動態(tài)掃描式LED頻譜式電平指示器
發(fā)布時間:2012/1/7 10:40:10 訪問次數(shù):5608
LED頻譜式電平指示器是一種新型信號電平指示器,它與前面介紹的幾種電平指示器最大的不同是,能對音頻信號的若干頻段信號幅度大小進行分別顯示。
常見的是10×10型頻譜式電平指示器,它能對音頻信號范圍內(nèi)的10頻率點信號分成10個等級進行幅度顯示,能瞬時顯示音頻信號的能量分布狀態(tài),同時也美化了面板的布置,所以在中、高檔音響設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。
LED頻譜式電平指示器按工作原理劃分主要有下列3種。
(1)動態(tài)掃描式LED頻譜式電平指示器。P87C54SBBB 這種電平指示器電路又分瞬時電平指示和具有短暫記憶功能的瞬時電平指示器兩種。
(2)頻壓法LED頻譜式電平指示器。按照頻譜式電平指示器的行、列數(shù)目劃分,主要有10列×10行形式和7列×10行形式等。10×10形式中共有10個頻率點分10擋電平大小指示,是目前常見的一種。7 x 10形式中只有7個頻率點分10擋電平大小指示。
(3)全發(fā)光式指示器。這種指示器電路工作原理最簡單,基本上同多級LED光柱式電平指示器一樣。
圖12-66所示是動態(tài)掃描式LED頻譜式電平指示器的方框圖,這是一個7×10形式酌電平指示器。電路中,整個電平指示器由混合器、7個分頻器、7只整流二極管VD1~VD7、7個電子開關(guān)、時鐘及脈沖分配器、LED驅(qū)動器和7×10形式的LED矩陣顯示器構(gòu)成。
采用動態(tài)掃描方式是為了降低電源消耗。如果讓7×10(70只)LED同時發(fā)光,對電源的消耗很大。
1.混合器
混合器電路的作用是將左、右聲道音頻信號U(L)、U(R)混合后加以放大,其輸出信號送到7個分頻器電路的輸入端。
2.分頻器
分頻器電路的作用是,在音頻信號中取出相應(yīng)頻率的音頻信號,例如1kHz分頻器可讓音頻信號中的1kHz信號通過(其他頻率信號不能通過),加到電子開關(guān)S4中。
在7×10形式的指示器中共有7個不同頻率的分頻器,而在10×10形式的指示器中則有10個不同頻率的分頻器。
分頻器實際上是一個帶通濾波器。圖12-67所示是由運算放大器Al構(gòu)成的有源帶通濾波器電路。濾波器的工作頻率由阻容元件參數(shù)決定,選取不同的RC參數(shù)可以獲得不同的工作頻率。當音頻信號輸入這一帶通濾波器時,只有工作頻率附近很窄頻帶內(nèi)的信號能夠通過這一濾波器,其他信號不能通過,達到了從音頻信號中取出某一特定頻率信號的目的。
3.整流電路
從各分頻器輸出的信號,是特定頻率點的音頻信號,這一信號送到各自的整流二極管中,將音頻信號轉(zhuǎn)換成直流電壓,然后加到各自的電子開關(guān)輸入端。
4.電子開關(guān)電路
各個分頻器電路中都設(shè)有一個電子開關(guān),圖12-66所示方框圖中共有7只電子開關(guān),它們的輸出端并聯(lián),其輸出信號送到LED驅(qū)動器中。
每個電子開關(guān)受脈沖分配器控制,當某只電子開關(guān)接通時,它對應(yīng)的分頻器輸出信號,經(jīng)整流和電子開關(guān),加到LED驅(qū)動器輸入端。
電子開關(guān)一般采用集成電路電子開關(guān),如CD4066等。
5.時鐘電路
時鐘電路用來產(chǎn)生約lkHz的時鐘脈沖信號,供給脈沖分配器。
6.脈沖分配器
脈沖分配器的作用是用來分配脈沖,送入的時鐘脈沖經(jīng)脈沖分配器后,按順序輪流給S1~S7和1~7列LED輸出脈沖,先給S1和第一列LED輸出正脈沖,使S1接通和第一列LED具備發(fā)光工作條件,此時其他各開關(guān)和各列LED處于斷開和不工作狀態(tài)。
第二個時鐘脈沖經(jīng)過S2和第二列LED,使S2接通和第二列LED具備發(fā)光條件,其他各開關(guān)(包括S1)和各列(包括第一列)均處
于斷開和不工作狀態(tài)。
這樣,每有一個時鐘脈沖輸出便依次有一個電子開關(guān)和一列LED導通、發(fā)光指示,并且這種轉(zhuǎn)換在時鐘脈沖作用下不斷循環(huán)往復(fù)。
脈沖分配器可以采用集成電路CD4017,它共有16根引腳,其引腳作用說明見表12-7。
7.LED驅(qū)動器
