Aplikačné obvody operačného zosilňovača LM10 - pracuje s 1,1 V

LM10 je priekopnícky operačný zosilňovač navrhnutý na prevádzku z napájacích vstupov s jedným koncom a napätím od 1,1 V do 40 V.

Ako je možné vidieť na obrázku 1, zariadenie sa skladá z operačného zosilňovača, presnej referenčnej hodnoty napätia v pásme 200 mV a referenčného zosilňovača, ktoré sú obalené vnútri jedného 8-pólového zväzku.

V tomto príspevku sa pozrieme na celú hromadu funkčných aplikačných obvodov pomocou zariadenia LM 10.

Základná konfigurácia LM10

Základná konfigurácia operačného zosilňovača LM10 je uvedená na nasledujúcom obrázku:

Na vyššie uvedenom obvode vidíme, že LM10 je pripojený celkom neobvyklým spôsobom, ktorý sa líši od ostatných operačných zosilňovačov.

Tu je výstup spojený s kladnou čiarou, čo znamená, že posúva alebo skratuje kladnú čiaru so zemou v závislosti od detekcie daného vstupného prahu.

To tiež znamená, že v tomto režime bočníkového regulátora musí byť kladný prúd pre operačný zosilňovač napájaný cez rezistor.

Pin3, ktorý je neinvertujúcim vstupom operačného zosilňovača, je pripojený k pevnému referenčnému napätiu 200 mV cez referenčné vývody 1 a 8 IC.

Takže pin3 je nastavený na pevnú referenciu, pin2 sa teraz stáva vstupom detektora operačného zosilňovača a môže byť použitý na detekciu požadovaného prahu napätia z externého parametra.

Všetky nižšie vysvetlené aplikačné obvody LM10 vychádzajú z vyššie vysvetleného základného bočného režimu.

Obvody presného regulátora napätia LM10 Op Amp

LM10 sa vďaka svojej vstavanej presnej referenčnej hodnote napätia a operačnému zosilňovaču stáva najvhodnejším pre aplikácie regulátora napätia. Obrázky 2 až 9 znázorňujú niekoľko praktických obvodov tejto odrody.

200 mV až 200 V referenčný generátor : Integrovaný referenčný obvod a zosilňovač integrovaného obvodu sú zvyknuté na vytváranie napäťových úrovní 200 mV až 20 voltov, ktoré sa aplikujú na vstup operačného zosilňovača, nastavujú sa ako sledovač napätia a zvyšujú dostupný výstupný prúd na približne 20 mA.

Variabilný regulátor 0 až 20 V 1 Amp : Na obr. 3 interná referencia a zosilňovač vytvárajú stabilných 20 voltov, ktoré sa aplikujú na potenciometr RV1. Operačný zosilňovač a tranzistor Q1 sú zapojené ako napäťový sledovač, aby zosilnili výstup 0 - 20 voltov na prúd s veľkosťami blízkymi stovkám miliampérov.

Pevný regulátor 5 V 20 mA : Na obr. 4 je vstup operačného zosilňovača extrahovaný priamo z referencie 200 mV, aby poskytol výstup 5 voltov.

Regulátor 0 až 5 V : Na obr. 5 je vstup operačného zosilňovača získaný nastavením internej referencie 0-200 mV na vytvorenie výstupu 0-5 voltov.

50 V až 200 V Variabilne regulované napájanie : Obrázky 6 a 7 demonštrujú spôsob, akým by sa LM 10 mohol používať „plávajúcim“ spôsobom na výrobu vysokých výstupných napätí. Uvedomte si, že v každom z týchto obvodov je IC aplikovaný v „bočnom“ režime cez záťažový rezistor R3, takže na samotnom LM 10 je vytvorené len malé množstvo voltov.

Jednoduché Laboratórny zdroj napájania: Vyššie uvedené koncepty je možné ďalej vylepšiť tak, aby sa vytvoril plnohodnotný nastaviteľný laboratórny zdroj napájania 0 až 50 V, ako je uvedené nižšie.

Verziu vyššie uvedeného 250 V regulátora chránenú proti skratu môžeme vidieť na nasledujúcom diagrame

Obvod regulátora bočníka 5 V: Priama ilustrácia aplikácie LM 10 v 5 voltovom bočníkovom regulátore.

