LM3915 IC-datablad, Pinout, applikasjonskretser

Hvis du har problemer med å forstå hvordan du bruker en LM3915 IC, vil denne artikkelen hjelpe deg med å enkelt lage en ønsket krets ved hjelp av denne IC. Her vil vi diskutere databladet til IC LM3915, pinout-funksjonene, de viktigste elektriske spesifikasjonene, og også noen nyttige applikasjonskretser.

Generell beskrivelse

LM3915 er en monolytisk IC designet for å registrere analoge spenningssignaler, og produsere en inkrementell eller sekvensiell logisk bytte over sin 10-utgang.

Inidicating-enheter som LED-er, LCD- eller vakuumdisplayer kan festes med disse utgangene for å oppnå en tilsvarende visuell indikasjon som svar på det varierende analoge inngangssignalet.

IC har en pinout for å angi om utgangs-LED-ene vil sekvensere individuelt (punktmodus) eller i form av et søylediagram.

LED-en kan kobles til uten å begrense motstander siden IC inkluderer intern programmerbar strømregulering for de 10 utgangene.

IC-kretsen, inkludert alle de 10 lysdiodene, kan brukes med så lav som 3V forsyning og opptil 25V.

IC har en tilpassbar spenningsreferanse og en presis 10-trinns spenningsdeler. Inngangsbufferen med høy impedans kan mates med analoge spenninger fra 0V til + 1,5V.

Videre er inngangene godt beskyttet mot signaler opp til området ± 35V.

Inngangsbufferen kjører 10 opamp-komparatorer som alle er referert til presisjonsdelernettverket. Nøyaktighetsnivået til systemet er normalt i nærheten av 1 dB.

LM3915s 3 dB / trinn-skjerm er bygget for å akseptere inngangssignaler med bredt dynamisk område. For eksempel kan inngangen være i form av lyd- eller musikksignal, varierende lysintensitet eller vibrasjonselektrisitet.

Lydapplikasjoner kan være i form av gjennomsnitts- eller toppnivåindikatorer, effektmålere og RF-signalstyrkemålere.

Oppgradering av tradisjonell analog VU-målere med en LM3915 basert LED-søylediagram gir bedre belyst respons, en holdbar skjerm med forbedret synsfelt som muliggjør bedre tolkning av inngangssignalet.

LM3915 er veldig enkel å bruke. I tillegg til de ti lysdiodene kan du til og med bruke en 1,2 V fullskala-avbøyningsmåler med bare en motstand.

En annen separat motstand setter opp fullskalaområdet mellom 1,2V og 12V uavhengig av forsyningsspenningsverdi. Lysstyrken på LED-en kan enkelt kontrolleres med en enkelt ekstern pott.

Typisk LM3915 kretskonfigurasjon

Følgende bilde viser hvordan IC LM3915 kan settes opp i sin mest typiske eller grunnleggende funksjonelle modus.

Hvis du er en ny hobby og ønsker å konfigurere pinouts av IC LM3915 eller LM3914 raskt for å få de nødvendige handlingene, kan følgende diagram brukes. Pinout-detaljene er forklart nedenfor:

pinne nr. 10, pinne nr. 11, pinne nr. 12, pinne nr. 13, pinne nr. 14, pinne nr. 15, pinne nr. 16, pinne nr. 17, pinne nr. 18 og pinne nr. 1 = Alle er utganger for LED-tilkobling. Lysdioder trenger ikke ekstern motstand, men helst må LED-forsyningslinjen være begrenset til 5V for å holde spredningen på undersiden.

Pin # 3 er VDD eller den positive forsyningsinngangen for IC, som kan ta hvilken som helst forsyning mellom 3V og 25V, men jeg anbefaler at du bruker 5V for å holde LED-spredningen på undersiden.

Pin # 8 er Vss eller bakken (negativ) forsyningspinne til IC.

Pinne nr. 6 og pinne nr. 7 kan sammenføyes og avsluttes til jordlinjen via en 1K motstand.

Pin # 5 må konfigureres som vist i diagrammet ovenfor gjennom en 10k forhåndsinnstilling og en kondensator. Denne forhåndsinnstillingen kan justeres for å stille inn LED-belysningsområdet i full skala, avhengig av inngangssignalets styrke.

