4.Memoriu Tehnic

1.Comparatoare de tensiune CT1 si CT2

Aparatele de măsură numerice funcţionează pe principiul comparării a două

intervale de timp sau a două tensiuni. In ultimul caz, un rol important il are comparatorul

de tensiune(CT). Acesta este un amplificator operational specializat, ce permite

compararea unei tensiuni necunoscute(Ux) cu o alta (Ur) luată drept referinţă; la ieşire,

comparatorul semnalează dacă Ux este mai mare sau mai mică decat Ur prin nivelul

tensiunii de ieşire(Uo), care poate lua doar două valori: 0 logic(tensiune de ieşire negativă)

sau 1 logic(tensiune de ieşire pozitivă), intocmai ca la porţie logice.

Această particularitate plasează comparatoarele de tensiune in familia circuitelor

de interfaţă, deoarece au semnal analogic la intrare şi semnal logic la ieşire.

In aparatele de măsură numerice, comparatoarele de tensiune se utilizează ca

detectoare de prag, la realizarea convertoarelor analog-numerice sau a celor de tensiune-

timp, la circuitele de citire a memoriilor, şi ca receptoare de linie.

Cel mai simplu comparator de tensiune poate fi realizat cu unamplificator

operaţional rapid(709) in bucla deschisă, ca in figura 1, unde Ui şi Ur sunt tensiunea de

intrare şi respectiv cea de referinţă, Ud este tensiunea de intrare diferenţială, iar Uo este

tensiunea de ieşire. Datorită amplificării foarte mari a amplificatorului operaţional in buclă

deschisă (Ao=10^5…10^6), caracteristica de transfer a acestuia aproximează suficient de

bine caracteristica ideală a unui comparator de tensiune.

Deoarece diferenţa Ui-Ur, pentru care Uo urcă in 1 logic, e foarte mică(sub 0,1…

1mV), ceea ce inseamnă că Ui-Ur=0, se poate afirma că un comparator de tensiune

sesizează egalitatea a două tensiuni. Dacă Ur=0, comparatorul detectează momentul

trecerii prin zero a lui Ui, caz in care se numeşte comparator de nul. In sfarşit, din figura 1,

rezultă că un comparator de nul poate fi utilizat şi ca detector de polaritate( cand Ui>0,

atunci Uo=UoH, iar cand Ui<0, atunci Uo=UoL).

Comparatorul prezintă două dezavantaje:

este vulnerabil la tensiuni parazite(basculări false)

Ur

Ui

Ud +

-

Uo

Figura 1

tensiunea diferenţială pe intrare(Ud=Ui-Ur) poate atinge valori mari, periculoase pentru

amplificatorul operaţional, ceea ce impune limitarea tensiunilor Ui şi Ur la valori sub 5…

10V.

Pentru eliminarea celui de-al doilea neajuns, tensiunile de comparat Ui şi Ur se

aplică pe o singură intrare, ca in figura 2. Deoarece tensiunea diferenţială de intrare Ud=0,

ecuaţia de funcţionare a comparatorului de tensiune devine Ui/R1+Ur/R2=0, şi ca urmare:

Ui=-R1/R2*Ur.

După cum se poate constata, comparaţia se realizează intre curenţii din nodul

intrării neinversoare, ceea ce permite ca Ui şi Ur să poată varia in limite mult mai largi

decat in cazul precedent, fără ca Ud să depăşească tensiunea naturală de

saturaţie(fracţiuni de mV) a amplificatorului respectiv.

Evident, tensiunile Ui şi Ur trebuie să fie de polarităţi diferite.

2.Circuite basculante bistabile asincrone

În cazul CBB asincrone, numite şi bistabile elementare, trecerea ieşirii Q dintr-o

stare în alta, se face numai prin aplicarea unui semnal de date la intrare. Tipurile cele mai

des întâlnite sunt RS şi JK; acestea pot fi realizate cu tranzistoare sau, cel mai adesea, cu

porţi logice. Ne vom referi pe scurt numai la ultimele. Se mai numesc şi bistabile de tip

Latch.

