиттер транзистора, получим для каждой из ветвей соотношение: P_потр I (U_g + U_R), где I величина тока, текущего через полупроводниковый индикатор (в А); P_потр мощность, потребляемая от источника питания (в Вт), равная I•E. Когда берется N ветвей, то мощность, рассеиваемая на резисторах, будет равна N • I • U_R, т.е. в N раз больше, чем для одной ветви.A disadvantage of the known device is the parallel inclusion of light indicators, which leads to unreasonably high power consumption from the power source and to limit the scale of the supply voltage. Denoting by E the voltage at the terminals of the power supply (in V), U _g is the voltage drop at the semiconductor indicator (in V), and U _R is the voltage drop at the collector resistor (in V), including the collector-emitter voltage of the transistor, we obtain from the branches the ratio is: P _pot I (U _g + U _R ), where I is the current flowing through the semiconductor indicator (in A); P _{sweat the} power consumed from the power source (in W) equal to I • E. When N branches are taken, the power dissipated by the resistors will be N • I • U _R , i.e. N times more than for one branch.

Наиболее близким к изобретению техническим решением является устройство индикации, содержащее N полупроводниковых индикаторов, N управляемых ключей, и генератор тока, при этом полупроводниковые индикаторы соединены последовательно таким образом, что катод i-го (i 1,2, N-1) полупроводникового индикатора соединен с анодом (i+1)-го полупроводникового индикатора, причем параллельно i-му (i 1,2, N) полупроводниковому индикатору подключен i-й управляемый ключ [1]
Однако известное устройство не позволяет вести управление по цепи каждого ключа независимым дискретным сигналом, кроме того, на балластном резисторе имеются потери, что снижает КПД устройства.Closest to the invention, the technical solution is an indication device containing N semiconductor indicators, N controlled keys, and a current generator, while the semiconductor indicators are connected in series so that the cathode of the ith (i 1,2, N-1) semiconductor indicator is connected with the anode of the (i + 1) -th semiconductor indicator, and the i-th controlled key is connected in parallel with the i-th (i 1,2, N) semiconductor indicator [1]
However, the known device does not allow control over the circuit of each key by an independent discrete signal, in addition, there are losses on the ballast, which reduces the efficiency of the device.

Техническим результатом является повышение КПД устройства и расширение его функциональных возможностей. The technical result is to increase the efficiency of the device and expand its functionality.

Для этого в устройстве индикации каждый управляемый ключ выполнен с возможностью автономного управления внешним дискретным сигналом, общая точка соединения анода первого полупроводникового индикатора и первого контакта первого управляемого ключа подсоединена через генератор тока к одному полюсу независимого источника питания, а катод N-го полупроводникового индикатора и второй контакт N-го управляемого ключа подсоединены к другому полюсу независимого источника питания. For this, in the display device, each controlled key is capable of autonomously controlling an external digital signal, the common connection point of the anode of the first semiconductor indicator and the first contact of the first controlled key is connected through a current generator to one pole of an independent power source, and the cathode of the Nth semiconductor indicator and the second the contact of the Nth managed key is connected to the other pole of an independent power source.

На фиг.1 приведена принципиальная схема устройства для N 1. Она состоит из полупроводникового индикатора 1, управляемого ключа 2, генератора тока 3. Источник питания включается между клеммами 4 и 5, управляющий сигнал подается на вход 6. Figure 1 shows a schematic diagram of a device for N 1. It consists of a semiconductor indicator 1, a controlled key 2, a current generator 3. A power source is turned on between terminals 4 and 5, a control signal is supplied to input 6.

На фиг. 2 приведена функциональная схема устройства для общего случая. Она содержит генератор тока 1, устройство управления 2, клеммы для подключения источника питания 3,4 и N групп А фиг.1, соединенных последовательно. In FIG. 2 shows a functional diagram of the device for the general case. It contains a current generator 1, a control device 2, terminals for connecting a power source of 3.4 and N groups A of FIG. 1, connected in series.

Устройство, изображенное на фиг.1, работает следующим образом. В исходном состоянии ключ 2 замкнут и ток через полупроводниковый индикатор не течет. Получили режим короткозамкнутого источника тока. При поступлении управляющего сигнала на вход 6 ключ 2 размыкается, ток течет через полупроводниковый индикатор, и полупроводниковый индикатор засвечивается. При размыкании ключа 2 вновь получаем режим короткозамкнутого источника тока. The device depicted in figure 1, operates as follows. In the initial state, the key 2 is closed and the current through the semiconductor indicator does not flow. Got a mode of a short-circuited current source. When a control signal arrives at input 6, key 2 opens, current flows through the semiconductor indicator, and the semiconductor indicator lights up. When the key 2 is opened, we again obtain the mode of a short-circuited current source.

Соединив последовательно N групп А схемы, изображенной на фиг.1, получим устройство, показанное на фиг. 2. В нем в исходном состоянии все N ключей замкнуты, и ток через полупроводниковые индикаторы не течет. Они погашены. Если ключ первого полупроводникового индикатора группы 5 замкнут, второго (группа 6) разомкнут, третьего, четвертого и пятого (группы 7,8,9) ключи замкнуты, шестого (группа 10) разомкнут, второй, шестой, седьмой (N-1)-й полупроводниковые индикаторы будут светиться, а первый, третий, четвертый, пятый и N-й полупроводниковые индикаторы будут погашены. Это соответствует коду 0100011. 10. При других положениях ключей будут высвечиваться другие коды, что подтверждает расширение функциональных возможностей устройства. By connecting N groups A in series of the circuit shown in FIG. 1, we obtain the device shown in FIG. 2. In it, in the initial state, all N keys are closed, and the current does not flow through semiconductor indicators. They are paid off. If the key of the first semiconductor indicator of group 5 is closed, the second (group 6) is open, the third, fourth and fifth (groups 7,8,9) keys are closed, the sixth (group 10) is open, the second, sixth, seventh (N-1) - The semiconductor indicators will be lit, and the first, third, fourth, fifth and Nth semiconductor indicators will be off. This corresponds to code 0100011. 10. For other positions of the keys, other codes will be displayed, which confirms the expansion of the functionality of the device.

Преимущество схемы в том, что она питается от одного общего источника тока. The advantage of the circuit is that it is powered by one common current source.

Claims

An indication device comprising N semiconductor indicators, N controlled keys and a current generator, wherein the semiconductor indicators are connected in series so that the cathode of the ith (i 1, 2, N 1) semiconductor indicator is connected to the anode of the (i + 1) th a semiconductor indicator, and in parallel with the i-th (i 1, 2, N) semiconductor indicator, an i-th controlled key is connected, characterized in that each controlled key is capable of autonomously controlling an external digital signal, the common connection point of the anode is not the first semiconductor indicator and the first contact of the first managed key are connected through the current generator to one pole of the independent power source, and the cathode of the Nth semiconductor indicator and the second contact of the Nth managed key are connected to the other pole of the independent power source.