Foaie de date IC LM3915, Pinout, circuite de aplicație

Dacă întâmpinați dificultăți în înțelegerea modului de utilizare a unui IC LM3915, acest articol vă va ajuta să construiți cu ușurință orice circuit aplicabil dorit folosind acest IC. Aici, vom discuta fișa tehnică a IC LM3915, funcțiile sale pinout, principalele sale specificații electrice și, de asemenea, câteva circuite de aplicații utile.

Descriere generala

LM3915 este un IC monolitic conceput pentru a detecta semnale analogice de tensiune și pentru a produce o comutare logică incrementală sau secvențială pe cele 10 ieșiri.

Dispozitivele de identificare, cum ar fi LED-urile, ecranele LCD sau afișajele de aspirare, pot fi atașate cu aceste ieșiri pentru a obține o indicație vizuală corespunzătoare ca răspuns la semnalul analogic de intrare variabil.

IC are un pinout pentru a desemna dacă LED-urile de ieșire se vor secvența individual (modul punct) sau sub forma unui grafic cu bare.

LED-ul poate fi conectat fără rezistențe limitative, deoarece IC include reglarea internă a curentului programabil pentru cele 10 ieșiri.

Circuitul IC, care include toate cele 10 LED-uri, poate fi utilizat utilizând o sursă de alimentare de 3V și până la 25V.

IC-ul are o referință de tensiune adaptabilă și un divizor de tensiune precis în 10 trepte. Tamponul de intrare cu impedanță ridicată poate fi alimentat cu tensiuni analogice de la 0V la + 1,5V.

Mai mult, intrările sunt bine protejate împotriva semnalelor până la intervalul de ± 35V.

Tamponul de intrare rulează 10 comparatoare opamp care sunt toate referite la rețeaua de divizare de precizie. Nivelul de precizie al sistemului este în mod normal în apropierea 1 dB.

Afișajul de 3 dB / pas al LM3915 este construit pentru acceptarea semnalelor de intrare cu o gamă dinamică largă. De exemplu, intrarea poate fi sub formă de semnal audio sau muzical, intensitate luminoasă variabilă sau electricitate vibrațională.

Aplicațiile audio pot fi sub formă de indicatori de nivel mediu sau de vârf, contoare de putere și contoare de semnal RF.

Modernizarea analogului tradițional VU metri cu un LM3915 graficul cu bare LED bazat oferă un răspuns mai luminat, un afișaj durabil cu câmp vizual îmbunătățit care permite o interpretare mai bună a semnalului de intrare.

LM3915 este foarte simplu de utilizat. În plus față de cele zece LED-uri, puteți utiliza chiar și un contor de deflecție pe scară largă de 1,2 V cu un singur rezistor.

Un alt rezistor separat configurează gama completă între 1,2V și 12V, indiferent de valoarea tensiunii de alimentare. Luminozitatea LED-ului este ușor de controlat cu un singur vas extern.

Configurare tipică a circuitului LM3915

Următoarea imagine arată cum IC LM3915 poate fi configurat în modul său funcțional cel mai tipic sau de bază.

Dacă sunteți pasionați noi și doriți să configurați rapid pinout-urile IC LM3915 sau LM3914 pentru a obține acțiunile necesare, atunci ar putea fi utilizată următoarea diagramă. Detaliile de identificare sunt explicate mai jos:

pin # 10, pin # 11, pin # 12, pin # 13, pin # 14, pin # 15, pin # 16, pin # 17, pin # 18 și pin # 1 = Toate sunt ieșiri pentru conexiunea LED. LED-urile nu au nevoie de o rezistență externă, dar, de preferință, linia de alimentare cu LED trebuie limitată la 5V pentru a menține disiparea pe partea inferioară.

Pinul 3 este VDD sau intrarea de alimentare pozitivă pentru IC, care poate lua orice alimentare între 3V și 25V, dar vă recomand să utilizați 5V pentru a menține disiparea LED-ului pe partea inferioară.

Pinul # 8 este Vss sau pinul de alimentare la sol (negativ) al CI.

Pinul # 6 și pinul # 7 pot fi unite împreună și terminate la linia de masă printr-un rezistor de 1K.

Pinul # 5 trebuie configurat așa cum se arată în diagrama de mai sus printr-un preset de 10k și un condensator. Această presetare poate fi reglată pentru a seta gama de iluminare a LED-urilor la scară completă în funcție de puterea semnalului de intrare.

