多級LED光柱式電平指示器
發(fā)布時間:2012/1/7 9:46:19 訪問次數(shù):2826
1.基本電路分析
多級LED光柱式電平指示器工作原理可用圖12-42所示原理圖來說明,G1214T1UF 圖中只畫出了3級電路。電路中,Ui為輸入的音頻信號,Cl、VD1和VD2構(gòu)成倍壓整流電路,VT1、VT2和VT3是LED驅(qū)動管,VD3、VD5、VD7是3只LED.
(1)倍壓整流。輸入信號U是音頻信號,經(jīng)C1加到VD1、VD2構(gòu)成的倍壓整流電路中,在A點獲得直流電壓,輸入信號U愈大,A點的直流電壓愈大,反之則愈小。
(2) VT1導通。當A點的直流電壓約為0.7V時,這一電壓可以使VT1導通,其電流回路為:A點→Rl→VT1基級→VT1發(fā)射極→地,導通電流回路示意圖如圖12-43所示。
由于VT1導通,其集電極電流流過VD3,使VD3發(fā)光指示,VD3導通電流回流為:直流工作電壓+V→VD3→R2→VT1集電極→VT1發(fā)射極→地,流過VD3電流回路示意圖如圖12-44所示。
(3) VT2導通。由于A點的電壓只有0.7V,所以還不足以使VD4等導通,這樣除VD3發(fā)光外,VD5等不能發(fā)光。
當A點的直流電壓約為1.4V時,這一電壓除使VT1導通外,又使VD4導通,這樣直流電壓經(jīng)R3加到VT2基極,使VT2尋通,第2級VD5隨之發(fā)光指示。這樣,VD3和VD5兩級LED同時發(fā)光指示。
(4)信號繼續(xù)增大。當輸入信號U信號繼續(xù)增大,使A點的直流電壓約為2.1V時,除VD3、VD5繼續(xù)導通發(fā)光外,VD6導通,使VT3導通,VD7也發(fā)光指示。
同理可知,當“信號進一步增大時,后面各級陸續(xù)導通發(fā)光指示。當“減小,LED發(fā)光級數(shù)會相應(yīng)減少。
關(guān)于電路中主要元器件作用說明如下。
(1)二極管。電路中的VD4、VD6和VD8用來降掉0.6V電壓后使后級LED驅(qū)動管導通,以拉開各級LED導通發(fā)光的電平,使各LED能隨輸入信號“的大小變化而一級級導通發(fā)光。
(2)驅(qū)動管保護電阻。Rl、R3、R5是LED驅(qū)動管基極回路的限流保護電阻,當輸入信號U進一步增大時,前級的LED驅(qū)動管導通程度加深,設(shè)置基極限流電阻后不會因為電流太大而燒壞LED驅(qū)動管。
(3)限流保護電阻。R2、R4、R6是LED的限流保護電阻,以保護各級LED免受大電流而造成的損害。
(4)平滑電容C2。電路中的C2是整流電路輸出端的平滑電容,或稱濾波電容。如果不加C2,電平指示器可指示輸入信號Ui峰值電平。加入較大的C2居,由于C2的平滑作用,在C2上的直流電壓是輸入信號的平均大小,所以此時電平指示器指示輸入信號Ui的平均值。
根據(jù)C2容量大小可判別是峰值電平指示器還是平均值電平指示器。
2.電壓比較器
從上面分析可知,多級LED電平指示器中,為使各級LED分級指示電平大小,電路中設(shè)置VD4、VD6、VD8二極管進行降壓。有些多級LED電平指示器電路中,則采用另一形式的電路——電壓比較器,如圖12-45所示。
電路中的Al~A3是3個運算放大器構(gòu)成的電壓比較器,Rl~R4構(gòu)成基準電壓電路,VD1~VD3 3只LED構(gòu)成3級電平指示器。
正電壓(+改)是一個恒壓源,作為A1~A3各同相輸入端的基準電壓U1N U3。Rl~R4構(gòu)成的3個分壓電路的分壓比不同,給Al~
A3各比較器的基準電壓大小不等,其中Al的基準電壓最小,A3的最大。
U是音頻信號經(jīng)過整流后的直流電壓,U的大小代表音頻信號的大小。下面將輸入電壓分成幾種情況進行分析。
(1)Ui=OV時。Al、A2和A3反相輸入端的輸入電壓均為OV,而同相輸入端上有基準電壓輸入,此時Al、A2和A3同相輸入端輸入電壓大于反相輸入端上的輸入電壓Ui,所以Al、A2和A3輸出高電平,使VD1、VD2和VD3不能發(fā)光指示。
(2)Ui大于U1而小于U2時。由于Al的反相輸入端電壓大于同相輸入端上酌基準電壓,Al輸出低電平,使VD1導通發(fā)光。此時,由于A2和A3同相輸入端基準電壓U2、U3大于輸入電壓Ui,所以A2和A3仍然輸出高電壓,VD2和VD3仍然不能發(fā)光指示。
(3)Ui進一步增大。當輸入電壓Ui進一步增大,達到U2<Ui<U3時,Al、A2的反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓,此時Al、A2輸出低電平,使VD1和VD2均導通發(fā)光。同理,Ui進一步增大后,VD3也導通發(fā)光。
從上述分析可知,電路中利用設(shè)置不同大小的基準電壓來實現(xiàn)各級LED的分級指示。
1.基本電路分析
多級LED光柱式電平指示器工作原理可用圖12-42所示原理圖來說明,G1214T1UF 圖中只畫出了3級電路。電路中,Ui為輸入的音頻信號,Cl、VD1和VD2構(gòu)成倍壓整流電路,VT1、VT2和VT3是LED驅(qū)動管,VD3、VD5、VD7是3只LED.
