LM3915 IC-datablad, pinout, applikationskredsløb

Hvis du har problemer med at forstå, hvordan du bruger en LM3915 IC, vil denne artikel hjælpe dig med let at konstruere et hvilket som helst relevant kredsløb ved hjælp af denne IC. Her vil vi diskutere databladet for IC LM3915, dens pinout-funktioner, dets vigtigste elektriske specifikationer og også et par nyttige applikationskredsløb.

Generel beskrivelse

LM3915 er en monolytisk IC designet til at registrere analoge spændingssignaler og producere en inkrementel eller sekventiel logisk skift på tværs af dens 10 output.

Inidicating devices kan lide LED'er, LCD- eller vaccum-skærme kan tilsluttes med disse udgange for at opnå en tilsvarende visuel indikation som reaktion på det forskellige analoge indgangssignal.

IC'en har en pinout til at angive, om output-LED'erne vil sekventeres individuelt (dot-tilstand) eller i form af et søjlediagram.

LED'en kan tilsluttes uden at begrænse modstande, da IC inkluderer intern programmerbar strømregulering for de 10 udgange.

IC-kredsløbet inklusive alle de 10 lysdioder kan betjenes ved så lavt som 3V forsyning og op til 25V.

IC'en har en tilpasningsbar spændingsreference og en præcis 10-trins spændingsdeler. Indgangsbufferen med høj impedans kan tilføres med analoge spændinger fra 0V til inden for + 1,5V.

Yderligere er indgangene godt beskyttet mod signaler op til området ± 35V.

Inputbufferen kører 10 opamp-komparatorer, som alle henvises til præcisionsdelernetværket. Systemets nøjagtighedsniveau ligger normalt i nærheden af ​​1 dB.

LM3915's 3 dB / trin display er bygget til at acceptere indgangssignaler med bredt dynamisk område. For eksempel kan indgangen være i form af lyd- eller musiksignal, varierende lysintensitet eller vibrationselektricitet.

Audioapplikationer kan være i form af gennemsnits- eller topniveauindikatorer, effektmålere og RF-signalstyrkemålere.

Opgradering af traditionel analog VU-målere med en LM3915 baseret LED-søjlediagram giver et bedre belyst svar, en holdbar skærm med forbedret synsfelt, der muliggør bedre fortolkning af indgangssignalet.

LM3915 er meget enkel at bruge. Ud over de ti lysdioder kan du endda bruge en 1,2 V fuldskala-afbøjningsmåler med kun en modstand.

En anden separat modstand opretter fuldskalaområdet mellem 1,2V og 12V uanset forsyningsspændingsværdien. Lysstyrken på LED'en kan let styres med en enkelt ekstern potte.

Typisk LM3915 kredsløbskonfiguration

Det følgende billede viser, hvordan IC LM3915 kan konfigureres i sin mest typiske eller grundlæggende funktionelle tilstand.

Hvis du er en ny hobby og ønsker at konfigurere pinouts af IC LM3915 eller LM3914 hurtigt for at få de nødvendige handlinger, kan følgende diagram bruges. Pinout-detaljerne forklares nedenfor:

pin nr. 10, pin nr. 11, pin nr. 12, pin nr. 13, pin nr. 14, pin nr. 15, pin nr. 16, pin nr. 17, pin nr. 18 og pin nr. 1 = Alle er udgange til LED-forbindelse. LED'er har ikke brug for en ekstern modstand, men helst skal LED-forsyningsledningen begrænses til 5V for at holde spredningen på undersiden.

Pin # 3 er VDD eller den positive forsyningsindgang til IC, som kan tage enhver forsyning mellem 3V og 25V, men jeg anbefaler at bruge 5V for at holde LED-spredningen på undersiden.

Stift nr. 8 er Vss eller jorden (negativ) forsyningsstift på IC.

Stift nr. 6 og stift nr. 7 kan sammenføjes og afsluttes til jordlinjen via en 1K modstand.

Pin # 5 skal konfigureres som vist i ovenstående diagram gennem en 10k forudindstilling og en kondensator. Denne forudindstilling kan justeres til at indstille LED-belysningsområdet i fuld skala afhængigt af indgangssignalets styrke.

