Datový list LM3915 IC, Pinout, aplikační obvody

Pokud máte potíže s porozuměním, jak používat IC LM3915, tento článek vám pomůže snadno sestavit jakýkoli požadovaný použitelný obvod pomocí tohoto IC. Zde probereme datový list IC LM3915, jeho funkce pinout, jeho hlavní elektrické specifikace a také několik užitečných aplikačních obvodů.

Obecný popis

LM3915 je monolytický integrovaný obvod určený k snímání analogových napěťových signálů a vytváření přírůstkového nebo sekvenčního logického přepínání na jeho 10 výstupech.

K těmto výstupům lze připojit identifikační zařízení jako LED, LCD nebo vakuové displeje, aby se získala odpovídající vizuální indikace v reakci na měnící se vstupní analogový signál.

IC má jeden pinout pro určení, zda budou výstupní LED sekvence jednotlivě (bodový režim) nebo ve formě sloupcového grafu.

LED lze připojit bez omezení odporů, protože IC obsahuje interní programovatelnou regulaci proudu pro 10 výstupů.

Obvod IC včetně všech 10 LED diod lze provozovat s napájením pouze 3 V a až 25 V.

Integrovaný obvod má adaptabilní referenční napětí a přesný dělič napětí v 10 krocích. Vysokoimpedanční vstupní vyrovnávací paměť může být napájena analogovými napětími od 0 V do + 1,5 V.

Navíc jsou vstupy dobře chráněny proti signálům až do rozsahu ± 35V.

Na vstupní vyrovnávací paměti běží 10 operačních zesilovačů, které jsou všechny odkazovány na síť přesného děliče. Úroveň přesnosti systému se běžně pohybuje kolem 1 dB.

Displej LM3915 s 3 dB / krok je konstruován pro příjem vstupních signálů se širokým dynamickým rozsahem. Například vstup může být ve formě zvukového nebo hudebního signálu, měnící se intenzity světla nebo vibrační elektřiny.

Zvukové aplikace mohou být ve formě indikátorů průměrné nebo špičkové úrovně, měřičů výkonu a měřičů síly RF signálu.

Modernizace tradičního analogu VU metry s LM3915 sloupcový graf založený na LED poskytuje lepší osvětlenou odezvu, odolný displej se zlepšeným zorným polem umožňující lepší interpretaci vstupního signálu.

LM3915 se velmi snadno používá. Kromě deseti LED diod můžete dokonce použít 1,2V měřič plné výchylky s jediným rezistorem.

Další samostatný rezistor nastavuje rozsah rozsahu od 1,2 V do 12V bez ohledu na hodnotu napájecího napětí. Jas LED lze snadno ovládat pomocí jediného externího hrnce.

Typická konfigurace obvodu LM3915

Následující obrázek ukazuje, jak lze IC LM3915 nastavit v jeho nejtypičtějším nebo nejzákladnějším funkčním režimu.

Pokud jste noví fanoušci a chcete rychle nakonfigurovat pinout IC LM3915 nebo LM3914, abyste získali požadované akce, můžete použít následující schéma. Podrobnosti o pinoutu jsou vysvětleny níže:

pin # 10, pin # 11, pin # 12, pin # 13, pin # 14, pin # 15, pin # 16, pin # 17, pin # 18 a pin # 1 = Všechny jsou výstupy pro připojení LED. LED diody nepotřebují vnější odpor, ale pokud možno, musí být napájecí vedení LED omezeno na 5 V, aby se udržel rozptyl na spodní straně.

Pin # 3 je VDD nebo kladný napájecí vstup pro IC, který může mít jakýkoli zdroj mezi 3V a 25V, ale doporučuji použít 5V k udržení rozptýlení LED na spodní straně.

Pin # 8 je Vss nebo zemnící (záporný) napájecí pin IC.

Pin # 6 a pin # 7 mohou být spojeny dohromady a zakončeny na zem přes 1K rezistor.

Pin # 5 musí být nakonfigurován, jak je znázorněno na výše uvedeném diagramu, pomocí předvolby 10k a kondenzátoru. Tuto předvolbu lze upravit pro nastavení rozsahu osvětlení LED v plném rozsahu v závislosti na síle vstupního signálu.

Pin # 9 může být ponechán nepřipojený (otevřený) nebo připojený k + napájecímu vedení. Pokud nejsou připojeny, kontrolky LED se postupně nahoru / dolů zobrazují jako běžící „DOT“, a proto se nazývají režim DOT. Když je pin # 9 připojen k kladné lince, sekvence LED vypadá jako nahoru / dolů pohybující se osvětlená lišta, proto se nazývá režim lišty.

