一种多输入源的20级电平指示电路的制作方法

本实用新型属于电平指示电路技术领域，具体是涉及一种多输入源的20级电平指示电路。

背景技术：
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电平指示电路是以直观的亮点多少或高低的方式表示电平高低，现有的电平指示电路主要有两种，其中一种是用分立元件搭建的，主要是对二极管、三极管的应用，如图1所示，当Ui>0.6V～0.7V时，VT1由截止变为导通，LED1点亮，以后Ui每增加约0.7V，后续LED就被点亮一只，以此来对信号进行直观显示，其电路体积较大，技术上较为基础；另外一种是用专用集成电路芯片的搭建的电平指示电路，如图2所示，采用集成芯片D1405搭建的4级电平指示电路，D1405电平指示驱动集成电路用5条棒状发光二极管来表示输入信号电平，内部装有可直接驱动LED的恒流输出器，因而改变电源电压时，流经发光二极管的电流不会发生变化。该电路工作电源电压范围宽，4.4～12V电压内均可正常工作。内部直流放大器。开环增益>30DB。并可根据集成块15脚外部的电阻和电容来改变点灯/熄灯的响应时间.放大器具有很高的输入阻抗，但是其输入源单一，不能进行对比分析，不能按需选择合适的电路。

技术实现要素：
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为此，本实用新型所要解决的技术问题在于现有技术中的电平指示电路体积大、输入源单一、不能进行对比分析，不能按需选择合适的电路，从而提出一种多输入源的20级电平指示电路。

为达到上述目的，本实用新型的技术方案如下：

一种多输入源的20级电平指示电路，包括电平信号产生电路、10级0～2.5V电平指示电路和10级2.5V～3.5V电平指示电路。

所述电平信号产生电路为触摸延时开关电路或手动调压电路或自激振荡电路。

所述10级0～2.5V电平指示电路包括第一驱动芯片U1、第一排型LEDU3、第九短路帽J9、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第七短路帽J7，所述第一驱动芯片U1的1脚、18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚、10脚依次分别与所述第一排型LEDU3的11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚相连，所述第一排型LEDU3的1脚-10脚分别连接直流电压源U5的正极，所述第二电阻R2的第二端连接所述第一驱动芯片U1的11脚，所述第九短路帽J9的1脚连接所述第一排型LEDU3的11脚，所述第九短路帽J9的2脚连接所述第一驱动芯片U1的1脚，所述第一驱动芯片U1的6脚连接第四电阻R4的第一端，所述第五电阻R5的第一端连接所述第四电阻R4的第一端，所述第五电阻R5的第二端接地，所述第一驱动芯片U1的6脚经过所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压后得2.5V电压，所述第一驱动芯片U1的4脚和8脚分别接地，所述第一驱动芯片U1的2脚接地，所述第一驱动芯片U1的3脚连接直流电压源U5的正极，所述第一驱动芯片U1的7脚串联第一电阻R1后连接第七短路帽J7的1脚，所述第七短路帽J7的2脚接地，所述第一驱动芯片U1的5脚连接第四短路帽J4的1脚，所述第四短路帽J4的2脚连接手动调压电路中的第三电压Vo3，第一短路帽J1的2脚连接所述第一驱动芯片U1的5脚，第一短路帽J1的1脚连接触摸延时开关电路的第一电压Vo1，第一短路帽J1的3脚连接自激振荡电路的第二电压Vo2，所述第一驱动芯片U1的9脚连接双刀双掷开关SW1的6脚。

