LM3915 IC-datablad, Pinout, applikationskretsar

Om du har svårt att förstå hur du använder en LM3915 IC, kommer den här artikeln att hjälpa dig att enkelt konstruera önskad tillämplig krets med hjälp av denna IC. Här kommer vi att diskutera databladet för IC LM3915, dess pinout-funktioner, dess huvudsakliga elektriska specifikationer och några användbara applikationskretsar.

Allmän beskrivning

LM3915 är en monolitisk IC utformad för att känna av analoga spänningssignaler och producera en inkrementell eller sekventiell logisk omkoppling över dess 10 utgång.

Inidicating-enheter som LED-lampor, LCD- eller vaccumdisplayer kan anslutas med dessa utgångar för att få en motsvarande visuell indikation som svar på den varierande analoga ingångssignalen.

IC: n har en pinout för att ange om utgångslamporna kommer att ordnas individuellt (punktläge) eller i form av ett stapeldiagram.

Lysdioden kan anslutas utan begränsande motstånd eftersom IC inkluderar intern programmerbar strömreglering för de 10 utgångarna.

IC-kretsen, inklusive alla de 10 lysdioderna, kan manövreras med så låg som 3V-matning och upp till 25V.

IC har en anpassningsbar spänningsreferens och en exakt 10-stegs spänningsdelare. Ingångsbufferten med hög impedans kan matas med analoga spänningar från 0V till + 1,5V.

Vidare är ingångarna väl skyddade mot signaler upp till intervallet ± 35V.

Ingångsbufferten kör 10 opamp-komparatorer som alla refereras till precisionsdelningsnätverket. Systemets noggrannhetsnivå ligger normalt i närheten av 1 dB.

LM3915: s 3 dB / steg-display är byggd för att ta emot insignaler med brett dynamiskt omfång. Ingången kan till exempel vara i form av ljud- eller musiksignal, varierande ljusintensitet eller vibrationselektricitet.

Ljudapplikationer kan vara i form av medel- eller toppnivåindikatorer, effektmätare och RF-signalstyrkemätare.

Uppgradering av traditionell analog VU-mätare med en LM3915 baserat LED-stapeldiagram ger ett bättre upplyst svar, en hållbar skärm med förbättrat synfält som möjliggör bättre tolkning av insignalen.

LM3915 är väldigt enkel att använda. Förutom de tio lysdioderna kan du till och med använda en 1,2 V full-skala-avböjningsmätare med bara ett motstånd.

Ett annat separat motstånd ställer in hela skalningsområdet mellan 1,2V och 12V oavsett matningsspänningsvärde. Ljusstyrkan på LED-lampan kan enkelt kontrolleras med en enda extern kruka.

Typisk LM3915 kretskonfiguration

Följande bild visar hur IC LM3915 kan ställas in i sitt mest typiska eller grundläggande funktionsläge.

Om du är en ny hobbyman och vill konfigurera pinouts för IC LM3915 eller LM3914 snabbt för att få de åtgärder som krävs, kan följande diagram användas. Pinout-detaljerna förklaras nedan:

stift # 10, stift # 11, stift # 12, stift # 13, stift # 14, stift # 15, stift # 16, stift # 17, stift # 18 och stift # 1 = Alla är utgångar för LED-anslutning. LED-lampor behöver inte ha ett externt motstånd, men helst måste LED-matningsledningen vara begränsad till 5V för att hålla avledningen på undersidan.

Stift nr 3 är VDD eller den positiva matningsingången för IC, som kan ta vilken matning som helst mellan 3V och 25V, men jag rekommenderar att du använder 5V för att hålla LED-avledningen på undersidan.

Stift nr 8 är Vss eller markens (negativa) matningsstift för IC.

Stift nr 6 och stift nr 7 kan sammanfogas och avslutas till jordlinjen via ett 1K-motstånd.

Stift nr 5 måste konfigureras som visas i ovanstående diagram genom en 10k förinställning och en kondensator. Denna förinställning kan justeras för att ställa in LED-belysningsområdet i full skala beroende på insignalens styrka.