LED驅(qū)動器與普通多級LED光柱式電平指示器的驅(qū)動電路一樣,它的輸出信號用來控制和驅(qū)動每一列的1~10行LED發(fā)光的行數(shù)多少。當輸入信號較大時,某一列發(fā)光的行數(shù)便多,反之則少。
8.LED矩陣電路
用圖12-68所示5×5 LED矩陣電路來說明其工作原理。電路中,每一行中各LED由LED驅(qū)動器的一個輸出端控制,每一列的LED由相應(yīng)的電子開關(guān)管控制,而每只電子開關(guān)管由脈沖分配器相應(yīng)輸出引腳控制。
LED矩陣電路是一個顯示組合器件,其工作原理是:當VT1導通時使第一列LED具導通、發(fā)光的條件,LED驅(qū)動器控制著第一列中5只(行)LED的發(fā)光級數(shù)。然后,輪到VT2導通,使第二列中LED具備發(fā)光條件,由LED驅(qū)動器決定第二列的LED發(fā)光級數(shù),其他各列的LED發(fā)光級數(shù)控制情況同上。
9.電路分析
(1)混合器。如圖12-69所示,左、右聲道音頻信號送入混合器后,其輸出信號為L+R信號,送到各分頻器的輸入端,由各分頻器取出相應(yīng)頻率信號,例如Al是60Hz的帶通濾波器,所以Al輸出60Hz音頻信號。
(2)整流電路。圖12-70所示是60Hz整流電路,以此為例說明整流電路工作原理。每個分頻器輸出的各頻率音頻信號經(jīng)各自的整流電路,轉(zhuǎn)換成表征音頻信號大小的直流電壓,加 號頻率來決定由哪一列LED發(fā)光、指示。到各自的電子開關(guān)輸入端。
(3)列掃描電路。如圖12-66所示,時鐘及脈沖分配器控制各電子開關(guān)和LED矩陣中的各列LED,設(shè)輸出脈沖使電子開關(guān)S5接通,同時LED矩陣中的第五列LED也具備導通條件,這樣,2.5kHz音頻信號經(jīng)VD5整流后的直流電壓,由S5加到LED驅(qū)動器中,根據(jù)這一時刻2.5kHz音頻信號的大小,由LED驅(qū)動器決定第五列LED有多行發(fā)光指示。
接著,在脈沖分配器的作用下S6開關(guān)接通,同時使第六列LED具備導通、發(fā)光條件,此時LED驅(qū)動器輸入的是6kHz信號,控制第六列LED發(fā)光級數(shù)。
接下來脈沖分配器輸出脈沖使S7接通和使第七列LED具備導通、發(fā)光條件。在掃描完第七列LED后,重新回到掃描第一列及使Sl接通。
LED頻譜式電平指示器是一種新型信號電平指示器,它與前面介紹的幾種電平指示器最大的不同是,能對音頻信號的若干頻段信號幅度大小進行分別顯示。
常見的是10×10型頻譜式電平指示器,它能對音頻信號范圍內(nèi)的10頻率點信號分成10個等級進行幅度顯示,能瞬時顯示音頻信號的能量分布狀態(tài),同時也美化了面板的布置,所以在中、高檔音響設(shè)備中有著廣泛的應(yīng)用。
LED頻譜式電平指示器按工作原理劃分主要有下列3種。
(1)動態(tài)掃描式LED頻譜式電平指示器。P87C54SBBB 這種電平指示器電路又分瞬時電平指示和具有短暫記憶功能的瞬時電平指示器兩種。
(2)頻壓法LED頻譜式電平指示器。按照頻譜式電平指示器的行、列數(shù)目劃分,主要有10列×10行形式和7列×10行形式等。10×10形式中共有10個頻率點分10擋電平大小指示,是目前常見的一種。7 x 10形式中只有7個頻率點分10擋電平大小指示。
(3)全發(fā)光式指示器。這種指示器電路工作原理最簡單,基本上同多級LED光柱式電平指示器一樣。
圖12-66所示是動態(tài)掃描式LED頻譜式電平指示器的方框圖,這是一個7×10形式酌電平指示器。電路中,整個電平指示器由混合器、7個分頻器、7只整流二極管VD1~VD7、7個電子開關(guān)、時鐘及脈沖分配器、LED驅(qū)動器和7×10形式的LED矩陣顯示器構(gòu)成。
采用動態(tài)掃描方式是為了降低電源消耗。如果讓7×10(70只)LED同時發(fā)光,對電源的消耗很大。
1.混合器
混合器電路的作用是將左、右聲道音頻信號U(L)、U(R)混合后加以放大,其輸出信號送到7個分頻器電路的輸入端。
2.分頻器
分頻器電路的作用是,在音頻信號中取出相應(yīng)頻率的音頻信號,例如1kHz分頻器可讓音頻信號中的1kHz信號通過(其他頻率信號不能通過),加到電子開關(guān)S4中。
在7×10形式的指示器中共有7個不同頻率的分頻器,而在10×10形式的指示器中則有10個不同頻率的分頻器。