Pinul # 9 ar putea fi lăsat neconectat (deschis) sau conectat la + linia de alimentare. Când sunt lăsate neconectate, LED-urile se succed în sus / în jos, aparând individual ca un „DOT” în funcțiune și, prin urmare, numit modul DOT. Când pinul # 9 este conectat la linia pozitivă, secvența LED-urilor ca o bară iluminată în mișcare în sus / în jos, numită astfel modul bară.

Odată ce ați făcut acest lucru, este vorba doar de alimentarea semnalului de intrare și de a urmări mișcarea minunată a LED-urilor conform semnal de intrare variabil sau amplitudini muzicale

Evaluări maxime absolute

Evaluarea maximă absolută a LM3915 indică parametrii de tensiune și curent maximi pe care dispozitivul este autorizat să îi gestioneze.

• Tensiunea de alimentare = 25V
• Alimentare de ieșire pe LED-uri dacă utilizați o sursă separată aici = 25V (la fel ca mai sus)
• Gama maximă de semnal de intrare = +/- 35V
• Tensiunea de referință a divizorului = -100mV până la nivelul de alimentare.
• Putere disipată = 1365 mW

Aspect intern al CI

Următoarea diagramă prezintă aspectul intern al CI. Putem vedea cum sunt aranjate comparatoarele opam pentru procesarea semnalului de intrare la pinul 5. Referința la pinul 7 s-a aplicat într-o ordine incrementală pe intrările opamp fără inversare printr-o rețea de împărțire a rezistorului de tip scară.

Descriere funcțională

Diagrama bloc de bază LM3915 de mai sus oferă percepția generală a funcționării circuitului. Un tampon de urmărire a tensiunii de impedanță ridicată de intrare răspunde semnalelor pinului de intrare # 5.

Acest pinout este asigurat împotriva supratensiunii și a semnalelor de polaritate inversă. Semnalul din buffer merge apoi la un grup de 10 comparatoare.

Fiecare dintre aceste opamps este polarizat la un nivel de referință incremental prin seria de divizoare de rezistențe. În imaginea de mai sus, rețeaua de rezistențe este legată de tensiunea de referință internă de 1,25V.

Aici, pentru fiecare creștere de 3 dB a semnalului de intrare, se declanșează un comutator la nivelul comparatorului, determinând LED-ul respectiv să se miște și să se secvențeze corespunzător, interpretând răspunsul semnalului.

Acest divizor de rezistență intern ar putea fi operat cu un potențial de 0 - 2 volți la pinul 5, printr-o rețea de separare rezistivă externă.

REFERINȚĂ INTERNĂ DE TENSIUNE

Tensiunea de referință pentru IC LM3915 este destinată să fie variabilă, astfel încât să acumuleze un mic 1,25V pe REF OUT (pinul # 7) și REF ADJ (pinul # 8).

Tensiunea de referință este implementată pe rezistența R1, care poate fi modificată după preferință. Deoarece avem o tensiune continuă de curent continuu, un curent constant I1 este permis să se deplaseze prin rezistorul de setare a ieșirii R2 permițând o tensiune de ieșire de:

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

Curentul preluat de pinul de tensiune de referință # 7 decide cantitatea de curent LED. Ne putem aștepta de aproximativ 10 ori acest curent care poate fi permis să fie consumat de fiecare LED de ieșire iluminat.

Acest curent este mai mult sau mai puțin constant, indiferent de variațiile tensiunii de alimentare și de modificările de temperatură. Curentul utilizat de divizorul intern cu 10 rezistențe și divizorul extern de setare a curentului și tensiunii trebuie să fie luat în considerare la calcularea curentului de acționare cu LED-uri.

IC oferă o caracteristică pentru modularea luminozității LED-urilor în timp real, sau ca răspuns la variațiile de tensiune de intrare și alte semnale. Aceasta permite includerea mai multor afișaje sau opțiuni inovatoare pentru producerea supratensiunilor de intrare, alarme etc.

Ieșirile LM3915 sunt toate buffere NJ BJT controlate de curent intern, așa cum se arată mai jos.

Un cârlig de feedback intern restricționează tranzistorul de la situațiile de curent. Curentul de ieșire pentru LED-uri este fixat la aproximativ 10 ori curentul de sarcină de referință, indiferent de variațiile tensiunii de ieșire, până când, bineînțeles, tranzistoarele nu sunt saturate cu o sursă mare de alimentare.

Cum se folosește PIN-ul MODE # 9

Acest pin este configurat pentru a aplica două funcții. Vă rugăm să consultați următoarea diagramă bloc simplificată.

SELECTAREA MODULUI DOT SAU BARĂ

Când pinul # 9 este conectat la linia de alimentare + (sau între -100mV și nivelul de alimentare), comparatorul C1 detectează acest lucru și setează ieșirea în modul grafic de bare. În acest mod, toate LED-urile răspund într-o „bară” iluminată, ca un mod care se deplasează în sus / în jos ca răspuns la semnalele variabile de la pinul # 5.

