LM324设计的LED电平指示器电路

本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。LED电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。LM324是四运放集成电路.

１、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。电路见下图

电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl一VLn和二极管VD1一VDn组成。

来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。

元器件选择

R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。

C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。

VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。

V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。

IC选用LM324型运算放大集成电路。

２、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路，可用于音频功放输出端的电平指示器。但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。电路原理图见附图所示。

当输入音频信号电平小于0.7 V时，Nl输出高电平，将VLI点亮；当输入信号电平在0.7-1.4V之间时，N2输出高电平，一方面使V L2点亮，另一方面通

过V D6使N1的反相输人端变为高电平，使N1输出低电平，VLI熄灭。同理，若输入信号电平变高，则VL1和V L4将会分别点亮，呈移动点光式的显示。

将二极管VD4 - VD7去掉，则该电路变成了四级LED电平指示器，随着输入信号电平的大小变化，发光二极管VL1-VL4将呈光线式逐级点亮。

元器件选择

R1-R5选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。

C选用耐压值为16V的铝电解电容器。

VD1-V D7均选用1 N4148型硅开关二极管。

VLl-VIA均选用Φ5mm的发光二极管。

IC选用LM324型四运放集成电路。

我用第二个电路图制作了一个，但是做完后，发现四个LED都亮，并没有达到电平显示的效果，经仔细的检查，电路的焊接也没有问题，所以我在考虑是否电路的设计有问题。

后来我换了一个LED,也就是第一个,它的阻值要比其它的阻值很小一些,它随电流大小闪烁,但是二三号LED还是全亮,四号不亮.

LM324的应用电路及原理

LM324作反相交流放大器

电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大,可用于扩音机前置放大

等。电路无需调试。放大器采用单电源供电, 由R1、R2组成1/2V+偏置,C1是消振电容。

放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值, Av=-10。此电路输入电阻为Ri。一般情况下先取Ri与信号源内阻相等,然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co和Ci为耦合电容。

LM324作同相交流放大器

同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路,通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4,电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。见下图。

LM324作交流信号三分配放大器

此电路可将输入交流信号分成三路输出,三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放Ai输入电阻高,运放A1-A4均把输出端直接接到负输入端,信号输入至正输入端,相当于同相放大状态时Rf=0的情况,故各放大器电压放大倍数均为1,与分立元件组成的射极跟随器作用相同。

R1、R2组成1/2V+偏置，静态时A1输出端电压为1/2V+，故运放A2-A4输出端亦为1/2V+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号，形成三路分配输出。

温敏二极管应用电路

LM324是四运放集成电路，它采用14脚双列直插塑料封装，外形如图所示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大器，除电源共用外，四组运放相互独立。每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“Vo”为输出端。两个信号输入端中，Vi-(-)为反相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的位相反;Vi+(+)为同相输入端，表示运放输出端Vo的信号与该输入端的相位相同。LM324的引脚排列见图2。

图 1

图 2

由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。

下面介绍其应用实例。

反相交流放大器电路见附图。此放大器可代替晶体管进行交流放大，可用于扩音机前置放大等。电路无需调试。放大器采用单电源供电，由R1、R2组成1/2V+偏置，C1是消振电容。

放大器电压放大倍数Av仅由外接电阻Ri、Rf决定：Av=-Rf/Ri。负号表示输出信号与输入信号相位相反。按图中所给数值，Av=-10。此电路输入电阻为Ri。

一般情况下先取Ri与信号源内阻相等，然后根据要求的放大倍数在选定Rf。Co 和Ci为耦合电容。

同相交流放大器见附图。同相交流放大器的特点是输入阻抗高。其中的R1、R2组成1/2V+分压电路，通过R3对运放进行偏置。电路的电压放大倍数Av也仅由外接电阻决定：Av=1+Rf/R4，电路输入电阻为R3。R4的阻值范围为几千欧姆到几十千欧姆。

交流信号三分配放大器

此电路可将输入交流信号分成三路输出，三路信号可分别用作指示、控制、分析等用途。而对信号源的影响极小。因运放Ai 输入电阻高，运放A1-A4 均把输出端直接接到负输入端，信号输入至正输入端，相当于同相放大状态时Rf=0 的情况，故各放大器电压放大倍数均为 1 ，与分立元件组成的射极跟随器作用相同

R1、R2组成1/2V+偏置，静态时A1输出端电压为1/2V+，故运放A2-A4输出端亦为1/2V+，通过输入输出电容的隔直作用，取出交流信号。

有源带通滤波器

许多音响装置的频谱分析器均使用此电路作为带通滤波器，以选出各个不同频段的信号，在显示上利用发光二极管点亮的多少来指示出信号幅度的大小。这种有源带通滤波器的中心频率，在中心频率fo处的电压增益Ao=B3/2B1，品质因数，3dB带宽B=1/(п*R3*C)也可根据设计确定的Q、fo、Ao值，去求出带通滤波器的各元件参数值。

