对数LED面板显示具有72dB范围

本应用笔记介绍了一个简单的独立面板显示电路，用于驱动12 LED对数列。LED柱是一个12步对数指示器，步高为6dB，形成72dB的总列范围。电路的精度和稳定性由设计ADC的规格决定。具有MAX1276 12位ADC。

面板级对数列显示通常采用以下两种配置之一：模拟对数转换器和列显示ADC;或高分辨率 ADC、处理器控制的对数算法以及 LED 或 LCD 列驱动器的组合。

还有一种更简单的全数字替代方案，包括一个串行输出 ADC 以及一些定时和显示电子器件（图 1）。作为独立电路，它不需要微调（模拟版本那样），不需要微控制器，也不需要软件。要显示的信号施加于12位ADC（IC1，MAX1276）。对于所示电路，该信号的范围为零（无LED亮起）至+2.048V（所有LED亮起），第一个LED在+1mV时亮起。

当CNVST的短正脉冲触发时，MAX1276开始转换，由SCLK信号计时。其输出（DOUT）由SCLK的上升沿计时，从四个前导零开始，然后是12位转换结果，MSB优先。因此，一个转换结果在SCLK上需要16个时钟脉冲。

显示屏是 12 个 LED 的垂直堆栈，其中顶部的 LED 代表 MSB。在工作期间，电路扫描生成的每个转换结果（如上所述，首先是MSB）。它记录值为“1”的第一个位，然后继续照亮该 LED 及其下方的所有位。结果是一个对数列，其中将列向上或向下移动一步所需的输入电压变化是当前输入值的两倍或一半（6.02dB步进）。可用步进数等于ADC的分辨率（本例中为12位）。

图1.该独立面板显示电路驱动12-LED对数列，输入电压每变化6.02dB，其高度就会改变一个LED。

在DOUT中，值为“1”的第一个输出位将C1（带二极管D1）充电至逻辑一级。C1上的电压连接到两个级联74HC595 IC中第一个的数据输入（DS），它们共同构成一个16位移位寄存器。为ADC提供时钟的信号略有延迟，也会为移位寄存器提供时钟，从而将输入端的值插入移位寄存器。在转换结束时，第一个位之后的所有位都显示“1”值，也会被存储在C1上的电压强制为“1”。

每次转换完成后，都会对两个 74HC595 IC 的SC_TP输入施加一个负脉冲（图 2）。此操作将内部移位寄存器内容传输到内部并行输出寄存器。相同的脉冲通过二极管D2对存储电容放电，使电路为下一次转换扫描做好准备。然后，并行寄存器输出用作列式LED驱动器。74HC4060 IC用作时钟和时序发生器，74HC132提供一些必要的胶合逻辑。

图2.图1电路的时序。CNVST：MAX1276转换触发信号;SCLK：MAX1276转换时钟和74HC595移位时钟;DOUT：MAX1276转换数据输出;DS：74HC595移位数据输入;ST_CP：74HC595移位寄存器到并行寄存器转换时钟脉冲。

因此，LED列是一个12步对数指示器，步高为6dB，形成72dB的总列范围。其精度和稳定性由MAX1276的规格确定。显示器的采样速率约为2.5kHz，如图所示。

审核编辑：郭婷