Indicatori di livello del segnale a LED. Enciclopedia dell'elettronica radio e dell'ingegneria elettrica

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Negli ultimi anni, i misuratori di livello del segnale con indicatori sotto forma di una linea di LED sono stati ampiamente utilizzati nei registratori a nastro e negli amplificatori AF. Ai lettori vengono offerte tre varianti della parte di misurazione di questi dispositivi, diverse per complessità e capacità. Tutti sono progettati per misurare la tensione positiva, quindi, se è necessario controllare il livello della tensione alternata, devono essere integrati con un rilevatore che selezioni le semionde di questa polarità. Poiché la forma dei segnali musicali non è simmetrica, è preferibile utilizzare un rilevatore a onda intera.

Riso. 1. DD1 - SN7404 (K155LN1), HL1-HL6 - VQA13 (AL307A)

Un diagramma schematico di uno dei contatori più semplici è mostrato in fig. 1. Come puoi vedere, è realizzato su un singolo chip contenente sei inverter. In assenza di tensione in ingresso e purché inferiore a 0,14 V, la tensione alle uscite degli inverter è alta e nessuno dei led HL1 - HL6 è spento. All'aumentare della tensione controllata, il livello alto, prima all'uscita dell'inverter DD1.1, e poi il resto, viene sostituito da uno basso e i diodi indicatori iniziano a illuminarsi. Lo svantaggio del dispositivo, dovuto alla particolarità delle caratteristiche di "commutazione" degli inverter, è un errore di misura piuttosto elevato. Quindi, il LED HL1 inizia a illuminarsi a una tensione di ingresso di circa +0,14 V e si illumina il più intensamente possibile a +0,5 V. Il LED HL2 indica effettivamente l'intervallo di tensione di +0,5 ... 0,85 V, ecc.

Questa mancanza è privata del misuratore, il cui schema è mostrato in Fig. 2. Qui, uno degli ingressi di tutti gli elementi 2I è collegato al collettore del transistor che costituisce il livello logico iniziale, quindi l'intervallo delle tensioni di ingresso corrispondenti ai livelli 0 e 1 all'uscita dell'elemento è molto più stretto. Il secondo ingresso di ciascun elemento è collegato all'uscita del successivo, per cui l'apparizione del livello 0 all'uscita di uno qualsiasi di essi fissa lo stesso livello alle uscite di tutti i precedenti.

Riso. 2. DD1, DD2 - SN7408 (K155LI1), HL1-HL6 - VQA13 (AL307A), VD1-VD7 - 2D5606 (KD510A), VT1-VT8 - 2T3604 (KT315B).

Nello stato iniziale (fino a quando la tensione di ingresso non ha raggiunto il limite inferiore dell'intervallo misurato), i transistor VT1-VT8 sono chiusi, la tensione agli ingressi e quindi le uscite degli elementi DD1.1 - DD1.4, DD2.1 .2.4 - DD1 hanno livello logico 1, i led HL8 - HL0,6 sono spenti. A una tensione di ingresso di circa 1 V, il transistor VT1.1 si apre e la tensione sul suo collettore e l'ingresso dell'elemento DD0 ad esso collegato scende al livello 1. Di conseguenza, lo stesso livello viene impostato all'uscita di l'elemento e il LED HL2 si accende. Un ulteriore aumento della tensione controllata porta all'apertura sequenziale dei transistor VT8 - VT2 e all'accensione dei LED HL8 - HLXNUMX.

Per controllare tensioni che differiscono di decine e centinaia di volte è consigliabile utilizzare un misuratore realizzato secondo il circuito di Fig. 3. Contiene un generatore di clock (DD2.1, DD2.2), un contatore binario DD1, un convertitore digitale-analogico (DAC), realizzato su inverter DD2.3 - DD2.6 e resistori R7-R11, un inseguitore di emettitore (VT1), comparatore (DA1), chiave elettronica (VT2) e decoder DD3 con led HL1-HL16 collegati alle sue uscite. Il ciclo di misurazione è composto da sedici cicli. Ogni impulso del generatore di clock cambia lo stato del contatore DD1. I suoi segnali di uscita vengono inviati al DAC e al decoder DD3, che a sua volta collega i catodi dei LED a un filo comune. La tensione di riferimento generata dal DAC viene prelevata dal resistore R11 e attraverso l'inseguitore di emettitore sul transistor VT1 viene inviata all'ingresso invertente del comparatore DA1, che la confronta con il livello della tensione controllata all'ingresso non invertente.

Riso. 3. DD1 - SN7493 (K155IE5), DD2 - SN7404 (K155LN1), DD3 - SN74154 (K155ID3), DA1 - μA741 (K140UD7); VD1 - 2D5606 (KD510A), VT1, VT2 - 2T3604 (KT315B), HL1-HL16 - VQA13 (AL307A)

A tensioni di ingresso inferiori alla tensione di riferimento, la tensione di uscita del comparatore è negativa, il transistor VT2 è chiuso e il livello 1 viene applicato agli ingressi di abilitazione E2, E3 del chip DD1, che vieta la decodifica degli stati del contatore DD1 ( nessun LED è acceso). Il superamento del livello di tensione del segnale di ingresso all'ingresso invertente cambia la polarità della tensione di uscita del comparatore e il transistor VT2 si apre. Di conseguenza, il livello 1 alle uscite della risoluzione del decodificatore DD3 viene sostituito dal livello 0, la tensione dello stesso livello appare all'uscita corrispondente e il LED ad esso collegato si accende.

L'intervallo di livelli indicato dal misuratore è di circa 50 dB, i loro valori misurati sono riportati nella tabella (in un caso, il livello 0 dB corrisponde all'accensione del LED HL13, nell'altro - HL14).

Il misuratore non necessita di regolazione. L'unica cosa che potrebbe essere necessario fare è selezionare il condensatore C1, che determina la frequenza di ripetizione dell'impulso del generatore di clock. In questo caso, va ricordato che un'eccessiva diminuzione della frequenza porta a un notevole lampeggio dei LED e un eccessivo aumento della frequenza porta a una diminuzione della luminosità del LED HL1.

Autore: V.Dimov

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