R1=Q/(2пfoAoC)，R2=Q/((2Q2-Ao)*2пfoC)，R3=2Q/(2пfoC)。

上式中，当fo=1KHz时，C取0.01Uf。此电路亦可用于一般的选频放大。

此电路亦可使用单电源，只需将运放正输入端偏置在1/2V+并将电阻R2下端接到运放正输入端既可。

比较器

当去掉运放的反馈电阻时,或者说反馈电阻趋于无穷大时(即开环状态),理论上认为运放的开环放大倍数也为无穷大(实际上是很大,如LM324运放开环放大倍数为100dB，既10万倍)。此时运放便形成一个电压比较器，其输出如不是高电平(V+)，就是低电平(V-或接地)。当正输入端电压高于负输入端电压时，运放输出低电平。

附图中使用两个运放组成一个电压上下限比较器，电阻R1、R1ˊ组成分压电路，为运放A1设定比较电平U1;电阻R2、R2ˊ组成分压电路，为运放A2设定比较电平U2。输入电压U1同时加到A1的正输入端和A2的负输入端之间，当Ui >U1时，运放A1输出高电平;当Ui 会点亮。

若选择U1>U2，则当输入电压Ui越出[U2，U1]区间范围时，LED点亮，这便是一个电压双限指示器。

若选择U2 > U1，则当输入电压在[U2，U1]区间范围时，LED点亮，这是一个“窗口”电压指示器。

此电路与各类传感器配合使用，稍加变通，便可用于各种物理量的双限检测、短路、断路报警等。

单稳态触发器

见附图5。此电路可用在一些自动控制系统中。电阻R1、R2组成分压电路，为运放A1负输入端提供偏置电压U1，作为比较电压基准。静态时，电容C1

充电完毕，运放A1正输入端电压U2等于电源电压V+，故A1输出高电平。当输入电压Ui变为低电平时，二极管D1导通，电容C1通过D1迅速放电，使

U2突然降至地电平，此时因为U1>U2，故运放A1输出低电平。当输入电压变高时，二极管D1截止，电源电压R3给电容C1充电，当C1上充电电压大于

U1时，既U2>U1，A1输出又变为高电平，从而结束了一次单稳触发。显然，提高U1或增大R2、C1的数值，都会使单稳延时时间增长，反之则缩短。

图 5 图 6

如果将二极管D1去掉，则此电路具有加电延时功能。刚加电时，U1>U2，运放A1输出低电平，随着电容C1不断充电，U2不断升高，当U2>U1时，A1输出才变为高电平。参考图6。

音频电平指示

LM324是四运放集成电路，本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。LED 电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。 １、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。电路见下图 电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl 一VLn和二极管VD1一VDn组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。 元器件选择 R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。 C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。 VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。 V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。 IC选用LM324型运算放大集成电路。 ２、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路，可用于音频功放输出端的电平指示器。但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。电路原理图见附图所示。 当输入音频信号电平小于0.7 V时，Nl输出高电平，将VLI点亮；当输入信号电平在0.7-1.4V之间时，N2输出高电平，一方面使V L2点亮，另一方面通过V D6使N1的反

项目12：发光二极管电平指示电路教案

【备课时间】2013-10-9 【上课时间】 2013-10-24 【课时数】5 【课题】发光二极管电平指示电路 【上课地点】教室、实训楼【第47-51教时】 【教学目标】 ●理解发光二极管电平指示电路的工作原理； ●能够根据发光二极管电平指示电路的原理图搭建电路； ●能够根据发光二极管电平指示电路的原理图检测电路、排除故障； ●培养学生动眼、动脑、动手能力。 【教学重点】 1.电路各元器件的识别和检测。 2.电路的组装和焊接。 【教学难点】 1.电路的工作原理与调试。 2.电路的故障排查。 【教学准备】 多媒体课件、通用印制电路板、电阻（330Ω270Ω100Ω47Ω180Ω）、电解电容（100uf/16v）、发光二极管、二极管（1N4007）、可调电源、导线。【教学过程】 一、导入 如果你想知道可调电源输出电平的高低，简易发光二极管电平指示电路是理想的选择。它可以根据发光二极管亮的个数多少来判断输出电平的高低，发光二极管发光个数多，说明输出电平高，反之，输出电平就低。接下来就来学习简易发光二极管电平指示电路。 二、新课

任务一认识电路 1.电路图及工作原理 当输入端加的直流或交流电压从低往高变化时，发光二极管LED1-LED5亮的个数慢慢增加。其中，二极管VD1与电解电容C构成半波整流电容滤波电路，它的功能是把输入的交流电变成脉动的直流电。 2.实物图 任务二元件的识别与检测 1.电路元件的识别 代号名称规格检测结果 R1色环电阻器330Ω实测阻值： R2色环电阻器270Ω实测阻值： R3色环电阻器180Ω实测阻值： R4色环电阻器100Ω实测阻值： R5色环电阻器47Ω实测阻值： LED1- LED5发光二极管红色ф10 正负极性：