Bistabilul RS

Schema de principiu derivă din varianta cu tranzistoare prin înlocuirea

tranzistoarelor T1 şi T2(precum şi rezistenţele din bazele acestora) cu două porţi SAU-

NU(notate P1 şi P2); se obţine bistabilul RS din figura 5. Intrările S şi R se numesc intrări de

date, iar Q şi Q-non ieşiri. Bistabilul RS funcţionează după tabelul de adevăr de mai jos,

+

-

Uo

Fig. 2 Comparator de tensiune perfecţionat(valorile rezistenţelor sunt

arbitrare, adică nu se referă la figură)

R1 1kΩ

R2 1kΩ

Ur

Ui

unde Qn reprezintă starea anterioară a ieşirii Q, înaintea aplicării comenzii de

intrare, iar Qn+1 – starea aceleiaşi ieşiri, după aplicarea comenzii pe una din intrările S sau

R.

Fig. 5 Circuit basculant bistabil RS cu porţi SAU-NU

Tabel de adevăr

Interpretarea datelor din tabelul de funcţionare este următoarea:

1.În lipsa comenzilor pe intrările S şi R(S=0 şi R=0), starea bistabilului nu se schimbă, deci

păstrează starea anterioară, adică Qn+1=Qn;

2.Fie Q=0 starea anterioară (ceea ce implică Qnon=1); la aplicarea lui 1 logic pe intrarea

S(când R este în 0 logic), Qnon coboară în 0 logic, ceea ce provoacă urcarea lui Q în 1 logic,

adică are loc înscrierea informaţiei;

3.Când S revine în 0 logic, Q rămâne în 1 logic, adică are loc memorarea informaţiei

înscrise. În plus, dacă se repetă comanda pe S, bistabilul rămâne în aceeaşi stare (Q=1)

până la aplicarea unei comenzi pe R;

4.La aplicarea unui 1 logic pe R( S fiind în 0 logic), ieşirea Q coboară în 0 logic, adică are loc

ştergerea informaţiei înscrise;

5.În sfârşit, dacă se aplică simultan 1 logic pe R şi S, evoluţia porţii este incertă; se spune că

această stare este nedeterminată, sau interzisă.

S R Qn+1

0 0 Qn

0 1 0

1 0 1

1 1 ?

3.Generator Etalon

Etaloane de frecvenţă cu cuarţ

Au la bază un oscilator cu cuarţ termostatat, ating precizii 10^-7 -10^-9 şi sunt

utilizate numai ca etaloane de lucru.

Oscilatorul cu cuarţ este, de regulă, un oscilator Pierce la care stabilitatea

oscilaţiilor este asigurtă de către un rezonator electromecanic cu cuarţ.

Rezonatorul cu cuarţ, denumire prescurtată cuarţ, este realizat sub forma unei

plăcuţe din cuarţ(P), rotundă sau pătrată şi prevăzută cu electrozi de argint(EA) pe ambele

feţe. Frecvenţa de rezonanţă(fr) a plăcuţei este dependentă de grosimea(g):

fr=1,6+2.8/g(mm) MHz precum şi de unghiul de tăiere al acesteia în raport cu axul optic al

cristalului primar.

Schema electrică a unui rezonator de cuarţ este arătată în fig. 6. În scopul

stabilizării capacităţii paralele(Cp) şi a atenuării perturbaţiilor mecanice şi electrice,

plăcuţa de cuarţ se introduce într-o montură metalică sau într-un tub cu vid.

Generator

Etalon

x1

x10

x100

x1K

x10K

x100K

x1M

Figura 6. Rezonatorul din cuart: (a) circuit echivalent complet, (b) circuit echivalent

simplificat, (c) simbol si (d) variatia cu frecventa a reactantei circuitului (r ≈ 0)

4.Bloc de numărare şi afişare

Numărătorul binar –zecimal:

Din motive legate de operatorul uman, numaratoarele utilizate in aparatele de

masura numerice trebuie sa afiseze numere zecimale, intern codificate binary-

zecimal(BCD), adica trebuie sa fie decadice. Un asemenea numarator este format din

mai multe numaratoare de 4 biti, conectate in serie, pe care le vom numi decade de

numarare.