分頻器實際上是一個帶通濾波器。圖12-67所示是由運算放大器Al構(gòu)成的有源帶通濾波器電路。濾波器的工作頻率由阻容元件參數(shù)決定,選取不同的RC參數(shù)可以獲得不同的工作頻率。當音頻信號輸入這一帶通濾波器時,只有工作頻率附近很窄頻帶內(nèi)的信號能夠通過這一濾波器,其他信號不能通過,達到了從音頻信號中取出某一特定頻率信號的目的。
3.整流電路
從各分頻器輸出的信號,是特定頻率點的音頻信號,這一信號送到各自的整流二極管中,將音頻信號轉(zhuǎn)換成直流電壓,然后加到各自的電子開關(guān)輸入端。
4.電子開關(guān)電路
各個分頻器電路中都設(shè)有一個電子開關(guān),圖12-66所示方框圖中共有7只電子開關(guān),它們的輸出端并聯(lián),其輸出信號送到LED驅(qū)動器中。
每個電子開關(guān)受脈沖分配器控制,當某只電子開關(guān)接通時,它對應(yīng)的分頻器輸出信號,經(jīng)整流和電子開關(guān),加到LED驅(qū)動器輸入端。
電子開關(guān)一般采用集成電路電子開關(guān),如CD4066等。
5.時鐘電路
時鐘電路用來產(chǎn)生約lkHz的時鐘脈沖信號,供給脈沖分配器。
6.脈沖分配器
脈沖分配器的作用是用來分配脈沖,送入的時鐘脈沖經(jīng)脈沖分配器后,按順序輪流給S1~S7和1~7列LED輸出脈沖,先給S1和第一列LED輸出正脈沖,使S1接通和第一列LED具備發(fā)光工作條件,此時其他各開關(guān)和各列LED處于斷開和不工作狀態(tài)。
第二個時鐘脈沖經(jīng)過S2和第二列LED,使S2接通和第二列LED具備發(fā)光條件,其他各開關(guān)(包括S1)和各列(包括第一列)均處
于斷開和不工作狀態(tài)。
這樣,每有一個時鐘脈沖輸出便依次有一個電子開關(guān)和一列LED導通、發(fā)光指示,并且這種轉(zhuǎn)換在時鐘脈沖作用下不斷循環(huán)往復(fù)。
脈沖分配器可以采用集成電路CD4017,它共有16根引腳,其引腳作用說明見表12-7。
7.LED驅(qū)動器
LED驅(qū)動器與普通多級LED光柱式電平指示器的驅(qū)動電路一樣,它的輸出信號用來控制和驅(qū)動每一列的1~10行LED發(fā)光的行數(shù)多少。當輸入信號較大時,某一列發(fā)光的行數(shù)便多,反之則少。
8.LED矩陣電路
用圖12-68所示5×5 LED矩陣電路來說明其工作原理。電路中,每一行中各LED由LED驅(qū)動器的一個輸出端控制,每一列的LED由相應(yīng)的電子開關(guān)管控制,而每只電子開關(guān)管由脈沖分配器相應(yīng)輸出引腳控制。
LED矩陣電路是一個顯示組合器件,其工作原理是:當VT1導通時使第一列LED具導通、發(fā)光的條件,LED驅(qū)動器控制著第一列中5只(行)LED的發(fā)光級數(shù)。然后,輪到VT2導通,使第二列中LED具備發(fā)光條件,由LED驅(qū)動器決定第二列的LED發(fā)光級數(shù),其他各列的LED發(fā)光級數(shù)控制情況同上。
9.電路分析
(1)混合器。如圖12-69所示,左、右聲道音頻信號送入混合器后,其輸出信號為L+R信號,送到各分頻器的輸入端,由各分頻器取出相應(yīng)頻率信號,例如Al是60Hz的帶通濾波器,所以Al輸出60Hz音頻信號。
(2)整流電路。圖12-70所示是60Hz整流電路,以此為例說明整流電路工作原理。每個分頻器輸出的各頻率音頻信號經(jīng)各自的整流電路,轉(zhuǎn)換成表征音頻信號大小的直流電壓,加 號頻率來決定由哪一列LED發(fā)光、指示。到各自的電子開關(guān)輸入端。
(3)列掃描電路。如圖12-66所示,時鐘及脈沖分配器控制各電子開關(guān)和LED矩陣中的各列LED,設(shè)輸出脈沖使電子開關(guān)S5接通,同時LED矩陣中的第五列LED也具備導通條件,這樣,2.5kHz音頻信號經(jīng)VD5整流后的直流電壓,由S5加到LED驅(qū)動器中,根據(jù)這一時刻2.5kHz音頻信號的大小,由LED驅(qū)動器決定第五列LED有多行發(fā)光指示。
接著,在脈沖分配器的作用下S6開關(guān)接通,同時使第六列LED具備導通、發(fā)光條件,此時LED驅(qū)動器輸入的是6kHz信號,控制第六列LED發(fā)光級數(shù)。
接下來脈沖分配器輸出脈沖使S7接通和使第七列LED具備導通、發(fā)光條件。在掃描完第七列LED后,重新回到掃描第一列及使Sl接通。
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