所述10级2.5V～3.5V电平指示电路包括第二驱动芯片U2、第二排型LEDU4、第十短路帽J10、第三电阻R3、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第八短路帽J8，所述第二驱动芯片U2的1脚、18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚、10脚依次分别与所述第二排型LEDU4的11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚相连，所述第二排型LEDU4的1脚-10脚分别连接直流电压源U5的正极，所述直流电压源U5的负极连接所述第二驱动芯片U2的10脚，所述第十短路帽J10的1脚连接所述第二排型LEDU4的11脚，所述第十短路帽J10的2脚连接所述第二驱动芯片U2的1脚，所述第二驱动芯片U2的6脚连接第十六电阻R16的第一端，所述第十七电阻R17的第一端连接所述第十六电阻R16的第一端，所述第十七电阻R17的第二端接地，所述第二驱动芯片U2的6脚经过所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17分压后得3.5V电压，所述第二驱动芯片U2的4脚和8脚分别连接所述第一驱动芯片U1的6脚，所述第二驱动芯片U2的2脚接地，所述第二驱动芯片U2的3脚连接直流电压源U5的正极，所述第二驱动芯片U2的7脚串联第三电阻R3后连接第八短路帽J8的1脚，所述第八短路帽J8的2脚接地，所述第二驱动芯片U2的5脚连接第四短路帽J4的1脚，第一短路帽J1的2脚连接所述第二驱动芯片U2的5脚，所述第二驱动芯片U2的9脚连接双刀双掷开关SW1的3脚，所述双刀双掷开关SW1的1脚和4脚分别连接所述直流电压源U5的正极，所述双刀双掷开关SW1的2脚连接所述第二驱动芯片U2的11脚，所述双刀双掷开关SW1的5脚连接所述第二驱动芯片U2的1脚。

作为上述技术方案的优选，所述第一驱动芯片U1和所述第二驱动芯片U2均选取LED显示驱动器LM3914。

作为上述技术方案的优选，所述第四电阻R4的阻值为10kΩ，所述第五电阻R5的阻值为10kΩ。

作为上述技术方案的优选，所述第十六电阻R16的阻值为1kΩ，所述第十七电阻R17的阻值为2.5kΩ。

作为上述技术方案的优选，所述触摸延时开关电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二直流电压源U6、第三直流电压源U7、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R11、第一电容C1、第一二极管D1、第二可调电阻RV2，第一三极管Q1的基极连接第十一电阻R11的第一端，第一三极管Q1的集电极连接第六电阻R6的第一端，第一三极管Q1的发射极连接第二可调电阻RV2的1脚，第二直流电压源U6的正极连接第一三极管Q1的集电极，第二直流电压源U6的负极了解第一三极管Q1的发射极，第二三极管Q2的基极连接第一三极管Q1的发射极，第二三极管Q2的集电极连接第七电阻R7的第一端，第七电阻R7的第二端连接第六电阻R6的第二端，第三三极管Q2的发射极连接第二可调电阻RV2的2脚，第二可调电阻RV2的3脚接地，第三直流电压源U7的正极连接第二三极管Q2的集电极，第三直流电压源U7的负极连接第二三极管Q2的发射极，第三三极管Q3的基极串联第八电阻R8后连接第二三极管Q2的集电极，第三三极管Q3的发射极连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接第三直流电压源U7的正极，第三三极管Q3的集电极连接第一电压Vo1，第九电阻R9的第一端连接第一电压Vo1，第九电阻R9的第二端接地，第十电阻R10的第一端连接第一电压Vo1，第十电阻R10的第二端连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极接地。

作为上述技术方案的优选，所述自激振荡电路包括第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二电容C2、第三电容C3、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，第四三极管Q4的集电极连接第三电容C3的第二端，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的基极连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端连接第二电压Vo2，第五三极管Q5的集电极连接第二电压Vo2，第五三极管Q5的发射极接地，第五三极管Q5的基极连接第三电容C3的第一端，第三电容C3的第二端连接第十二电阻R12的第一端，第十二电阻R12的第二段连接第十三电阻R13的第一端，第十三电阻R13的第二端连接第三电容C3的第一端，第十四电阻R14的第一端连接第十三电阻R13的第一端，第十四电阻R14的第二端连接第二电容C2的第一端，第十五电阻R15的第一端连接第十三电阻R14的第一端，第十五电阻R15的第二端连接第二电容C2的第二端。

作为上述技术方案的优选，所述手动调压电路包括第一可调电阻RV1，所述第一可调电阻RV1的1脚接地，第一可调电阻RV1的2脚连接第三电压Vo3。

本实用新型的有益效果在于：其采用触摸延时开关电路、手动调压电路、自激振荡电路三种信号产生电路作为电平指示电路的电平输入源，将电路运行中电平的变化用后继的电平指示电路直观呈现，可直观看到LED柱或LED两点的高低反映输入信号电平高低，即形象的展示电路工作过程又可对三种信号产生电路进行测量对比分析，有效进行电路选择应用，电路体积小、运行稳定；其通过设置短路帽，可以方便的检测电路中的电流。

