Читать книгу Современная электроника в новых практических схемах и конструкциях - Андрей Кашкаров - Страница 8

Большинство описанных схем компараторов напряжения в которых индикаторами служат линейки из светодиодов построены по принципу параллельного сравнения входного напряжения (отсюда необходимость в большом числе сравнивающих устройств – компараторов). Количество сравнивающих устройств соответствует количеству каналов (светодиодов) в линейке.

Такого недостатка лишена представленная на рис. 1.6 схема, с последовательным сравнением входного напряжения, в которой имеется только один компаратор, сравнивающий сигнал постоянного напряжения на входе с циклически изменяющимся образцовым напряжением.

Рис. 1.6. Электрическая схема устройства индикаторной шкалы

Результаты сравнения передаются на сдвиговый регистр на микросхеме D2, с выхода которого снимаются на индикаторную линейку параллельным кодом. Такое схемное решение позволяет обеспечить большую точность, наглядность и динамичность показаний. На ряду с другими положительными отличительными качествами этого устройства перед другими аналогичными – простотой изготовления, недорогими деталями, не критичностью к питающему напряжению– оно способно конкурировать за свою популярность среди радиолюбителей и профессионалов. На вход схемы можно подавать (путем маленькой доработки) переменное напряжение, импульсы – тогда оно может стать универсальным, точным индикатором со световой шкалой, не уступающей по динамике изменения показаний и точности стрелочным приборам с классом 2. В линейке светодиодов следует учитывать дискретность показаний и при необходимости проградуировать световую шкалу.

1.3.1. Принцип работы устройства

Схема работает следующим образом. Тактовый генератор на популярной КМОП – микросхеме К561ЛА7 вырабатывает прямоугольные импульсы. Максимальная тактовая частота регистра при напряжении питания 5 В – 2 МГц, U_п = 12 В, f_max=5 МГц. Они поступают на тактовый вход С регистра последовательного приближения D2, осуществляя потактовый сдвиг информации, загружаемой в регистр. Параллельно с этим протекает процесс измерения уровня входящего напряжения с помощью компаратора D3. Результат сравнения (высокий или низкий логический уровень) с выхода компаратора поступает на вход D данных регистра, определяя тем самым состояние его выходов. По окончания цикла преобразования входного аналогового сигнала в серию логических импульсов, на выходе СС регистра (вывод 3) появляется активный сигнал логического «нуля», который действует на вход логики D4.1. Элементы D4.1, D1.3 вырабатывает импульс остановки. Поэтому поступление импульсов на тактовый вход С регистром не воспринимается и светодиодная шкала индикатора регистрирует достигнутый входным сигналом уровень. Запирающий низкий уровень берется с выхода пересчета Q1 (второй младший разряд), так как применена светодиодная линейка из десяти светодиодов. Если применить последовательно три линейки по четыре светодиода или линейку на 12 светодиодов – их подключают последовательно к выходам Q11 – Q0 регистра. Тогда элементы логики D1.3, D4.1 исключаются, а вывод 3 (СС) соединяется с выводом 14 (St) регистра и от этого регистр последовательного приближения работает непрерывно, циклично.

Число индицируемых уровней сигнала может быть увеличено путем добавления микросхем – регистров и шкальных индикаторов. Широко применяются такие устройства в промышленной автоматике, для наглядной индикации динамических процессов. Я применяю схему в автомобиле, в качестве индикатора оборотов двигателя (тахометра).

1.3.2. Варианты практического применения

Светодиодная шкала может быть установлена в автомобиле, на щитке приборов, для индикации напряжения питания бортовой сети, уровня горючего в баке, температуры двигателя, окружающей среды и так далее. Сфера применения этой схемы может быть сколь угодно много.

1.3.3. О деталях

Светодиодную линейку АЛС361А можно заменить на АЛС361Б, АЛС362П, КИПТ03А-10Ж (желтое свечение), – 10Л (зеленое свечение), составить из двух линеек типа АЛС345А (8 индикаторов) или АЛС317Б (5 индикаторов). Или вместо светодиодной линейки последовательно установить десять светодиодов типа АЛ307БМ или аналогичных.