Jakmile je to hotové, jde jen o přivádění vstupního signálu a sledování nádherného pohybu LED podle měnící se vstupní signál nebo amplitudy hudby

Absolutní maximální hodnocení

Absolutní maximální hodnocení LM3915 označuje maximální parametry napětí a proudu, se kterými má zařízení povolení manipulovat.

• Napájecí napětí = 25V
• Výstup napájení na LED, pokud zde používáte samostatné napájení = 25V (stejné jako výše)
• Maximální rozsah vstupního signálu = +/- 35V
• Referenční napětí děliče = -100 mV do úrovně napájení.
• Ztrátový výkon = 1365 mW

Vnitřní uspořádání IC

Následující diagram ukazuje vnitřní uspořádání IC. Můžeme vidět, jak jsou komparátory opam uspořádány pro zpracování vstupního signálu na pinu # 5. Odkaz na pinu č. 7 aplikovaný v přírůstkovém pořadí na operační zesilovače neinvertující vstupy prostřednictvím sítě odporového děliče typu žebříku.

funkční popis

Výše uvedený základní blokový diagram LM3915 poskytuje obecné vnímání fungování obvodu. Vyrovnávací paměť s vysokou vstupní impedancí sledovače napětí reaguje na signály vstupního pinu # 5.

Tento vývod je zabezpečen proti signálům přepětí a přepólování. Signál z vyrovnávací paměti pak jde do skupiny 10 komparátorů.

Každý z těchto operačních zesilovačů je předurčen na zvyšující se referenční úrovně prostřednictvím řady odporových děličů. Na obrázku výše je rezistorová síť propojena s interním referenčním napětím 1,25 V.

Zde se při každém zvýšení vstupního signálu o 3 dB spustí spínač v komparační úrovni, což způsobí, že příslušná LED se bude pohybovat a postupovat odpovídajícím způsobem, což interpretuje odezvu signálu.

Tento vnitřní odporový dělič by mohl být provozován s potenciálem 0 - 2 volty na pinu č. 5 prostřednictvím externí sítě odporového děliče.

REFERENCE VNITŘNÍHO NAPĚTÍ

Referenční napětí pro IC LM3915 je zamýšleno jako variabilní, takže vytváří malé napětí 1,25 V přes REF OUT (pin # 7) a REF ADJ (pin # 8).

Referenční napětí je implementováno přes rezistor R1, které lze přednostně měnit. Protože máme konstantní napájecí napětí DC, je možné konstantnímu proudu I1 procházet výstupním nastavovacím odporem R2, což umožňuje výstupní napětí:

PROTI_VEN= V_REF(1 + R2 / R1) + I._ADJR2

Proud odebíraný kolíkem referenčního napětí # 7 rozhoduje o množství proudu LED. Můžeme očekávat, že přibližně 10násobek tohoto proudu může být přípustný pro spotřebu každou osvětlenou výstupní LED.

Tento proud je víceméně konstantní bez ohledu na kolísání napájecího napětí a změny teploty. Při výpočtu proudu měniče LED je třeba vzít v úvahu proud používaný interním děličem 10 rezistorů a děličem externího proudu a napětí.

IC poskytuje funkci pro modulaci jasu LED podle referencí v reálném čase nebo v reakci na změny vstupního napětí a další signály. To umožňuje zahrnutí mnoha inovativních displejů nebo možností výroby vstupního přepětí, alarmů atd.

Výstupy LM3915 jsou interně proudově řízené vyrovnávací paměti NPN BJT, jak je uvedeno níže.

Interní zpětnovazební hák omezuje tranzistor před aktuálními situacemi. Výstupní proud pro LED diody je fixován zhruba na 10násobek referenčního zatěžovacího proudu, bez ohledu na kolísání výstupního napětí, dokud nejsou tranzistory samozřejmě nasyceny vysokým vstupním napájením.

Jak používat PIN MODE # 9

Tento pin je nakonfigurován tak, aby vynucoval dvě funkce. Přečtěte si následující zjednodušené blokové schéma.

