LM10 Op Amp -sovelluspiirit - Toimii 1,1 V: n kanssa

LM10 on uraauurtava operatiivinen vahvistin, joka on suunniteltu toimimaan yksipäisistä virtalähteistä, joiden jännite on niinkin alhainen kuin 1,1 V ja jopa 40 V.

Kuten kuviosta 1 voidaan todeta, laite koostuu op-vahvistimesta, tarkasta 200 mV: n kaistavälijänniteohjearvosta ja vertailuvahvistimesta, jotka kaikki on koteloitu yhden 8-napaisen nipun sisään.

Tässä viestissä katsotaan koko kasa toiminnallisia sovelluspiirejä laitteella LM 10.

LM10-perusmääritykset

LM10-op-vahvistimen peruskokoonpano on esitetty seuraavassa kuvassa:

Edellä olevassa piirissä voimme nähdä, että LM10 on kytketty melko epätavallisella tavalla, joka eroaa muista op-vahvistimista.

Tässä lähtö on kytketty positiiviseen linjaan, mikä tarkoittaa, että se katkaisee tai lyhentää positiivisen linjan maalla riippuen tietystä tulokynnyksen havaitsemisesta.

Tämä tarkoittaa myös, että tässä shuntti-säätötilassa positiivinen op-vahvistimelle on syötettävä vastuksen kautta.

Tappi 3, joka on op-vahvistimen ei-invertoiva tulo, on kytketty kiinteään 200 mV: n referenssijännitteeseen mikropiirin referenssinappien 1 ja 8 kautta.

Täten, kun nasta 3 asetetaan kiinteään referenssiin, nasta2 tulee nyt op-vahvistimen detektorituloksi ja sitä voidaan käyttää halutun jännitekynnyksen havaitsemiseen ulkoisesta parametrista.

Kaikki jäljempänä selitetyt LM10-sovelluspiirit perustuvat yllä selitettyyn perustoimintatilaan.

LM10 Op Amp-tarkkuusjännitteen säätöpiirit

Sisäänrakennetun tarkkuusjänniteohjearvon ja op-lampun ansiosta LM10 soveltuu parhaiten jännitesäätimen sovelluksiin. Kuvissa 2 - 9 on esitetty useita tämän lajikkeen käytännön piirejä.

200 mV - 200 V vertailugeneraattori : IC: n sisäänrakennettu referenssi ja vahvistin ovat tottuneet luomaan 200 mV: n ja 20 voltin jännitetasot, jotka kohdistetaan op-vahvistimen tuloon, joka on asetettu jännitteen seuraajana ja parantaa käytettävissä olevaa lähtövirtaa noin 20 mA: iin.

0 - 20 V 1 ampeerin vaihteleva säädin : Kuvassa 3 sisäinen referenssi ja vahvistin kehittävät kiinteän 20 voltin jännitteen, joka syötetään pottiin RV1. Op-amp ja transistori Q1 on kytketty jännitteen seuraajana 0-20 voltin ulostulon vahvistamiseksi virtaan, jonka suuruus on lähellä satoja milliampeereja.

Kiinteä 5 V 20 mA: n säädin : Kuvassa 4 op-amp-tulo erotetaan suoraan 200 mV: n vertailusta 5 voltin ulostulon aikaansaamiseksi.

0 - 5 V säädin : Kuvassa 5 op-amp-tulo hankitaan asettamalla sisäinen 0-200 mV -referenssi 0-5 voltin ulostulon tuottamiseksi.

50 V - 200 V Säädettävä virransyöttö : Kuviot 6 ja 7 esittävät tapaa, jolla LM 10: ää voitaisiin käyttää 'kelluvalla' tavalla tuottamaan suuria lähtöjännitteitä. Huomaa, että kussakin näistä piireistä IC: tä käytetään 'shuntti' -moodissa kuormitusvastuksen R3 kautta siten, että vain pieni määrä volttia syntyy itse LM 10: n yli.

Yksinkertainen Lab virtalähde: Edellä mainittuja käsitteitä voidaan päivittää edelleen rakentamaan täysimittainen 0-50 V: n säädettävä laboratorion virtalähde alla olevan kuvan mukaisesti.

