Индикатор построен по цифровому принципу непосредственного измерения входного напряжения. Он имеет десять порогов индикации, и в зависимости от входного напряжения индицирует цифры от "0" до "9". При этом можно установит в широких пределах скорость реакции на изменение входного напряжения. Принципиальная схема индикатора показана на рисунке. В её основе лежит принцип непосредственного измерения входного напряжения путем последовательного приближения опорного ступенчато-нарастающего напряжения к нормированному измеряемому напряжению.


Роль измерителя выполняет компаратор D2. На его инверсный вход поступает входное измеряемое напряжение (нормируется резистором R7), а на прямой вход — ступенчато-нарастающее напряжение от резистивной матрицы R2-R5. Ступенчатое напряжение формируется при помощи счетчика D3. На его вход С (вывод 3) поступают импульсы от мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2.

И состояние счетчика постоянно изменяется от нуля до девяти (счетчик двоично-десятичный). К двоичным выходам этого счетчика подключены вышеуказанные резисторы, а их сопротивления подобраны таким образом, что при напряжении питания 10 В напряжение в общей точке их соединения ступенчато изменяется от нуля до 10В (вернее от логического нуля до логической-единицы). Всего получается десяти равных ступеней.

При помощи резистора R6 можно установить высоту этих ступеней таким образом, чтобы получить необходимую чувствительность. Например если максимальное значение входного напряжения будет 5 В резистор R6 устанавливают в такое положение, при котором максимальное напряжение на прямом входе компаратора будет 5 В.

И так, на вход поступает некоторое напряжение, поступающее через R7 на инверсный вход компаратора D2. При этом в процессе работы счетчика D3 напряжение на прямом входе компаратора нарастает. Пока это напряжение будет ниже напряжения, поступающего на инверсный вход D2 на его выходе будет уровень логического нуля. Затем, как только ступенчатое опорное напряжение на прямом входе D2, в какой-то момент, превысит напряжение на его инверсном входе, компаратор переключится и на его выходе установится уровень единицы.

В результате произойдет бросок тока через конденсатор С4 и на входах элемента D1.3 появится положительный перепад. Элементы D1.3 и D1.4 сформируют из него положительный короткий импульс который через конденсатор С5 поступит на вход записи дешифратора D4 и коды с выхода счетчика D3 запишутся в триггеры дешифратора D4. Затем дешифратор преобразует их в коды для управления семисегментным индикатором и на нем отобразится номер ступеньки опорного напряжения, на которой произошло совпадение напряжений поступающих на входы компаратора D2.

Счетчик D3 продолжит считать и далее, но показания индикатора изменятся только тогда, когда в очередной раз наступит момент совпадения напряжений на входах D2. Таким образом показания индикатора будут изменяться (или подтверждаться) со скоростью, прямопропорциональной частоте импульсов, следующих с выхода мультивибратора на элементах D1.1 и D1.2., а её можно изменять подбором номинала R1.

Индикатор должен питаться от стабильного источника питания, поскольку с изменением напряжения питания будет меняться и величина ступенчатого опорного напряжения.