SU1084688A1

SU1084688A1 - Light-emitting diode indicator of voltage level

Info

Publication number: SU1084688A1
Application number: SU823494087A
Authority: SU
Inventors: Владимир Ильич Ковальков
Original assignee: Одесский ордена Трудового Красного Знамени политехнический институт
Priority date: 1982-09-24
Filing date: 1982-09-24
Publication date: 1984-04-07

Abstract

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 посто нного тока, соединенный с анодом первого светодиода, отличающийс тем, что, с целью снижени потребл емого тока и повьаиени 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.f1. LED VOLTAGE LEVEL INDICATOR containing LEDs included in the collector circuits of the transistors, the emitter of each of which is connected to the base will be followed by SbtroSy yct // tv / neAJt I and a gem of the transistor, the resistors one of the outputs of which are connected to the bases of these transistors, and the others are combined, and a DC source connected to the anode of the first LED, characterized in that, in order to reduce the current consumption and to improve the measurement accuracy, additional transistors and a detector are inserted into it, and zovye transitions additional transistors are connected in parallel to the LEDs, the emitters to the collectors subsequent complementary transistors, and integrated resistors connected nye conclusions k output of the detector, which is connected to the S input vhodnoli kleshchami indium (A locator. 00 00 00 fug.f

Description

2. Индикатор по п. 1, отличающийс тем, что, с целью расширени диапазона измерений, в .его введен добавочный резистор, который включен между выходом детектора и объединенными выводами резисторов .2. The indicator according to claim 1, characterized in that, in order to expand the measurement range, an additional resistor is inserted in it, which is connected between the detector output and the combined terminals of the resistors.

3. Индикатор по п. 1, отличающий с тем, что, с целью повышени точности измерений, транзисторы выполнены на микросхемных сборках, причем транзисторы разных микросхем включены в чередующемс пор дке.3. The indicator according to claim 1, characterized in that, in order to improve the measurement accuracy, transistors are made on microcircuit assemblies, and transistors of different microcircuits are included in alternate order.