a)Decada de numarare

O decada de numarare este similara cu numaratorul binar de 4 biti , cu

deosebirea ca ciclul de numarare se opreste la 10 si nu la 16,adica este un numerator

modulo 10. Schema unei decade de numarare este prezentata in fig. 8. Limitarea la 10 a

numararii se face cu ajutorul unei reactii convenabile (prin P) in felul urmator:

- dupa primele 9 impulsuri aplicate la intrare,iesirile Q1,Q2 si Q0 ajung in

starea 1001(cifra 9 in cod binary);

- la aparitia celui de-al zecelea impuls, starea devine 1010(cifra 10 in cod

binar);

Numarator

(N)

Registru de

memorare

(M)

Afisaj

Numeric

(N)

Decodor

(D)

- poarta P, avand 1 logic pe intrari, produce la iesirea Z negat un 0 logic, ceea

ce provoaca stergerea celor 4 bistabile, pregatind decada pentru un nou

ciclu de numarare de la 0 la 9(practic starea 1010 dureaza extrem de putin ,

dar suficient pentri stergere);

- simultan cu aducerea la zero a celor 4 stabile(la sfarsitul numararii celor

10 impulsuri), tranzitia de la 1 la 0 de la iesirea portii P constituie si

semnalul de intrare pentru decada urmatoare(transport catre rangurile

urmatoare).

Observatii:

- modul de implementare al numaratorului este doar principial; el are cateva neajunsuri

care fac schema inutilizabila:

- datorita comutarii asincrone a bistabilelor ,e posibil ca iesirea portii P sa produca

un impuls negative foarte scurt(Z negat=0), care sa reseteze cel putin un bistabil;

- durata impulsului Z negat,de readucere a numaratorului in starea 0, este mica si

necontrolabila(ea provine din jocul intarzierilor), fiind posibil ca toate bistabilele sa

poate fi resetate.

- descrierea schemei poate sugera o regula simpla de alcatuire a

numaratoarelor modulo p(prin metoda aducerii la zero):

- din relatia p<=2^n se deduce numarul de bistabile necesare(n);

- bistabilele se conecteaza in schema unui numarator binar direct, si apoi se lasa

numaratorul sa evolueze pana la starea p-1;

- se decodifica starea p,si in momentul in care aceasta este atinsa ,se aplica un impuls

de stergere (Z negat) tuturor bistabilelor numaratorului.

b)Numaratorul binar-zecimal

Se obtine prin inscrierea mai multor decade(unitati ,zeci,sute) de tipul celei din fig.

8, asa cum se arata in fig. 9. Se observa ca semnalul produs de bistabilul 3(bitul cel mai

semnificativ) pe iesirea Q3 a decadei unitatilor, constituie semnalul de intrare C pentru

decada zecilor.

Fig. 9 Numărătorul binar-zecimal cu patru decade

Numaratoarele binare asincrone sunt simple , dar au doua neajunsuri:

- nu pot functiona la frecventa ridicata ;

- prezinta pericolul aparitiei unor impulsuri parazite la decodare, care pot

provoca basculari false. Impulsurile parazite apar datorita faptului ca

bistabilele numaratorului comuta pe rand(de la rangul cel mai putin

semnificativ spre cel mai semnificativ) si, ca urmare , pe durata tranzitiei

starilor, evolutia bistabilelor este incerta.

De aceea numaratoarele asincrone nu se mai utilizeaza la numarare, ci la divizarea

frecventei.

Observatie: pentru evitarea aprinderilor false ale segmentelor de afisare ,cauzate de

tranzitiile parazite, se utilizeaza decodoare prevazute cu circuit de validare. Acesta

ingusteaza timpul de deschidere al portii ce comanda segmentul respectiv, si totodata

deplaseaza(intarzie) acest interval de timp in afara zonei trazitiilor parazite.