附图说明：

以下附图仅旨在于对本实用新型做示意性说明和解释，并不限定本实用新型的范围。其中：

图1为现有技术中一种用分立元件搭建的电平指示电路图；

图2为现有技术中一种集成芯片D1405搭建的4级电平指示电路图；

图3为本实用新型一个实施例的一种多输入源的20级电平指示电路原理图；

图4为本实用新型一个实施例的一种多输入源的20级电平指示电路图；

图5为本实用新型一个实施例的LM3914应用原理图；

图6为本实用新型一个实施例的触摸延时开关电路图；

图7为本实用新型一个实施例的自激振荡电路图；

图8为本实用新型一个实施例的手动调压电路图；

图9为本实用新型一个实施例的电源滤波电路图；

图10为本实用新型一个实施例的一种多输入源的20级电平指示电路印制电路板图。

具体实施方式：

如图3、图4所示，本实用新型的一种多输入源的20级电平指示电路，包括电平信号产生电路、10级0～2.5V电平指示电路和10级2.5V～3.5V电平指示电路。

所述电平信号产生电路为触摸延时开关电路或手动调压电路或自激振荡电路。

所述10级0～2.5V电平指示电路包括第一驱动芯片U1、第一排型LEDU3、第九短路帽J9、第一电阻R1、第二电阻R2、第四电阻R4、第五电阻R5、第七短路帽J7，所述第一驱动芯片U1的1脚、18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚、10脚依次分别与所述第一排型LEDU3的11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚相连，所述第一排型LEDU3的1脚-10脚分别连接直流电压源U5的正极，所述第二电阻R2的第二端连接所述第一驱动芯片U1的11脚，所述第九短路帽J9的1脚连接所述第一排型LEDU3的11脚，所述第九短路帽J9的2脚连接所述第一驱动芯片U1的1脚，所述第一驱动芯片U1的6脚连接第四电阻R4的第一端，所述第五电阻R5的第一端连接所述第四电阻R4的第一端，所述第五电阻R5的第二端接地，所述第一驱动芯片U1的6脚经过所述第四电阻R4和所述第五电阻R5分压后得2.5V电压，所述第一驱动芯片U1的4脚和8脚分别接地，所述第一驱动芯片U1的2脚接地，所述第一驱动芯片U1的3脚连接直流电压源U5的正极，所述第一驱动芯片U1的7脚串联第一电阻R1后连接第七短路帽J7的1脚，所述第七短路帽J7的2脚接地，所述第一驱动芯片U1的5脚连接第四短路帽J4的1脚，所述第四短路帽J4的2脚连接手动调压电路中的第三电压Vo3，第一短路帽J1的2脚连接所述第一驱动芯片U1的5脚，第一短路帽J1的1脚连接触摸延时开关电路的第一电压Vo1，第一短路帽J1的3脚连接自激振荡电路的第二电压Vo2，所述第一驱动芯片U1的9脚连接双刀双掷开关SW1的6脚。

所述10级2.5V～3.5V电平指示电路包括第二驱动芯片U2、第二排型LEDU4、第十短路帽J10、第三电阻R3、第十六电阻R16、第十七电阻R17、第八短路帽J8，所述第二驱动芯片U2的1脚、18脚、17脚、16脚、15脚、14脚、13脚、12脚、11脚、10脚依次分别与所述第二排型LEDU4的11脚、12脚、13脚、14脚、15脚、16脚、17脚、18脚、19脚、20脚相连，所述第二排型LEDU4的1脚-10脚分别连接直流电压源U5的正极，所述直流电压源U5的负极连接所述第二驱动芯片U2的10脚，所述第十短路帽J10的1脚连接所述第二排型LEDU4的11脚，所述第十短路帽J10的2脚连接所述第二驱动芯片U2的1脚，所述第二驱动芯片U2的6脚连接第十六电阻R16的第一端，所述第十七电阻R17的第一端连接所述第十六电阻R16的第一端，所述第十七电阻R17的第二端接地，所述第二驱动芯片U2的6脚经过所述第十六电阻R16和所述第十七电阻R17分压后得3.5V电压，所述第二驱动芯片U2的4脚和8脚分别连接所述第一驱动芯片U1的6脚，所述第二驱动芯片U2的2脚接地，所述第二驱动芯片U2的3脚连接直流电压源U5的正极，所述第二驱动芯片U2的7脚串联第三电阻R3后连接第八短路帽J8的1脚，所述第八短路帽J8的2脚接地，所述第二驱动芯片U2的5脚连接第四短路帽J4的1脚，第一短路帽J1的2脚连接所述第二驱动芯片U2的5脚，所述第二驱动芯片U2的9脚连接双刀双掷开关SW1的3脚，所述双刀双掷开关SW1的1脚和4脚分别连接所述直流电压源U5的正极，所述双刀双掷开关SW1的2脚连接所述第二驱动芯片U2的11脚，所述双刀双掷开关SW1的5脚连接所述第二驱动芯片U2的1脚。