Pin nr. 9 kan efterlades uden forbindelse (åben) eller forbundet med + forsyningsledningen. Når de ikke er tilsluttet, lyser LED'erne op / ned individuelt og ser ud som en kørende 'DOT' og kaldes derfor DOT-tilstand. Når pin nr. 9 er forbundet til den positive linje, ligner LED-sekvensen en op / ned bevægelig belyst bjælke, deraf kaldet bjælketilstand.

Når dette er gjort, handler det bare om at fodre indgangssignalet og se den vidunderlige bevægelse af lysdioderne som pr varierende indgangssignal eller musikamplituder

Absolutte maksimale vurderinger

Den absolutte maksimale rating på LM3915 angiver den maksimale spændings- og strømparameter, som enheden har tilladelse til at håndtere.

• Forsyningsspænding = 25V
• Outputforsyning på lysdioderne, hvis du bruger en separat forsyning her = 25V (samme som ovenfor)
• Maksimalt indgangssignalområde = +/- 35V
• Opdelingsreferencespænding = -100mV til forsyningsniveau.
• Effektdissipation = 1365 mW

Intern layout af IC

Følgende diagram viser det interne layout af IC. Vi kan se, hvordan opam-komparatorerne er arrangeret til behandling af indgangssignalet ved pin # 5. Henvisningen ved pin nr. 7 blev anvendt i en inkrementel rækkefølge over opamp-ikke-inverterende indgange gennem et modstandsdelernetværk af stigen.

Funktionel beskrivelse

Ovenstående grundlæggende LM3915 blokdiagram giver den generelle opfattelse af kredsløbets funktion. En høj-input impedans spændingsfølgerbuffer reagerer på input pin # 5 signalerne.

Denne pinout er sikret mod overspænding og omvendt polaritetssignaler. Signal fra buffer går derefter til en gruppe på 10 komparatorer.

Hver af disse opamper er forudindtaget til et stigende referenceniveau gennem modstandsdelerserien. På billedet ovenfor er modstandsnetværket forbundet med den interne 1,25V referencespænding.

Her udløses for hver 3 dB stigning i indgangssignalet en switch i komparatorniveau, der får den respektive LED til at bevæge sig og sekvensere i overensstemmelse hermed og fortolker signalresponset.

Denne interne modstandsdeler kunne betjenes med potentialet 0-2 volt ved pin nr. 5 gennem et eksternt resistivt divideringsnetværk.

INDRE SPÆNNINGSREFERENCER

Referencespændingen til IC LM3915 er beregnet til at være variabel, så den opbygger en lille 1,25 V over REF OUT (pin nr. 7) og REF ADJ (pin nr. 8).

Referencespændingen implementeres på tværs af modstanden R1, som kan ændres efter præference. Da vi har en jævnstrømsforsyning med konstant forsyning, får en konstant strøm I1 lov til at bevæge sig gennem udgangsindstillingsmodstanden R2, hvilket muliggør en udgangsspænding på:

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

Strømmen optaget af referencespændingsstift nr. 7 bestemmer mængden af ​​LED-strøm. Vi kan forvente omkring 10 gange denne strøm, som muligvis kan forbruges af hver belyst udgangs-LED.

Denne strøm er mere eller mindre konstant uanset forsyningsspændingsvariationer og temperaturændringer. Strøm, der bruges af den interne 10-modstandsdeler, og den eksterne strøm- og spændingsindstillingsdeler skal tages i betragtning ved beregning af LED-drevstrøm.

IC giver en funktion til modulering af LED-lysstyrke i realtid eller som reaktion på indgangsspændingsvariationer og andre signaler. Dette muliggør inkludering af mange innovative skærme eller muligheder for at producere indgangsspændinger, alarmer osv.

Udgangene fra LM3915 er alle internt strømstyrede NPN BJT-buffere som vist nedenfor.

En intern feedbackkrog begrænser transistoren fra aktuelle situationer. Udgangsstrømmen for lysdioderne er fastgjort til ca. 10 gange referencebelastningsstrømmen, uanset variationer i udgangsspændingen, indtil transistorer naturligvis ikke er mættet med høj indgangsforsyning.

Sådan bruges MODE Pin # 9

Denne pin er konfigureret til at håndhæve to funktioner. Se følgende forenklede blokdiagram.

VALG AF DOT ELLER BAR-TILSTAND

Når pin nr. 9 er forbundet til + forsyningsledningen (eller mellem -100mV og forsyningsniveau), registrerer komparatoren C1 dette og indstiller output i søjlediagramtilstand. I denne tilstand reagerer alle lysdioder på en oplyst 'bar' -lignende måde, der bevæger sig op / ned som svar på de forskellige signaler ved pin nr. 5.