Stift nr. 9 kan være frakoblet (åpen) eller koblet til + forsyningslinjen. Når de ikke er koblet sammen, ser LED-lampene seg opp / ned hver for seg som en 'DOT' som kjører, og dermed kalt DOT-modus. Når pinne nr. 9 er koblet til den positive linjen, vil LED-sekvensen være som en opp / ned bevegelig belyst bjelke, derav kalt stolpemodus.

Når dette er gjort, handler det bare om å mate inngangssignalet og se på den fantastiske bevegelsen til lysdiodene i henhold til varierende inngangssignal eller musikkamplituder

Absolutte maksimale rangeringer

Den absolutte maksimale klassifiseringen av LM3915 indikerer den maksimale spenningen og strømparametrene enheten har lov til å håndtere.

• Forsyningsspenning = 25V
• Utgangsforsyning på lysdiodene hvis du bruker en separat forsyning her = 25V (samme som ovenfor)
• Maksimalt inngangssignalområde = +/- 35V
• Skilleveis referansespenning = -100mV til forsyningsnivå.
• Effektdissipasjon = 1365 mW

Intern oppsett av IC

Følgende diagram viser den interne utformingen av IC. Vi kan se hvordan opam-komparatorene er ordnet for behandling av inngangssignalet på pin 5. Henvisningen på pinne nr. 7 ble brukt i trinnvis rekkefølge over de ikke-inverterende inngangene på opamp gjennom et motstandsdelernettverk av stigen.

Funksjonell beskrivelse

Ovennevnte grunnleggende LM3915-blokkdiagram gir den generelle oppfatningen av kretsens funksjon. En høy inngangsimpedans spenningsfølgerbuffer reagerer på inngangspinn nr. 5-signalene.

Denne pinout er sikret mot overspenning og omvendt polaritetssignaler. Signal fra buffer går deretter til en gruppe på 10 komparatorer.

Hver av disse opampene er forspent til et økende referansenivå gjennom motstandsdelerserien. På bildet over er motstandsnettverket koblet til den interne 1,25V referansespenningen.

Her, for hver 3 dB økning i inngangssignalet, utløses en bryter i komparatornivået som får den respektive LED til å bevege seg og sekvensere tilsvarende, og tolker signalresponsen.

Denne interne motstandsdeleren kan betjenes med potensialet 0 - 2 volt ved stift nr. 5, gjennom et eksternt resistivt delernettverk.

INTERN SPENNINGSREFERANSE

Referansespenningen for IC LM3915 er ment å være variabel slik at den bygger opp en liten 1,25V over REF OUT (pin nr. 7) og REF ADJ (pin nr. 8).

Referansespenningen er implementert over motstanden R1, som kan endres etter preferanse. Fordi vi har en jevn likestrømsspenning, får en konstant strøm I1 bevege seg gjennom utgangsinnstillingsmotstanden R2 som muliggjør en utgangsspenning på:

V_UTE= V_REF(1 + R2 / R1) + I_ADJR2

Strømmen som tas inn av referansespenningsspenningen # 7 bestemmer mengden LED-strøm. Vi kan forvente rundt ti ganger denne strømmen som kan tillates forbrukes av hver opplyste LED.

Denne strømmen er mer eller mindre konstant uavhengig av forsyningsspenningsvariasjoner og temperaturendringer. Strøm brukt av den interne 10-motstandsdeleren, og den eksterne strøm- og spenningsinnstillingsdeleren må tas i betraktning når du beregner LED-drivstrømmen.

IC gir en funksjon for å modulere LED-lysstyrke i sanntid, eller som svar på inngangsspenningsvariasjoner og andre signaler. Dette muliggjør inkludering av mange innovative skjermer eller alternativer for å produsere overspenninger, alarmer osv.

Utgangene til LM3915 er alle internt strømstyrte NPN BJT-buffere som vist nedenfor.

En intern tilbakemeldingskrok begrenser transistoren fra dagens situasjoner. Utgangsstrømmen for lysdiodene er fast til omtrent ti ganger referansebelastningsstrømmen, uavhengig av variasjoner i utgangsspenningen til selvfølgelig ikke transistorene er mettet med høy inngangsforsyning.

Hvordan bruke MODE Pin # 9

Denne pinnen er konfigurert for å håndheve to funksjoner. Se følgende forenklede blokkdiagram.

