גליון נתונים LM3915 IC, Pinout, מעגלי יישומים

אם אתה מתקשה להבין כיצד להשתמש ב- IC LM3915, מאמר זה יעזור לך לבנות בקלות כל מעגל ישים רצוי באמצעות IC זה. כאן נדון בגיליון הנתונים של IC LM3915, בפונקציות ה- pinout שלו, במפרט החשמלי העיקרי שלו, ובכמה מעגלי יישומים שימושיים.

תיאור כללי

LM3915 הוא IC מונוליטי שנועד לחוש אותות מתח אנלוגיים, ולייצר מיתוג לוגי מצטבר או רציף על פני פלט 10 שלו.

מכשירים אימוניים כמו נוריות LED, ניתן לצרף תצוגות LCD או חיסונים עם יציאות אלה כדי לקבל אינדיקציה חזותית מתאימה בתגובה לאות האנלוגי הקלט המשתנה.

ל- IC יש פינאוט אחד לציון אם נוריות הפלט ירצפו בנפרד (מצב נקודה) או בצורה של תרשים עמודות.

ניתן לחבר את ה- LED ללא הגבלת נגדים מכיוון שה- IC כולל ויסות זרם פנימי לתכנות עבור 10 היציאות.

ניתן להפעיל את מעגל ה- IC כולל כל 10 הנוריות באמצעות אספקה ​​נמוכה של 3 וולט ועד 25 וולט.

ה- IC כולל הפניה למתח להתאמה ומחלק מתח מדויק בן 10 שלבים. ניתן להאכיל את חיץ הקלט בעל העכבה הגבוהה במתח אנלוגי מ -0 וולט עד + 1.5 וולט.

יתר על כן, הקלטים מוגנים היטב מפני אותות עד לטווח ± 35 וולט.

חוצץ הקלט מריץ 10 משוואי Opamp שכולם מתייחסים לרשת המחלקים המדויקים. רמת הדיוק של המערכת היא בדרך כלל בסביבות 1 dB.

תצוגת 3 dB / צעד של ה- LM3915 בנויה לקבלת אותות קלט עם טווח דינמי רחב. לדוגמא הקלט יכול להיות בצורה של אות שמע או מוזיקה, עוצמת אור משתנה או חשמל רטט.

יישומי שמע יכולים להיות בצורה של אינדיקטורים ממוצעים או שיאיים, מדי הספק ומדי עוצמת האות RF.

שדרוג אנלוגי מסורתי מדי VU עם LM3915 גרף עמודות LED מבוסס נותן תגובה מוארת יותר, תצוגה עמידה עם שדה ראייה משופר המאפשרת פירוש טוב יותר של אות הקלט.

LM3915 פשוט מאוד לשימוש. בנוסף לעשרת נוריות ה- LED תוכלו אפילו להשתמש במד סטיה מלא בקנה מידה 1.2V עם נגד אחד בלבד.

נגד נפרד נוסף מגדיר את הטווח בקנה מידה מלא בין 1.2V ל 12V ללא קשר לערך מתח האספקה. ניתן לשלוט בקלות על בהירות ה- LED בעזרת סיר חיצוני יחיד.

תצורת מעגל LM3915 אופיינית

התמונה הבאה מראה כיצד ניתן להתקין את ה- IC LM3915 במצב הפונקציונלי האופייני או הבסיסי ביותר.

אם אתה חובב חדש וברצונך להגדיר את פינות ה- pinouts של IC LM3915 או LM3914 במהירות כדי להשיג את הפעולות הנדרשות, ניתן להשתמש בתרשים הבא. פרטי הסקירה המפורטת מוסברים להלן:

סיכה מס '10, סיכה מס' 11, סיכה מס '12, סיכה מס' 13, סיכה מס '14, סיכה מס' 15, סיכה מס '16, סיכה מס' 17, סיכה מס '18, וסיכה מס' 1 = כולן יציאות לחיבור LED. נוריות LED אינן זקוקות להתנגדות חיצונית, אך רצוי שיש להגביל את קו אספקת LED ל -5 V כדי לשמור על פיזור בצד התחתון.

