Wenn die LEDs ganz leicht leuchten muss man sich keine Gedanken machen. Dies ist bauteilbedingt durch den Operationsverstärker

Der Trimmpotentiometer P1 dient uns hier als Spannungsregler der eine zu messende Spannung auf die Schaltung gibt. Diese Schaltung vergleicht nun die angelegte Spannung mit Referenzwerten welche durch die Widerstände R1-R4 erzeugt wird, und steuert die Leuchtdioden entsprechend durch.

Wer mit einem Multimeter einmal die Spannung am Mittelkontakt nachmisst, wird auf folgende Erkenntnis kommen:

LED D4 zeigt eine Spannung schon ab 0V an.

LED D3 geht über 2,25V.

D2 leuchtet ab 5,5V auf.

Und über 7,75V geht D1 an.

Was hier aber stört ist, dass die Leuchtdiode schon bei 0V leuchtet. Oft möchte man, dass wenn 'nichts' anliegt auch nichts angezeigt wird. Dazu müssen wir diese Schaltung nur ein wenig erweitern. Ein weiterer Widerstand löst schon dieses Problem.

Wenn man nun die Eingangsspannung am Mittelkontakt des Potentiometers überprüft, muss man schnell feststellen, dass sich hier die Spannungen leicht geändert haben. Diese sind nun:

D4 leuchtet ab ca. 1,8V.

D3 zeigt Spannungen ab 3,6V an.

Bei 5,4V geht D2 an und

Spannungen von über 7,2V zeigt D1 an.

Dem aufmerksamen Bastler dürfte ziemlich schnell klar sein, dass für das Verhalten der Leuchtdioden insbesondere die 5 Widerstände R1-R5 verantwortlich sind.

Wenn man sich diese Schaltung genauer ansieht, dürfte leicht zu erkennen sein, dass sich diese relativ leicht um weitere Stellen erweitern lässt. Somit sind Anzeigen mit 10, 20 oder auch 100 Stellen machbar.

Kern der Schaltung sind die Operationsverstärker. Diese arbeiten hier als einfache Spannungsvergleicher. Am negativen Eingang legen wir die Referenzspannung an und am positiven Anschluss wird die zu messende Spannung an allen OP-Eingängen gleichzeitig eingespeist.

Bei der Referenzspannung bedienen wir uns aber nun eines kleinen Tricks. Da jede Operationsverstärker-Stufe eine andere Spannung prüfen soll, erzeugen wir die diversen Referenzspannung einfach durch eine Widerstandskette.

Bei eine Reihe von Widerständen mit gleichen Werten, fällt immer nur der x-te Teil der angelegten Spannung ab. Diese geben wir dann auf den jeweiligen Eingang des OPs.

Der Einfachheit halber rechnen wir hier einmal mit einer Gesamtspannung von 10V. Nun fällt am jedem Widerstand 2V ab. Der unterste Operationsverstärker vergleicht also die Messspannung mit 2V, der nächste mit 4V usw. Sobald die Messspannung am jeweiligen OP erreicht ist, schaltet dieser den Ausgang auf die positive Spannung um und unsere LED leuchtet auf.

Dies ist mit dieser Schaltung auch problemlos möglich. Wir müssen nur eine andere Spannung an die Widerstandskette anlegen. Bei der Schaltung hier haben wir jetzt einfach eine Referenzspannung mit Hilfe eines weiteren Spannungsteilers erzeugt, welcher ca. die halbe Betriebsspannung an die Widerstandskette anlegt. Auch wenn dies hier nicht 100% stimmt, da die Widerstandskette diese Spannung ein wenig verfälscht. In der Praxis verwendet man oft so genannte Referenzdioden. Dieses können z.B. Zenerdioden sein, wenn es nicht so sehr auf Genauigkeit ankommt oder man nimmt spezielle Dioden wie die LM385, welche genaue Referenzspannungen liefern.

Wenn wir nun den Trimmer drehen, erreicht unsere Anzeige schon bei der Mitte des Drehweges den Maximalausschlag.

Wenn wir als Referenzspannung eine geeichte Spannung anlegen und die Widerstände der Widerstandskette präzise berechnet, ist es relativ leicht möglich, dass wir ein Messgerät haben, welches genaue Spannungen messen kann.

Auch dies ist kein Problem. Man muss nur die Widerstandskette entsprechend dimensionieren und schon hat die Schaltung eine ander Charakteristik.

Hier kann man erkennen, dass D4 erst recht spät aufleuchtet. Bei den weiteren Stufen wird der Abstand dann immer kürzer.

Durch Verändern der Widerstandskette sind alle möglichen Verhaltenskurven denkbar. Möchte man z.B. eine Betriebsspannung im Mittelwert sehr genau haben aber über oder unter dem Mittelwert nur noch grobe Anzeigen, werden die mittleren Widerstände sehr fein gestuft und die äußeren dann entsprechend mit größeren Wertabstand.