Stift nr 9 kan lämnas oanslutet (öppet) eller anslutet till + matningsledningen. När de inte är anslutna ser LED-lamporna upp eller ner individuellt som en löpande 'DOT' och kallas därför DOT-läge. När stift nr 9 är anslutet till den positiva linjen, liknar LED-sekvensen en upp / ner rörlig upplyst stapel, därmed kallad stapelläge.

När detta är klart handlar det bara om att mata in insignalen och titta på lysdiodernas underbara rörelse enligt varierande insignal eller musikamplitud

Absolut högsta betyg

Det absoluta maximala värdet på LM3915 anger den maximala spännings- och strömparametern som enheten får hantera.

• Matningsspänning = 25V
• Utgångsförsörjning på lysdioderna om du använder en separat matning här = 25V (samma som ovan)
• Maximalt ingångssignalområde = +/- 35V
• Avdelningsreferensspänning = -100mV till matningsnivå.
• Effektförlust = 1365 mW

Intern layout för IC

Följande diagram visar den interna layouten för IC. Vi kan se hur opam-jämförarna är anordnade för att behandla insignalen vid stift nr 5. Referensen vid stift nr 7 appliceras i stegvis ordning över opamp-icke-inverterande ingångar genom ett motståndsavdelningsnätverk av stege.

Funktionsbeskrivning

Ovanstående grundläggande LM3915-blockschema ger den allmänna uppfattningen om kretsens funktion. En högingångsimpedansspänningsföljdsbuffert svarar på ingångsstiftets 5-signaler.

Denna pinout är skyddad mot överspännings- och omvänd polaritetssignaler. Signalen från bufferten går sedan till en grupp om 10 jämförare.

Var och en av dessa opamps är förspända till en ökande referensnivå genom motståndsavdelningsserien. I bilden ovan är motståndsnätet kopplat till den interna 1.25V referensspänningen.

Här utlöses en omkopplare i komparatornivån för varje 3 dB stigning i insignalen som orsakar att respektive lysdiod rör sig och sekvenseras i enlighet därmed, vilket tolkar signalresponsen.

Denna interna motståndsdelare kan manövreras med en potential på 0 - 2 volt vid stift nr 5, via ett externt resistivt delningsnätverk.

INTERN SPÄNNHÄNVISNING

Referensspänningen för IC LM3915 är avsedd att vara variabel så att den bygger upp en liten 1,25 V över REF OUT (stift nr 7) och REF ADJ (stift nr 8).

Referensspänningen implementeras över motståndet R1 som kan ändras enligt önskemål. Eftersom vi har en konstant matningsspänning tillåts en konstant ström I1 att röra sig genom utgångsinställningsmotståndet R2 vilket möjliggör en utspänning på:

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

Strömmen som tas in av referensspänningsstiftet # 7 bestämmer mängden LED-ström. Vi kan förvänta oss cirka tio gånger denna ström som kan tillåtas förbrukas av varje upplyst utgångslampa.

Denna ström är mer eller mindre konstant oavsett variationer i matningsspänning och temperaturförändringar. Ström som används av den interna 10-motståndsdelaren och den externa ström- och spänningsinställningsdelaren måste beaktas vid beräkning av LED-drivström.

IC ger en funktion för att modulera LED-ljusstyrka i realtid eller som svar på ingångsspänningsvariationer och andra signaler. Detta gör det möjligt att inkludera många innovativa skärmar eller alternativ för att producera överspänningar, larm etc.

Utgångarna från LM3915 är alla internt styrda NPN BJT-buffertar som visas nedan.

En intern återkopplingskrok begränsar transistorn från nuvarande situationer. Utgångsströmmen för lysdioderna är fixerad till ungefär 10 gånger referensbelastningsströmmen, oberoende av variationer i utspänningen tills naturligtvis transistorerna inte är mättade med hög ingångsförsörjning.

Hur man använder MODE-stift nr 9

Denna stift är konfigurerad för att genomdriva två funktioner. Se följande förenklade blockschema.

VAL AV DOT- eller BAR-LÄGE

När stift nr 9 är ansluten till + matningsledningen (eller mellan -100mV och matningsnivå) känner komparatorn C1 detta och ställer in utgången i stapeldiagramläget. I detta läge svarar alla lysdioderna på ett upplyst 'bar' -liknande sätt som rör sig upp / ner som svar på de olika signalerna vid stift nr 5.

