Техника

кто-нибудь объясните как выбрать резисторы для индикатора с общим катодом

Мне на курсовик нужно было построить комбинационную логическую схему для высвечивания определенной последовательности знаков на индикаторе с общим катодом.. . Это собственно я сделал, в качестве базиса выбрал ИЛИ-НЕ и соответственно микросхемы 1533ЛЕ1 и 1533ЛЕ4. Характеристики серии:
- максимальный выходной ток логического "0" - 4мА
- максимальный выходной ток логической "1" - | -0.4мА|

Препод меня спросил как нужно выбрать резисторы для питания индикатора, на что я однозначно ответить не смог, после чего он сказал что у микросхем есть параметры такие как входной ток и выходной ток, и что по выходному току нужно и расчитывать резисторы.. .

И я не понимаю как по этому параметру расчитывать резисторы если для питания индикатором нужен высокий уровень напряжения "1" и ток порядка 5мА, в то время как в справочнике про выходной ток написано то, что преведено выше.

Объясните пожалуйста как всетаки выбрать этот резистор для данных микросхем и объясните чего я тут не понимаю.
Заранее благодарен.
bark, Ваш Ответ - наиболее близкий по смыслу к заданному Вопросу, и, в принципе, правильный. Но при такой "придирчивости" препода (впрочем, он прав - специалисты должны выходить подготовленными, а не номинальными) , стОит подготовиться к полному и развёрнутому расчёту цепей. Поэтому уточню не в комментах, а дам свой ответ.

Для начала, нас интересуют паспортные данные применённых индикаторов. Ну, чтобы оставить возможность автору вопроса порыться в характеристиках самостоятельно и самостоятельно просчитать цепь (чтобы в голове отложилось) , не буду привязывать расчёт к какому либо конкретному индикатору. Возьмём некий виртуальный индикатор со среднестатистическимии характеристиками.

Итак, задаёмся напряжением питания индикаторов. Ну, при использовании индикаторов с общим катодом выбор у нас невелик - поскольку МС с открытым коллектором тут не прокатывают - это напряжение питания собственно МС, т. е для ТТЛ серий 5 В.

Из паспортных данных индикатора нас интересуют: номинальный ток в прямом направлении и падение напряжения в прямом направлении на сегменте при номинальном токе. Положим, для нашего индикатора это соответственно 20 мА и 1,8 В.

Теперь рассчитываем ограничительные резисторы. Падать на них будет напряжение, равное разности напряжения питания, падения напряжения на индикаторе, и падения напряжения на открытом (насыщенном) ключе (ну, в среднем последнее составляет полвольта, можно пренебречь, но для въедливого препода оставим) . Итого имеем падение напряжения на резисторе 5-1,8-0,5=3,7 В. Теперь элементарно по закону Ома для участка цепи рассчитываем сопротивление резистора. 3,7 В / 20 мА = 0,185 кОм, или 185 Ом. Округляем расчетное значение до следующего бОльшего по выбранному стандартному ряду сопротивлений. В ряду Е24 это 200 Ом. Ток будет несколько ниже номинального, но приемлемая светимость светодиодов обеспечивается при куда как меньших токах.

Ну вот, расчёт резисторов закончен. А теперь не мешало бы найти драйверы с двухтактным выходом или с ОЭ (открытым эмиттером) и максимальным током выхода в сост. лог. 1 не менее 20 мА. Задачка, скажем, ТА ещё... Ну, это уже не водит в постановку вопроса - значит, это личная проблема автора. Может, он предпочтёт использовать усилительные каскады с ОЭ на дискретных p-n-p транзисторах с индикаторами в цепи коллектора, может - эмиттерные повторители на n-p-n транзисторах, может - какие-то умощнённые интегральные повторители.. . Это уже второй вопрос. Однако, в свете тела вопроса - "рассчитать нагрузочные резисторы исходя из выходных характеристик микросхем", сдаётся мне, надо бы автору сменить индикаторы на менее энергоёмкие, с Iпр не более Iвых. лог1 применённых лог. элементов В вашем случае - Iвых. лог. 1 = 0,4 мА.. . ни один индикатор таким током "поднять" не удастся. Вернее. МС-то поднимет, но глубоко в "запаспортном" режиме, и возникнут новые неприятные вопросы) , и произвести перерасчёт ограничительных резисторов заново.