פין מס '3 הוא VDD או קלט האספקה ​​החיובי עבור ה- IC, אשר יכול לקחת כל אספקה ​​בין 3V ל 25V, אך אני ממליץ להשתמש ב- 5V כדי לשמור על פיזור LED בצד התחתון.

סיכה מס '8 היא ה- Vss או סיכת האספקה ​​הקרקעית (השלילית) של ה- IC.

ניתן לחבר סיכה מס '6 וסיכה מס' 7 ולסיים אותם לקו הקרקע באמצעות נגד 1K.

יש להגדיר את סיכה מספר 5 כפי שמוצג בתרשים שלמעלה באמצעות קביעה מוגדרת מראש של 10k וקבל. ניתן לכוונן קביעה מוגדרת מראש זו לקביעת טווח תאורת LED בקנה מידה מלא בהתאם לחוזק אות הכניסה.

סיכה מס '9 יכולה להישאר מחוברת (פתוחה) או מחוברת לקו האספקה ​​+. כאשר הם אינם מחוברים, נוריות ה- LED עולות ברצף למעלה / למטה באופן אינדיבידואלי כמו 'DOT' פועל ומכאן נקראות מצב DOT. כאשר סיכה מס '9 מחוברת לקו החיובי, רצף ה- LED כמו סרגל מואר כלפי מעלה / מטה, ומכאן נקרא מצב הבר.

ברגע שזה נעשה, זה רק על הזנת אות הכניסה ולראות את התנועה הנפלאה של נוריות לפי אות קלט משתנה או משרעת מוסיקה

דירוג מרבי מוחלט

הדירוג המקסימלי המוחלט של LM3915 מציין את המתח המרבי והפרמטרים הנוכחיים שהמכשיר רשאי לטפל בהם.

• מתח אספקה ​​= 25V
• אספקת פלט על נוריות אם אתה משתמש באספקה ​​נפרדת כאן = 25 וולט (זהה לעיל)
• טווח אות כניסה מרבי = +/- 35 וולט
• מתח הפניה למחלק = -100mV לרמת האספקה.
• פיזור הספק = 1365 mW

פריסה פנימית של ה- IC

התרשים הבא מציג את הפריסה הפנימית של ה- IC. אנו יכולים לראות כיצד משווים אופמים מסודרים לעיבוד אות הקלט בסיכה מס '5. ההפניה בסיכה מס '7 הוחלה בסדר מצטבר על פני הכניסות הלא-הופכות של אופמפ דרך רשת מחלקי נגדים מסוג סולם.

תיאור פונקציונלי

דיאגרמת הבלוק הבסיסית של LM3915 מספקת את התפיסה הכללית לגבי תפקוד המעגל. מאגר עוקב מתח עכבה קלט גבוה מגיב לסיכות הכניסה מספר 5.

פינאוט זה מאובטח מפני אות יתר וקוטביות הפוכה. האות ממאגר עובר לאחר מכן לקבוצה של 10 משווים.

כל אחת מהמתחמים האלה מוטה לרמות התייחסות הולכות וגוברות באמצעות סדרת מחיצות הנגד. בתמונה לעיל, רשת הנגד מקושרת למתח הייחוס הפנימי של 1.25 וולט.

כאן, על כל עלייה של 3 dB באות הקלט, מופעל מתג ברמת המשווה שגורם לנורית ה- LED המתאימה לנוע ורצף בהתאם, ומפרש את תגובת האות.

מחלק נגדים פנימי זה יכול להיות מופעל עם פוטנציאל של 0 - 2 וולט בסיכה מס '5, דרך רשת מחיצת התנגדות חיצונית.

הפניה למתח מתח פנימי

מתח הייחוס עבור ה- IC LM3915 נועד להיות משתנה כך שהוא יבנה 1.25 וולט זעירים על פני REF OUT (סיכה מס '7) ו- REF ADJ (סיכה מס' 8).