Om stift nr 9 är frånkopplat, ställs utgångarna i 'DOT'-läge. Det betyder att lysdioderna följer upp / ner individuellt en i taget, vilket ger en pulserande upplyst DOT eller ett punktliknande utseende.

Det grundläggande sättet att konfigurera stift nr 9 är att antingen hålla den öppen eller inte ansluten för implementering av punktläge eller ansluta den för att mata V + för implementering av stapelläget.

Vid drift av stångläge ska stift nr 9 anslutas direkt med stift nr 3. LED + -linjen som levererar stora strömmar till LED-kedjan ska inte användas med stift nr 9 så att stora IR-droppar hålls borta från denna stift.

För att säkerställa att utgångs-LED-displayen fungerar korrekt när mer än en LM3915s är kaskad i punktläge, speciella kretsar inbyggda så att lysdioden vid stift nr 10 stängs av för den första LM3915 IC vid momenet när LED # 1 i andra LM3915 är PÅ.

Utformningen för kaskad LM3915 IC tillsammans i dot-läge kan bevittnas nedan.

Under förutsättning att ingångssignalspänningen ligger under tröskeln för den andra LM3915 förblir LED # 11 avstängd. Stift nr 9 i den första LM3915 upplever därmed en effektiv öppen krets som får IC till att köra i punktläge.

Men när insignalen passerar över tröskeln för LED # 11, tappas stift # 9 i den första LM3915 med en nivå som är lika med LED: s framspänning (1,5 V eller mer) under VLED.

Denna situation hämtas omedelbart av komparatorn C2, refererad till 0,6 V under VLED. Det tvingar C2-utgången att bli låg, stänger av utgångstransistorn Q2 och slår därefter AV LED 10.

VLED detekteras genom motståndet 20k anslutet till stift nr 11. Den lilla strömmen (under 100 µA) som omdirigeras från lysdiod nr 9 ger ingen igenkännbar effekt på lysdiodsintensiteten. En ytterligare strömkälla vid stift nr 1 upprätthåller ett minimum av 100 µA genom LED # 11 oavsett om ingångssignalstegningen räcker eller inte för att stänga av lysdioden.

Detta innebär att stift nr 9 i den första LM3915 hålls tillräckligt låg så att den håller LED # 10 avstängd medan någon av de övre lysdioderna i sekvensen lyser.

Även om 100 µA vanligtvis inte skapar en betydande LED-ljusstyrka, kan det vara tillräckligt synligt om högeffektiva lysdioder används och i totalt mörker. Om detta låter oacceptabelt skulle det enkla botemedlet vara att shunta LED # 11 med ett 10k-motstånd.

IR-fallet på 1 V är högre än det minsta 900 mV som krävs för att lysdioden 10 ska vara avstängd, men tillräckligt liten för att lysdioden # 11 inte ska leda över oönskade gränser.

Den mest utmanande frågan uppstår när stora LED-strömmar råkar konsumeras, särskilt i stapeldiagramläge.

Sådana strömmar som rör sig bort från jordstiftet leder till spänningsfall inom yttre ledningar, vilket orsakar problem och svängningar.

Att få tillbaka kablarna från signalportar, jordreferenser och från undersidan av motståndskedjan till en enda gemensam terminal som kan vara närmast stift nr 2 blir ett idealiskt tillvägagångssätt.

Förlängda trådanslutningar från VLED mot de vanliga LED-anoderna kan utlösa svängningar. Baserat på hur allvarligt problemet är att 0,05 µF till 2,2 µF frikopplingskondensatorer kan användas mellan LED-anod gemensam och stift nr 2.

Detta hjälper till att dämpa alla utvecklade svängningar. Om ledningsnätet inte kan nås, är identisk frikoppling över stift nr 1 till stift nr 2 tillräckligt för att avbryta störningen.

Effektförlust

Strömförlust, särskilt i stapelläge, måste tas med i beräkningen. Till exempel, med en 5V strömförsörjning och alla lysdioder som är inställda på att arbeta med 20 mA ström, kan LED-drivsektionen på IC förväntas försvinna över 600 mW.