Registru de memorare

Deoarece un bistabil constituie o memorie de 1 bit, rezulta ca n bistabile pot

memora un cuvant de n biti. O astfel de structura se numeste registru (prin analogie cu

caietul de scris de tip contabil).Cu alte cuvinte, un registru permite stocarea si regasirea

unei informatii binare reprezentata pe n biti. Exista mai multe criterii de clasificare a

registrelor(destinatie,structura,etc). Astfel :

- dupa scopul utilizarii(destinatie) se disting registru de memorare si registru de

deplasare(decalare).

- dupa structura interna, exista registre paralele , registre

serial/paralele(deserializare), registre parallel/seriale(serializare) si registre

universale

Decada

Mii

Decada

Sute Decada

Zeci Decada

Unitati

Registrele de memorare(RM) se utilizeaza, de regula, ca interfata intr doua

subansambluri .Un astfel de registru permite stocarea temporara a informatiei elaborate

in subansmablul A, pentru a fi ulterior folosita in subansamblul B, primul devenind apoi

liber sa-si reia activitatea. Evident, pentru ca ansamblul A-RM-B sa functioneze correct, e

necesar ca aceste trei blocuri sa lucreze sincron, conditie asigurata de catre un bloc de

comanda, care furnizeaza semnale de coordonare adecvate(intre care semnalul de

incarcare a registrului –LOAD).

Datorita faptului ca RM este plasat intre doua blocuri , se mai utilizeaza si

denumirea de registru tampon.

Registrul de memorare se poate realiza atat cu bistabile D-latch, sau comandate pe

front, cat si cu bistabile JK-MASTER-SLAVE. In cazul utilizarii bistabilelor D-latch , registrul

se mai numeste si transparent , deoarece pe palierul activ al semnalului de incarcare,

datele de la intrare trec imediat la iesire, ca urmare, comanda registrului se va face printr-

un impuls cat mai scurt.

In cazul utilizarii bistabilelor comandate pe front, registrul izoleaza practic

subansamblurile intre care este conectat, oferindu-le o relativa autonomie. Structura unui

registru de memorare este paralela: atat intrarile de tact, cat si cele de fortare asincrona,s

e conecteaza in paralel , pe o lungime a cuvantului de n biti( de regula ,4 sau 8).

In acest caz , registrul se mai numeste si registru paralel.Prezenta registrului de

memorare permite ameliorarea performantelor sistemului A-B; de exemplu , la un aparat

de masura numeric, intercalarea unui registru de memorare intre numerator , si blocul de

afisare adduce urmatoarele imbunatatiri:

- stabilizarea cifrelor afisate:

Numarul Nx,care reprezinta rezultatul masurarii este afisat o singura data intr-un ciclu de

masurare , si deci , afisajul nu va palpai in rimul numaratoarelor(fara RM ultimele cifre

palpaie, dand senzatia de instabilitate care deranjeaza, iar secventierea ciclurilor de afisare

este vizibila si deci obositoare);

- cresterea vitezei de lucru

In timp e blocul final afiseaza informatia Nx continuta in registru, blocul de prelucrare

(numaratorul) poate efectua o noua secventa de masurare ; principiul este cunoscut sub

numele de suprapunere a operatiilor si este mult folosit in echipamentele numerice

pentru scurtarea timpilor de asteptare.

Decodoare:

Decodoarele sunt CLC care permit transformarea unei anumite combinatii de cod

intr-un semnal de comanda corespunzator, ce poate fi utilizat in operatii de selectie, sau

conversia numerelor dintr-un sistem de numeratie in altul. In principiu , un decodificator

prezinta n intrari si m iesiri, si se caracterizeaza prin proprietatea de a obtine un semnal

activ numai la o singura iesire, pentru fiecare combinatie a variabilelor de intrare.