מתח הייחוס מיושם על פני הנגד R1 שניתן לשנות בהתאם להעדפה. מכיוון שיש לנו מתח DC אספקה ​​קבוע, מותר לזרם קבוע I1 לעבור נגד הגדרת הפלט R2 המאפשר מתח יציאה של:

ו_{הַחוּצָה}= V._REF(1 + R2 / R1) + אני_ADJR2

הזרם שנלקח על ידי סיכת מתח הייחוס מס '7 קובע את כמות זרם ה- LED. אנו יכולים לצפות לערך פי 10 מהזרם הזה שעשוי להיות מותר לצרוך על ידי כל נורית פלט מוארת.

זרם זה קבוע פחות או יותר ללא קשר לשינויים במתח האספקה ​​ולשינויי הטמפרטורה. יש לקחת בחשבון את הזרם המשמש את המחלק הפנימי בעל 10 הנגדים ואת מחלק הזרם החיצוני והגדרת המתח בעת חישוב זרם כונן LED.

ה- IC מספק תכונה לווסת בהירות LED בהפניה בזמן אמת, או בתגובה לשינויים במתח הכניסה ולאותות אחרים. זה מאפשר הכללה של צגים חדשניים רבים או אפשרויות לייצור מתח יתר של קלט, אזעקות וכו '.

הפלטים של LM3915 הם כולם מאגרי NPN BJT מבוקרים באופן שוטף, כפי שמוצג להלן.

וו משוב פנימי מגביל את הטרנזיסטור ממצבים עכשוויים. זרם היציאה של נוריות ה- LED נקבע בערך פי 10 מזרם העומס הייחוס, ללא קשר לשינויים במתח המוצא עד שכמובן שהטרנזיסטורים אינם רוויים באספקת כניסה גבוהה.

כיצד להשתמש בסיכה MODE # 9

סיכה זו מוגדרת לאכוף שתי פונקציות. אנא עיין בתרשים הבלוקים הפשוט הבא.

בחירת מצב DOT או BAR

כאשר הסיכה מספר 9 מחוברת לקו האספקה ​​+ (או בין -100mV ורמת האספקה), המשווה C1 חש זאת, ומכוון את הפלט במצב תרשים עמודות. במצב זה כל הנוריות מגיבות ב'בר 'מואר כמו אופנה הנע למעלה / למטה בתגובה לאותות המשתנים בסיכה מס' 5.

אם סיכה מס '9 אינה מחוברת, היציאות מוגדרות במצב' DOT '. הכוונה לרצף נוריות למעלה / למטה באופן אינדיבידואלי אחת בכל פעם, מייצר נקודה מוארת פועמת או נקודה כמו מראה.

הדרך הבסיסית להגדרת תצורה של סיכה מס '9 היא להשאיר אותה פתוחה או לא מחוברת ליישום מצב נקודה או לחבר אותה לספק V + ליישום מצב הבר.

בפעולה במצב הבר, יש לחבר את סיכה מס '9 מייד עם סיכה מס' 3. אין להשתמש בקו ה- LED + המספק זרמים גדולים לשרשרת ה- LED עם סיכה מס '9, כך שטיפות IR גדולות יישמרו רחוקות מסיכה זו.

כדי להבטיח שתצוגת LED של הפלט עובדת כראוי כאשר יותר מ- LM3915 אחד מדורגים במצב נקודה, מעגלים מיוחדים מובנים כך שהנורית בסיכה מס '10 מכבה את IC ה- LM3915 הראשון בנקודה כאשר הנורית מספר 1 של השני LM3915 מופעל.

ניתן לראות להלן את העיצוב עבור מדורגי IC LM3915 יחד במצב נקודה.

בתנאי שמתח אות הכניסה נמצא מתחת לסף ה- LM3915 השני, נורית LED 11 נשארת כבויה. סיכה מס '9 של ה- LM3915 הראשון מכאן חווה מעגל פתוח יעיל שגורם ל- IC לפעול במצב נקודה.

עם זאת ברגע שאות הקלט עובר את סף נורית LED 11, סיכה מס '9 של ה- LM3915 הראשון נופלת ברמה השווה למתח הקדמי של ה- LED (1.5V ומעלה) מתחת ל- VLED.