电路设计常用集成电路参考表

常用集成电路速查表 AN115?锁相环调频立体声解码电路1 AN260?FM中频放大及AM高、中频放大电路2 AN262?音频前置放大电路3 AN278?FM中频放大电路4 AN360?低噪声音频前置放大电路5 AN362/AN362L?锁相环调频立体声解码电路6 AN366/AN366P?FM/AM中频及AM高频放大电路8 AN426510 AN5265?音频功率放大电路10 AN5270?音频功率放大电路11 AN5274?音频功率放大电路12 AN5743?音频前置及功率放大电路13 AN5836〖KG1]双声道音频前置放大电路14 AN6210?录/放音双声道音频前置放大电路15 AN6612S?电机稳速控制电路16 AN6650?微型电机速度控制电路17 AN6875?LED电平显示驱动电路18 AN6884?LED电平显示驱动电路19 AN7060?音频前置放大电路20 AN7085N5?单片录/放音电路21 AN7105?双声道音频前置及0 3W×2功率放大电路22 AN7106K?双声道音频功率放大电路23 AN7108?单片立体声放音电路24 AN7110?1 2W音频功率放大电路26 AN7120?音频功率放大电路27 AN7147N〖KG1]5 8W×2音频功率放大电路28 AN7161N?20W音频功率放大电路29 AN7168?双声道音频功率放大电路30 AN7169〖KG1]5 8W音频功率放大电路31 AN7178?双声道音频功率放大电路32 AN7222?FM/AM中频放大电路33 AN7273?FM/AM中频放大电路34 AN7310?双声道音频前置放大电路35 AN7311?双声道音频前置放大电路36 AN7312?具有ALC的双声道音频前置放大电路37 AN7338K?CD唱机声音效果处理电路38 AN7420?锁相环调频立体声解码电路39 AN8389SE1?CD唱机主轴和进给电机、聚焦和跟踪线圈伺服驱动电路40 AN8802CE1V?CD唱机电机伺服驱动电路41

电平指示电路

课题音量电平指示电路指示电路的装接与测试 一、目的 1．熟悉二极管的钳位作用和三极管的开关作用。 2．熟悉发光二极管LED的性能和应用。 3．学习用LED组成电平指示电路的方法。 二、内容说明 在音响电路中，经常用多个发光二极管作为音量强度的指示。发光二极管分别接在三极管的集电极，当三极管导通时，作为其集电极负载的发光二极管就会导通发光。利用二极管的钳位作用去控制三极管的导通，就可以产生发光二极管的数目随着音量电压强度变化的效果。 发光二极管LED的用途广泛，可以组成各种电源指示灯，在各种检测电路中作为状态显示；将LED封装为条状发光器件，可以组成LED数码管，用以显示各种字符；还可以以LED为像素，组成大屏幕显示屏，配以电子扫描电路，显示图象和广告文字。 利用LED显示醒目、颜色鲜明多样、反应迅速、功耗小等特点，可定性定量指示各种工作状态，如图2.1.1所示的三色逻辑测试仪就是一个典型的例子。 图2.1.1 三色逻辑测试仪电路原理 图2.1.1电路中，用LED的不同颜色或颜色组合来显示被测电路的正负、高低电平和正负脉冲序列。其原理是：当检测探针与被检测电路的低电平（即0）接触时，VT1，VT2导通，LED2即黄灯亮，VT3虽处于导通状态，但基极电流小，相应集电极电流也小，不足以使绿灯亮，故黄灯亮显示“0”状态；当检测正电平时，VT1饱和导通，VT2、VT3截止，红灯LED1亮，显示“1”状态；当检测负电平时，VT3导通，LED3即绿灯亮，显示“-1”状态，这时VT1截止，由于VT3导通，电阻R3上的压降较大，这时，U BE2=3V - U R3 - U LED1-U D

音响系统的输出电平指示电路---模电课程设计

【摘要】 在音响电路中，经常用多个发光二极管作为音量强度的指示。发光二极管分别接在三极管的集电极，当三极管导通时，作为其集电极负载的发光二极管就会导通发光。利用二极管的钳位作用去控制三极管的导通，就可以产生发光二极管的数目随着音量电压强度变化的效果。用三极管来实现实验要求，用这种方法，要考虑三极管的压降，输入电阻，输出电阻等因素。 【关键字】 发光二极管集成音量驱动电路 NPN型三极管

目录 前言 (3) 第一章设计任务与要求 (4) 第二章系统组成及原理 (4) 第三章电路设计方案 (5) 方案一 (5) 方案二 (6) 方案三 (7) 第四章实验、调试及测试结果与分析 (8) 第五章结论与心得 (9) 第六章参考文献 (9) 第七章附录 (9)