Yllä olevan 250 V: n säätimen oikosulkusuojattu versio voidaan nähdä seuraavasta kaaviosta

5 V Shunt-säätimen piiri: Suora kuva LM 10 -sovelluksesta 5 voltin shunttisäätimessä.

Alla oleva kuva 9 näyttää tarkalleen, kuinka IC voidaan konfiguroida toimimaan negatiivisen jännitteen säätimenä.

Kuva: 9

LM10-tarkkuusjännite- / -virtapiirit

LM10 toimii myös hyvin erilaisissa jännitteestä, virrasta ja vastuksesta riippuvaisissa virhenäyttöpiireissä, joissa on ääni- tai visuaaliset signaalit.

Kuvioissa 10 - 23 on esitetty tämän tyyppisiä malleja. Kuvioissa 10 - 17 piirit op-vahvistinta käytetään perusjännitevertailijana, jonka ulostulo ajaa joko LED-osoittimen tai äänihälytysyksikön sopivan virranrajoittimen vastuksen läpi.

Ylijännitteen ilmaisin: Yllä olevassa kuvassa 10 IC LM10 on konfiguroitu ylijännitteen ilmaisupiiriksi. Tunnistusjännite syötetään op-vahvistimen ei-invertoivaan tapaan # 3, ja nastan 8 referenssijännite generoidaan LM10: n sisäisen jännitteen vertailu- ja vertailuvahvistimella ja syötetään op-lampun kääntötappiin # 2. .

Yllä oleva rakenne voidaan konfiguroida myös seuraavalla vaihtoehtoisella tavalla, joka myös osoittaa ylijännitetilannetta

Alla oleva kuva 11 esittää erilaista strategiaa, jota käytetään tässä ylijännitteen osoittimen piirissä. 200 mV: n vertailu syötetään op-vahvistimen yhteen tulotappiin ja testijännitteen resistiivinen jakajavaihtelu toiseen.

Seuraavassa kuvassa 12 esitetty alijännitteen osoitinpiiri toimii samalla periaatteella, paitsi että op-amp-tulonastan kokoonpano sattuu vaihtamaan keskenään. Molemmille piireille on ominaista, että LM10-syöttöjännitteen on oltava korkeampi kuin suositeltu liipaisujännite.

Alla olevassa kuvassa 13 on erittäin tarkka LED-signaalia tai äänimerkkiä käyttävä alijännitteen ilmaisin. Tuloherkkyys 50k / v.

Kuva 14 (alla): tarkkuus LM10-pohjainen ylijännitteen ilmaisin, joka käyttää LEDiä tai äänihälytysyksikköä, LED alkaa osoittaa, onko ylijännitetilanne vasteena virtaliipaisimelle R1 / R2-risteyksessä.

Tarkka matalan virran osoitinpiiri, joka käyttää op-vahvistinta LM10, on esitetty seuraavassa kuvassa 15, joka valaisee LED- tai summerihälytysyksikön aina, kun R1: n kautta kulkeva virta putoaa alle asetetun kynnystason.

Yleinen lämpö- / valoanturivahvistin: Kuvassa 16 on tarkka tarkkuuspiiri, joka voidaan aktivoida ulkoisen parametrin kautta, esimerkiksi valo- tai lämpötila-antureiden avulla. Näillä antureilla tulisi olla resistiivinen ominaisuus, kuten LDR tai termistori.

Kuvio 1 6

Näissä malleissa resistiivisestä komponentista tulee osa Wheatstone-siltaa, jota ajetaan LM10: n jännitteen vertailuvahvistimen läpi, ja siltalähtöä käytetään kytkemään vertailijana toimiva op-vahvistin päälle. Esitetyissä kuvissa silta saa virtansa 2V2-virtalähteestä.

LM10-kaukosäätimen moduulit

Op-vahvistinta LM10 voidaan käyttää tehokkaasti myös tarkkana kaukokartoituspiirimoduulina, joka voi toimia kuten lämpötila-, valo- ja jännitetunnistimet kaukaisessa paikassa kaukana todellisesta mittalaitteesta. Etäsignaalit siirretään asianmukaisesti suojatuilla kaapeleilla.

