20.2 Управление единичными и шкальными индикаторами

Единичные индикаторы – это одни из первых индикаторных полупроводниковых приборов. Конструктивно они состоят из одного (двух) кристаллов, заключенных в корпус и имеющих два (три) вывода от электродов. Как правило, все единичные индикаторы применяют в качестве контрольных, сигнальных и подсвечивающих индикаторных приборов. В последнее время светодиоды начали широко использовать в уличных светофорах, в крупногабаритных цифровых и знаковых индикаторах.

Кристаллы в единичных индикаторах для улучшения световых характеристик и увеличения светового потока изготавливают плоскими, размером около 0,3  0,5 мм. Полимерный корпус индикаторов может быть бесцветным или окрашенным в красный (зеленый) цвет. Индикация происходит через всю прозрачную поверхность корпуса. Для высвечивания в одном приборе двух цветов (красного и зеленого) выпускают индикаторы (например, АЛС391А) с двумя p-n переходами в одном корпусе. Быстродействие единичных индикаторов зависит от исходного полупроводникового материала и находится в пределах от 50 до 80 нс (для диодов из GA, AL, AS) и 250 – 400 нс (для диодов из GAP). Для управлением светодиодами наиболее часто используются ЛЭ с открытым коллектором и с открытым эмиттером, однако можно использовать ЛЭ со стандартным выходом. Для ограничения тока через светодиод при необходимости следует включать резистор R_огр. Прямой ток I_пр = 10 – 20 мА обеспечивает также ЛЭ564ЛН2 при подключении светодиода с последовательно включенным резистором к U_п = + 5 В. Так как быстродействие ЛЭ, управляющих светодиодами, не имеет никакого значения, то можно использовать простейшие инверторы с открытым коллектором, обеспечивающим большой импульсный выходной ток. ИС 514КТ1 содержит девять инверторов (рисунок 20.1).

Рисунок 20.1 – Схема подключения светодиодов к ИС 514 КТ1

Параметры этой схемы: I¹_вх  10 мкА, I⁰_вх  0.9 мА , I_п = 400 мА (импульсный ток при скважности 9 и длительности импульса не более 0,5 мс), U_п = 3 – 6 В. При импульсном питании снижается мощность потребления из-за уменьшения рассеиваемой мощности на резисторах. Импульсное питание светодиодов позволяет также изменять их яркость с помощью схемы управления скважностью.

Шкальные индикаторы – представляют собой набор светодиодов, объединенных в две, четыре, восемь или десять полосок, аноды или катоды которых соединены определенным образом. АЛС362А – Н, ЗЛС362А – Н (аналоги НDSP- 4820, HDSP- 4830) – полупроводниковые шкальные индикаторы. Они предназначены для отображения информации (в зависимости от модификации) в виде двух квадратов, четырех, восьми или десяти рисок (рисунок 20.2). Оформление в пластмассовом корпусе с гибкими выводами (8 шт.), расположенными в два ряда. Такие индикаторы широко используются в звукозаписывающей и воспроизводящей аппаратуре: в радиоприемниках, автомагнитолах и т.п. Для управления шкальными индикаторами выпускаются специальные ИС.

Рисунок 20.2 – Шкальные индикаторы типа АЛС 362, выполенные: а − в виде квадратов; б − четырех полосок; в − восьми рисок; г − десяти рисок

Микросхема 155ИД12 выполняет роль обычного дешифратора-демультиплексора 38, выходные усилители которого выполнены с открытым эмиттером. Токоограничивающие резисторы в схемах включены в коллекторную цепь выходных транзисторов внутри ИС. Если сигнал Е = 0, то ИС 155ИД12 выполняет функцию дешифратора 38. Если к выходам ИС подключить набор светодиодов или шкальный индикатор, то положение на нем светящейся точки будет определяться двоичным кодом на адресных входах дешифратора (рисунок 20.3). Сигнал Е может использоваться для импульсного управления шкальным индикатором с целью управления яркостью светящейся точки (мерцанием). Интегральная схема 155ИД11 используется для управления термометрической шкалой, т.к. число светящихся точек шкального индикатора определяется двоичным числом, поданным на адресные входы. Рисунок 20.4 иллюстрирует соединение двух микросхем КМ ИД11 для индикации 16 уровней. Если на входе управления 8 старший бит равен лог.0 (вход 8), на выходе Р будет лог.1, микросхема DD2 работает в стандартном режиме. Высота «столбика» светящихся диодов будет на единицу больше десятичного эквивалента кода на выходах 1, 2, 4.