DOT ELLER BAR MODE VALG

Når pinnen # 9 er koblet til + forsyningslinjen (eller mellom -100mV og forsyningsnivå), registrerer komparatoren C1 dette, og setter utgangen i stolpediagrammodus. I denne modusen reagerer alle lysdiodene på en opplyst 'bar' som en måte som beveger seg opp / ned som svar på de forskjellige signalene på pin 5.

Hvis pinnen nr. 9 ikke er koblet til, blir utgangene satt i 'DOT' -modus. Betydning av LED-sekvenser opp / ned hver for seg, og produserer en pulserende opplyst DOT eller et punktlignende utseende.

Den grunnleggende måten å konfigurere pinne nr. 9 på er å holde den åpen eller ikke tilkoblet for implementering av punktmodus eller koble den til forsyning V + for implementering av stolpemodus.

I stangmodusdrift bør pinne nr. 9 hektes opp med pinne nr. 3. LED + -linjen som leverer store strømmer til LED-kjeden, bør ikke brukes sammen med pinne nr. 9, slik at store IR-dråper holdes atskilt fra denne pinnen.

For å sikre at utgangs-LED-skjermen fungerer riktig når mer enn en LM3915s er kaskadert i punktmodus, er spesielle kretsløp innebygd slik at LED-en på stift nr. 10 slås av for den første LM3915 IC ved momenet når LED # 1 andre LM3915 er slått PÅ.

Utformingen for kaskadering av LM3915 IC-er sammen i prikkmodus kan sees nedenfor.

Under forutsetning av at inngangssignalspenningen er under terskelen til den andre LM3915, forblir LED # 11 slått av. Pin # 9 i den første LM3915 opplever derfor en effektiv åpen krets som får IC til å kjøre i punktmodus.

Imidlertid blir øyeblikket inngangssignalet krysser over terskelen til LED # 11, pin # 9 i den første LM3915 med et nivå lik LEDs fremoverspenning (1,5 V eller mer) under VLED.

Denne situasjonen blir umiddelbart hentet av komparator C2, referert til 0,6 V under VLED. Den tvinger C2-utgangen til å bli lav, og slår av utgangstransistoren Q2, og slår deretter AV LED # 10.

VLED blir oppdaget gjennom motstanden 20k festet til pinne nr. 11. Den lille strømmen (under 100 µA) som blir omdirigert fra LED # 9, gir ingen gjenkjennelig effekt på LED-intensiteten. En ekstra strømkilde ved pin nr. 1 opprettholder et minimum på 100 µA som går gjennom LED # 11, uavhengig av om inngangssignalstigningen er nok til å slå AV LED.

Dette betyr at pinne nr. 9 i den første LM3915 holdes tilstrekkelig lav slik at den holder LED nr. 10 slått av mens noen av de øvre LED-ene i sekvensen lyser.

Selv om 100 µA vanligvis ikke skaper betydelig LED-lysstyrke, kan det være synlig akkurat nok hvis høyeffektive lysdioder brukes og i totalt mørke. Hvis dette høres uakseptabelt ut, vil det enkle løsningen være å shunt LED # 11 med en 10k motstand.

IR-fallet på 1 V er høyere enn minimum 900 mV som er nødvendig for å holde LED # 10 slått AV, men liten nok til at LED # 11 ikke fører over uønskede grenser.

Det mest utfordrende problemet oppstår når betydelige LED-strømmer forbrukes, spesielt i stolpediagrammodus.

Slike strømmer som beveger seg bort fra bakken, fører til spenningsfall i ytre ledninger, noe som forårsaker feil og svingninger.

Å få tilbake kablene fra signalporter, jordreferanser og fra undersiden av motstandskjeden til en enkelt felles terminal som kan være nærmest pin # 2 blir en ideell tilnærming.

Utvidede ledningstilkoblinger fra VLED mot de vanlige LED-anodene kan utløse svingninger. Basert på hvor alvorlig problemet er at 0,05 µF til 2,2 µF frakoblingskondensatorer kan brukes mellom LED-anode vanlig og pin # 2.

Dette hjelper til med å dempe utviklede svingninger. Hvis ledningene til LED-anodeforsyningsledningen ikke kan nås, viser identisk frakobling over pinne nr. 1 til pinne nr. 2 seg tilstrekkelig for å avbryte forstyrrelsen.

Kraftspredning

Strømforsyning, spesielt i stangmodus, må tas i betraktning. For eksempel, med en 5V-forsyning og alle lysdiodene som er innstilt på å fungere med 20 mA strøm, kan LED-driver-delen av IC forventes å forsvinne over 600 mW.

