Каталог радиолюбительских схем

Б. Филиппов

Радиолюбители для своих измерительных лабораторий все чаще разрабатывают приборы с цифровым отображением информации. Каждый прибор требует построения индивидуальных устройств индикации, выполняемых хотя и по идентичным схемам, но с использованием большого числа дефицитных компонентов, что, как показал опыт, нецелесообразно по экономическим соображениям. Лучше иметь один дисплей с достаточным числом разрядов и при необходимости подключать к нему один или несколько измерительных приборов.

Схема предлагаемого восьмиразрядного дисплея с динамической индикацией показана на рис. 1. Он выполнен на люминесцентном индикаторе ИВ-21, микросхемах серии К155 и дешифраторе на микросхеме К161ПР2. Если в распоряжении радиолюбителя нет индикатора ИВ-21, дисплей может быть собран из восьми индикаторных ламп ИВ-3 или ИВ-6. В этом случае число разрядов может быть уменьшено по усмотрению радиолюбителя.

Особенностью описываемого дисплея является применение в нем всего двух дешифраторов и, кроме того, в каждый момент времени светится только один разряд индикатора, что увеличивает срок его службы.

Работой дисплея управляет тактовый генератор на микросхеме МС1, вырабатывающий импульсы с частотой следования около 12 кГц. Эти импульсы подаются на вход десятичного счетчика (МС2), который вырабатывает тактирующий код 1—2—4—8, управляющий работой дешифратора (МС3) и мультиплексеров (МС4— МС8).

Зажиганием цифр в индикаторе управляет дешифратор, выполненный на микросхеме КД55ИД1 (МСЗ). Его выходы соединены с базами транзисторных ключей 77— Т14, нагруженных на управляющие сетки индикатора. При поступлении тактирующего кода 1—2—4—8 на входы дешифратора на одном из его выходов в каждый момент времени присутствует логический нуль, для микросхемы К155ИД1 уровень логического нуля составляет 1 В), который удерживает один из ключей в закрытом состоянии, остальные ключи в этот момент открыты. Напряжение на коллекторе закрытого транзистора ключа почти равно напряжению источника питания (+30 В) и, поданное на управляющую сетку соответствующего разряда индикатора, создает необходимые условия для его зажигания.

При смене состояния счетчика МС2 управляющий импульс на выходе дешифратора МС3 перемещается на другой выход, закрывает другой транзисторный ключ и зажигает цифру следующего разряда. При недостаточной яркости свечения цифр следует несколько уменьшить частоту тактового генератора, так как люминесцентные лампы обладают некоторой инерционностью и не успевают за время импульса достигнуть максимальной яркости. По этой же причине при динамической индикации обычно применяют несколько повышенное питающее напряжение.

Информация от измерительных приборов (в коде 1—2—4—8), подлежащая отображению на индикаторе, поступает к соответствующим входам мультиплексеров. Так, информация первого разряда подается на входы мультиплексеров, обозначенные на схеме цифрами 11, 12, 14, 18, второго разряда на входы 21, 22, 24, 28 и т. д., восьмого — на 81, 82, 84, 88 входы. Положение запятой определяется подачей логического нуля на входы 1—8 мультиплексера МС8.

На входы А₁, А₂, А₃ мультиплексеров подается тактирующий код 1—2—4 от десятичного счетчика, выполненного на микросхеме МС2. При этом мультиплексер подключает к выходу инвертированный сигнал с одного из восьми входов, номер которого соответствует десятичному эквиваленту тактирующего кода 1—2—4.

Так мультиплексеры работают при подаче на их стробирующие входы S логического нуля.

Выходы мультиплексеров через транзисторные ключи, служащие для согласования логических уровней микросхем разных серий, подключены ко входам 1, 2, 4, 8 семисегментного дешифратора на микросхеме К161ПР2 (МС9). Его выходы соединены с соответствующими сегментами индикатора, и в зависимости от двоичного кода, сигнал которого поступает на данный разряд в текущий момент времени, на индикаторе загорается соответствующая цифра. При поступлении следующего тактового им-пулъса мультиплексеры подключают ко входам дешифратора МС9 выводы 1—2—4—8 другого разряда, а дешифратор МСЗ создаст условия для зажигания следующего разряда индикатора.

Дешифратор К161ПР2 имеет в своей структуре оперативную память, которая в дисплее не используется, и для того чтобы информация на индикаторе постоянно обновлялась, на вход S разрешения записи дешифратора МС9 через транзисторный ключ должны подаваться импульсы с частотой, примерно равной частоте переключения разрядов индикатора. Этому условию отвечает тактирующий вывод 1 счетчика МС2. Можно использовать и непосредственно выход тактового генератора.

Семисегментный дешифратор К161ПР2 может быть заменен дешифратором, построенным на логических элементах микросхем серии К155. Схемы таких дешифраторов неоднократно публиковались в журнале “Радио” (см., например, статью “Устройство формирования цифр”. “Радио”, 1977, № 5, с. 17). В этом случае входы дешифратора следует подключить непосредственно к выходам мультиплексеров, а выходы дешифратора через транзисторные ключи нагружать на сегменты индикатора.

Налаживание следует начинать с блока питания (рис. 2), схема которого с незначительными изменениями заимствована из статьи Р. Майзульса “Электронные часы на микросхемах”, опубликованной в выпуске № 59 “В помощь радиолюбителю”. Трансформатор Tp1 выполнен на магнитопроводе ШЛ 16X16. Обмотка I содержит 2860 витков провода ПЭВ-1 0,15, обмотка II— 120 витков провода ПЭВ-1 0,56, обмотка III — 300 витков провода ПЭВ-1 0,15. Для питания микросхем МС1—МС8 используется стабилизированный выпрямитель, построенный на микросхеме МС10 серии К1ЕН421Г, с выходным транзистором для увеличения тока стабилизации. Точно напряжение +5 В устанавливают подбором резистора R47. Конденсаторы С5 и С6, показанные на схеме штриховыми линиями, предназначенные для подавления импульсных помех в шине питания +5 В, монтируют на печатной плате самого устройства.

Напряжение +30 В для питания транзисторных ключей и микросхемы МС9 получается от обмотки III трансформатора Tp1 после выпрямления диодами Д5—Д8 и сглаживания пульсаций напряжения конденсатором С8.

Для питания нити накала индикатора ИВ-21 используется стабилизированное напряжение +5 В через гасящий резистор R46. Подбором этого резистора добиваются, чтобы ток накала индикатора составлял 35 мА при напряжении 2,4 В.

Правильно собранное устройство сразу начинает работать после включения питания и не требует наладки. Следует лишь отметить, что на все входы неиспользованных разрядов мультиплексеров МС4—МС8 нужно подать потенциал логического нуля для исключения нечеткой работы мультиплексеров.

Элементы дисплея монтируют на печатной плате из двустороннего фольгированного стеклотекстолита размерами 185X45 мм с шагом 2,5 мм. Все конденсаторы типа КМ, резисторы МЛТ-0,125. Резисторы устанавливают на плате вертикально для экономии места. Индикатор ИВ-21 монтируют на плате таких же размеров и жгутом соединяют с основной платой. Сверху индикатор закрывают темным стеклом дымчатого цвета.

Конструктивное оформление дисплея в статье не рассматривается, так как оно зависит от его непосредственного применения. Он может быть выполнен законченным блоком с возможностью подключения на входы мультиплексеров различной информации или как часть конструкции какого-либо прибора или устройства, скажем, в трансивере (автор применяет дисплей для проверки и макетирования различных цифровых устройств).

ВРЛ 71