Nasledujúci obrázok 9 ukazuje presne to, ako je možné nakonfigurovať integrovaný obvod tak, aby fungoval ako regulátor záporného napätia.

Obrázok: 9

Obvody monitora presného napätia / prúdu LM10

LM10 tiež dobre funguje v rôznych obvodoch indikátorov chýb závislých od napätia, prúdu a odporu so zvukovými alebo vizuálnymi signálmi.

Obrázky 10 až 23 znázorňujú tieto typy dizajnov. Na obrázkoch 10 až 17 obvodov je operačný zosilňovač použitý ako základný komparátor napätia, ktorého výstup poháňa buď LED ukazovateľ, alebo zvukovú výstražnú jednotku cez vhodný odpor obmedzovača prúdu.

Indikátor prepätia: Na obrázku 10 vyššie je IC LM10 nakonfigurovaný ako obvod indikátora prepätia. Snímacie napätie sa privádza na neinvertujúci pin # 3 operačného zosilňovača a referenčné napätie na pin8 sa generuje interným referenčným napätím a referenčným zosilňovačom LM10 a dodáva sa na invertujúci pin # 2 operačného zosilňovača. .

Vyššie uvedený dizajn by mohol byť tiež nakonfigurovaný nasledujúcim alternatívnym spôsobom, ktorý bude tiež slúžiť na indikáciu stavu prepätia

Obrázok 11 nižšie ukazuje, že tu je použitá iná stratégia v obvode indikátora prepätia. Na jeden vstupný pin operačného zosilňovača sa aplikuje referencia 200 mV a na druhý sa aplikuje variácia odporového deliča testovacieho napätia.

Obvod indikátora podpätia zobrazený na nasledujúcom obrázku 12 pracuje s rovnakým konceptom, až na to, že konfigurácia vstupného kolíka operačného zosilňovača bola vzájomne zamenená. Charakteristické pre obidva tieto obvody je, že napájacie napätie LM10 musí byť vyššie ako odporúčané spúšťacie napätie.

Obrázok 13 nižšie zobrazuje vysoko presný indikátor podpätia pomocou LED alebo zvukového upozornenia. Vstupná citlivosť 50k / v.

Obrázok 14 (dole): presný indikátor prepätia založený na LM10 pomocou LED alebo zvukovej výstražnej jednotky. LED začne indikovať, či existuje situácia s prepätím v reakcii na spúšťač prúdu na križovatke R1 / R2.

Presný obvod indikátora nízkeho prúdu pomocou operačného zosilňovača LM10 je uvedený na nasledujúcom obrázku 15, ktorý osvetľuje LED alebo výstražnú jednotku bzučiaka vždy, keď prúd cez R1 klesne pod nastavenú prahovú úroveň.

Univerzálny zosilňovač snímača tepla / svetla: Obrázok 16 zobrazuje obvod s vysokou presnosťou, ktorý je možné aktivovať pomocou externých parametrov, napríklad prostredníctvom snímačov svetla alebo teploty. Tieto snímače by mali mať odporovú charakteristiku ako LDR alebo termistor.

postava 1 6

V týchto konštrukciách sa odporová zložka stáva časťou Wheatstoneovho mostíka, ktorý je poháňaný cez referenčný zosilňovač napätia LM10, a výstup z mostíka sa používa na zapnutie operačného zosilňovača vybaveného ako komparátor. Na demonštrovaných ilustráciách je most napájaný zo zdroja 2V2.

Moduly diaľkových senzorov pomocou LM10

Operačný zosilňovač LM10 môže byť tiež efektívne použitý ako presný modul obvodu diaľkového snímania, ktorý môže pracovať ako detektory teploty, svetla a napätia na vzdialenom mieste ďaleko od skutočného meracieho zariadenia. Diaľkové signály sa prenášajú vhodne tienenými káblami.

Vysokoteplotný diaľkový senzor

Nasledujúci obrázok ukazuje, ako je možné nakonfigurovať integrovaný obvod LM10 na detekciu vysokých teplôt rádovo od 500 do 800 stupňov Celzia. Obvod je teda možné použiť aj ako modul diaľkového detektora požiarneho nebezpečenstva

* Maximálna prahová hodnota pre detekciu vysokej teploty 800 stupňov sa dosiahne pripojením kolíka „vyváženia“ IC k „referenčnému“ kolíku.