Hvis pin nr. 9 ikke er tilsluttet, indstilles udgangene i 'DOT' -tilstand. Betydning af LED'ernes rækkefølge op / ned individuelt en ad gangen, hvilket giver en pulserende belyst DOT eller et punktlignende udseende.

Den grundlæggende måde at konfigurere pin nr. 9 på er enten at holde den åben eller ikke tilsluttet til implementering af dot-tilstand eller tilslutte den til at levere V + til implementering af bar-mode.

I betjening af stangtilstand skal pin nr. 9 straks tilsluttes med pin nr. 3. LED + -linien, der leverer store strømme til LED-kæden, bør ikke bruges med pin nr. 9, så store IR-dråber holdes væk fra denne pin.

For at sikre, at output-LED-displayet fungerer korrekt, når mere end en LM3915s er kaskaderet i dot-tilstand, specielt kredsløb indbygget, så LED på pin nr. 10 slukker for den første LM3915 IC ved momenet, når LED # 1 i andet LM3915 er tændt.

Designet til kaskadering af LM3915 ICs sammen i dot-tilstand kan ses nedenfor.

Under forudsætning af, at indgangssignalspændingen er under tærsklen for den anden LM3915, forbliver LED # 11 slukket. Pin # 9 i den første LM3915 oplever derfor et effektivt åbent kredsløb, der får IC til at køre i dot-tilstand.

Imidlertid falder det øjeblik, hvor indgangssignalet krydser over tærsklen for LED # 11, pin # 9 i den første LM3915 med et niveau svarende til LED's fremadspænding (1,5V eller mere) under VLED.

Denne situation bliver øjeblikkeligt afhentet af komparator C2, henvist til 0,6 V under VLED. Det tvinger C2-udgangen til at gå lavt og slukker for udgangstransistoren Q2 og slukker derefter for LED # 10.

VLED detekteres gennem modstanden 20k, der er fastgjort til pin # 11. Den lille strøm (under 100 µA), som omdirigeres fra LED nr. 9, frembringer ingen genkendelig effekt på LED'ens intensitet. En yderligere strømkilde ved pin nr. 1 opretholder et minimum på 100 µA, der løber gennem LED # 11, uanset om indgangssignalstigningen er tilstrækkelig til at slukke for LED'en.

Dette betyder, at pin nr. 9 i den første LM3915 holdes tilstrækkelig lav, så den holder LED nr. 10 slukket, mens nogen af ​​de øverste LED'er i sekvensen lyser.

Selvom 100 µA normalt ikke skaber betydelig LED-lysstyrke, kan det være synligt lige nok, hvis der anvendes højeffektive LED'er og i totalt mørke. Hvis dette lyder uacceptabelt, ville det lette middel være at shunt LED # 11 med en 10k modstand.

IR-faldet på 1 V er højere end det nødvendige 900 mV for at holde LED nr. 10 slukket, men lille nok til at sikre, at LED nr. 11 ikke leder over uønskede grænser.

Det mest udfordrende problem opstår, når der sker forbrug af væsentlige LED-strømme, specielt i søjlediagramtilstand.

Sådanne strømme, der bevæger sig væk fra jordstiften, fører til spændingsfald i ydre ledninger, hvilket forårsager fejl og udsving.

At få returkablerne fra signalporte, jordreferencer og fra undersiden af ​​modstandskæden til en enkelt fælles terminal, der kan være tættest på pin nr. 2, bliver en ideel tilgang.

Udvidede ledningsforbindelser fra VLED mod de almindelige LED-anoder kan udløse svingninger. Baseret på hvor alvorligt problemet er, kan der anvendes 0,05 µF til 2,2 µF afkoblingskondensatorer mellem LED-anode fælles og pin nr. 2.

Dette hjælper med at dæmpe eventuelle udviklede svingninger. Hvis ledningsføring af LED-anodeforsyning ikke kan nås, viser identisk afkobling over pin nr. 1 til pin nr. 2 sig tilstrækkelig til at afbryde interferensen.

Effekttab

Strømafbrydelse, specifikt i bar-tilstand, skal tages i betragtning. For eksempel, med en 5V forsyning og alle lysdioder indstillet til at arbejde med 20 mA strøm, kan LED-driversektionen på IC forventes at sprede sig over 600 mW.