现今世界中电子技术与电子产品的应用越加广泛，人们对电子技术的要求也越来越高。因此如何根据实际要求设计出简便实用的电子技术物品便显得尤为重要。 通过本次设计主要是为了 1、学习电子电路设计方法，熟知集成运算放大电路、晶体三极管的截止、放大、饱合状态的电路特征及其工作原理； 2．熟悉发光二极管LED的性能和应用。 3．学习用LED组成电平指示电路的方法。 4、培养勤奋、认真仔细、分析故障和解决问题的能力； 5、熟悉使用实验板并设计、动手制作电子电路。 本课程设计基本要求：（1）随着输入信号的增加LED被逐次点亮； （2）点亮数目的反映声音的强度。 整体思路为用放大比较器来实现实验要求，即通过基准电平对电压进行分配，然后再通过放大比较器对输入交流信号进行判断，当达到所需电压时各灯依次亮，这种方法结构简单，误差较小。

2课题一 LED电平指示电路的安装与调试

第2单元电子技术实践与训练 通过电子技术一系列典型应用课题，让学生在弄清电路原理和主要功能后，在规定时间内完成在面包板上对电路的安装、调试及功能测试，是《电子技术实践与训练》课程的主要内容和实践训练方式。根据先易后难，先简单后综合的原则，本单元共收集编写了22个课题，以供在教学过程中选用。在教学时间安排上要求有一定的连续性，最好一次性完成1个课题的全部训练内容。 课题一 LED电平指示电路的安装与调试 1．实训目的 （1）熟悉二极管的钳位作用和三极管的开关作用。 （2）熟悉发光二极管LED的性能和用LED组成电平指示电路的方法。 （3）掌握分立元件电子电路在面包板上的插接方法及参数测试方法。 2．实训设备及器件 （1）实训设备：直流稳压电源1台，函数信号发生器1台，万用表1只，面包板1块。（2）实训器件：三极管9014，发光二极管LED（白，红，绿，黄各1只），硅二极管1N4148，电阻。 3、实训电路及说明 发光二极管LED主要用于显示领域，其应用形式灵活多变。单个LED可用作各种电平指示灯，在各种检测电路中作为电平状态显示；将LED封装为条状发光器件，可以组成LED 数码管，用以显示各种字符；还可以以LED为像素，构成点阵LED显示器，用以显示图像和文字。 LED以其显示醒目、颜色鲜明多样、反应迅速、功耗小等特点，可用于定性定量指示各种工作状态。图2-1-1所示的三色逻辑测试仪就是一个典型的例子。

图2-1-1 三色逻辑测试仪电路原理 图2-1-1所示电路中，用LED的不同颜色或颜色组合来显示被测电路的正负、高低电平和正负脉冲序列。其原理是：当检测探针与被测电路的低电平（即0）接触时，VT1截止，VT2导通，LED2即黄灯亮，LED1虽正向导通，但因电流太小而不亮，VT3虽也处于导通状态，但基极电流小，相应集电极电流也小，不足以使绿灯亮，故黄灯亮显示“0”状态；当检测正电平时，VT1饱和导通，由于VT1集电极电位的钳位作用，不足以使VT2导通，黄灯不亮,同时由于VD2的作用VT3截止，故只有红灯LED1亮，显示“1”状态；当检测负电平时，VT3导通，LED3即绿灯亮，显示“-1”状态，这时VT1截止，由于VT3导通，电阻R3上的压降较大，这时U BE2=3V-U R3-U LED1-2U D<0.5V，使VT2不能导通，故绿灯亮显示“-1”状态；测试脉冲信号时，红黄两管（正脉冲系列）或绿黄两管（负脉冲系列）交替发光显示，当脉冲频率较高时，由于人眼的错觉，可能会看到其中两只LED管同时发光。 这种三色逻辑仪器使用时要和被测电路共地，红、绿LED起亮电压为1.5V。还可以根据被测电路具体高低电平情况，在测试仪输入端串入二极管或改变电阻R1、R2的阻值来调整LED起亮电压以适应各种电路的需要。 在音响电路中，经常用多个发光二极管作为音响信号强度的指示。发光二极管分别接在三极管的集电极，当三极管导通时，作为其集电极负载的发光二极管就导通发光。利用二极管的钳位作用去控制三极管的导通，就可以产生发光二极管发光的数目随音量电压强度变化的效果。 图2-1-2电路为应用于音响系统的输出电平指示电路，实际上可以串联若干级，图示电路只画出三级。随着输入信号U I的增加，LED被逐次点亮，亮灯数目的多寡则反映了声音信号的强度。图中，由R、R P通过电源组成一个直流信号源，主要用于在实验中获取不同的U I 值，不是电平指示电路之必须。

4电平指示电路

课程设计报告 课程设计题目__四电平指示电路_班级_______01111003_____姓名______万文件_______ 学（组）号__ 0111100323_______ 电工电子技术实验中心

