對數(shù)LED面板顯示具有72dB范圍

本應用筆記介紹了一個簡單的獨立面板顯示電路，用于驅(qū)動12 LED對數(shù)列。LED柱是一個12步對數(shù)指示器，步高為6dB，形成72dB的總列范圍。電路的精度和穩(wěn)定性由設計ADC的規(guī)格決定。具有MAX1276 12位ADC。

面板級對數(shù)列顯示通常采用以下兩種配置之一：模擬對數(shù)轉(zhuǎn)換器和列顯示ADC;或高分辨率 ADC、處理器控制的對數(shù)算法以及 LED 或 LCD 列驅(qū)動器的組合。

還有一種更簡單的全數(shù)字替代方案，包括一個串行輸出 ADC 以及一些定時和顯示電子器件（圖 1）。作為獨立電路，它不需要微調(diào)（模擬版本那樣），不需要微控制器，也不需要軟件。要顯示的信號施加于12位ADC（IC1，MAX1276）。對于所示電路，該信號的范圍為零（無LED亮起）至+2.048V（所有LED亮起），第一個LED在+1mV時亮起。

當CNVST的短正脈沖觸發(fā)時，MAX1276開始轉(zhuǎn)換，由SCLK信號計時。其輸出（DOUT）由SCLK的上升沿計時，從四個前導零開始，然后是12位轉(zhuǎn)換結(jié)果，MSB優(yōu)先。因此，一個轉(zhuǎn)換結(jié)果在SCLK上需要16個時鐘脈沖。

顯示屏是 12 個 LED 的垂直堆棧，其中頂部的 LED 代表 MSB。在工作期間，電路掃描生成的每個轉(zhuǎn)換結(jié)果（如上所述，首先是MSB）。它記錄值為“1”的第一個位，然后繼續(xù)照亮該 LED 及其下方的所有位。結(jié)果是一個對數(shù)列，其中將列向上或向下移動一步所需的輸入電壓變化是當前輸入值的兩倍或一半（6.02dB步進）。可用步進數(shù)等于ADC的分辨率（本例中為12位）。

圖1.該獨立面板顯示電路驅(qū)動12-LED對數(shù)列，輸入電壓每變化6.02dB，其高度就會改變一個LED。

在DOUT中，值為“1”的第一個輸出位將C1（帶二極管D1）充電至邏輯一級。C1上的電壓連接到兩個級聯(lián)74HC595 IC中第一個的數(shù)據(jù)輸入（DS），它們共同構(gòu)成一個16位移位寄存器。為ADC提供時鐘的信號略有延遲，也會為移位寄存器提供時鐘，從而將輸入端的值插入移位寄存器。在轉(zhuǎn)換結(jié)束時，第一個位之后的所有位都顯示“1”值，也會被存儲在C1上的電壓強制為“1”。

每次轉(zhuǎn)換完成后，都會對兩個 74HC595 IC 的SC_TP輸入施加一個負脈沖（圖 2）。此操作將內(nèi)部移位寄存器內(nèi)容傳輸?shù)絻?nèi)部并行輸出寄存器。相同的脈沖通過二極管D2對存儲電容放電，使電路為下一次轉(zhuǎn)換掃描做好準備。然后，并行寄存器輸出用作列式LED驅(qū)動器。74HC4060 IC用作時鐘和時序發(fā)生器，74HC132提供一些必要的膠合邏輯。

圖2.圖1電路的時序。CNVST：MAX1276轉(zhuǎn)換觸發(fā)信號;SCLK：MAX1276轉(zhuǎn)換時鐘和74HC595移位時鐘;DOUT：MAX1276轉(zhuǎn)換數(shù)據(jù)輸出;DS：74HC595移位數(shù)據(jù)輸入;ST_CP：74HC595移位寄存器到并行寄存器轉(zhuǎn)換時鐘脈沖。

因此，LED列是一個12步對數(shù)指示器，步高為6dB，形成72dB的總列范圍。其精度和穩(wěn)定性由MAX1276的規(guī)格確定。顯示器的采樣速率約為2.5kHz，如圖所示。

審核編輯：郭婷