I tilfælde som dette kan en 7,5Ω modstand bruges i serie med LED-forsyningslinjen, hvilket kan hjælpe med at nedbringe spredningsniveauet til halvdelen af ​​den oprindelige værdi. Den negative ende af denne modstand skal forstærkes med en 2,2 µF fast tantal-bypass-kondensator med pin nr. 2.

CASCADING LM3915 IC'er

Til brug af displaysignaler på 60 dB eller 90 dB dynamisk område kan det være nødvendigt, at et par LM3915 IC'er kaskades sammen.

En ligetil, overkommelig metode til at kaskade et par LM3915s ville være at fastgøre referencespændingerne på de to IC'er med 30 dB fra hinanden som angivet i.

Potentiometer R1 anvendes til at regulere spændingen i fuld skala af den første LM3915 IC til 316 mV marginalt, mens den anden IC's reference er planlagt til 10V med R4.

Ulempen ved denne teknik er, at tændtærsklen for LED nr. 1 kun er 14 mV, og i betragtning af at LM3915 kan have en forskydningsspænding på op til 10 mV, kan der forekomme betydelige fejl.

Denne metode anbefales absolut ikke til 60 dB-skærme, der kræver anstændig præcision ved de få indledende skærmtærskler.

En overlegen teknik vist i nedenstående figur holder referencen på 10V for hver af de to LM3915 IC'er og øger indgangssignalet til den nedre LM3915 med 30 dB. Da et par 1% modstande er i stand til at fastgøre forstærkerforstærkningen ved ± 0,2 dB, bliver behovet for en forstærkningsreduktion unødvendigt.

Imidlertid kan en 5 mV opamp offset-spænding muligvis ændre den første LED-switchgrænse med omkring 4 dB, hvilket nødvendiggør en offset-trimning.

Husk, at kun en justering kan hjælpe med at ophæve forskydningen på tværs af præcisionsretteren sammen med 30 dB forstærkningstrinnet.

På den anden side kunne indgangssignaler med rimelig høj amplitude i stedet for at forstærke leveres lige til den nedre LM3915 og derefter svækkes med 30 dB for at skubbe 2. LM3915 IC.

LM3915 Applikationskredsløb

Half-Wave Peak Detector

Den bedste måde at udstille et vekselstrømsignal gennem IC LM3915 er at implementere det direkte til pin 5, som ikke er korrigeret. Da den lysende LED indikerer den øjeblikkelige størrelse af den anvendte AC-bølgeform, bliver det muligt at bestemme både maksimums- og gennemsnitsværdier for lydsignaler i samme metode.

LM3915 reagerer godt på positive halvcyklusser specifikt, men vil ikke blive beskadiget nogen indgangssignaler så meget som ± 35V (eller endda langt op til ± 100V, hvis en 39k modstand bruges serie med indgangssignalet).

Det tilrådes, at du betjener kredsløbet i DOT-tilstand og tillader hver LED at trække 30mA for at få optimal lysstyrke fra opsætningen.

For at detektere middelværdien af ​​vekselstrømmen eller for spidsdetektering kræves udbedring af signalet.

Hvis en LM3915 er konfigureret med 10V fuld skala på tværs af sin spændingsdeler, er skiftetærsklen for den første LED kun 450 mV. En almindelig siliciumdiode ensretter fungerer muligvis ikke effektivt på de lavere niveauer på grund af 0,6 V diodetærsklen.

Halvbølgetopdetektoren i ovenstående figur anvender en PNP-emitter-tilhænger foran dioden. På grund af det faktum, at transistorens base-emitter spænding blokerer diode offset i området omkring 100 mV, fungerer metoden godt nok med enkelt LM3915 applikationer ved hjælp af en 30 dB skærm.

Flere applikationskredsløb

Der er faktisk et stort antal kredsløbsapplikationer, som du kan bygge ved hjælp af IC LM3915. Jeg har allerede diskuteret en håndfuld af dem på dette websted, som du kan henvise til ved at besøge HER :

Så folkens, dette var en kort beskrivelse, der forklarede databladet og pinout-detaljerne for IC LM3915. Hvis du er i tvivl, så giv os besked via kommentarfeltet nedenfor, vi prøver tidligst at komme i kontakt.

Referencer

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

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