MAX4478电路设计：IC形成简单的温度计式电压指示器
本应用笔记描述了一种产生温度计式电压指示器的电路。该电路从底部开始以连续顺序点亮 32 个 led 的一部分。设计中采用max4478运算放大器。
与模拟d'arsonval仪表不同，温度计刻度是一种没有移动部件的模拟指示器。当您必须快速获取信息但不需要高精度时，它很有用。这种温度计式电压指示器的典型应用是控制面板、车辆仪表板、气动控制的改造以及娱乐设备中的装饰指示器。
奇怪的是，温度计指示器获取模拟值，将其转换为数字，然后以模拟格式显示该数字。图1中的电路将其输入电压转换为时间（成比例的脉冲宽度）。垂直列中有 32 个 led，然后通过依次点亮所有 led 来显示电压的模拟，从最低到代表输入电压值的 led。
图1.该电路通过自下而上连续照亮32个led的一部分来产生“温度计刻度”。
在每个测量周期开始时，晶体管q1强制ic1中的放大器b（max4478低噪声低失真运算放大器）产生的线性斜坡归零，然后重新启动。所有移位寄存器级也设置为数字零。max4478的放大器c将斜坡与输入电压进行比较。当输入电压和斜坡电压相等时，电路产生脉冲。
级联移位寄存器ic2至ic5也在周期开始时复位至零。之后，移位功能由时钟振荡器（max4478上的放大器a）的脉冲驱动。第一移位寄存器（ic2）的数据输入始终连接到高电平（即逻辑“1”）。当max4478上的放大器c检测到输入电压和斜坡相等时，其从低到高的输出边沿馈st_cp线路。这反过来又导致移位寄存器级与其输出寄存器之间的数据传输。
移位寄存器链输入端的数字“1”已经移位到的所有移位寄存器级都包含“1”作为输出;高于该级别的所有阶段都包含“0”。数据传输后，输出寄存器复制移位寄存器级的状态。每个输出寄存器驱动列中的 1 个 led。与数字“1”相关的led被照亮，从而产生类似于温度计的显示。
从移位寄存器的数据传输到输出寄存器后，输入“1”的移位继续通过移位寄存器链，直到第一个“1”到达链的顶层（ic5，q7'输出）。该q7'信号施加于q1的基极和max4478放大器a的输入端，q1复位斜坡。放大器a在将信号馈送到移位寄存器的mr线之前对信号进行反相和缓冲，该线将所有移位寄存器级（但不是输出寄存器）归零。
对于超量程输入，比较器永远无法检测到斜坡和输入之间的相等性。因此，1n4148二极管将“1”从顶部移位寄存器级馈送到st_cp线。它通过向所有输出寄存器传输“1”来点亮整个列。在允许的输入电压范围（4.5v至5.5v）内，线性度和稳定性优于1 led步进。您可以通过添加额外的移位寄存器ic（每个ic驱动8个led）以及重新计算斜坡和时钟周期来添加更多步骤（即更多led）。时序图（图2）给出了电路中更重要波形的相对时间关系。
图2.这些波形说明了图1中的电路工作原理。迹线1：max4478放大器b产生的线性斜坡。迹线2：放大器c的输出，用于比较斜坡和输入电压。迹线3：放大器a产生的移位寄存器复位脉冲。迹线4：最后一个移位寄存器输出。
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图1.该电路通过自下而上连续照亮32个led的一部分来产生“温度计刻度”。
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移位寄存器链输入端的数字“1”已经移位到的所有移位寄存器级都包含“1”作为输出;高于该级别的所有阶段都包含“0”。数据传输后，输出寄存器复制移位寄存器级的状态。每个输出寄存器驱动列中的 1 个 led。与数字“1”相关的led被照亮，从而产生类似于温度计的显示。
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