四电平指示电路 课程设计目的： 1、学习电子电路设计方法，熟知集成运算放大电路、晶体三极管的截止、放大、饱合状态的电路特征及其工作原理； 2、培养勤奋、认真仔细、分析故障和解决问题的能力； 3、熟悉使用实验板（面包板）并设计、动手制作电子电路。 实验原理： 如右图LM324是四运放集成电路， 它采用14脚双列直插塑料封装，外形如 图所示。它的内部包含四组形式完全相同 的运算放大器，除电源共用外，四组运放 相互独立。 每一组运算放大器可用图1所示的符号来表示，它有5个引出脚，其中“+”、“-”为两个信号输入端，“V+”、“V-”为正、负电源端，“V o”为输出端。两个信号输入端中，Vi-（-）为反相输入端，表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相反；Vi+（+）为同相输入端，表示运放输出端V o的信号与该输入端的相位相同。 由于LM324四运放电路具有电源电压范围宽，静态功耗小，可单电源使用，价格低廉等优点，因此被广泛应用在各种电路中。

实验原理图：

根据lm324原理将实验器材连接成上实验原理图，根据调节输入信号i U 的大小，改变电路中各个节点的电位，由于电路为分压电路， 即改变i U 使4个LED 分别在1.2v 2.4v 3.6v 4.8v 启亮。（输出端 串接电阻为保护电阻）达到控制电路的目的。 实验器材： 电阻 6.8 K Ω*4 470Ω*1 导线若干 实验电路板 组合面包板*1 、LM324*1，（4个小的发光二极管） 实验内容： 通过接入一个6V 电压源接着， 串联 5个6.8 K Ω的电阻，如图将串连结点中的4个 以分压试的接法分别接入LM324的 4个负极输入端。再在4个输出端口分别接4个LED ，再将4个LED 接地。 cc V 接6V 电压，EE V GND 接地。最后将lm324的4个正极输入端 全部用导线连起来 接一个Ui 作为控制信号。通过调解Ui 的大小使4个LED 分别在1.2V 2.4v 3.6v 和4.8v 分别亮起（也就是说当Ui 达到1.2V 时亮一个，2.4v 时再亮一个的同时前面的LED 不会熄灭，以此类推直到4个LED 在4.8V 时全部亮起）。 多种设计方案的比较： （1）、用放大比较器来实现实验要求，即通过基准电平对电

模拟电子技术-发光二极管的电平指示

郑州科技学院 《模拟电子技术》课程设计 题目 学生姓名 专业班级 学号 院（系） 指导教师 完成时间

目录 1 课程设计目的 (1) 2 课程设计的任务与要求 (1) 3 设计方案与论证 (1) 3.1设计过程 (1) 3.2理论论证 (3) 4各单元电路设计及简要说明 (3) 5仿真结果分析 (5) 6总体电路安装接线 (5) 6.1对电路中各元器件进行分析 (6) 6.2元器件的检测与识别 (6) 6.3实物的安装与焊接 (7) 7调试过程 (9) 8总结 (9) 附录1：总体电路原理图 (12) 附录2：实物图 (13) 附录3：元器件清单 (14)

1 课程设计目的 1.理解发光二极管电平指示电路的工作原理。 2.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图搭建电路。 3.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图检测电路、排除故障。 4.培养一定的团队合作能力。 2 课程设计的任务与要求 1.理解发光二极管电平指示电路的工作原理。 2.能够根据发光二极管电平指示电路的原理图搭建电路。 3.熟悉个元器件的性能（二极管，电容，LED灯，色环电阻）。 4.掌握个元器件在面包板上的插接方法。 5.按工艺要求对元器件进行焊接，以及参数的测试。 6.能够通过发光二极管发光的个数，判定电压的高低。 3 设计方案与论证 3.1设计过程 经过查找资料与反复论证，确定两种实验方案分别如下： 第一种方案：如图3-1所示，随着信号UI的增加，LED被逐次点亮，亮灯数目的多寡则反映了信号的强度。 其基本原理是：当UI大于0.6~0.9V时，VT1由截止变为导通，LED1电亮，以后UI每增加约0.1V，后续LED就被电亮一只，以此来对信号进行直观指示。

[图]LED通用电平显示电路 电路图

[图]LED通用电平显示电路电路图 [图]LED通用电平显示电路 利用10个发光二极管作为输入端电平变化的显示，输入端电平信号可以是通过各类传感器和变换电路而探测的各种物理量，如电压、电流、温度、湿度、亮度、响度、音频、距离、磁场强度、重量等等。用它做成的电平显示器，既醒目、直观，又方便、实用，并且能反映瞬间变化的信号，用途十分广泛。例如，在电路设计制作中，它既可以通过探头和处理电路实现温度控制和显示，用于烘箱、冰箱、空调、热塑封机等设备上，也可以通过分压变换电路实现电压高低的直观显示，用于仪器、仪表、音响及办公设备上。核心电路采用了塑封双列直插的18脚LED点条显示驱动集成电路LM3914，电路构成及管脚功能如图1 所示。LM3914内部含有10个相同的电压比较器，它们的输出端可以分别直接驱动外接的10只发光二极管(VDl—VDl0)作条状显示，也可以实现点状显示。它们的反相输入端并联在一起，并通过一个缓冲器接到输入端⑤脚。而10个同相输入端分别接到由10个精密电阻串联而成的多级分压器上。而这个分压器的两端在内部没有与其它电路或公共端相连，而是直接由⑥、④脚引出，通常将之称为悬浮式，这样使得应用电路的