PS: полезный (на мой взгляд) совет. Замените индикаторы с ОК на индикаторы с ОА. Тогда появится возможность применить драйверы (чтобы не менять ВСЮ схему - инверторы) с открытым коллектором. Вот среди этой категории вполне можно нарыть что-то с таким током выхода. Только следует учесть, что активный уровень на выходе в этом случае будет лог. 0. Поэтому и параметр МС, на который следует обратить внимание, изменится. Теперь Вам придётся искать инверторы (лучше с открытым коллектором) с током выхода не менее 20 мА (ну, точнее - не менее номинального прямого тока сегмента выбранного индикатора) в состоянии лог. 0.

Ну, где то так. Если удастся всё это завтра оттараторить преподу, 5 баллов на местном филиале Ответов Вам обеспечено.

Enjoy!
Catherina Kormilina
Catherina Kormilina
62 014
Лучший ответ
ну, 5 миллиампер и четыре разницу чувствуете? За режимом будет работать Ваша микросхемка, вот нужно лишний ток и рассеять. Тока светиться не будет. Напряжение еденицы минус напряжения зажигания анодное, делить на четыре на десять в минус третьей.
Лилия Кундель
Лилия Кундель
78 957
Да уж заумный у вас препод. А вам надо это обьяснить просто, на пальцах. Это почти весь курс по электронике, начиная с азов. Сопротивления делятся по мощьности рассеивания. Чем выше ток через них проходит тем мощнее должно быть сопротивления, для лучшей рассеиванности тепла. У микорсхемы свой предел по току. Сколько надо столько она и возьмет если общий ток будет для неё достаточный. Если мало то не будет хватать тока. А если больше то может быть пробой. Для этого и ставится на микросхему ограничитель по току. Но одно дело микпосхема (ей надо не много тока) , а другое индикатор. Индикатору нужен больший ток. И если у них питание разное то проше, а если одно то тут как раз и нужно расчитать сопротивление ограничитель на микросхему. Но так что бы при работе индикатора хватало и миикросхеме и при отключении индикатора не сжеч завышенным током микросхему. Вот что имел наверное ввиду ваш препод.
Навскидку, не собираясь смотреть никакие справочники, видно что микросхемы не потянут индикаторы по току, нужно либо менять серию, либо подумать об ключевых усилителях. Резисторы выбираем так: Например питание индикатора 5В, Мах ток индикатора 20 мА, отсюда в данном случае 5/0,02=250 (Ом)
Михаил Рюмин
Михаил Рюмин
12 424
Или бери индикаторы с общим анодом;
Или бери микросхемы серии 531, а не 1533;
Или используй 1533 в нережиме, т. е, с превышением допустимого тока. То есть, на практике это будет работать, на светодиоде падает пусть 2 В, 3В/5мА = 600 Ом, ну там будет не 5 а 4 допустим, так что 400 Ом, но для курсача это не прокатит.
Igor Krivov
Igor Krivov
4 777
Электрический ток течёт от плюса к минусу. Когда на выходе логический 0, т. е напряжение 0-0,4В, имеется ввиду, что нагрузка на этом выходе подключена к напряжению питания (+5В) . Таким образом этот ток будет втекающим в микросхему, и его предельное значение не более 4мА. Если на выходе логическая 1, т. е. напряжение не менее 2,4В, нагрузка на этом выходе должна быть подключена к земле, и ток через этот вывод будет вытекающим. В данном случае этот ток может быть не более 0,4мА. А вам для индикатора нужно 5 мА. Короче говоря, эти микросхемы вам не подходят. Вам нужно подобрать микросхему с выходным током логической единицы не менее 5мА. Далее берём разницу между выходным напряжением логической единицы (2,4В) и падением напряжения на индикаторе и делим на 5мА. Получаем величину резистора. Но это не самый красивый вариант. Лучше взять микросхемы с открытым коллектором на выходе (типа ЛА7). К выходу подключаем резистор и анодом индикатор. Катод индикатора подключаем на землю, второй вывод резистора на +5В. Теперь от 5В отнимаем падение напряжения на индикаторе и делим на 5мА, получаем сопротивление резистора. Теперь, делим 5В на это сопротивление. Получаем выходной ток логического нуля (для микросхемы он, вообще-то, будет втекающим) . И под этот ток подбираем микросхему. Если у микросхемы максимальный выходной ток логического нуля меньше, несколько элементов микросхемы можно включить параллельно.