Nếu bạn đang gặp khó khăn trong việc hiểu cách sử dụng IC LM3915, bài viết này sẽ giúp bạn dễ dàng xây dựng bất kỳ mạch áp dụng mong muốn nào bằng cách sử dụng IC này. Ở đây, chúng ta sẽ thảo luận về datasheet của IC LM3915, các chức năng sơ đồ chân của nó, các thông số kỹ thuật điện chính của nó, và một vài mạch ứng dụng hữu ích.

Mô tả chung

LM3915 là một vi mạch monolytthic được thiết kế để cảm nhận tín hiệu điện áp tương tự và tạo ra chuyển mạch logic tuần tự hoặc gia tăng trên 10 đầu ra của nó.

Các thiết bị khử độc tố như đèn LED, màn hình LCD hoặc màn hình chân không có thể được gắn với các đầu ra này để có được chỉ báo hình ảnh tương ứng để phản ứng với tín hiệu tương tự đầu vào khác nhau.

IC có một sơ đồ chân để chỉ định xem các đèn LED đầu ra sẽ trình tự riêng lẻ (chế độ chấm) hay ở dạng biểu đồ thanh.

Đèn LED có thể được kết nối mà không giới hạn điện trở vì IC bao gồm quy định dòng điện có thể lập trình bên trong cho 10 đầu ra.

Mạch IC bao gồm tất cả 10 đèn LED có thể được hoạt động bằng cách sử dụng nguồn cung cấp thấp nhất là 3V và tối đa 25V.

IC có tham chiếu điện áp thích ứng và bộ chia điện áp 10 bước chính xác. Bộ đệm đầu vào trở kháng cao có thể được cấp nguồn bằng điện áp tương tự từ 0V đến trong + 1,5V.

Hơn nữa, các đầu vào được bảo vệ tốt chống lại các tín hiệu lên đến phạm vi ± 35V.

Bộ đệm đầu vào chạy 10 bộ so sánh opamp, tất cả đều được tham chiếu đến mạng bộ chia chính xác. Mức độ chính xác của hệ thống thường nằm trong khoảng 1 dB.

Màn hình 3 dB / bước của LM3915 được xây dựng để chấp nhận tín hiệu đầu vào với dải động rộng. Ví dụ đầu vào có thể ở dạng tín hiệu âm thanh hoặc âm nhạc, cường độ ánh sáng thay đổi hoặc điện dao động.

Các ứng dụng âm thanh có thể ở dạng chỉ báo mức trung bình hoặc mức cao nhất, đồng hồ đo công suất và đồng hồ đo cường độ tín hiệu RF.

Nâng cấp chất tương tự truyền thống Máy đo VU với LM3915 biểu đồ thanh LED dựa trên cung cấp phản ứng được chiếu sáng tốt hơn, màn hình bền với trường nhìn được cải thiện cho phép giải thích tín hiệu đầu vào tốt hơn.

LM3915 rất đơn giản để sử dụng. Ngoài mười đèn LED, bạn thậm chí có thể sử dụng đồng hồ đo độ lệch quy mô đầy đủ 1,2V chỉ với một điện trở.

Một điện trở riêng biệt khác thiết lập phạm vi toàn quy mô từ 1,2V đến 12V bất kể giá trị điện áp cung cấp. Độ sáng của đèn LED có thể dễ dàng điều khiển bằng một chiếc nồi bên ngoài.

Cấu hình mạch LM3915 điển hình

Hình ảnh sau đây cho thấy cách thiết lập IC LM3915 ở chế độ chức năng cơ bản hoặc điển hình nhất của nó.

Nếu bạn là người mới chơi và muốn cấu hình sơ đồ chân của IC LM3915 hoặc LM3914 một cách nhanh chóng để thực hiện các thao tác cần thiết, thì có thể sử dụng sơ đồ sau. Chi tiết sơ đồ chân được giải thích bên dưới:

chân # 10, chân # 11, chân # 12, chân # 13, chân # 14, chân # 15, chân # 16, chân # 17, chân # 18 và chân # 1 = Tất cả đều là đầu ra cho kết nối LED. Đèn LED không cần điện trở bên ngoài, nhưng tốt nhất là dòng cung cấp đèn LED phải được hạn chế ở 5V để giữ cho tản nhiệt ở phía dưới.

Chân số 3 là VDD hoặc đầu vào nguồn cung cấp tích cực cho IC, có thể lấy bất kỳ nguồn cung cấp nào từ 3V đến 25V, nhưng tôi khuyên bạn nên sử dụng 5V để giữ cho tản nhiệt LED ở phía dưới.