(1)倍壓整流。輸入信號U是音頻信號,經(jīng)C1加到VD1、VD2構(gòu)成的倍壓整流電路中,在A點獲得直流電壓,輸入信號U愈大,A點的直流電壓愈大,反之則愈小。
(2) VT1導通。當A點的直流電壓約為0.7V時,這一電壓可以使VT1導通,其電流回路為:A點→Rl→VT1基級→VT1發(fā)射極→地,導通電流回路示意圖如圖12-43所示。
由于VT1導通,其集電極電流流過VD3,使VD3發(fā)光指示,VD3導通電流回流為:直流工作電壓+V→VD3→R2→VT1集電極→VT1發(fā)射極→地,流過VD3電流回路示意圖如圖12-44所示。
(3) VT2導通。由于A點的電壓只有0.7V,所以還不足以使VD4等導通,這樣除VD3發(fā)光外,VD5等不能發(fā)光。
當A點的直流電壓約為1.4V時,這一電壓除使VT1導通外,又使VD4導通,這樣直流電壓經(jīng)R3加到VT2基極,使VT2尋通,第2級VD5隨之發(fā)光指示。這樣,VD3和VD5兩級LED同時發(fā)光指示。
(4)信號繼續(xù)增大。當輸入信號U信號繼續(xù)增大,使A點的直流電壓約為2.1V時,除VD3、VD5繼續(xù)導通發(fā)光外,VD6導通,使VT3導通,VD7也發(fā)光指示。
同理可知,當“信號進一步增大時,后面各級陸續(xù)導通發(fā)光指示。當“減小,LED發(fā)光級數(shù)會相應(yīng)減少。
關(guān)于電路中主要元器件作用說明如下。
(1)二極管。電路中的VD4、VD6和VD8用來降掉0.6V電壓后使后級LED驅(qū)動管導通,以拉開各級LED導通發(fā)光的電平,使各LED能隨輸入信號“的大小變化而一級級導通發(fā)光。
(2)驅(qū)動管保護電阻。Rl、R3、R5是LED驅(qū)動管基極回路的限流保護電阻,當輸入信號U進一步增大時,前級的LED驅(qū)動管導通程度加深,設(shè)置基極限流電阻后不會因為電流太大而燒壞LED驅(qū)動管。
(3)限流保護電阻。R2、R4、R6是LED的限流保護電阻,以保護各級LED免受大電流而造成的損害。
(4)平滑電容C2。電路中的C2是整流電路輸出端的平滑電容,或稱濾波電容。如果不加C2,電平指示器可指示輸入信號Ui峰值電平。加入較大的C2居,由于C2的平滑作用,在C2上的直流電壓是輸入信號的平均大小,所以此時電平指示器指示輸入信號Ui的平均值。
根據(jù)C2容量大小可判別是峰值電平指示器還是平均值電平指示器。
2.電壓比較器
從上面分析可知,多級LED電平指示器中,為使各級LED分級指示電平大小,電路中設(shè)置VD4、VD6、VD8二極管進行降壓。有些多級LED電平指示器電路中,則采用另一形式的電路——電壓比較器,如圖12-45所示。
電路中的Al~A3是3個運算放大器構(gòu)成的電壓比較器,Rl~R4構(gòu)成基準電壓電路,VD1~VD3 3只LED構(gòu)成3級電平指示器。
正電壓(+改)是一個恒壓源,作為A1~A3各同相輸入端的基準電壓U1N U3。Rl~R4構(gòu)成的3個分壓電路的分壓比不同,給Al~
A3各比較器的基準電壓大小不等,其中Al的基準電壓最小,A3的最大。
U是音頻信號經(jīng)過整流后的直流電壓,U的大小代表音頻信號的大小。下面將輸入電壓分成幾種情況進行分析。
(1)Ui=OV時。Al、A2和A3反相輸入端的輸入電壓均為OV,而同相輸入端上有基準電壓輸入,此時Al、A2和A3同相輸入端輸入電壓大于反相輸入端上的輸入電壓Ui,所以Al、A2和A3輸出高電平,使VD1、VD2和VD3不能發(fā)光指示。
(2)Ui大于U1而小于U2時。由于Al的反相輸入端電壓大于同相輸入端上酌基準電壓,Al輸出低電平,使VD1導通發(fā)光。此時,由于A2和A3同相輸入端基準電壓U2、U3大于輸入電壓Ui,所以A2和A3仍然輸出高電壓,VD2和VD3仍然不能發(fā)光指示。
(3)Ui進一步增大。當輸入電壓Ui進一步增大,達到U2<Ui<U3時,Al、A2的反相輸入端電壓大于同相輸入端電壓,此時Al、A2輸出低電平,使VD1和VD2均導通發(fā)光。同理,Ui進一步增大后,VD3也導通發(fā)光。
從上述分析可知,電路中利用設(shè)置不同大小的基準電壓來實現(xiàn)各級LED的分級指示。
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