Изобретение относитс к радиотехнике и предназначено дл контрол уровн выходного напр жени усилите лей радиоприемной и звуковоспроизво д щей аппаратуры. Известны индикаторы, содержащие последовательно включенные светодиоды и генераторы тока, позвол ющие снизить потребл емую мощность Щ. Однако индикаторы.обладают низко точностью и плохой стабильностью. Кроме того, с повышением уровн сиг нала уменьшаетс число гор щих светрдиодов , что ухудшает нагл дность выходной информации. Наиболее близким к предлагаемому вл етс 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 нного тока, соединенный с анодом первого ев е ход иод а з . Недостатками устройства вл ютс резкий рост потребл емого тока при yвeJ4ичeнии числа светодиодов и огра ниченна разрешающа способность, вли юща на точность измерени . Цель изобретени - снижение потребл емого тока, повышение точности и расширение диапазона измерений,. Поставленна цель достигаетс тем, что в светодиодный индикатор уровн напр жени , содержащий .свето диоды, включенные в коллекторные цепи транзисторов, эмиттер каждого из которых соединен с базой последую щего, транзистора, резисторы, о ни и выводов которых подключены к базам этих транзисторов, а другие объединены , и источник посто нного 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 чередующемс пор дке. На фиг. 1 изображена принципиальна электрическа схема светодиодного индикатора уровн на.пр жени ; на фиг. 2 - экспериментальные зависимости номера j загорающегос светодиода индикатора от уровн напр жени зависимости А, Б и В приведены Дл индикатора на 4г-х светодиодах, зависимости Г и Д - дл 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 посто нного тока, соединенный с эмиттером первого светодиода 1. Устройство работает следующим образом. В исходном состо нии сигнал на входе устройства отсутствует и выходное напр жение детектора 16 равно нулю. Транзисторы 6-10 заперты. Светодиоды 1-5 не гор т, поскольку уерез них протекают лишь малые начальные токи транзисторов. При по влении на выходе контролируемого усилител сигнала на базы транзисторов 6-10 поступает посто нное напр жение Одр и транзисторы начинают отпиратьс . Первым открываетс транзистор 10, что приводит к загоранию светодиода 5. Номинальное эначение тока через светодиоды Эдцг Устанавливаетс источником 21 посто нного тока. Этот ток последовательно протекает через дополнительные трайэисторы 17-20,- наход щиес в активном режиме за счет глубокой отрицательной нелинейной обратной св зи, замыкающейс через светодиоды 1-5, соедин ющие базы с коллекторами вве денных дополнительных транзисторов 17-20. . Напр жение коллектор-эмиттер этих транзисторов определитс следующим образом: )В9,0. 1) гдеУд - - падение напр жени на эми терном переходе ). -го тра зистора; UjjjsF(OSj)- пр мое падение напр жени на i -м светодиоде. Токи Зб| 1(,т// 3j((5 налы и недостаточны дл загорани светодиодов 1-4, так как коэффициенты усилени 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 уровн , входного сигнала, когда напр жение Одет превы сит значение Us,, - ,, одновременно открытыми оказываютс 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 - обща шина, вызыва загорание светодиода4 Транзистор 20 при этом подзапираетс поскольку напр жение на его базе USao к99 tw оказываетс близким либо меньшим напр жени Ток через транзистор 20 перестает протекать и светодиод 5 гаснет. Если выходное напр жение детекто ра находитс в пределах i4U59, то загораетс светодиод 3. Св тодиоды 1 и 2 не гор т, так как заперты транзисторы 6 И 7, а светодио ды 4 и 5 гаснут из-за запирани дополнительного транзистора 19, у ко торого напр жение. ,4UB,q-Ut)4H (1 При дальнейшем увеличении уровн сигнала последовательно зажигаютс светодио 2, затем светодиод 1, Таким образом, чем выше уровень сигна ла на выходе усилител , тем ближе к началу (концу) светодиодной оптической шкалы перемещаетс свет ща с метка. В устройстве величина потребл ем го тока не зависит ни от числа светодиодов , ни от уровн входного сиг нала. Она посто нна и определ етс лишь величиной выходного TOKaiJqjiT 1сточника 21 посто нного тока, равлой номинальному току примен емых в индикаторе светодиодов. Поэтому потребл емый ток индикатора, содержащего и светодиодов, может быть снижен в И раз. Разрешающа же способность предлагаемого устройства, при этом будет равна не , как у аналогов, а примерно вдвое вьцме. Это объ сн етс тем, что переключение транзисторов происходит не скачкообразно,.а постепенно . Поэтому при некоторых значени х напр жени детектора Одет включенными оказываютс сразу два соседних светодиода j и j +1. Напр жение дополнительного транзистора при отпирании j -го ключа сначала больше напр жени насыщени UsVj- 1.,,Ц.Л-11.заи)..насТранзистор j находитс в активном режиме, и , перераспредел етс между j и j +1 светодиодами. Это обсто тельство позвол ет повысить точностьотсчета уровн сигнала, так как фиксируютс не только значени Идет , соответствующие номеру зажигающегос светодиода, но и промежуточные значени , при которых одновременно гор т два соседних, светодиода. Недостатком рассмотренного устройства вл етс зависимость выходной характеристики ийЯикатора йт параметров транзисторов 6-10 и вли ние на нее разброса этих параметров. С целью расширени диапазона измерени и корректировки накл9на выходной характеристики- в устройство предлагаетс ввести добавочный резистор 22 ), включаемый между выходом детектора 16 и точкой соединени базовых резисторов 11-15. Пороговые напр жени светодиодног .о индикатора при этом будут зави- сеть от величины сопротивлени резистора 22, через который протекают базовые токи всех включенных транзисторов 6-10. Измен величину доб можно измен ть наклон выходной характеристики индикатора и корректировать , например, вли ние на нее разброса параметров транзисторов 610 либо коэффициента передачи детектора 16. На фиг. 2 приведена зависимость В, полученна при Rg дл четырехдиодного индикатора. Верхний уровень измер емого напр жени при этом возрастает вдвое, однако линейность выходной характеристики при этом нарушаетс . На линейность выходной характеристики с большим числом светодиодов, в которых приходитс примен ть в качестве ключей.