I tilfeller som dette kan en 7,5Ω motstand brukes i serie med LED-forsyningslinjen, noe som kan bidra til å redusere spredningsnivået til halvparten av den opprinnelige verdien. Den negative enden av denne motstanden må forsterkes med en 2,2 µF solid tantal-bypass-kondensator med pinne nr. 2.

CASCADING LM3915 ICs

For å bruke skjermsignaler på 60 dB eller 90 dB dynamisk område, kan det hende at du trenger noen LM3915 IC-er for å bli kaskadert sammen.

En grei, rimelig metode for å kaste et par LM3915s ville være å fikse referansespenningene til de to IC-ene 30 dB fra hverandre som angitt i.

Potensiometer R1 brukes til å regulere fullskalaspenningen til den første LM3915 IC til 316 mV marginalt, mens den andre IC-referansen er planlagt til 10V med R4.

Ulempen med denne teknikken er at bryter PÅ-terskelen til LED # 1 bare er 14 mV, og med tanke på at LM3915 kan ha en offset-spenning på opptil 10 mV, kan det oppstå betydelige feil.

Denne metoden anbefales absolutt ikke for 60 dB-skjermer som krever anstendig presisjon ved de få innledende terskelverdiene.

En overlegen teknikk vist i figuren nedenfor holder referansen på 10V for hver av de to LM3915 IC-ene og øker inngangssignalet til den nedre LM3915 med 30 dB. Gitt at et par 1% motstander er i stand til å feste forsterkerforsterkningen på ± 0,2 dB, blir behovet for en forsterkningsreduksjon unødvendig.

Imidlertid kan en 5 mV opamp-offset-spenning være i stand til å endre den første LED-koblingsgrensen med rundt 4 dB, noe som krever en offset-trimming.

Husk at bare en justering kan bidra til å oppheve forskyvningen over de to presisjons likeretteren sammen med 30 dB forsterkningstrinnet.

På den annen side, i stedet for å forsterke, kunne inngangssignaler med rimelig høy amplitude tilføres rett til den nedre LM3915 og deretter dempes med 30 dB for å skyve den andre LM3915 IC.

LM3915 Søknadskretser

Half-Wave Peak Detector

Den beste måten å vise et vekselstrømssignal gjennom IC LM3915 er å implementere det direkte til pin 5, som ikke er korrigert. Fordi LED-lampen indikerer den øyeblikkelige størrelsen på den påførte AC-bølgeformen, blir det mulig å bestemme både maksimums- og gjennomsnittsverdier for lydsignaler på samme måte.

LM3915 reagerer godt på positive halvsykluser spesielt, men vil ikke skade noen inngangssignaler så mye som ± 35V (eller til og med langt opp til ± 100V hvis en 39k motstand brukes serie med inngangssignalet).

Det anbefales at du bruker kretsen i DOT-modus og lar hver LED trekke 30mA for å få optimal lysstyrke fra oppsettet.

For å oppdage gjennomsnittsverdien for vekselstrøm eller for toppregistrering, vil det være nødvendig å rette opp signalet.

Hvis en LM3915 er satt opp med 10V full skala over spenningsdeleren, vil bytteterskelen for den første LED-lampen bare være 450 mV. En vanlig silisiumdiode likeretter fungerer kanskje ikke effektivt på de lavere nivåene på grunn av 0,6 V diodeterskelen.

Halvbølgetoppdetektoren i figuren ovenfor benytter en PNP-emitterfølger foran dioden. På grunn av det faktum at transistorens base-emitter-spenning blokkerer diodeforskyvningen i området rundt 100 mV, fungerer metoden bra nok med enkelt LM3915-applikasjoner som bruker en 30 dB-skjerm.

Flere applikasjonskretser

Det er faktisk et stort antall kretsapplikasjoner som du kan bygge ved hjelp av IC LM3915. Jeg har allerede diskutert en håndfull av dem på dette nettstedet, som du kan henvise til ved å besøke HER :

Så folkens dette var en kort beskrivelse som forklarte databladet og pinout-detaljene til IC LM3915. Hvis du er i tvil, vennligst gi oss beskjed gjennom kommentarfeltet nedenfor, så prøver vi å kontakte oss tidligst.

Referanser

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

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