VÝBĚR REŽIMU DOT NEBO BAR

Když je pin # 9 připojen k napájecímu vedení + (nebo mezi -100mV a úrovní napájení), komparátor C1 to detekuje a nastaví výstup v režimu sloupcového grafu. V tomto režimu všechny LED diody reagují osvětleným způsobem „bar“, který se pohybuje nahoru / dolů v reakci na měnící se signály na pinu č. 5.

Pokud není pin # 9 připojen, jsou výstupy nastaveny v režimu „DOT“. Znamená to, že LED diody se postupně postupně posouvají nahoru / dolů a vytvářejí pulzující osvětlený DOT nebo bodový vzhled.

Základní způsob konfigurace pinu č. 9 je buď ponechat jej otevřený nebo nepřipojený pro implementaci režimu teček, nebo jej připojit k napájení V + pro implementaci režimu pruhu.

V barovém režimu by měl být kolík č. 9 okamžitě spojen s kolíkem # 3. Vedení LED +, které dodává velké proudy do řetězce LED, by nemělo být používáno s kolíkem # 9, takže velké infračervené kapky jsou drženy stranou od tohoto kolíku.

Aby bylo zajištěno, že výstupní LED displej bude fungovat správně, když bude více než jedna LM3915s kaskádována v bodovém režimu, jsou zabudovány speciální obvody, takže LED na kolíku # 10 zhasne pro první LM3915 IC v momenetu, když LED # 1 druhá LM3915 je zapnutá.

Návrh kaskádových integrovaných obvodů LM3915 společně v bodovém režimu je uveden níže.

Za podmínky, že napětí vstupního signálu je pod prahovou hodnotou druhého LM3915, zůstane LED č. 11 vypnutá. Pin # 9 prvního LM3915 proto zažívá efektivní otevřený obvod, který způsobí, že IC běží v bodovém režimu.

Avšak v okamžiku, kdy vstupní signál překročí prahovou hodnotu LED # 11, pin # 9 prvního LM3915 klesne o úroveň rovnající se dopřednému napětí LED (1,5 V nebo více) pod VLED.

Tuto situaci okamžitě zachytí komparátor C2, odkazovaný 0,6 V pod VLED. Přiměje výstup C2 k poklesu, vypne výstupní tranzistor Q2 a následně vypne LED # 10.

VLED je detekován prostřednictvím rezistoru 20k připojeného ke kolíku # 11. Malý proud (pod 100 µA), který je přesměrován z LED č. 9, nemá žádný znatelný vliv na intenzitu LED. Dodatečný zdroj proudu na pinu č. 1 udržuje minimálně 100 µA procházející LED # 11 bez ohledu na to, zda je nárůst vstupního signálu dostatečný k vypnutí LED.

To znamená, že pin # 9 prvního LM3915 je udržován dostatečně nízký, takže udržuje LED # 10 vypnutý, zatímco některá z horních LED v pořadí svítí.

Ačkoli 100 µA obvykle nevytváří značný jas LED, může být viditelný jen v případě, že jsou použity vysoce účinné LED diody a v úplné tmě. Pokud to zní nepřijatelně, snadným řešením by bylo přepnutí LED # 11 s odporem 10k.

Pokles infračerveného záření 1 V je vyšší než minimálních 900 mV potřebných k udržení LED č. 10 vypnutých, ale dostatečně malý na to, aby LED č. 11 nevedla nad nežádoucí meze.

Nejnáročnější problém nastává, když dojde ke spotřebě podstatných proudů LED, konkrétně v režimu sloupcového grafu.

Takové proudy, které se pohybují od uzemňovacího kolíku, vedou k poklesům napětí ve vnějším vedení, což způsobuje závady a výkyvy.

Získání vracejících se kabelů ze signálních portů, uzemnění a ze spodní strany řetězce rezistorů do jedné společné svorky, která může být nejblíže ke kolíku # 2, se stává ideálním přístupem.

Rozšířené připojení vodičů od VLED k běžným LED anodám může vyvolat oscilace. Na základě závažnosti problému lze použít oddělovací kondenzátory 0,05 µF až 2,2 µF mezi běžnou anodou LED a pinem č. 2.

To pomáhá tlumit všechny vyvinuté oscilace. Pokud je vedení napájecího zdroje anody LED nedostupné, prokáže se identické oddělení mezi vývody č. 1 a vývodem č. 2 právě pro zrušení rušení.

Ztráta výkonu

Je třeba vzít v úvahu ztrátový výkon, zejména v barovém režimu. Například s napájením 5 V a všemi LED nastavenými pro práci s proudem 20 mA lze očekávat, že se část ovladače LED integrovaného obvodu rozptýlí přes 600 mW.