Diaľkový detektor vibrácií: Nasledujúca schéma ukazuje, ako je možné použiť IC LM10 na výrobu modulu snímača vibrácií na diaľku. Senzor môže byť a piezo prevodník na báze alebo podobný.

Diaľkový mostový zosilňovač

Nasledujúca schéma ukazuje, že kábel LM10 je zapojený do snímača diaľkového odporového mostového zosilňovača.

V rezistore môže byť ktorýkoľvek z rezistorov nahradený snímačom, ako je LDR, fotodióda, termistor, piezoelektrický menič, aby sa vytvoril príslušný zosilňovač snímača. na detekciu prekročenia alebo zníženia prahu pre detekovaný parameter.

Zosilňovač senzora termočlánku

TO termočlánok je zariadenie pozostávajúce z dvoch odlišných kovových tyčí alebo drôtov spojených krútením na ich koncoch.

Teraz, keď je jedna zo svoriek udržiavaná na oveľa vyššej teplote ako druhý koniec, začne prúdiť vodičom prúd v dôsledku rozdielu teploty na koncoch rozdielnych kovov.

V sieti termočlánkov, ako je vysvetlené vyššie, sa jeden z koncov stáva referenčným bodom, zatiaľ čo druhý koniec sa stáva snímacím bodom.

Avšak prúd vyvinutý v termočlánku môže byť extrémne malý, rádovo v mikroampéroch.

Nasledujúci obvod využívajúci operačný zosilňovač LM10 možno použiť na zosilnenie nízkeho prúdu z termočlánku na merateľné úrovne.

Tu generuje LM134 presnú referenciu cez jeden koniec termočlánkového prvku, takže operačný zosilňovač môže detegovať presnú diferenciálnu teplotu z druhého konca termočlánku.

Rôzne obvody využívajúce operačný zosilňovač LM10

Indikátor stavu batérie: Nižšie uvedený obvod monitora napätia batérie používa jediný IC LM10 na indikáciu úrovne batérie, keď poklesne pod stanovenú hranicu. Tu zostane LED svietiť jasne, pokiaľ je napätie nad 7V a zhasne, keď klesne pod 6V.

Obvod presného teplomeru

Nasledujúce návrhy ukazujú obvod presného teplomeru využívajúci jediný IC LM10.

LM134 v obvode funguje ako teplotný snímač, ktorý prevádza teplotu na proporcionálne množstvo napätia.

Konvertuje každú zmenu teploty na 10 mV. Táto premena je smerovaná zobrazená cez mikroampérmeter 0-100uA cez IC LM10, ktorý je nakonfigurovaný ako sledovač napätia / zosilňovač.

Ak máte akékoľvek otázky alebo pochybnosti týkajúce sa niektorého z vyššie vysvetlených aplikačných obvodov operačného zosilňovača LM10, môžete ma kedykoľvek kontaktovať prostredníctvom komentárov nižšie.

Obvod zosilňovača merača

LM10 sa dá tiež efektívne použiť na zosilnenie milivoltov a zobrazenie nameranej hodnoty na príslušnom pohyblivom merači cievky.

Obvod uvedený nižšie je jedným takým obvodom, v ktorom je vstupné napätie od 1 mV do 100 mV stokrát zosilnené a produkované cez miliampérmetr, vhodne kalibrovaný na čítanie milivoltov.

Dizajn tiež obsahuje zariadenie na nastavenie nuly, ktoré umožňuje užívateľovi nastaviť ihlu glukometra na presnú nulu, aby bolo konečné odčítanie presné a bezchybné.

Najväčšou výhodou tohto obvodu je, že pracuje s jedným 1,5 V článkom AAA.

Vyššie uvedený obvod meracieho zosilňovača založený na LM10 by mohol byť ďalej vylepšený do 4 rozsahového nastaviteľného milivoltového zosilňovacieho obvodu meracieho zosilňovača, ako je znázornené na nasledujúcej schéme.

Referencia: LM10