Corespunzator tipului de cod aplicat la intrare, se realizeaza decodificatoare binare,

pentru care m=2 ^n, sau decodificatoare BCD, pentru care n este,de regula,4,iar m este

10.Un caz special ,il reprezinta decodoarele special concepute pentru afisaj(de exemplu

,cele cu LED-uri,sau cristale lichide,cu 7 segmente); aceste decodoare primesc la intrare un

cod binar, sau BCD, si produc semnalele de comanda pentru segmentele afisajului.

a)Decodorul binar

Decodorul binar este destinat operatiilor de generare a semnalelor de selectie, sau de

implementare a functiilor logice mai complicate. Acest tip de decoder are n intrari de cod,

un numar de intrari de validare si 2 ^ n iesiri; intrarile de validare permit

activarea/dezactivarea functionarii decodorului prin trecerea iesirilor in starea inactiva

Un exemplu de decoder binar este SN74138(decoder binary 1 din 8,in tehnologie

TTL);in seria CMOS standard nu exista decodor binar(ci numai BCD).

b)Decodorul BCD-zecimal

Acest decodor are 4 intrari si 10 iesiri ,corespunzatoare numerelor zecimale

0…9;codurile 10….15 sunt invalide, si nu produc activarea nici unui semnal de iesire.

Decodorul BCD-zecimal este folosit mult la comanda afisajelor cu tuburi indicatoare(unde

fiecare cifra are comanda separate), sau la comanda unor afisaje de tip bargraf. In multe

situatii , decodoarele mentionate pot fi utilizate si ca decodoare 1 din 8, folosind doar 8

iesiri, corespunzatoare codurilor 0…7.

Exemple de decodoare BCD-zecimal :SN7432,SN74141

c)Decodorul BCD-7 segmente

Acest decodor,are ca si precedentul, 4 intrari,dar iesirile sunt destinate comenzii

directe a afisajelor cu 7 segmente(fie cu becuri,fie cu LED-uri,fie cu cristale

lichide).Combinatiile de intrare reprezinta cifrele 0….9,dar unele decodoare sunt capabile

sa intrepreteze si codurile 10…15,pentru care afiseaza cifrele hexazecimale A,B,…F.Cateva

exemple de decodoare BCD-7 segmente sunt SN7446/7(decodor cu iesire directa de atac a

afisajelor cu LED-uri ,in tehnologie TTL)sau 4055/6.

5.Dispozitive de afişare numerică:

Afisaje cu tuburi nixie si tuburi fluorescente:

Dupa tuburile cu filament incandescent, tubul Nixie este cel mai vechi afisaj utilizat in

aparatura numerica de masurare. Este ergonomic si are schema de comanda relative simpla

,insa necesita tensiuni de lucru relative mari si de aceea nu se mai utilizeaza in present(decat

foarte rar).Totusi el va fi prezentat pe scurt ,deoarece multe din aparatele numerice de

laborator mai vechi utilizeaza acest tip de afisaj.

Tubul Nixie este alcatuit dintr-un tub de sticla umplut cu gaz inert(tipic neon) la joasa

presiune, in interiorul caruia se afla 10 catozi in forma de cifre (0,1…9), dispusi in planuri

paralele in fata unui anod comun; variantele moderne utilizeaza 7 catozi dispusi in acelasi plan

,din combinarea se pot reprezenta cifrele .

Fig. 14 Principiul de afişare cu tuburi Nixie

Catozii sunt acoperiti cu o pelicula de oxizi ce poate emite electroni. Aplicand o tensiune

de 150…170 de V intre anod si unul din catozi apare o descarcare de gaz , care face ca cifra

respective sa devina luminoasa(rosu- portocaliu).Consumul este in jur de 2mA,dar poate fi

diminuat prin multiplexare in timp a comenzii de selectie a anozilor.Comanda catozilor se face

cu ajutorul unor tranzistoare plasate la iesirile unui decodor binar- zecimal ,care primeste

informatia de la blocul de prelucrare numerica a sistemului de masura respectiv(in mod normal

,un numerator);tranziztoarele trebuie sa fie capabile sa lucreze la tensiuni de colector ridicate,

puterea disipata fiind in jurul a 350mW/cifra afisata.Datorita acestui dezavantaj, afisajul cu

tuburi Nixie a fost practic inlocuit cu alte tipuri de afisaje.

