电压电平偏差 LED 指示灯。方案、说明

电压偏差 LED 指示灯

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文章描述了该指标的设计，该指标显示受控参数的值偏离了哪个方向以及偏离了多少。该设备提供打开执行器的信号输出。该指示器可以轻松地重新配置为信号电平表。

LED指示灯用于监测直流信号正向或负向与设定值的偏差。所描述的设备版本组装在六个 LED 上，在每个方向上显示出与“零”的三个偏差等级。记录偏差的最大值为+0,1 V。输入电压不应超过3 V，否则需要输入衰减器。指示器的输入阻抗约为6 kOhm。

该指示器是自动维持指定土壤湿度系统的组成部分[1]，并用于监测其与最佳值的偏差。

该设备的记分板是一排水平或垂直放置的六个 LED。如果没有信号偏离设定值，则该行中右侧（或上部）的三个 LED 不亮，其他三个亮。当信号偏差为正时，打开的 LED 数量会成比例增加，当信号偏差为负时，打开的 LED 数量会减少。

指示器由稳定的双极电压 2x12 V 供电；消耗电流 - 不超过 40 mA。

指标方案如图所示。 1. 将受控输入信号施加到输入 A。将示例性电压施加到输入 B。它必须是高度稳定的。它被设置为等于受控电压的标称值。

电压偏差 LED 指示灯

运放DA1按照该方案与并联负OS连接。由于输出端存在共模电压，这种包含运算放大器的情况很少使用，但这对于指示器来说是完全可以接受的。当器件调整时，共模电压得到补偿。

在运放的输出端，晶体管VT1、VT2上的双极性射极跟随器导通，其输出信号通过阈值器件（施密特触发器）控制土壤湿度保持系统灌溉阀的操作。如果该器件仅用作指示器，则可以省略射极跟随器。

通过电阻器R5的电流放大信号被馈送到充当稳定器的二极管VD1-VD5的电路。每个二极管两端的压降约为 0,6 V，这决定了指示级的“高度”。二极管电路中的电压分布取决于电阻器R7和R8的电阻值之比以及运算放大器的输出信号的电平。

在初始状态下，在二极管VD3和VD4的结点处，相对于公共线应为零电压。晶体管VT3-VT5的基极处于正电压下，因此晶体管VT3-VT5以及因此VT10-VT12开路。 LED HL1-HL3 断电，因为它们被开路晶体管 VT12 分流。

晶体管VT7、VT8的基极加负电压，VT6加零电压，因而截止；晶体管VT13-VT15也关闭。工作电流流过晶体管VT12和发光二极管HL4-HL6——发光二极管点亮。

随着输入A电压的增加，运放的输出电压降低，零电压点沿着二极管VD1-VD5的电路向左移动。晶体管对VT5和VT12、VT4和VT11、VT3和VT10依次闭合，分别停止对LED HL3、HL2和HL1的分流。因此，LED 会一一亮起。

当输入端A的电压降低时，零电位点沿二极管电路向右移动，成对的晶体管VT6和VT13、VT7和VT14、VT8和VT15截止。 LED HL4、HL5、HL6 一一熄灭。

指示器中的 LED 串联连接。通过它们的电流通过 VT10 晶体管上的电流稳定器保持恒定且等于 9 mA。这减少了电源的负载并使其恒定。您必须使用一对晶体管来驱动每个 LED，因为单个晶体管的放大作用在这里是不够的。

《Radio》杂志上发表了类似的 LED 信号电平表 [2-5]。他们的一些电路解决方案用于所描述的设备中。它的不同之处在于存在差分输入、更高的可调增益以及将 LED 串联到电源，从而扩展了应用的可能性。

除 LED 外，指示器的所有部件均安装在由箔玻璃纤维制成的 1 毫米厚的单面印刷电路板上。板图如图所示。 2、板子是用刀具沿着尺子切割，在磨床上转动而成的。电路板上的黑线是箔片被切断的区域。当然，板子也可以用传统的方式——蚀刻来制作。

电压偏差 LED 指示灯

板上的二极管和大部分电阻器都是“直立”安装的。 LED 安装在前面板上，并通过线束连接到电路板。

指示器中使用的晶体管可以是任何低功率硅。例如，旧类型MP315晶体管（系数h3E> 8）代替KT113B（VT21-VT45）是合适的，并且代替KT502V（VT10-VT15） - MP116（h21E> 20）是合适的。然而，要做到这一点，就必须稍微增加电路板的尺寸。晶体管 VT1、VT2、VT9 的集电极电压必须至少为 30 V。

二极管 VD1-VD5 - 任何低功率硅。 K140UD5 运算放大器的使用并不重要 - 该指示器还可以与另一个专为 2x15 V 电源电压设计的运算放大器配合使用。您可以更改 LED 的数量以及相应的控制晶体管对。

设置指示器从 LED 状态的初始设置开始。为此，输入 A 和 B 互连，并向它们施加示例性电压。它通常由使用附加稳定器和电阻分压器的电源电压形成（图中未显示）。根据经验，在二极管 VD1-VD5 的电路上，他们根据方案找到了最佳点，将电阻器 R5 的输出连接到该最佳点。选择最佳点的标准是LED HL4-HL6亮，HL1-HL3灭。

然后，输入 A 被关闭，并向其施加稳定的电压，该电压可以在参考值的 +1 ... 2 V 范围内进行调整。另一个类似的分压器可以用作该电压源，但其中一个臂中有一个可变电阻器。在输入 A 处设置一个与参考电压完全相等的电压，并选择电阻器 R8，以便打开下一个 LED，需要将该电压增加与需要减少的电压一样多相反，为了关闭其中一个。 “零”指示的可靠性将取决于该操作的彻底性。

通过选择运算放大器负反馈电路中的电阻器 R3 来设置指示器所需的灵敏度。

如果需要在信号电平测量模式下使用指示器，则将输入 A 和 B 连接到公共线进行调节，并将电阻器 R5 连接到 VD1-VD5 二极管电路的该点，这给出了最小数量LED 亮起。然后选择电阻R8，使HL6 LED位于发光开始的边缘。然后输入 B 保持连接到公共线，并将测量的正电压施加到输入 A。如果输入信号极性相反，则输入会反转。通过选择电阻器 R3 可以改变指示器的灵敏度。如果输入信号电平达到 3 V，则无需运算放大器和射极跟随器。此时，内阻不大于2kΩ的信号源通过电阻R1连接至二极管VD5-VD5的电路。

文学

Egorov Yu.，Galitsky V。温室灌溉电子控制系统。 - 广播，1997 年，第 11 期，第 48 页49、XNUMX。
Dimov V. LED 信号电平表。 - 广播，1987 年，第 10 期，第 59 页60、XNUMX。
Nechaev I. LED 信号电平表。 - 广播，1988 年，第 12 期，p。 52.
Potigin I. LED 设置指示灯。 - 广播，1987 年，第 12 期，p。 39.
Yanko B.，Potapova L. AF 放大器输出功率的组合指标。 - 广播，1987 年，第 8 期，第 32 页33、XNUMX。

作者：Yu.Egorov，莫斯科

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