一种实用的LED光柱表头的设计方法

　　我们在模拟手操器的改进中，使用全电子条形LED光柱显示器代替传统的指针式表头。研制成功后的显示器，不仅具有常规式或动圈式表头的直观解释的特点，又具有数字式仪表的准确性高、响应速度快和抗干扰能力强的优点。

　　一、LED光柱表头的特点

　　采用改进后的光柱式指示器，其显示值随输入信号的变伟而变化成条形状显示。显示清晰、亮度均匀、耐冲击、寿命长和具有多种规格(有101点、51点和牡点)、多种颜色(红、绿)等特点。光柱每段平均电流为smA、峰值电流为巧功A、正向压降为2·ZV。LED光柱的驱动方式同LED数码管类同，其中静态驱动方式的特点是电路原理简单、调试方便，但供电电流大，外围线路复杂又不经济，因此较少采用;而动态扫描驱动方式是对光往进行逐段逐位重复不断的扫描，这样不但所用的外围电路少，而且每一瞬间仅有一位光柱被点亮，所以耗电少。另外，常与LED光柱配套使用的芯片是LM均n点/线显示驱动器，它内部有输入缓冲器，电压基准、浮动的10级分压器、10个比较器和集电极开路的输出驱动级。我们在动态扫描方式中仅使用一片或二片LM3914就可实现对单101点(每十段为一位，共有十位，即为100段，另一段是常亮指示段)或双51点交51点含有5位，即为50段，另一段为常亮指示段)的段比较、驱动等处理工作。

　　二、原理电路的分析及设计方法

　　现将研制成功的这种动态扫描方式工作原理介绍如下:

　　图1、图2中的两个电路都是由基准电压部分、多路选择器、减法器、段处理电路、位选择及驱动电路、光柱显示器和同步脉冲发生器等所组成。电路电源可选为12we15V.其中基准源部分是采用标准电阻分压方式获得，其输出电压值是根据输入信号幅值和光柱位数不同而有所区别，其计算方法是:

　　上式为光柱位之间的电压差，下面是其它基准偷出值的计算公式，其中M表示光柱每位的排列顺序号，光柱位是由低向高排列，那么M分别对应如1, 2,3.……n”

　　由上式也可得出最高基准电压值等于输入信号上限值V}a(ViL为输入信号下限值)。

　　例如:输入信号范围是1-5 V，指示器采用lol点共阴极光柱显示。那么由于101点光柱有十位，M的选择范围为1-IO, viL=lv, vIH=5v，则由(I)式得vREF=必-1)}IO=o.4v，其余基准电压值依次根据(2)式经计算分别为1.4V,1.8V,2.2V, 2.6V,3.OV,3.4V,3.8V,4.2V,4.6V,5Vo

　　若输入信号不变，指示器采用51点光柱，由于}=I-S} vxL.v}H不变，则由(I>式得vREF= (5一I>}5=o. s v，其它基准电压经计算分别为I.sv,2.6 V,3.4 V,4.2 V,5 Vo