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一款显示两位数字的LED条状显示屏电路

电子报 2020-10-17 15:35:53

本电路使用了美国国家半导体公司的两只LM3914点/条状显示驱动集成电路,实现了一个0至5V的两位数发光二极管电压计,模拟了一个闪烁模数转换器。这个发光二极管条状图由五只发光二极管组成,每只代表1V输入信号,表示了最高有效数字。点状模式有九只发光二极管,此时只有一只光二极管发光,代表最低有效数字。电路会检测最高有效数字发光二极管的工作情况,用来改变驱动最低有效数字的芯片的输入基准阶梯。输入信号区间从0至5V,精度优于正负50毫伏。电路可在5至8V的电源电压下工作。

R1和R2将输入电压一分为二,如一个最大5V的输入电压在LM3914(IC1与IC2)上是2.5V(图1)。IC1的模式端字绑定为高电平,此时它工作为一个条状图,用VR1将IC1的REFOUT引脚调至2.5V。于是,IC1的每个输出脚都以0.5V步长逐个点亮。由于该集成电路是用作最高有效数字,因此从D2的输出开始,每个其它输出端都只接五只发光二极管,这意味着五只发光二极管将以1V的间隔,从1V至5V逐个点亮。每个发光二极管上的电流大约为从REFOUT输出脚所拉电流的10倍。REFADJ与REFOUT脚之间保持为1.25V。VR2/R10/R13分压器产生一个负载,它与1.5千欧的R3一起,将D1至D5的发光二极管设为固定的输出电流。应从同一批次产品中选择这些发光二极管,使它们有匹配的正向压降。

然后,为四只发光二极管中的每个都接一只电阻和一只晶体管。发光二极管上的电压也加在电阻上,因此这些发光二极管形成四个与发光二极管相关运行的恒流源。调节VR3,使得每只发光二极管导通时都在其加总输出上增加500毫伏。此信号送至RLO,即第二只LM3914内部电阻串中最下面的电阻(图2)。然后,将50%分压的输入信号送至IC2的SIG引脚。用一只运放IC3,在IC1输出端的加总电流信号上加一个固定的500毫伏偏压。R1与R2将电路的输入信号降低50%,因此IC2的SIG输入脚的一个500毫伏漂移就代表1伏的输入漂移。

当电路的输入电压从0至1V时,两个条形图集成电路的SIG输入端都是0至0.5V。IC1上的发光二极管都不发光,意味着IC2的RLO为0V,而RHI为用VR2调节的500毫伏偏压。当芯片的输入从0至0.45V时(对应于信号输入端口的0至0.9V电压),现在IC2的发光二极管输出顺序点亮。当输入信号高到足以点亮发光二极管D1时,IC2的RLO上的电压跳到500毫伏,而RHI的输入只比RLO高500毫伏,为1V。由于IC2的内部阶梯电阻现在偏置在0.5V至1V,因此IC2表示出在信号输入端口上1V与2V之间的0.1步长。将IC2的MODE引脚悬浮,该器件就工作在点模式,而不是在条形模式。

在为信号输入端口送一个4.9V输入时,发光二极管D1至D4发光,使IC2的RLO输入为2V。运放为该值加上500毫伏,将总计2.5V送至IC2的RHI输入。IC2的输入为2.45V,因此IC2的D9输出点亮,从而正确地指示测量的最低有效位为1/9。

◇湖北 朱少华 编译


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