所述第一驱动芯片U1和所述第二驱动芯片U2均选取LED显示驱动器LM3914。如图5所示，LM3914是10位发光二极管驱动器，它可以把输入模拟量转换为数字量输出驱动10位发光二极管来进行点显示或柱显示。4脚和6脚之间连接有10个精密分压电阻，7脚和8脚之间是一个参考电压源，9脚为点/柱模式选择，9、11脚相接(或9脚悬空)为点状显示，9、3脚相接为条状显示。LM3914的电源电压范围很宽，可在3—18V范围内选择，实际应用中，通常取6—12V。5脚为信号输入端。并经内部高输入阻抗缓冲器后加至内部10级电压比较器的反相输入端，每级电压比较器的同相输入端被一串分压电阻偏置在不同的比较电平上，由于分压电阻均为1KΩ，故10级比较器的进位电平呈线性变化。在本电路中前10级是0-2.5V的10级指示显示，即LM3914的5脚电平<0.25V时LED不亮，当输入电平依次>0.25V、0.5V、0.75V、1V、1.25V、1.5V、1.75V、2V、2.25V、2.5V时，依次亮1个LED、2个LED(或第2个LED)……10个LED(或第10个LED)。后10级是2.5-3.5V的10级指示显示，即5脚电平依次>2.6V、2.7V、2.8V V、2.9V、3.0V、3.1V、3.2V、3.3V、3.4V、3.5V时，依次亮后10个LED中的1个LED、2个LED(或第2个LED)……10个LED(或第10个LED)。该电路灵活性在于：(1)改变电源电压3—18V，改变4、6脚电平可实现不同范围的电平指示电路。(2)10个LED的亮度可由7、8两脚的外接电阻R来调节。通过每一个LED的电流大致等于R中电流的10倍。当LED的发光效率较高时，电流可以小一些，以降低功耗。

所述第四电阻R4的阻值为10kΩ，所述第五电阻R5的阻值为10kΩ。

所述第十六电阻R16的阻值为1kΩ，所述第十七电阻R17的阻值为2.5kΩ。

如图6所示，所述触摸延时开关电路包括第一三极管Q1、第二三极管Q2、第三三极管Q3、第二直流电压源U6、第三直流电压源U7、第六电阻R6、第七电阻R7、第八电阻R8、第九电阻R9、第十电阻R11、第一电容C1、第一二极管D1、第二可调电阻RV2，第一三极管Q1的基极连接第十一电阻R11的第一端，第一三极管Q1的集电极连接第六电阻R6的第一端，第一三极管Q1的发射极连接第二可调电阻RV2的1脚，第二直流电压源U6的正极连接第一三极管Q1的集电极，第二直流电压源U6的负极了解第一三极管Q1的发射极，第二三极管Q2的基极连接第一三极管Q1的发射极，第二三极管Q2的集电极连接第七电阻R7的第一端，第七电阻R7的第二端连接第六电阻R6的第二端，第三三极管Q2的发射极连接第二可调电阻RV2的2脚，第二可调电阻RV2的3脚接地，第三直流电压源U7的正极连接第二三极管Q2的集电极，第三直流电压源U7的负极连接第二三极管Q2的发射极，第三三极管Q3的基极串联第八电阻R8后连接第二三极管Q2的集电极，第三三极管Q3的发射极连接第一电容C1的第一端，第一电容C1的第二端连接第三直流电压源U7的正极，第三三极管Q3的集电极连接第一电压Vo1，第九电阻R9的第一端连接第一电压Vo1，第九电阻R9的第二端接地，第十电阻R10的第一端连接第一电压Vo1，第十电阻R10的第二端连接第一二极管D1的正极，第一二极管D1的负极接地。