Dacă pinul # 9 este neconectat, ieșirile sunt setate în modul „DOT”. Adică LED-urile se succed în sus / în jos individual unul câte unul, producând un DOT iluminat pulsatoriu sau un aspect asemănător punctului.

Modul de bază de configurare a pinului # 9 este fie să-l mențineți deschis sau neconectat pentru implementarea modului punct, fie să îl conectați la furnizarea V + pentru implementarea modului barei.

În modul de funcționare a barei, pinul # 9 ar trebui să fie conectat imediat cu pinul # 3. Linia LED + care furnizează curenți mari lanțului de LED-uri nu trebuie utilizată cu pinul # 9, astfel încât picăturile IR mari să fie păstrate la distanță de acest pin.

Pentru a vă asigura că afișajul cu LED-uri de ieșire funcționează corect atunci când mai multe LM3915s sunt în cascadă în modul punct, circuitele speciale sunt încorporate astfel încât LED-ul de la pinul 10 să se oprească pentru primul LM3915 IC de la momenet când LED-ul nr. al doilea LM3915 este pornit.

Proiectarea pentru IC-urile LM3915 în cascadă împreună în modul punct poate fi asistată mai jos.

Cu condiția ca tensiunea semnalului de intrare să fie sub pragul celui de-al doilea LM3915, LED-ul # 11 rămâne oprit. Pinul # 9 al primului LM3915 se confruntă, prin urmare, cu un circuit deschis eficient care face ca IC să ruleze în modul punct.

Cu toate acestea, în momentul în care semnalul de intrare trece peste pragul LED-ului # 11, pinul # 9 al primului LM3915 este scăzut cu un nivel egal cu tensiunea directă a LED-ului (1,5V sau mai mult) sub VLED.

Această situație este preluată instantaneu de comparatorul C2, la care se face referință 0,6 V sub VLED. Obligă ieșirea C2 să scadă, oprind tranzistorul de ieșire Q2, apoi oprind LED-ul # 10.

VLED este detectat prin rezistorul 20k atașat pinului 11. Curentul mic (sub 100 µA) care este redirecționat de la LED-ul 9 nu produce niciun efect recunoscut asupra intensității LED-ului. O sursă de curent suplimentară la pinul 1 menține un minim de 100 µA care trece prin LED-ul # 11, indiferent dacă creșterea semnalului de intrare este sau nu suficientă pentru a opri LED-ul.

Aceasta înseamnă că pinul # 9 al primului LM3915 este menținut suficient de jos încât să mențină LED-ul 10 oprit în timp ce oricare dintre LED-urile superioare din secvență sunt aprinse.

Deși 100 µA nu creează de obicei o luminozitate considerabilă a LED-urilor, ar putea fi vizibil suficient dacă sunt utilizate LED-uri de înaltă eficiență și în întuneric total. Dacă acest lucru sună inacceptabil, remediul ușor ar fi să treceți LED-ul # 11 cu un rezistor de 10k.

Căderea IR de 1V este mai mare decât minimul de 900 mV necesar pentru menținerea LED-ului 10 oprit, dar suficient de mic pentru a asigura faptul că LED-ul # 11 nu se comportă peste limite nedorite.

Cea mai provocatoare problemă apare atunci când se consumă curenți substanțiali de LED-uri, în special în modul grafic cu bare.

Astfel de curenți care se îndepărtează de știftul de la sol conduc la căderi de tensiune în cablajul exterior, provocând erori și fluctuații.

Obținerea cablurilor de întoarcere de la porturile de semnal, referințele la sol și de la partea de jos a lanțului de rezistență la un singur terminal comun care ar putea fi cel mai apropiat de pinul 2 devine o abordare ideală.

Conexiunile extinse de cablu de la VLED către anodele LED comune pot declanșa oscilații. Pe baza gravității problemei, condensatorii de decuplare de la 0,05 µF la 2,2 µF pot fi folosiți între anodul LED comun și pinul 2.

Acest lucru ajută la diminuarea oricăror oscilații dezvoltate. Dacă cablarea liniei de alimentare a anodului LED este inaccesibilă, decuplarea identică între pinul 1 la pinul 2 se dovedește a fi adecvată pentru anularea interferenței.

Disiparea puterii

Disiparea puterii, în mod specific în modul bare, trebuie luată în considerare. De exemplu, cu o sursă de 5V și toate LED-urile configurate pentru a funcționa cu curent de 20 mA, se poate aștepta ca secțiunea driverului LED-ului IC să disipeze peste 600 mW.