более одной микросхемы , разброс параметров транзисторов отдельных микросхем может окаэать.The invention relates to radio engineering and is intended to control the output voltage level of amplifiers of radio receiving and sound reproducing equipment. Indicators are known which contain series-connected LEDs and current generators, which make it possible to reduce power consumption of the Sch. However, the indicators have low accuracy and poor stability. In addition, with an increase in the signal level, the number of burning LEDs decreases, which degrades the output information. Closest to the proposed device is a device containing LEDs included in the collector circuits of transistors, the emitter of each of which is connected to the after-base. of the next transistor, the resistors, one of the terminals of which are connected to the bases of these transistors, and the others are combined, and the source of direct current connected to the anode of the first European Union. The drawbacks of the device are a sharp increase in the current consumption when ywe J4 number of LEDs and limited resolution, affecting the accuracy of the measurement. The purpose of the invention is to reduce the consumed current, increase accuracy and extend the range of measurements. The goal is achieved by the fact that the LED voltage level indicator contains light diodes included in the collector circuits of transistors, the emitter of each of which is connected to the base of the next, transistor, resistors, and the terminals of which are connected to the bases of these transistors. the others are combined, and a DC source connected to the anode of the first LED, additional transistors and a detector are introduced, with the Hd-base transitions of the additional transistors being connected. parallel to the LEDs, the emitters to the collectors of subsequent additional transistors, and the combined terminals of the resistors are connected to the detector output, the input of which is connected to the input terminals of the indicator. In addition, an additional resistor is inserted, which is connected between the detector output and the combined output resistors. Moreover, the transistors are made on microcircuit assemblies, and transistors of different microcircuits are included in an alternating order. FIG. Figure 1 shows the circuit diagram of the LED indicator for leveling; in fig. 2 - experimental dependences of the number j of the indicator illuminating the LED on the voltage level of the dependences A, B and C are given for the indicator on 4x LEDs, the dependencies for D and D for the indicator on eight LEDs). The device contains LEDs 1-5 included in the collector circuits of transistors 6-10, the bases of which are connected through resistors 11-15 to the output of detector 16, whose input is connected to indicator input terminals, additional transistors 17-20, whose collector-base transitions are connected, parallel to LEDs 1-5, and a DC source 21 connected to the emitter of the first LED 1. The device operates as follows. In the initial state, the signal at the input of the device is absent and the output voltage of the detector 16 is zero. Transistors 6-10 are locked. LEDs 1–5 are not hot because, due to them, only small initial currents of transistors flow. When a controlled signal amplifier appears at the output of the transistors 6-10, a constant voltage of the Jack arrives and the transistors begin to open. The first opens the transistor 10, which causes the LED 5 to illuminate. Nominal current value through the LEDs Edtsg Set by the source 21 of direct current. This current flows successively through additional ambistor 17-20, which is in active mode due to deep negative non-linear feedback, closed through LEDs 1-5, connecting the bases with the collectors of the input additional transistors 17-20. . The collector-emitter voltage of these transistors is determined as follows:) B9.0. 1) where Ud - is the voltage drop at the emitter transition). th transistor; UjjjsF (OSj) is the right voltage drop across the i-th LED. Toki Zb | 1 (, t // 3j ((5 pins and insufficient for lighting LEDs 1-4, since the gain factors for the current of the transistors. Only the LED 5 lights up, because through it the open transistor 10 when bd t / Sg-) the current Lvig flows On a common bus. With an increase in the level of the input signal, when the voltage odet exceeds the value of Us ,, - ,,, the last two transistors 9 and 10 are simultaneously open. The feeding current begins to flow along the circuit: additional transistors 17-19 LED 4 - collector-emitter transition of the transistor 9 - base-emitte transient transition Stopper 10 - common bus, causing the LED to light up4 The transistor 20 is energized because the voltage at its base, USao k99 tw, is close to or less than the voltage. The current through the transistor 20 stops flowing and the LED 5 goes out.If the output voltage of the detector is within i4U59 LED 3 then illuminates. The LEDs 1 and 2 are not hot because the transistors 6 and 7 are locked, and the LEDs 4 and 5 are extinguished due to the locking of the additional transistor 19, which is under voltage. , 4UB, q-Ut) 4H (1 With a further increase in the signal level, the LED 2 is successively lit, then the LED 1. Thus, the higher the signal level at the amplifier output, the closer to the beginning (end) of the LED optical scale the light goes label. In the device, the current consumption does not depend on either the number of LEDs or the level of the input signal, it is constant and is determined only by the value of the output TOKaiJqjiT 1 source current 21, equal to the rated current of the LEDs used in the indicator. eatable The current of the indicator containing both LEDs can be reduced by a factor of I. The resolution of the proposed device, however, will be not equal to that of analogs, but approximately twice as high. This is due to the fact that the switching of the transistors does not occur abruptly. Therefore, at some values of the voltage of the Odet detector, two adjacent LEDs j and j +1 are turned on at once. The voltage of the additional transistor when unlocking the jth key is first greater than the saturation voltage UsVj-1., Ts.L-11. zai) .. usTransistor j n hodits in the active mode, and is re-distributed between j and j +1 LEDs. This circumstance makes it possible to increase the accuracy of the signal level counting, since not only the values Go, corresponding to the number of the lit LED, are fixed, but also intermediate values, at which two neighboring LEDs simultaneously burn. The disadvantage of the considered device is the dependence of the output characteristic of the parameter parameters of the transistors 6-10 and the influence of the variation of these parameters on it. In order to extend the measurement range and adjust the on-off output characteristic, it is proposed to add an additional resistor 22) to the device, connected between the output of the detector 16 and the connection point of the base resistors 11-15. The threshold voltages of the LED indicator will then depend on the resistance value of the resistor 22, through which the base currents of all the included transistors 6-10 flow. By changing the magnitude of the ext, you can change the slope of the output characteristic of the indicator and adjust, for example, the effect on it of the variation of the parameters of transistors 610 or the gain of the detector 16. In FIG. Figure 2 shows the relationship B obtained with Rg for a four-diode indicator. The upper level of the measured voltage doubles at the same time, however, the linearity of the output characteristic is violated. The linearity of the output characteristics with a large number of LEDs, which have to be used as keys. More than one chip, the variation of the parameters of the transistors of individual chips can be reduced.