设计更加灵活和方便。此集成电路内部还包含一个悬浮式1．25V的标准电压源，直接由⑦、⑧脚引出。分压器两端⑥、④脚即可直接接1．25V的标准电压源，也可外接设定的其它电压值。点状或条状显示的选择方式为：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。模拟信号由⑤脚输入，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。当④脚接地。⑥与设定的基准电压UO相连(当然也可相连内部的1250mV的基准电压输出端⑦脚)每级分压器上的电压均为1\10 UO。逐级比较电平分别为1\10 UO、2\1O UO、3\10 UO、4／10 UO……UO。当输入模拟信号小于1\10UO时，10级比较器均输出高电平；当输入信号高于1\1O UO时，则第一比较器输出低电平，超过2／10UO时，第二比较器输出低电平……当信号超过UO 时，第10级比较器输出低电平。若在这10个输出端接上发光二极管，即可线性地显示输入模拟信号的大小。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。1．25V标准电压源的最大输出电流约为3mA，故通过LED的最大电流为

项目1 电平指示器

电子产品装配与调试
适用专业:电子信息技术 电气自动化技术 应用电子技术
湖南省高职高专电子类专业技能抽查课程

电子产品装配与调试
? 课程学习辅助软件：[虚拟电子实验室10.0].NI.M ultisim.V10.0.1.汉化破解版 ? 下载地址：https://www.wendangku.net/doc/ea1889166.html,/download/84194 _143_17742493681983634278.html

电平指示器的安装与调试

任 务
某企业承接了一批电平指示器的组装与调试任务，请 按照相应的企业生产标准完成该产品的组装与调试，实 现该产品的基本功能、满足相应的技术指标，并正确填 写相关技术文件或测试报告。

电平指示器电路图
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项目工作原理
１、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以 接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以 接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前 置级的电平指示器。 电路中，由LM358运放构成一个增益可调的放大前级，可调电 阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、 稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl一VLn和二极 管VD1一VDn组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至 LM324运放的5脚，经LM358和三极管放大后，从三极管的发 射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越 强，点亮发光二极管的个数也越多。
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LM324设计的LED电平指示器电路图

LM324设计的LED电平指示器电路图 本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。LED电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。LM324是四运放集成电路. １、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。电路见下图 电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl 一VLn和二极管VD1一VDn组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。

元器件选择 R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。 C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。 VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。 V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。 IC选用LM324型运算放大集成电路。 ２、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路，可用于音频功放输出端的电平指示器。但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。电路原理图见附图所示。

基于LM324的音乐电平LED显示电路

基于LM324的音乐电平LED显示电路设计 姓名： 专业：电子信息科学与技术 班级：2010-3 学号：201001051829 同组人：____________________ 指导教师：王桂海 信息科学与工程学院电子信息系 2012年 6月 18日

摘要 音乐与灯光，听觉与视觉，婉转的音乐配合上曼妙多姿的led灯光，能烘托出更加优美的音乐氛围。音乐电平LED即为一种可以把声音的起伏变化转变为可视的LED的明灭变化的设计。解决方案有多种，比如可以利用单片机检测电平变化，控制LED的亮与否。本设计采用的是LM324集成运放。LM324系列器件带有真差动输入的四运算放大器，与单电源应用场合的标准运算放大器相比，它们有一些显著优点。该四放大器可以工作在低到 3.0伏或者高到32伏的电源下，静态电流为MC1741的静态电流的五分之一。共模输入范围包括负电源，因而消除了在许多应用场合中采用外部偏置元件的必要性。 LM324系列由四个独立的，高增益，内部频率补偿运算放大器，其中专为从单电源供电的电压范围经营。从分裂电源的操作也有可能和低电源电流消耗是独立的电源电压的幅度。 应用领域包括传感器放大器，直流增益模块和所有传统的运算放大器现在可以更容易地在单电源系统中实现的电路。例如，可直接操作的LM324系列，这是用来在数字系统中，轻松地将提供所需的接口电路，而无需额外的±15V电源标准的5V 电源电压。 关键词：音乐电平LED LM324

目录 1、设计的主要目的与要求 1.1 实验目的 1.2设计要求 1.3设计目的 2 、主要设计方案 2.1集成运放芯片介绍 2.2原理说明 3 、电路设计、参数计算及其元器件选择 3.1电路图 3.2元器件选择 4、结论与心得 5、参考文献