Korkean lämpötilan kaukosäädin

Seuraava kuva osoittaa, kuinka LM10 IC voidaan konfiguroida havaitsemaan korkeat lämpötilat luokasta 500-800 celsiusastetta. Piiriä voidaan täten käyttää myös palon vaaran tunnistimena

* Suurin 800 asteen korkean lämpötilan havaitsemiskynnys saavutetaan liittämällä mikropiirin 'tasapainotappi' vertailutappiin.

Etätärinäilmaisin: Seuraava kaavio osoittaa, kuinka IC LM10: ää voitaisiin käyttää tärinäanturimoduulin valmistamiseen. Anturi voi olla a pietso anturi tai vastaava.

Etäsillan vahvistimen anturi

Seuraava kaavio osoittaa, että LM10 on kytketty resistiivisen kauko-ohjattavan vahvistimen anturiin.

Resistiivisissä tapauksissa jokin vastuksista voidaan korvata anturilla, kuten LDR, valodiodi, termistori, pietsomuunnin, asiaankuuluvan anturivahvistimen luomiseksi. havaitun parametrin yli- tai alarajan havaitsemiseksi.

Lämpöparin anturivahvistin

TO termoelementti on laite, joka koostuu kahdesta erilaisesta metallitangosta tai langasta, jotka on liitetty kiertämällä niiden päissä.

Nyt kun yhtä liittimistä pidetään paljon korkeammassa lämpötilassa kuin toista päätä, virta alkaa kulkeutua johtimen läpi johtuen lämpötilaerosta erilaisten metallien päissä.

Lämpöpariverkossa, kuten edellä selitettiin, yhdestä päästä tulee vertailupiste, kun taas toisesta päästä tulee havaintopiste.

Lämpöparissa kehittynyt virta voi kuitenkin olla erittäin pieni mikrovahvistimien luokassa.

Seuraavaa LM10-op-vahvistinta käyttävää piiriä voidaan käyttää lämpöparin matalan virran vahvistamiseen mitattaville tasoille.

Tässä LM134 muodostaa tarkan referenssin termoelementtielementin toiseen päähän siten, että op-vahvistin pystyy havaitsemaan tarkan lämpötilaeron lämpöparin toisesta päästä.

Sekalaiset piirit, jotka käyttävät Op-vahvistinta LM10

Akun varauksen ilmaisin: Alla esitetty akun jännitteenvalvontapiiri käyttää yhtä LM10 IC: tä osoittamaan akun varaustason, kun se putoaa tietyn määritetyn rajan alle. Täällä LED palaa kirkkaana niin kauan kuin jännite on yli 7 V ja sammuu, kun se putoaa alle 6 V.

Tarkkuuslämpömittaripiiri

Seuraavat mallit esittävät tarkkuuslämpömittaripiirin, jossa käytetään yhtä LM10 IC: tä.

Piirin LM134 toimii kuin lämpötila-anturi, joka muuntaa lämpötilan suhteelliseksi jännitemääräksi.

Se muuntaa jokaisen lämpötilan muutoksen 10 mV: ksi. Tämä muunnos ohjataan 0-100uA: n mikroampeerimittarilla IC LM10: n kautta, joka on konfiguroitu jännitteen seuraajaksi / vahvistimeksi.

Jos sinulla on kysyttävää tai epäilyksiä mistään yllä selitetyistä LM10-op-amp-sovelluspiireistä, voit ottaa yhteyttä minuun alla olevien kommenttien kautta.

Mittarin vahvistinpiiri

LM10: tä voidaan käyttää tehokkaasti myös millivolttien vahvistamiseen ja lukeman näyttämiseen sopivalla liikkuvalla kelamittarilla.

Alla oleva piiri on yksi sellainen piiri, jossa tulojännitteet 1 mV - 100 mV vahvistetaan 100 kertaa ja tuotetaan milliampeerimittarilla, sopivasti kalibroitu lukemaan milivoltteja.

Suunnittelu sisältää myös nollasäätötoiminnon, jonka avulla käyttäjä voi säätää mittarin neulan tarkkaan nollaan siten, että lopullinen lukema on tarkka ja virheetön.

Tämän piirin suurin etu on, että se toimii yhden AAA 1,5 V -solun kanssa.

Edellä olevaa LM10-pohjaista mittarivahvistinpiiriä voitaisiin edelleen parantaa 4-alueisella säädettävällä millivoltimittarivahvistinpiirillä seuraavan kaavion mukaisesti.

Viite: LM10