I sådana fall kan ett 7,5Ω motstånd användas i serie med LED-matningsledningen, vilket kan hjälpa till att sänka avledningsnivån till hälften av det ursprungliga värdet. Den negativa änden av detta motstånd måste förstärkas med en 2,2 µF fast tantal-förbikopplingskondensator med stift nr 2.

CASCADING LM3915 IC

För att använda visningssignaler på 60 dB eller 90 dB dynamiskt område kan du behöva några LM3915 IC-enheter kaskad tillsammans.

En enkel, prisvärd metod för att kaskadera ett par LM3915s skulle vara att fixera referensspänningarna för de två IC: erna 30 dB isär som anges i.

Potentiometer R1 används för att reglera fullskalsspänningen för den första LM3915 IC till 316 mV marginellt medan den andra IC-referensen är planerad till 10V med R4.

Nackdelen med denna teknik är att omkopplarens PÅ-tröskel för LED # 1 bara är 14 mV och med tanke på att LM3915 kan ha en förskjuten spänning på upp till 10 mV, kan stora fel inträffa.

Denna metod rekommenderas absolut inte för 60 dB-skärmar som kräver anständig precision vid de få initiala visningströsklarna.

En överlägsen teknik som visas i figuren nedan håller referensen vid 10V för var och en av de två LM3915 IC: erna och ökar insignalen till den nedre LM3915 med 30 dB. Med tanke på att ett par 1% motstånd kan fixera förstärkarförstärkningen till ± 0,2 dB blir behovet av en förstärkningsminskning onödigt.

En 5 mV opamp-offset-spänning kan dock ändra den första LED-omkopplingsgränsen med cirka 4 dB, vilket kräver en offset-trimning.

Kom ihåg att bara en justering kan hjälpa till att upphäva förskjutningen över de två precisionslikriktaren tillsammans med förstärkningssteget på 30 dB.

Å andra sidan, i stället för att förstärka, kunde ingångssignaler med rimligt hög amplitud matas direkt till den nedre LM3915 och därefter dämpas med 30 dB för att skjuta den andra LM3915 IC.

LM3915 Applikationskretsar

Half-Wave Peak Detector

Det bästa sättet att visa en växelströmssignal via IC LM3915 är att implementera den direkt till stift 5 omärkt. Eftersom den lysande lysdioden anger den momentana storleken på den applicerade växelströmsvågformen blir det möjligt att bestämma både maximi- och medelvärden för ljudsignaler i samma metod.

LM3915 svarar bra på positiva halvcykler specifikt men kommer inte att skada några insignaler så mycket som ± 35V (eller till och med långt upp till ± 100V om ett 39k-motstånd används i serie med insignalen).

Det rekommenderas att du använder kretsen i DOT-läge och låter varje LED dra 30mA för att få optimal ljusstyrka från inställningen.

För att detektera medelvärdet för växelströmmen eller för toppdetektering krävs korrigering av signalen.

Om en LM3915 är inställd med 10V full skala över sin spänningsdelare, är omkopplingströskeln för den första lysdioden bara 450 mV. En vanlig kiseldiodlikriktare fungerar kanske inte effektivt vid de lägre nivåerna på grund av 0,6 V-diodtröskeln.

Halvvågstoppdetektorn i ovanstående figur använder en PNP-emitterföljare före dioden. På grund av det faktum att transistors bas-emitter-spänning blockerar diodförskjutningen i intervallet cirka 100 mV, fungerar metoden tillräckligt bra med enstaka LM3915-applikationer som använder en 30 dB-skärm.

Fler applikationskretsar

Det finns faktiskt ett stort antal kretsapplikationer som du kan bygga med IC LM3915. Jag har redan diskuterat en handfull av dem på den här webbplatsen, som du kan hänvisa till genom att besöka HÄR :

Så folkens detta var en kort beskrivning som förklarade databladet och information om IC LM3915. Om du har några ytterligare tvivel, vänligen meddela oss genom kommentarfältet nedan, vi försöker kontakta oss tidigast.

Referenser

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

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