Un alt tip de afisaj,destul de raspandit in trecut,utilizeaza tuburile fluorescente vidate,

caracterizate de o eficienta luminoasa ,avand emisia in verde ,sau verde-albastru ; tubul este

format dintr-un filament de wolfram acoperit cu oxizi ,o grila si un grup de anozi-segmente

(care pot sintetiza caracterul de afisat).Catodul incalzit(la circa 700 grade C) emite electroni

care sunt accelerati de grila si sunt dirijati spre segmentele selectate ale anodului; cum acestea

sunt acoperite cu un material fosforescent,ca urmare a bombardarii cu electroni , are loc emisia

de radiatie luminoasa.

Afisaje cu diode electroluminiscente:

Particularitati:

Intr-un sens larg ,afisajul cu diode electroluminiscente presupune atat circuitele de

afisare propiu-zise ,cat si circuitele de comanda ,necesare formarii caracterelor.Acest tip de

afisaj prezinta o serie de avantaje in comparative cu cele realizate cu tuburi Nixie sau

fluorecente : are gabarit mai mic,permite obtinerea unor culori diferite (rosu,verde ,galben,etc)

pot fi comandate de circuite lucrand la tensiuni joase si sunt mai fiabile.

Afisajele cu LED-uri foloseste, in exclusivitate, generarea caracterelor prin sinteza din

segmente sau puncte luminoase constituite din LED-uri individuale(si nu prin selectie,ca in cazul

primelor tuburi Nixie).In functie de tipul caracterelor de afisat , aceste dispozitive pot fi:afisaje

alfanumerice(servesc la sinteza cifrelor si literelor alfabetului),sau afisaje numerice(servesc

numai la sinteza cifrelor).In aparatura numerica de masura s-a impus afisajul numeric cu 7

segmente ,datorita simplitatii sale.

In momentul de fata, exista o mare diversitate de afisaje cu LED-uri , afisajul cu puncte

prezinta cel mai mare numar de posibilitati ,dar necesita o logica de decodificare si comanda

mai sofisticata. Varianta cu segmente poate reprezenta un compromis intre numarul de

caractere diferite afisabile si complexitatea circuitelor de comanda. In aparatura numerica de

masura s- au impus afisajele cu segmente, mai simple de comandat.

Din punct de vedere electric,afisajele cu LED-uri se contruiesc cu anod comun,sau cu

catod comun;dupa cum vom vedea,acest lucru determina natura interfatarii lor cu partea de

comanda a echipamnetului numeric.

Dioda electroluminiscenta

Se stie ca orice jonctiune p-n ,polarizata direct ,emite o radiatie luminoasa datorita

energiei de recombinare gol-electron.Lungimea de unda a acestei radiatii (deci si culoarea)

depinde de materialul jonctiunii ,asa cum rezulta din tabel

Materialul jonctiunii Lungimea de unda Culoare

Germaniu(Ge) 1,88 μm Infrarosu

Galiu-Aluminiu-Arseniu(Ga- Al-As) 0,68 μm Rosu

Galiu-Fosfor(Ga-P) 0,54 μm Verde

In privinta culorilor se constata ca pentru cifre mici culoarea cea mai folosita este rosul

,ce se observa bine pe fondul intunecat al afisajului numeric(cu toate ca lungimea de unda a

rosului ,0.68um,este relative indepartata de sensibilitatea maxima a ochiului,0.55 um).

Pentru cifre mari(peste 10..15 mm) ,si mai ales pentru masurari de lunga durata(control

in productie, aparate de tablou),o culoare mai confortabila este cea verde(cu lungimea de unda

λ=0,525 μm.

In ultimul timp au aparut LED-uri cu nitrura de galiu(GaN),care au particularitatea ca la

Ud=2,4V au culoarea portocalie,iar la 4V au culoarea violeta.Ca forma,LED-urile pot fi

cilindrice,patrate ,drepunghiulare(pentru afisari de puncte luminoase,virgule),sau

barete(segmente luminoase).

Alimentarea in curent continuu. LED-ul are o caracteristica Ip(Up) de forma celei din

figura (pentru dioda electroluminiscenta CQX51),ceea ce impune inscrierea unei rezistente (R )

de limitare a curentului la valoarea nominala(Id=10…15mA).De exemplu ,pentru Id=10mA

,corespunde Ud=2,1V,de unde considerandU=+5V,se obtine R=290Ω.Exista si LED-uri care au

rezistenta R incorporate in aceeasi montura cu jonctiunea luminiscenta ,cum sunt,de

exemplu,5082-4468.

