发光二极管电平表

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发光二极管功率电平表用发光管作为显示元件。输出功率大时,亮着的发光二极管的数目增多;输出功率小时,亮着的发光二极管的数目减少。因此可以用它反映音量的变化情况。传统的动圈表头式功率表反映速度缓慢,对于强烈瞬态变化的信号根本无法反映出来,而且表头刻度用分贝值表示时是不均匀的。用发光二极管做成的功率显示器反映迅速、量程宽阔、线性响应良好,而且美观。

图1
图1 🔍原图 (1482×632)

图1是显示器的线路。它从0.2瓦开始显示,输出功率在1瓦~100瓦范围内的音响设备都适用。输入的音频信号首先经一分压电位器W,然后经过倍压整流电路,将信号送至晶体管BG\(_{1}\)的基极,当BG1基极上的信号电压达到0.6~0.7伏时,BG\(_{1}\)由截止变为导通,集电极回路中的发光二极管LED1点亮。当信号电压超过二极管D\(_{1}\)的正向导通电压时(硅管约0.6伏~0.7伏,锗管约0.2~0.3伏),D1导通,就有信号电压加到BG\(_{2}\)的基极。但是要想使BG2导通,LED\(_{2}\)点亮,必须在BG1导通电压的水平上再加上D\(_{1}\)的正向导通电压才行(共约1.3~1.4伏)。D1~D\(_{8}\)是串联起来的,如果二极管规格一样,可以此类推得知,要想使BG9导通,LED\(_{9}\)点亮,必须在BG1导通电压的水平上再加上8个二极管的正向串联电压才行(共约5.4~6.3伏)。实际上,由于BG\(_{9}\)的b、e极之间需加一定电压才能导通,所以输入电压还要更高些才行。显然,一定大小的信号电压,可使一定数量的发光二极管点亮。信号电压低时,点亮的发光二极管数目较少;信号电压增大时,亮着的发光管的数目会成比例地增加。

图1中,R\(_{1}\)~R9是晶体管基极限流电阻,R\(_{1}\)0~R18是发光二极管的限流电阻。R\(_{1}\)0~R18的数值可近似地通过公式R=(E\(_{C}\)-V发)/I求出,式中E\(_{C}\)是电源电压,V发是发光二极管的压降,I是发光管的工作电流。例如,当E\(_{C}\)=6伏,V发=1.5伏,I=30毫安时,R=(6~1.5)/0.03=150欧。可以看出,只要改变R的数值,就可以使发光管适应不同的电源电压。在电流不变的情况下,电源电压越高,限流电阻的瓦数也要求越大,本文选用1/4瓦电阻;三极管可用3DG型的任何一种管代用,β值取大些较好,反向耐压BV\(_{ceo}\)应大于所用电源电压;二极管可选用2CK、2CP型等硅管,最好选用开关时间小的,并且正、反向耐压应满足要求。

装好以后,就可以进行调试。本显示器的输入端接到音响设备的喇叭两引线上。调整电位器W,使音响设备在最大输出功率时,显示器的全部发光管点亮即可。此时W的滑点位置就可以不动了。

如果音响设备的输出功率较小,图1中分压电位器W也可以不用。此时显示器上的发光管点亮六个,所显示的功率就约1瓦;点亮九个管就约3瓦。如果发光管设计的再多些,显示的功率也就再大些。

图2
图2 🔍原图 (1566×1104)

如果音响设备是两个声道,可将两块相同的线路装在一块印刷线路板上,如图2。图中左右声道各有六个发光管,基本单元电路和图1一样,只是每个声道仅用了六个发光管。因为加了一分压电位器W,所以各声道显示的功率约达1~50瓦。如果不用分压电位器W,则显示功率仅约1瓦。接入音响设备时示意图如图3。

图3
图3 🔍原图 (886×371)

上面所介绍的线路适用于输出功率较大的设备。如果按图4改动一下,可适用于输出功率较小的收音机、录音机等音响设备。图中,三极管BG最好选用硅材料做的PNP管,如3CG、3CX等。发光管的个数多些,所用电源电压要高些。(温敏)