辉光数码管的驱动与响应时间

Posted 2022-02-16 卓晴

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篇首语：本文由小常识网(cha138.com)小编为大家整理，主要介绍了辉光数码管的驱动与响应时间相关的知识，希望对你有一定的参考价值。

§01 辉光管驱动

在IN-12辉光数码管：俄罗斯进口的器件测试了一款 IN-12辉光管的基本特性。下面对于这个款辉光数码管的：

单个数码驱动电路进行测试；
辉光管的点亮发光的动态过程；

1.1 驱动电路

IN12辉光管的单个数码的电压为176V，电流大约5mA。所以驱动单个辉光管的要求：

耐压超过176V；
电流超过5mA；

▲ 图1.1.1 辉光管驱动电路

1.1.1 驱动晶体管

在三极管的耐压与hFE之间是什么关系？对于几款常见到的小功率晶体的参数进行了实测，NPN晶体管 MMBT5551的 C-B反向电压大约为374V。在 MMMT5551 数据手册中给出的它的 C-E之间的耐压只有160V，因此，这款晶体管驱动辉光管耐压裕量不够。

选择 高压小功率三极管MFV13001 驱动辉光管数码管脚，它的最高耐压超过Vceo=400V。对于实验样品实测，Vcbo超过740V， Vceo超过500V。

1.1.2 测试电路

（1）测试电路图

▲ 图1.1.2 测试电路

（2）驱动13001基本参数

下图显示了13001的基本参数。

▲ 图1.1.3 13001测基本参数

▲ 图1.1.4 13001的表贴存储在器件盒中

（3）面包板上的测试电路

下面在面包板上搭建的测试电路。

▲ 图1.1.5 搭建面包板上的测试电路

1.2 测试结果

1.2.1 基本开关实验

利用跳线将三极管基极电阻触碰+12V，或者断开，可以测量到辉光管的数码的点亮与熄灭。效果如下图所示：

▲ 图1.2.1 辉光管的点亮与关断测试

这说明利用13001可以正常控制辉光管的点亮与熄灭。

1.2.2 扩展实验

是否可以利用一些三极管，他们的Vce达不到170V，但可以用来控制辉光管的点亮与熄灭呢？

（1）9014

在 三极管的耐压与hFE之间是什么关系？ 测量对应的Vcb为186V。将9014 替代13001，通过测试，可以看到 9014同样可以控制辉光管的点亮与熄灭。

（2）2222

选择 2222控制辉光管。它的Vcb大约为151V，低于工作电压。

测试结果：

利用2222 整体上可以控制辉光管；
在每次上电的常闭辉光管会有一个瞬间点亮过程；
手触碰基极电阻，可以看到辉光管微弱点亮；

▲ 图1.2.2 控制辉光管结果

§02 辉光管亮度

2.1 测试方法

利用 SP-45ML 光电二极管测量光强。在 SP-45ML光电二极管放大电路及其动态特性 可以看到SP-45ML的频率响应带宽大于25kHz。

2.1.1 架构在黑盒子中架构测量结构

为了避免外部光线对于测量影响，将发光管与SP-45ML的导入光纤放置于喷涂有黑色纸盒中，使用捆扎带将辉光管与测量光线导入设置在统一高度。

▲ 图2.1.1 测量黑盒子

2.1.2 信号输入输出

利用dh1766输出电压，施加在三极管基级电阻对地之间。测量有SP-15输出光强。

初步测试，在输入电压 $U_IN = 12V$ 的时候，输出光强为 $U_out = 83.59mV$ 。

2.2 测量结果

▲ 图2.2.1 测量输入电压与光强信号

from headm import *                 # =
from tsmodule.tsstm32       import *
from tsmodule.tshardware    import *
from tsmodule.tsvisa        import *

meter = meterval()
printt(meter:)

dh1766volt(0)
time.sleep(2)

voltdim = linspace(0, 2, 100)
odim = []
for v in voltdim:
    dh1766volt(v)
    time.sleep(1.5)
    meter = meterval()
    odim.append(meter[0]*1000)

    tspsave('measure', v=voltdim, o=odim)

plt.clf()
plt.figure(figsize=(10,8))
plt.plot(voltdim, odim)
plt.xlabel("v")
plt.ylabel("opt")
plt.grid(True)
plt.tight_layout()
plt.savefig(r"d:\\temp\\figure1.jpg")
plt.close()
tspshowimage(image=r"d:\\temp\\figure1.jpg")