V takových případech lze použít 7,5Ω rezistor v sérii s napájecím vedením LED, což může pomoci snížit úroveň rozptylu na polovinu původní hodnoty. Záporný konec tohoto rezistoru musí být vyztužen kondenzátorem tantalu s bypassem 2,2 µF s vývodem # 2.

Kaskádové integrované obvody LM3915

Pro použití zobrazovacích signálů s dynamickým rozsahem 60 dB nebo 90 dB může být nutné kaskádovat několik integrovaných obvodů LM3915 dohromady.

Přímou a dostupnou metodou kaskády několika LM3915 by bylo opravit referenční napětí dvou integrovaných obvodů o 30 dB od sebe, jak je uvedeno v.

Potenciometr R1 se používá k okrajové regulaci plného rozsahu napětí prvního IC LM3915 na 316 mV, zatímco referenční hodnota druhého IC je naplánována na 10 V pomocí R4.

Nevýhodou této techniky je, že prahová hodnota zapnutí LED č. 1 je pouze 14 mV a vzhledem k tomu, že LM3915 může mít offsetové napětí až 10 mV, může dojít k podstatným chybám.

Tato metoda se absolutně nedoporučuje pro 60 dB displeje vyžadující slušnou přesnost při několika počátečních prahových hodnotách zobrazení.

Vynikající technika zobrazená na níže uvedeném obrázku udržuje referenční hodnotu na 10 V pro každý ze dvou integrovaných obvodů LM3915 a zvyšuje vstupní signál na nižší LM3915 o 30 dB. Vzhledem k tomu, že pár 1% rezistorů je schopen fixovat zesílení zesilovače na ± 0,2 dB, je potřeba redukce zesílení zbytečná.

Napětí offsetu 5 mV operační zesilovač by však mohlo být schopné změnit první mez přepínání LED asi o 4 dB, což vyžaduje ořezávání offsetu.

Nezapomeňte, že pouze jedna úprava může pomoci zrušit offset přes dva přesný usměrňovač spolu s fází zisku 30 dB.

Na druhou stranu, spíše než zesilovat, vstupní signály přiměřeně vysoké amplitudy by mohly být dodávány přímo do spodní LM3915 a následně zeslabeny o 30 dB, aby se tlačil na 2. LM3915 IC.

Aplikační obvody LM3915

Půlvlnný detektor špiček

Nejlepší způsob, jak vystavit AC signál přes IC LM3915, je implementovat jej přímo na pin 5 nerektifikovaný. Protože rozsvícená LED označuje okamžitou velikost aplikovaného tvaru vlny AC, je možné určit maximální i průměrnou hodnotu zvukových signálů stejnou metodou.

LM3915 dobře reaguje na kladné půlcykly, ale nepoškodí žádné vstupní signály až o ± 35 V (nebo dokonce až o ± 100 V, pokud se použije sériově se vstupním signálem odpor 39 k).

Doporučuje se, abyste obvod provozovali v režimu DOT a umožnili každé LED odebírat 30 mA, abyste získali optimální jas nastavení.

K detekci střední hodnoty střídavého proudu nebo k detekci špiček bude nutná oprava signálu.

Pokud je LM3915 nastaven na plný napěťový dělič napětí 10 V napříč svým děličem napětí, bude prahová hodnota spínání pro první LED pouze 450 mV. Běžný usměrňovač křemíkové diody nemusí fungovat efektivně na nižších úrovních kvůli prahu diody 0,6 V.

Půlvlnový špičkový detektor na výše uvedeném obrázku využívá před diodou sledovač emitorů PNP. Vzhledem k tomu, že napětí báze-emitoru tranzistoru blokuje posun diody v rozsahu kolem 100 mV, metoda funguje dostatečně dobře s jednotlivými aplikacemi LM3915 s displejem 30 dB.

Více aplikačních obvodů

Ve skutečnosti existuje obrovské množství obvodových aplikací, které můžete vytvořit pomocí IC LM3915. Několik z nich jsem již prodiskutoval na této webové stránce, na kterou se můžete obrátit návštěvou TADY :

Lidi, toto byl krátký popis vysvětlující datový list a podrobnosti o pinu IC LM3915. Máte-li jakékoli další pochybnosti, dejte nám prosím vědět do níže uvedeného pole pro komentář, pokusíme se vás kontaktovat nejdříve.

Reference

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

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