电平显示及越限报警电路

电平显示及越限报警电路 1.实验目的 （1）自主设计一个电平显示及越限报警电路； （2）熟悉各实验仪器、常用芯片和常用元器件的使用。 （3）培养创新意识，锻炼实验技能。 2.总体设计方案或技术路线 （1）设计一个双限电压比较器对输入电平进行比较，判断输入电平是否越限。 （2）利用三个LED，根据双限电压比较器的输出状态，显示输入电平的高低。 （3）利用555芯片设计一个能产生1Hz矩形波脉冲的多谐振荡器，为蜂鸣器提供输入脉冲，与蜂鸣器一起构成一个电平越限报警系统。 3.实验电路图 4. 仪器设备名称、型号 （1）双线电压比较器电路 12V直流电源、3kΩ电阻（3个）、2kΩ电阻（1个）、1kΩ电阻（1个）、741集成运算放大器（2个）、1N4007二极管（2个）、黄灯LED（1个）、红灯LED（1个）、10Ω限流电阻（1个）、1N4735A稳压管（1个） （2）绿灯电路 74LS04芯片（1片）、绿灯LED（1个）、10Ω限流电阻（1个）

（3）蜂鸣器电路 555芯片（1片）、4.7μF电容（1个）、电阻（100Ω、2kΩ、43kΩ、130kΩ各1个）、10nF 电容（1个）、蜂鸣器（1个） （4）其他仪器设备 电子技术实验箱（2个）、Agilent DSO-X2002A型示波器、直流稳压电源、导线、万用表 5.理论分析或仿真分析结果 仿真结果分析： （1）接通电源V3、V4为集成运算放大器供电，接通电源V1作为电压比较器的参考电压（电压上限为8V，电压下限为1V），调节可调电源V2作为输入电压。 （2）当输入电压大于8V时，只有红灯LED1亮，显示输入电平过高，双限电压比较器输出高电平，多谐振荡器开始输出1Hz的矩形波脉冲，蜂鸣器间断报警；当输入电压小于1V时，只有黄灯LED2亮，显示输入电平过低，双限电压比较器输出高电平，多谐振荡器开始输出1Hz的矩形波脉冲，蜂鸣器间断报警；当输入电压大于1V且小于8V时，只有绿灯LED3亮，显示输入电平在正常范围内，双限电压比较器输出低电平，多谐振荡器停止工作，蜂鸣器不报警。 6.详细实验步骤及实验结果数据记录（包括各仪器、仪表量程及内阻的记录） （1）检查各实验仪器能否正常工作。 （2）检查所用的芯片、元器件能否正常工作，参数是否正确。 （3）按实验电路图连接电路。 （4）接通电源V3、V4为集成运算放大器供电，接通电源V1作为电压比较器的参考电压（电压上限为8V，电压下限为1V）。 （5）调节可调电源V2，使输入电压大于8V，观察是否只有红灯LED1工作，并用示波器观察多谐振荡器的输出波形，观察蜂鸣器是否正常报警；调节可调电源V2，使输入电压小于1V，观察是否只有黄灯LED2工作，并用示波器观察多谐振荡器的输出波形，观察蜂鸣器是否正常报警；调节可调电源V2，使输入电压大于2V且小于8V，观察是否只有绿灯LED3工作，并用示波器观察多谐振荡器的输出波形，观察蜂鸣器是否停止报警。 （6）根据实验中出现的各种问题并寻找解决方案，根据实验室的具体情况修改实验方案继续完成实验。 （7）由于一个实验台所提供的可调直流电源的个数不足，将实验电路进行如下修改：a.参考电压由电子技术实验箱上的两个直流电源输入（一个提供电压上限4V，另一个提供电压下限1V）；b.输入电压通过电位器分压提供；c.再利用一个741集成运放和相应电阻构成一个反相器，代替74LS04的非门作用。 （8）修改实验电路后的实验现象记录如下表所示。 表1 实验现象记录表 输入电压（单位：V）点亮的LED 蜂鸣器是否报警 0 LED1（红）报警 0.5 LED1（红）报警 1 LED1（红）报警 1.5 LED3（绿）不报警 2 LED3（绿）不报警

LED音频电平指示电路

LED音频电平指示电路 LM324是四运放集成电路，本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。LED电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。 １、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。电路见下图 电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl 一VLn和二极管VD1一VDn组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。 元器件选择 R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。 C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。 VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。 V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。 IC选用LM324型运算放大集成电路。 ２、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路，可用于音频功放输出端的电平指示器。但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。电路原理图见附图所示。

当输入音频信号电平小于0.7 V时，Nl输出高电平，将VLI点亮；当输入信号电平在0.7-1.4V之间时，N2输出高电平，一方面使V L2点亮，另一方面通过V D6使N1的反相输人端变为高电平，使N1输出低电平，VLI熄灭。同理，若输入信号电平变高，则VL1和V L4将会分别点亮，呈移动点光式的显示。 将二极管VD4 - VD7去掉，则该电路变成了四级LED电平指示器，随着输入信号电平的大小变化，发光二极管VL1-VL4将呈光线式逐级点亮。 元器件选择 R1-R5选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。 C选用耐压值为16V的铝电解电容器。 VD1-V D7均选用1 N4148型硅开关二极管。 VLl-VIA均选用Φ5mm的发光二极管。 IC选用LM324型四运放集成电路。 我用第二个电路图制作了一个，但是做完后，发现四个LED都亮，并没有达到电平显示的效果，经仔细的检查，电路的焊接也没有问题，所以我在考虑是否电路的设计有问题。 后来我换了一个LED,也就是第一个,它的阻值要比其它的阻值很小一些,它随电流大小闪烁,但是二三号LED还是全亮,四号不亮.