מצב זה נקלט באופן מיידי על ידי המשווה C2, בהתייחס ל 0.6 V מתחת ל- VLED. זה מחייב את פלט C2 לרדת נמוך, מכבה את טרנזיסטור הפלט Q2, ואז מכבה את נורית ה- 10.

VLED מזוהה באמצעות הנגד 20k המחובר לסיכה מס '11. הזרם הזעיר (מתחת ל -100 µA) המופנה מ- LED מס '9 אינו מייצר שום השפעה מזוהה על עוצמת ה- LED. מקור זרם נוסף בסיכה מס '1 שומר על מינימום של 100 µA שעובר דרך נורית מס' 11, ללא קשר אם עליית אות הכניסה מספיקה או לא לכבות את הנורית.

המשמעות היא שסיכה מס '9 של ה- LM3915 הראשון נשמרת מספיק נמוכה כך שהיא שומרת על כיבוי נורית 10 כאשר כל אחד מהנוריות העליונות ברצף מואר.

למרות ש 100 µA בדרך כלל לא יוצר בהירות LED ניכרת, הוא עשוי להיראות מספיק מספיק אם משתמשים בנורות LED בעלות יעילות גבוהה ובחשכה מוחלטת. אם זה נשמע בלתי מתקבל על הדעת, התרופה הקלה תהיה להחליף את נורית 11 עם נגן 10k.

ירידת ה- IR 1V גבוהה מהמינימום 900 mV הנחוצים כדי לשמור על נורית 10 מכובה, אך קטנה מספיק כדי להבטיח כי ה- LED # 11 אינו מתנהל מעל גבולות לא רצויים.

הנושא המאתגר ביותר מתעורר כאשר נצרכים זרמי LED משמעותיים, במיוחד במצב תרשים עמודות.

זרמים כאלה שמתרחקים מסיכת האדמה מובילים לירידות מתח בתוך החיווט החיצוני, וגורמות לתקלות ותנודות.

השגת הכבלים החוזרים מיציאות האות, הפניות קרקעיות ומצד התחתון של שרשרת הנגד למסוף משותף יחיד שעשוי להיות הכי קרוב לסיכה מספר 2 הופך לגישה אידיאלית.

חיבורי חוט מורחבים מ- VLED לכיוון אנודות ה- LED הנפוצות עלולים לגרום לתנודות. בהתבסס על מידת החומרה של הבעיה, ניתן להשתמש בקבלים לניתוק ניתוק של 0.05 µF עד 2.2 µF בין אנודת LED משותפת לסיכה מס '2.

זה עוזר להרטיב את התנודות המפותחות. אם אין אפשרות להגיע לחיווט קו אספקת האנודה LED, ניתוק זהה על פני סיכה מס '1 לסיכה מס' 2 מוכיח כי הוא מתאים לביטול ההפרעה.

פיזור כוח

יש לקחת בחשבון פיזור כוח, במיוחד במצב סרגל. לדוגמא, עם אספקת 5V וכל נוריות ה- LED מוגדרות לעבודה עם זרם 20 mA, ניתן לצפות שמקטע הנהג של ה- IC יתפזר מעל 600 mW.

במקרים כאלה ניתן להשתמש בנגד 7.5Ω בסדרה עם קו אספקת ה- LED, שעשוי לעזור בהורדת רמת הפיזור למחצית מהערך המקורי. יש לחזק את הקצה השלילי של הנגד הזה בקבל מעקף טנטלום מוצק 2.2 µF עם סיכה מס '2.

CASCADING LM3915 ICs

לשימוש באותות תצוגה של 60 dB או 90 dB טווח דינמי, ייתכן שתידרש ללקט כמה LM3915 ICs יחד.

שיטה פשוטה ומשתלמת לזרום כמה LM3915s תהיה לתקן את מתחי הייחוס של שני ה- IC בנפרד 30 dB כמפורט ב.

פוטנציומטר R1 משמש לוויסות מתח מלא בקנה מידה מלא של ה- IC LM3915 הראשון ל- 316 mV באופן שולי בעוד שההתייחסות של ה- IC השני מתוכננת ל -10 וולט על ידי R4.