如图7所示，所述自激振荡电路包括第四三极管Q4、第五三极管Q5、第二电容C2、第三电容C3、第十二电阻R12、第十三电阻R13、第十四电阻R14、第十五电阻R15，第四三极管Q4的集电极连接第三电容C3的第二端，第四三极管Q4的发射极接地，第四三极管Q4的基极连接第二电容C2的第一端，第二电容C2的第二端连接第二电压Vo2，第五三极管Q5的集电极连接第二电压Vo2，第五三极管Q5的发射极接地，第五三极管Q5的基极连接第三电容C3的第一端，第三电容C3的第二端连接第十二电阻R12的第一端，第十二电阻R12的第二段连接第十三电阻R13的第一端，第十三电阻R13的第二端连接第三电容C3的第一端，第十四电阻R14的第一端连接第十三电阻R13的第一端，第十四电阻R14的第二端连接第二电容C2的第一端，第十五电阻R15的第一端连接第十三电阻R14的第一端，第十五电阻R15的第二端连接第二电容C2的第二端。

如图8所示，所述手动调压电路包括第一可调电阻RV1，所述第一可调电阻RV1的1脚接地，第一可调电阻RV1的2脚连接第三电压Vo3。

图9为电源滤波电路。

工作原理：

通过选择开关电路选择三种电平信号源之一，作为电平指示电路的输入电平，利用两块线性点/柱状10级LED显示驱动器LM3914级联构成20级电平指示电路。三种电平信号产生电路比较基础，原理不再赘述。

图10为本实施例中一种多输入源的20级电平指示电路的印制电路板图。

(1)标识1处接电源，电路工作电压5V；

(2)三种电压信号源的选择：标识3处为信号源选择，短路帽接左上选中触摸电路信号；短路帽接左下选中自振荡电路信号；短路帽接右侧选中手动可调电路信号；

(3)触摸信号的电平指示电路工作过程：标识3短路帽接左上选中触摸电路信号，电源通电后，用手触碰标识2，可看到20个LED从左到右依次亮起，再逐渐由右往左熄灭(假设LM3914工作在点状模式)。

(4)自激振荡电路的电平指示电路工作过程：短路帽接标识3左下选中自振荡电路信号，电源通电后，电路自动运行，由自振荡电路参数决定的振荡信号周期而使20个LED从左到右依次亮起，再逐渐由右往左熄灭(假设LM3914工作在点状模式)。

(5)手动调整电压的电平指示电路工作过程；短路帽接标识3右侧选中手动可调电路信号，旋转标识5可调电阻，假设电压先增大再减小，可观测到20个LED从左到右依次亮起，再逐渐由右往左熄灭(假设LM3914工作在点状模式)。

(6)柱状或点状电平指示方式选择：标识6为点/柱状态选择，将标识6的按钮按下为柱状模式，标识6的按钮弹起为点状模式。

(7)测量电路中的电流：标识4为测电流接口，去除标识4处的短路帽可串入万用表测量相应去路的电流。

本电路可观测性：

(1)电平高低通过点亮LED个数或位置来直观区别。

(2)设有电流监测点，如通过图4中的J7、J8、J9、J10可方便检测电路中的电流。

本实施例所述的一种多输入源的20级电平指示电路，包括电平信号产生电路、10级0～2.5V电平指示电路、10级2.5V～3.5V电平指示电路，利用两块线性点/柱状10级LED显示驱动器LM3914级联构成20级电平指示电路；其采用触摸延时开关电路、手动调压电路、自激振荡电路三种信号产生电路作为电平指示电路的电平输入源，将电路运行中电平的变化用后继的电平指示电路直观呈现，可直观看到LED柱或LED两点的高低反映输入信号电平高低，即形象的展示电路工作过程又可对三种信号产生电路进行测量对比分析，电路体积小、运行稳定；其通过设置短路帽，可以方便的检测电路中的电流；将三种电压信号产生源汇集在一起，方便学习，也是节约教学耗材成本、减少环境污染、提高教学质量的有效方法与手段。

显然，上述实施例仅仅是为清楚地说明所作的举例，而并非对实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。而由此所引伸出的显而易见的变化或变动仍处于本实用新型创造的保护范围之中。