În astfel de cazuri, un rezistor de 7,5Ω poate fi utilizat în serie cu linia de alimentare cu LED-uri, ceea ce ar putea ajuta la scăderea nivelului de disipare la jumătate din valoarea inițială. Capătul negativ al acestui rezistor trebuie întărit cu un condensator de by-tantal solid de 2.2 µF cu pinul 2.

IC-uri CASCADING LM3915

Pentru utilizarea semnalelor de afișare cu interval dinamic de 60 dB sau 90 dB, este posibil să aveți nevoie de câteva IC-uri LM3915 pentru a fi în cascadă împreună.

O metodă simplă și accesibilă de a cascada câteva LM3915 ar fi fixarea tensiunilor de referință ale celor două CI-uri la 30 dB distanță, așa cum este indicat în.

Potențiometrul R1 este utilizat pentru a regla tensiunea la scară completă a primului IC LM3915 la 316 mV marginal, în timp ce referința celui de-al doilea IC este programată la 10V de R4.

Dezavantajul acestei tehnici este că pragul de pornire al LED-ului # 1 este doar 14 mV și, având în vedere că LM3915 poate avea o tensiune de offset de până la 10 mV, pot avea loc erori substanțiale.

Această metodă nu este absolut recomandată pentru afișajele de 60 dB care necesită o precizie decentă la câteva praguri inițiale de afișare.

O tehnică superioară prezentată în figura de mai jos menține referința la 10V pentru fiecare dintre cele două circuite integrate LM3915 și crește semnalul de intrare la LM3915 inferior cu 30 dB. Având în vedere că o pereche de rezistențe de 1% sunt capabile să fixeze câștigul amplificatorului la ± 0,2 dB, necesitatea unei reduceri a câștigului devine inutilă.

Cu toate acestea, o tensiune de offset opamp de 5 mV ar putea modifica prima limită de comutare LED cu aproximativ 4 dB, ceea ce necesită o decupare offset.

Amintiți-vă că doar o singură ajustare poate ajuta la anularea decalajului dintre cele două redresor de precizie, împreună cu etapa de câștig de 30 dB.

Pe de altă parte, mai degrabă decât amplificarea, semnalele de intrare de amplitudine rezonabilă pot fi furnizate chiar la LM3915 inferior și ulterior atenuate cu 30 dB pentru a împinge al doilea IC LM3915.

Circuite de aplicare LM3915

Detector de vârf pe jumătate de undă

Cea mai bună modalitate de a afișa un semnal de curent alternativ prin IC LM3915 este să îl implementați direct la pinul 5 nerectificat. Deoarece LED-ul luminat semnifică magnitudinea instantanee a formei de undă AC aplicate, devine posibil să se determine atât valorile maxime cât și cele medii ale semnalelor audio în aceeași metodă.

LM3915 răspunde bine la semicicluri pozitive în mod specific, dar nu va fi afectat niciun semnal de intrare la fel de mult ca ± 35V (sau chiar până la ± 100V dacă un rezistor de 39k este utilizat în serie cu semnalul de intrare).

Este recomandat să acționați circuitul în modul DOT și să permiteți fiecărui LED să atragă 30mA pentru a obține o luminozitate optimă de la configurare.

Pentru a detecta valoarea medie a AC sau pentru detectarea vârfurilor, va fi necesară rectificarea semnalului.

Dacă un LM3915 este configurat cu o scală completă de 10V pe divizorul său de tensiune, pragul de comutare pentru primul LED va fi de doar 450 mV. Este posibil ca un redresor obișnuit cu diodă de siliciu să nu funcționeze eficient la nivelurile inferioare din cauza pragului diodei de 0,6 V.

Detectorul de vârf pe jumătate de undă din figura de mai sus folosește un emițător PNP-următor înaintea diodei. Datorită faptului că tensiunea de bază a emițătorului tranzistorului blochează compensarea diodei în intervalul de aproximativ 100 mV, metoda funcționează suficient de bine cu aplicații LM3915 unice care utilizează un afișaj de 30 dB.

Mai multe circuite de aplicare

Există de fapt un număr mare de aplicații de circuit pe care le puteți construi folosind IC LM3915. Am discutat deja câteva dintre acestea pe acest site web, pe care le puteți consulta vizitând AICI :

Deci, oameni buni, aceasta a fost o scurtă descriere care explică foaia tehnică și detaliile de identificare ale IC LM3915. Dacă aveți alte îndoieli, vă rugăm să ne anunțați prin căsuța de comentarii de mai jos, vom încerca să contactăm cel mai devreme.

Referințe

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

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