החיסרון בטכניקה זו הוא שסף ההפעלה של נורית LED 1 הוא 14 mV בלבד, ובהתחשב בכך ש- LM3915 עשוי להיות בעל מתח קיזוז של עד 10 mV, עלולות להתרחש שגיאות משמעותיות.

שיטה זו בהחלט אינה מומלצת עבור תצוגות של 60 dB המחייבות דיוק הגון בסף התצוגה הראשוני המעט.

טכניקה מעולה המוצגת באיור שלמטה שומרת על ההתייחסות על 10 וולט לכל אחד משני ה- IC LM3915 ומגבירה את אות הכניסה ל- LM3915 התחתון ב- 30 dB. בהתחשב בכך שצמד נגדים של 1% מסוגלים לתקן את רווח המגבר ב- ± 0.2 dB, הצורך בהפחתת רווח הופך מיותר.

עם זאת, מתח אופסט של 5 mV אופסט עשוי לשנות את מגבלת מיתוג ה- LED הראשונה בסביבות 4 dB, מה שמצריך גיזום אופסט.

זכור כי התאמה אחת בלבד עשויה לסייע בביטול ההיסט בין מיישר הדיוק יחד עם שלב הרווח של 30 dB.

מצד שני, במקום להגביר, ניתן לספק אותות קלט בעלי משרעת גבוהה למדי ישירות ל- LM3915 התחתון, ואז להחליש אותם ב- 30 dB כדי לדחוף את ה- IC LM3915 השני.

LM3915 מעגלי יישום

גלאי שיא של חצי גל

הדרך הטובה ביותר להציג אות זרם חילופין דרך IC LM3915 היא ליישם אותו ישירות לסיכה 5 ללא תיקון. מכיוון שהנורית הנורית מסמנת את העוצמה המיידית של צורת גל ה- AC המיושמת, ניתן לקבוע ערכים מרביים וממוצעים של אותות שמע באותה שיטה.

ה- LM3915 מגיב היטב לחצי מחזורים חיוביים באופן ספציפי אך לא יפגע בשום אותות קלט עד ± 35 וולט (או אפילו עד ± 100 וולט אם נעשה שימוש נגד 39k בסדרה עם אות הכניסה).

מומלץ להפעיל את המעגל במצב DOT ולאפשר לכל נורית לד לצייר 30mA על מנת לקבל בהירות מיטבית מההגדרה.

על מנת לזהות ערך ממוצע של זרם חילופין או לזיהוי שיא, יידרש תיקון האות.

אם מכשיר LM3915 מוגדר בקנה מידה מלא של 10 וולט על פני מחלק המתח שלו, סף המיתוג עבור ה- LED הראשון יהיה 450 מגה וולט בלבד. מיישר דיודות סיליקון רגיל עשוי שלא לעבוד ביעילות ברמות הנמוכות יותר בגלל סף הדיודה של 0.6 וולט.

גלאי השיא של חצי הגל באיור לעיל מפעיל חסיד פולט PNP לפני הדיודה. בשל העובדה שמתח פולט הבסיס של הטרנזיסטור חוסם את קיזוז הדיודה בטווח של סביב 100 mV, השיטה עובדת מספיק טוב עם יישומי LM3915 בודדים המשתמשים בתצוגה של 30 dB.

מעגלי יישומים נוספים

למעשה יש מספר עצום של יישומי מעגלים שתוכלו לבנות באמצעות IC LM3915. כבר דנתי בקומץ מהם באתר זה, אליו תוכל להפנות בביקור כאן :

אז אנשים זה היה תיאור קצר שמסביר את גליון הנתונים ופרטי האיתור של IC LM3915. אם יש לך ספקות נוספים אנא יידע אותנו באמצעות תיבת ההערות למטה, ננסה ליצור קשר בהקדם.

הפניות

https://www.digchip.com/datasheets/download_datasheet.php?id=514550&part-number=LM3915

https://es.wikipedia.org/wiki/LM3915