LED 信号电平表。方案、说明

LED 信号电平表。无线电电子电气工程百科全书

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近年来，带有 LED 指示灯的信号电平表已广泛应用于录音机和 AF 放大器中。为读者提供了这些设备测量部分的三种选择，其复杂性和功能各不相同。它们都是为测量正电压而设计的，因此，如果需要控制交流电压的电平，则必须补充一个能够识别该极性半波的检测器。由于音乐信号的形状不对称，因此建议使用全波检测器。

LED 信号电平表
米。 1. DD1 - SN7404 (K155LN1), HL1-HL6 - VQA13 (AL307A)

最简单的仪表之一的示意图如图 1 所示。 0,14. 如您所见，它是在包含六个逆变器的单芯片上制成的。在没有输入电压的情况下，只要输入电压小于1V，逆变器输出端的电压就很高，并且LED HL6-HL1.1都不亮。随着控制电压的升高，反相器DD1输出端先是高电平，然后是其他输出端的高电平被低电平取代，指示灯二极管开始点亮。由于逆变器“开关”特性的特殊性，该装置的缺点是测量误差较大。因此，HL0,14 LED 在输入电压约为 +0,5 V 时开始发光，并在 +2 V 时尽可能亮。HL0,5 LED 实际上指示电压范围 +0,85...XNUMX V 等。

该缺点被仪表所剥夺，其方案如图2所示。 2.这里，所有0I元件的输入之一都连接到形成初始逻辑电平的晶体管的集电极，因此元件输出处对应于电平1和0的输入电压范围要窄得多。每个元素的第二个输入连接到下一个元素的输出，因此它们中任何一个的输出处出现级别 XNUMX 都将在所有先前元素的输出处固定相同的级别。

LED 信号电平表
米。 2. DD1、DD2 - SN7408 (K155LI1)、HL1-HL6 - VQA13 (AL307A)、VD1-VD7 - 2D5606 (KD510A)、VT1-VT8 - 2T3604 (KT315B)。

在初始状态下（直到输入电压达到测量间隔的下限），晶体管VT1-VT8闭合，输入端的电压，因此元件DD1.1-DD1.4、DD2.1-的输出端DD2.4 的逻辑电平为 1，LED HL1 - HL8 不亮。当输入电压约为0,6V时，晶体管VT1打开，其集电极和与其连接的元件DD1.1的输入端的电压下降到电平0。结果，该元件的输出被设置为相同电平，HL1 LED 亮起。受控电压的进一步增加导致晶体管VT2-VT8顺序打开并且LED HL2-HL8点亮。

为了监测相差数十倍或数百倍的电压，建议使用根据图 3 中的图表制作的仪表。 2.1.它包含时钟发生器（DD2.2、DD1）、二进制计数器DD2.3、由反相器DD2.6-DD7和电阻器R11-R1构成的数模转换器（DAC）、发射极跟随器 (VT1)、比较器 (DA2)、电子钥匙 (VT3) 和解码器 DD1，其输出连接有 LED HL16-HL1。测量周期由十六个周期组成。时钟发生器的每个脉冲都会改变计数器DD3的状态。其输出信号被发送到 DAC 和解码器 DD11，后者交替将 LED 的阴极连接到公共电线。 DAC 生成的参考电压从电阻器 R1 中取出，并通过晶体管 VT1 上的射极跟随器提供给比较器 DAXNUMX 的反相输入端，比较器 DAXNUMX 将其与非反相输入端的受控电压电平进行比较。

LED 信号电平表
米。 3. DD1 - SN7493 (K155IE5)、DD2 - SN7404 (K155LN1)、DD3 - SN74154 (K155ID3)、DA1 - μA741 (K140UD7)； VD1 - 2D5606 (KD510A)、VT1、VT2 - 2T3604 (KT315B)、HL1-HL16 - VQA13 (AL307A)

当输入电压低于参考电压时，比较器的输出电压为负，晶体管 VT2 闭合，并且电平 1 施加到 DD2 微电路的使能输入 E3、E1，禁止对计数器 DD1 的状态进行解码（不单个 LED 亮起）。如果输入信号超过反相输入端的电压电平，比较器输出电压的极性就会改变，晶体管 VT2 将打开。结果，解码器DD1的分辨率输出处的电平3被电平0取代，在其对应的输出处出现相同电平的电压，并且与其连接的LED点亮。

仪表指示的电平范围约为 50 dB，其测量值在表中给出（在一种情况下，0 dB 电平对应于 HL13 LED 的点亮，在另一种情况下对应于 HL14）。

方案指定	显示电平，dB
HL1	-46.5（-47.2）
HL2	-26.8（-27.4）
HL3	-17.9（-18.5）
HL4	-14.3 (-I4.9)
HL5	-10.7（-11.3）
HL6	-8.7（-9.6）
HL7	-6.9（-7.5）
HL8	-5.5（-6.1）
HL9	-3.7（-4.3）
HL10	-2.9（-3.5）
HL11	-1.8（-2.4）
HL12	-1（-1.6）
HL13	-0（-0.6）
HL14	+ 0.6（0）
HL15	+ 1.5 (+0.9)
HL16	+3.9 (+3.3)

仪表不需要调整。唯一需要做的就是选择电容器 C1，它决定时钟发生器的脉冲重复率。应该记住，频率的过度降低会导致 LED 明显闪烁，频率的过度增加会导致 HL1 LED 的亮度降低。

作者：V.Dimov

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