существенное вли ние(зависимости Г на фиг. 2) .significant effect (dependencies of G in Fig. 2).

С целью устранени влийни предлагаетс 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.In order to eliminate the effect, it is proposed to alternate the switching on of transistors of different microcircuit assemblies in the indicator. So / dependence D FIG. 2) obtained by using the same microcircuits as the dependence of G. But in this case all odd numbers are executed on transistors of one microcircuit, and all even keys of an eight-diode indicator are used on transistors of the second microcircuit.

Благодар высокой экономичности (малому потребл емому току) предлагаемый светодиодный индикатор может найти применение в переносных транзисторных приемниках и магнитофонах .Due to its high efficiency (low current consumption), the proposed LED indicator can be used in portable transistor receivers and tape recorders.

Экономический эффект достигаетс за счет сокращени номенклатуры .деталей и упрощени настройки индикатора .The economic effect is achieved by reducing the number of items and simplifying the adjustment of the indicator.

4 . 5four . five

8 9 и,в8 9 and, in

II

Фиг. гFIG. g

Claims

1. LED VOLTAGE LEVEL INDICATOR, containing LEDs included in the collector circuits of transistors, the emitter of each of which is connected to the base of the next transistor, resistors, one of the terminals of which are connected to the bases of these transistors, and the others are combined, and a direct current source connected to it anode of the first LED, characterized in that, in order to reduce the current consumption and improve the accuracy of measurements, additional transistors and a detector are introduced into it, moreover, collector-base junctions of an additional GOVERNMENTAL transistors are connected in parallel to the LEDs, the emitters to the collectors subsequent complementary transistors, and integrated resistors · nye terminals connected to the output of the detector, whose input is connected to the input terminals of indium · locator.

Yu.

//

KYYPYAL ® AND ¹ - ¹ effort / sang * fig. /

2. Indicator by π. 1, characterized in that, in order to expand the measurement range, an additional resistor is introduced into it, which is connected between the output of the detector and the combined terminals of the resistors.

3. Indicator by π. 1, characterized in that, in order to increase the accuracy of measurements, the transistors are made on microcircuit assemblies, and transistors of different microcircuits are turned on in alternating order.