Многопороговый индикатор напряжения
Иллюстрации
Реферат
1 1
I.»
Знамени
Одесский ордена Трудового Красного политехнический институт (71 ) Зая в и тел ь (4) МНОГОПОРОГОВЫЙ ИНДИКАТОР НАПРЯЖЕНИЯ
Изобретение относится к измеритель. ной технике и может быть использовано для построения компактных и надежных измерителей в системах автоконтроля.
Известны многопороговые индикатор напряжения, содержащие светодиоды, подключенные к резистивному делителю напряжения L1J. ,Однако указанные устройства имеют
Низкую точность и надежность. Это объясняется тем, что светодиоды, под !
О ключенные ближе ко входу устройства, перегружаются при протекании номинального тока через последующие диоды.
Вследствие этого данные устройства могут быть выполнены с ограниченным
15 числом звеньев, что снижает точность измерения.
Наиболее близким к изобретению является многопороговый индикатор на20 пряжения, содержащий источник питания, токовые ключи-транзисторы,. пос- ледовательно и согласно соединенные коллекторно-эмиттерными цепями, под-, ключенные через генератор тока к истбчнику напряжения, светодиоды, катод каждого из которых соединен с коллектором соответствующего транзистора
321 .
Однако указанный индикатор также имеет низкую точность и стабильность, потому что в нем порог срабатывания каждого ключа определяется суммой падений напряжений на светодиодах. Технологический разброс, температурная и временная нестабильность падения напряжения на светодах вызывают разброс и нестабильность порогов отпирания ключей, а следовательно, и выход-, ной характеристики индикатора.
Цель изобретения — повышение точности °
Поставленная цель достигается тем, что в многопороговый индикатор напряжения, содержащий источник питания, токовые ключи-транзисторы, последовательно и согласно соединенные коллекторно-эмиттерными цепями, под920536 ключенные через генератор тока к источнику напряжения, светодиоды, катод каждого из которых соединен с коллектором соответствующего транзистора, введены добавочные токовые ключи-транзисторы, коллектор каждого из которых соединен с анодом соответствующего светодиода, а эмиттер — с эмиттером соответствующего токового ключа-транзистора, диодный и диоднорезисторный -многоступенчатые делители напряжения и блоки тока смещения, через каждый из которых один крайний вывод делителей напряжения подключен н потенциальному электроду источника питания, причем базы добавочных токовых ключей-транзисторов подключены к соответствующим ступеням диодно-резисторного делителя напряжения, базы последовательно соединенных тою ковых ключей-транзиторов подключены к соответствующим ступеням диодного делителя напряжения, второй крайний вывод диодно-резисторного делйтеля подключен к общей шине источника питания, а входными клеммами устройства являются второй крайний вывод диодного делителя напряжения и общая шина источника питания.
На чертеже изображена принципиальЗО ная электрическая схема многопорогового индикатора напряжения.
Устройство содержит генератор 1 тока, токовые ключи-транзисторы 25, добавочные токовые ключи-транзис-, торы 6-9, светодиоды 10-13, диоды
14-17 многоступенчатого диодного делителя напряжения, диоды 18-21 многоступенчатого диодно-резисторного делителя напряжения, резисторы 22-25 многоступенчатого диодно-резисторно46 го делителя напряжения, блоки 26 и
27 тока смещения.
Устройство работает следующим образом.
С помощью генератора 1 тока устанавливается номинальный ток 3<< светодиодов 10-13, токовых ключей-транзисторов 2-5 и добавочных токовых ключей транзисторов 6-9. При напряжении на входе индикатора 0 <0 TpaH3HGTopbl50 оп
6-9 заперты, а транзисторы 2-5 открыты. Ни один светодиод не зажигается.
Опорные напряжения 0 „ -uO„„, задаваемые с помощью диодно-резисторного делителя, определяют пороги сраба- тывания устройства. Как только напряжение U начинает превышать значение Up <,транзистор 5 первого токового ключа начинает запираться, а трэнзистор .9 открывается. Ток *начинает протекать через светодиод 10 и тот .зажигается. Все остальные транзисторы 2-4 открыты, но благодаря диодной цепочке 15-17 находятся в акт и вном, рея им е. .
При Vg <0 (Ugq открыты транзисторы
9 и 8 горят светодиоды 10 и ll u т. д. Таким образом, число светящихся светодиодов прямо пропорционально величине входного напряжения U, если только разность опорных напряжений соседних переключателей тока и Ц д:-Uo> - U> (j — 1) величина постоянная.
Считая падение напряжения на диоде
20 равным падению напряжения на диоде 16, эту разность можно определить "Or= On) "СП()- )= См. где Р - сопротивление резистора 23; ток смешения блока 26.
Поскольку пороги срабатывания светодиодов определяются значениями опорных напряжений Uo „ и не зависят от параметров светодиодов 10- 13, а также их температурного и временного дрейфа, то точность устройства повышается . В индикаторе уменьшается также входной ток, так как шунтирующие транзисторы не входят в насыще" ние. Поэтому отпадает необходимость
s согласующем усилителе. Схема нечувствительна к разбросу параметров светодиодов, при замене светодиодов в устройстве его характеристики не . изменяются.
Ф
Раздельные блоки токов смещения
26 и 27 обеспечивают протекание через диоды 14-17 и диоды 21-25 одинаковых токов. Этим обеспечивается хорошая температурная компенсация дрейФа пороговых напряжений индикатора и повышается его стабильность.
Формула изобретения
Иногопороговый индикатор напряжения, содержащий источник питания, токовые ключи-транзисторы, последовательно и согласно соединенные коллекторно-эмиттерными цепями, подключенные через генератор тока к источнику напряжения, светодиоды, катод каждого из которых соединен с коллектором соответствующего транзистора, о т л и ч а ю шийся тем, что, с целью повышения точности, в него введеВНИИПИ Заказ 2329/47 Тираж 719 Подписное
Филиал ППП "Патент", г, Ужгород, ул. Проектная, 4
5 9205 ны добавочные токовые ключи-транзисторы, коллектор каждого из которых соединен с анодом соответствующего светодиода,а эмиттер-с змиттером соответствующего токового ключа-транзистора,ди- 5 одный и диодно-резисторный многоступенчатые делители напряжения и блоки тока сме 1ения, через каждый из которых один краййий вывод делителей напряжения подключен к потенциальному элект- 0 роду источника питания, причем базы добавочных токовых ключей-транзисто" ров подключены к соответствующим ступеням диодно-резисторного делителя напряжения, базы последовательно сое- 15
36 б диненных токовых ключей-транзисторов подключены к соответствующим ступе ням диодного делителя напряжения, второй крайний выво диодно-резисторного делителя подключен к общей шине источника питания, а входными клеммами устройства являются второй крайний вывод диодного делителя напряжения и общая шина источника питания.
Источники информации, принятые во внимание при экспертизе
1. Патент ClltA И 3795863, кл. 324-122, 1974.
2. Патент США М 3796951, кл. 324- 122 1974.