LM324设计的LED电平指示器电路

本文介绍用LM324制作的两款LED电平指示器电路。LED电平指示器常应用于音频电路及功放电路中的输出电平指示。LM324是四运放集成电路. １、首先介绍的LED电平指示器带有可调增益放大级，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路输出端（音量控制电路之前），作为前置级的电平指示器。电路见下图 电路中，由LM324运放构成一个增益可调的放大前级，可调电阻RP用来调节增益量；LED驱动电路由三极管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl一VLn和二极管VD1一VDn组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至LM324运放的5脚，经LM324和三极管放大后，从三极管的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。 元器件选择 R01-R05和R1-Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。 C1-C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1-VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS选用1/2W、3.6V的硅稳压二极管。 VU-V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。 V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。 IC选用LM324型运算放大集成电路。 ２、下面介绍的LED电平指示器自身不带增益放大电路，可用于音频功放输出端的电平指示器。但是本电平指示器有移动点光式和逐级点亮式两种显示方式可以选择。电路原理图见附图所示。 当输入音频信号电平小于0.7 V时，Nl输出高电平，将VLI点亮；当输入信号电平在0.7-1.4V之间时，N2输出高电平，一方面使V L2点亮，另一方面通

LED电平指示器电路(二)

LED电平指示器电路（二） 本例介绍的LED电平指示器，既可以接在音频功放电路的输出端，作为功放输出电平指示，也可以接在音频前置放大电路之后（音量电位器之前），作为放音或录音电平指示。 电路工作原理 该LED电平指示器电路由可调增益放大器和LED驱动电路组成，如图6-136所示。 电路中，可调增益放大器由运算放大器IC、电阻器ROl一R05、电位器RP和电容器C1、C2组成；LED 驱动电路由晶体管V、电容器C3、稳压二极管VS,电阻器R1一Rn、发光二极管VLl一VLn和二极管VD1一VDn组成。 来自功率放大器或前置放大器的音频输人信号经C2藕合加至IC的5脚，经IC和V放大后，从V的发射极输出信号电压，将VLl一V Ln逐级点亮。音频输人信号越强，点亮发光二极管的个数也越多。元器件选择 RO1一R05和R1一Rn选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。RP选用超小型电位器或立式可变电阻器。 C1一C3均选用耐压值为16V的铝电解电容器。VD1一VDn选用1 N4148型硅开关二极管或2AP5VS 选用1/2W、3. 6V的硅稳压二极管。 VU一V Ln均选用币5mm的红色高亮度发光二极管。 V选用C8050或58050、3 DG8050型硅NPN晶体管。 IC选用LM324型运算放大集成电路。 LED电平指示器电路（三）

本例介绍一款采用CMOS数字集成电路制成的变色LED电平指示器，它在无信号时LED发光二极管全部发绿色光，有信号时LED从左至右跳跃式地由绿色光转为红色光，且随着音频信号的节奏变化来回跳动。 电路工作原理 该LED电平指示器电路由输人放大电路和LED驱动电路组成，如图6-137所示。 电路中，输人放大电路由电位器RP、二极管VD1、晶体管V、电容器C和电阻器R1组成；LED驱动电路由非门集成电路IC1（D1一D6）、IC2（D7－D12）、二极管V D2一VD6、双色发光二极管VL1一VL6和电阻器R2一R20组成。 在输人端（IN）无信号时，非门D1一D6输人端均为低电平，输出端均为高电平，VLI一v功内部的绿色发光二极管（名）均点亮；D7一D12输出端均为低电平，红色发光二极管（R）均不亮。 当输人端有信号输人时，信号经V放大后，经R2一R7分别加至D1一D6的输人端。由于D2一D6的输人端接有二极管V D2一VD6，随着输人信号的增大，D1一D6输出端逐个翻转为低电平，同时D7一D12的输出端逐个翻转为高电平，使VL1一V L6逐个由绿色光变为红色光向右推进，并随着音乐节奏而来回跳动。 调节RP的阻值，可以改变输人信号电平幅度的大小，从而改变LED电平指示器的灵敏度。 元器件选择 R1一R20选用1/4W碳膜电阻器或金属膜电阻器。 RP选用合成膜电位器。 C选用耐压值为lOV以上的铝电解电容器。 VD1一VD6均选用1 N4148型硅开关二极管。 VLl一V L6均选用2EF302型三端双色发光二极管。 V选用3 DG6或58050、59013等型号的硅NPN晶体管。 IC1和IC2均选用C D4069或C033型六非门集成电路。