Трехцветный светодиод излучает свет любого цвета или оттенка

Analog Devices ADA4091-2 ADR1581

Журнал РАДИОЛОЦМАН, февраль 2019

Marián Štofka

EDN

Любой цвет человеческий глаз может видеть как смесь синего, красного и зеленого. Схема на Рисунке 1 управляет всеми цветами трехцветного светодиода Broadcom ASMT-YTB0. Изменяя токи, проходящие через синий, красный и зеленый светодиоды, можно создать широкую цветовую палитру.

С помощью потенциометров P1 и P2 можно регулировать цвет излучаемого света.
Рисунок 1. С помощью потенциометров P1 и P2 можно регулировать цвет излучаемого света.

Выходы коллекторов биполярных дифференциальных каскадов образуют источники тока. Классический симметричный дифференциальный каскад с двумя одинаковыми биполярными транзисторами является основой практически всех биполярных аналоговых микросхем. В данном случае, однако, дифференциальный каскад асимметричен; токи его коллекторов распределены в соотношении 2:1 вместо обычного соотношения 1:1 при разности базовых напряжений 0 В. За счет подключения третьего одинакового транзистора Q3 параллельно Q1 токи плеч этой схемы относятся как 2:1. Общий коллектор параллельной пары транзисторов подключается к общему эмиттеру дифференциального каскада Q4/Q5. Таким образом, разности базовых напряжений обоих каскадов равны 0 В, и коллекторные токи IR, IG и IB практически равны.

Дифференциальные каскады позволяют регулировать токи IR, IG и IB в диапазоне от 0 до IO, где

IR + IG + IB ≈ IO = 4.43 мА.

Это значение является приблизительным, поскольку истинная сумма IR + IG + IB ниже на относительную величину 3/β, где β – коэффициент усиления тока биполярных транзисторов. Относительная ошибка составляет менее 1%. Транзистор Q6 уравнивает коллекторное напряжение Q2 с напряжением на коллекторах Q1 и Q3. Такое решение сохраняет согласованность напряжений база-эмиттер транзисторов Q1, Q2 и Q3. Но базовые токи биполярных транзисторов в этом случае могут достигать 100 мкА. По этой причине управляющие цветом и оттенком напряжения VA и VB, которые берутся с резистивных потенциометров P1 и P2, подаются на базы Q2 и Q5 через включенные повторителями напряжения операционные усилители IC3A и IC3B – две половины микросхемы ADA4091-2, выпускаемой Analog Devices. ADA4091-2 потребляет низкую мощность и имеет входное напряжение смещения менее 500 мкВ с типовым значением 80 мкВ.

Максимальный входной ток ADA4091-2 равен 65 нА, что не создает существенного падения напряжения на резисторах RBA и RBB. Это падение составляет менее 130 мкВ. Можно достичь еще большей точности, вставив одинаковые резисторы с такими же сопротивлениями, как у RBA, между инвертирующими входами и выходами обоих повторителей A и B. Благодаря этому ошибки, создаваемые входным током смещения, уменьшатся до одной шестой от наихудшего случая, то есть, до 1/600.

Потенциометр P1 управляет интенсивностью синего светодиода. В крайнем верхнем положении движка этого потенциометра, когда цвет свечения светодиода на 100% синий, транзисторы Q2 и Q3 закрыты, из-за чего Q4 и Q5 также отключены. Таким образом, IO протекает только через Q2 и Q6. Поэтому красный и зеленый светодиоды выключены. Когда движок P1 находится в положении 0 В, выходной ток идет только через параллельные транзисторы Q1 и Q3 и распределяется между Q4 и Q5 в пропорции, зависящей от положениям движка потенциометра P2. При крайнем верхнем положении движка P2 схема на 100% излучает зеленый свет. В положении 0 В цвет свечения полностью красный. Промежуточные положения движка дают смесь красного и зеленого цветов. При удалении позиции движка P1 от земли схема формирует смесь красного, зеленого и синего.

Транзисторы Q1, Q2 и Q3 следует точно подобрать по характеристикам. Разброс напряжений база-эмиттер должен быть менее 1.5 мВ. Такие же требования должны быть соблюдены в отношении пары транзисторов Q4/Q5. Требования, предъявляемые к Q6, менее строги. В качестве Q1 - Q6 необходимо использовать согласованные пары биполярных NPN транзисторов. В крайнем случае, согласованными могут быть Q1 - Q5, а Q6 может быть одиночным транзистором. В конце концов, вы можете использовать три пары согласованных транзисторов.

Материалы по теме

Перевод: AlexAAN по заказу РадиоЛоцман

На английском языке: Tricolor LED emits light of any color or hue

Цена ADA4091-2ADA4091-2 на РадиоЛоцман.Цены — от 89,39 до 633 руб.
23 предложений от 20 поставщиков
Операционный усилитель; 1,27МГц; 3÷30В; Каналы:2; SO8
ПоставщикПроизводительНаименованиеЦена
AliExpressADG442BNZ ADA4637-1ARZ ADUM1400ARWZ-RL ADA4091-2ARZ NJM2375AD AD7501KNZ ADC10040CIMTX ADG333ABRZ 65MLVD047 AD7820KN AD7820KNZ89 руб.
ЭИКAnalog DevicesADA4091-2ACPZ-RL174 руб.
МосЧипAnalog DevicesADA4091-2ACPZ-RLпо запросу
LifeElectronicsAnalog DevicesADA4091-2ACPZ-R2по запросу
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.
Имя