Лекции ЭУПО / Глава1 / Устр.на СД

Высокий контраст элементов индикатора при определенных условиях освещенности или дефицита времени могут вызвать пропуски и ошибки при считывании информации. Светофильтры же, обеспечивающие цветовой и яркостный контрасты индицируемой информации, снижают яркость свечения на 15%...20% и более в зависимости от типа светофильтра. Таким образом, с одной стороны, для обеспечения комфортности считывания информации в затемненном помещении необходимо снижение тока через светодиоды цифрового индикатора до значения, снимающего слепящее действие наиболее ярких элементов, а с другой – явление разброса яркости свечения с одновременным использованием светофильтров приводит к полной потере светимости части светодиодов, имеющих более низкие светоизлучающие характеристики. Поэтому способ регулирования яркости свечения индикаторов снижением напряжения питания, приемлемый для приборов, размещаемых в помещениях с постоянным средним и ярким уровнем внешней освещенности, неприемлем для устройств отображения информации, размещаемых в помещениях и на объектах с широким диапазоном яркостей внешнего освещения. Другим вариантом регулирования яркости свечения индикаторов, устраняющим указанный недостаток, является метод широтно-импульсного регулирования яркости свечения цифровых полупроводниковых индикаторов. Широтно-импульсный метод (ШИМ) основан на сокращении времени протекания тока через светодиоды индикаторов. При этом снижается значение среднего прямого тока через светодиоды и, естественно, снижается яркость их свечения. На рис. 1.65 представлена структурная схема широтно-импульсного метода регулирования яркости свечения цифровых индикаторов. Функциональный элемент 1 представляет собой генератор широтно-модулированных импульсов. Функциональный элемент 2 представляет собой дешифратор, преобразующий двоично-десятичный код на его информационных входах (1-2-4-8) в семиразрядный позиционный код на его выходах (A-B-C-D-E-F-G). Функциональный элемент 3 представляет собой семисегментный индикатор. Кроме информационных входов, дешифратор имеет вход, наличие напряжения на котором обеспечивает свечение сразу всех сегментов индикатора и на который подается ШИМ-напряжение для управления свечением индикатора. Дешифраторы имеют и вход гашения, при подаче сигнала на который на выходах AG дешифраторов появляется логический уровень, обеспечивающий гашение светодиодов. На рис. 1.66 представлена одна из возможных схем функционального элемента 1 – генератора широтно-модулированных импульсов.

Он представляет собою мультивибратор, работающий в автоколебательном режиме с изменяющейся длительностью выходного импульса. Длительность выходного импульса пропорциональна сопротивлению резистора R_{рег.ярк}. Полупроводниковые индикаторы являются токовыми приборами, поэтому для нормального их функционирования необходимо стабилизировать прямой ток через каждый элемент. Эту задачу в схемах управления индикаторами выполняют формирователи тока. Указанный метод заключается в регулировании светоотдачи полупроводникового материала индикатора изменением среднего прямого тока через сегмент. Поскольку наиболее распространённым формирователем тока бывает пассивный элемент (резистор), то во избежание значительного изменения яркости необходимо высокая степень стабилизации напряжения питания источника тока. Необходимо отметить, что при индикации различных значений цифровых параметров суммарный ток потребления всего индикатора будет изменяться в широких пределах, а поэтому напряжение питания при изменениях тока нагрузки во время работы индикаторов должно быть стабилизировано во всём диапазоне токов потребления от 0 до I_макс.

Снижение среднего прямого тока через сегменты вызывает снижение светоотдачи полупроводникового материала индикатора,

т. е. регулирования яркости индикатора. Схемы регулирования яркости индикаторов с использованием генераторов широтно-модулиро-ванных импульсов могут быть различными. Однако любые варианты такой схемы регулирования яркости могут использоваться только при ограниченном числе индикаторов, так как одновременное включение-выключение большого числа индикаторов вызывает значительные изменения тока источника питания.

Борьба с таким явлением в микросхемной части вызывает значительные трудности в проектировании источников питания, проводного или печатного монтажа. Регулировка яркости свечения индикаторов аналоговым методом устраняет указанные сложности. Схема аналогового регулятора приведена на рис. 1.67. Ее целесообразно применять в устройствах, в которых другие методы борьбы с трудностями при ШИМ регулировании по тем или иным причинам не принесли желаемого результата. Следует помнить, что аналоговый метод регулировки яркости менее экономичен, чем ШИМ, так как даже при полностью погашенных индикаторах значительная мощность рассеивается на регулирующем транзисторе стабилизатора и на резисторном делителе напряжения.