Alimentarea in curent continuu este simpla ,insa prezinta neajunsul unui consum

suplimentar de putere pe rezistenta R:de exemplu,pentru R=300Ω si Id=10mA rezulta un

consum de 210mW/7 LED-uri.Acest dezavantaj poate fi evitat daca alimentarea se face prin

impulsuri.

Comanda afisoarelor cu 7 segmente

Modulele de afisare cu 7 segmente sunt formate din cate 7 LED-uri rectilinii si permit

afisarea cifrelor de la 0 la 9.Pentru semnalizarea polaritatii (+-)si a depasirii (cifra 1 si doua

virgule) se utilizeaza module de tipul ilustrat .Comanda(alimentarea) afisoarelor cu 7 segmente

se poate face direct sau multipelxat.

Comanda directa:

In acest caz segmentele(diodele) cifrelor ce trebuie afisate se alimenteaza simultan .

Comanda directa este economica numai la afisaje cu numar mic de cifre(maxim 4 sau 5 cifre); la

un numar mai mare se recurge la comanda multiplexata.Un circuit de comanda directa pentru

un afisor de 3 ½ cifre(1999) este ilustrat ,unde se prezinta conexiunile pentru modulul de

polaritate si depasire(+-1) precum si pentru modulul de afisare a cifrelor de la 0 la 9.

Exista si circuite integrate specializate care pot comanda direct afisajele cu 7 segmente

cu LED-uri.Daca decodorul dispune de o intrare de validare(“blanking”),se poate recurge la

recuderea consumului prin alimentarea LED-urilor in impulsuri,(cu o tensiune dreptunghiulara).

Comanda multiplexata:

Circuitele din figurile de mai devreme fac parte celor cu comanda directa(sau

simultana).Acest tip de circuit este simplu ca schema,dar costisitor ca numar de componente si

devine neeconomic daca numarul de cifre este mare(peste 4….5,ca in cazul frecventmetrelor si

calculatoarelor de buzunar).In asemenea situatii se recurge la comanda multiplexata

(serializata) a afisajelor,in care cifrele se alimenteaza succesiv.

In acest scop,segmentele cu acelasi nume ale tuturor cifrelor sunt conectate impreuna

la iesirile unui singur decodificator(D1),ca si cum ar fi vorba de o singura cifra;anozii(sau catozii)

comuni ai cifrelor respective sunt comandati separate printr-un al doilea

decodor(D2),secventiat de un registru de deplasare (sau numerator),intreg sistemul de afisare

fiind pilotat de catre un generator de tact cu frecventa de 100…1000Hz .

Sa presupunem ca e vorba de un afisaj cu 8 cifre pe care trebuie inscris numarul

5671,8324.La primul tact se afiseaza cifra 5(celelalte bfiind stinse);la al doilea cifra 6 si tot

asa pana la cifra a 8-a(4).Daca frecventa de tact este 400Hz,fiecare cifra va fi aprinsa si stinsa de

400/8=50 ori pe secunda.La o asemenea frecventa ochiul percepe cele 8 cifre ca si cum ar fi

apinse simultan.Pe aceasta cale(multiplexare),consumul se reduce considerabil deoarece

,indiferent de numarul de cifre afisate,consumul este egal cu cel al unui singur modul,ceea ce

inseamna cel mult 7x10mAx2,1V=150mW.Insa circuitul de comanda este mai complicat decat la

comanda directa ,si de aceea,comanda multiplexata devine economica numai la afisajele cu

numar mare de cifre(peste 5…6).

La ora actuala,exista module de afisare cu LED-uri,realizate compact,impreuna cu

circuitele de comanda;in cazul cel mai frecvent se include decodoarele,logica de

multiplexare(daca e cazul) si decadele de numarare ,sau interfata cu sistemul numeric in care

vor fi folosite.