Chân # 8 là chân cấp nguồn Vss hoặc nối đất (âm) của IC.

Chân số 6 và chân số 7 có thể được nối với nhau và kết nối với đường đất thông qua một điện trở 1K.

Chân số 5 phải được cấu hình như trong sơ đồ trên thông qua giá trị đặt trước 10k và một tụ điện. Giá trị đặt trước này có thể được điều chỉnh để thiết lập phạm vi chiếu sáng LED toàn phần tùy thuộc vào cường độ của tín hiệu đầu vào.

Chân số 9 có thể không được kết nối (mở) hoặc kết nối với + đường dây cung cấp. Khi không được kết nối, các đèn LED trình tự lên / xuống riêng lẻ xuất hiện giống như một 'DOT' đang chạy và do đó được gọi là chế độ DOT. Khi chân số 9 được kết nối với đường dương, chuỗi LED giống như một thanh chiếu sáng di chuyển lên / xuống, do đó được gọi là chế độ thanh.

Khi điều này được thực hiện, chỉ cần cung cấp tín hiệu đầu vào và xem chuyển động tuyệt vời của các đèn LED theo thay đổi tín hiệu đầu vào hoặc biên độ âm nhạc

Xếp hạng tối đa tuyệt đối

Xếp hạng tối đa tuyệt đối của LM3915 cho biết các thông số điện áp và dòng điện tối đa mà thiết bị được phép xử lý.

Điện áp cung cấp = 25V
Nguồn cung cấp đầu ra trên đèn LED nếu bạn đang sử dụng nguồn cung cấp riêng ở đây = 25V (giống như ở trên)
Dải tín hiệu đầu vào tối đa = +/- 35V
Điện áp tham chiếu của bộ chia = -100mV đến mức cung cấp.
Công suất tiêu tán = 1365 mW

Bố trí bên trong của vi mạch

Sơ đồ sau đây cho thấy sơ đồ bên trong của vi mạch. Chúng ta có thể thấy cách các bộ so sánh opam được sắp xếp để xử lý tín hiệu đầu vào tại chân số 5. Tham chiếu tại chân số 7 được áp dụng theo thứ tự tăng dần trên các đầu vào không đảo của opamp thông qua mạng bộ chia điện trở kiểu bậc thang.

mô tả chức năng

Sơ đồ khối LM3915 cơ bản ở trên cung cấp nhận thức chung về hoạt động của mạch. Bộ đệm theo điện áp trở kháng đầu vào cao đáp ứng với tín hiệu chân # 5 đầu vào.

“làm cách nào để kiểm tra tụ điện với đồng hồ vạn năng ”

Sơ đồ chân này được bảo đảm chống lại tín hiệu quá áp và phân cực ngược. Tín hiệu từ bộ đệm sau đó đi đến một nhóm 10 bộ so sánh.

Mỗi opamps này được thiên vị với mức tham chiếu tăng dần thông qua loạt bộ chia điện trở. Trong hình trên, mạng điện trở được liên kết với điện áp tham chiếu bên trong 1,25V.

Tại đây, cứ mỗi tín hiệu đầu vào tăng 3 dB, một công tắc ở mức so sánh được kích hoạt làm cho đèn LED tương ứng di chuyển và trình tự tương ứng, diễn giải phản ứng tín hiệu.

Bộ chia điện trở bên trong này có thể hoạt động với điện thế 0 - 2 vôn ở chân số 5, thông qua mạng bộ chia điện trở bên ngoài.

THAM KHẢO ĐIỆN ÁP NỘI BỘ

Điện áp tham chiếu cho IC LM3915 được thiết kế để thay đổi để nó tạo ra 1,25V nhỏ trên REF OUT (chân số 7) và REF ADJ (chân số 8).

Điện áp tham chiếu được thực hiện trên điện trở R1 có thể được thay đổi theo sở thích. Bởi vì chúng ta có điện áp một chiều nguồn cung cấp không đổi, dòng điện không đổi I1 được phép di chuyển qua điện trở cài đặt đầu ra R2 cho phép điện áp đầu ra là:

V_NGOÀI= V_REF(1 + R2 / R1) + I_{TÍNH TỪ}R2

Dòng điện được lấy bởi chân điện áp tham chiếu # 7 quyết định lượng dòng điện LED. Chúng ta có thể mong đợi khoảng 10 lần dòng điện này có thể được phép tiêu thụ bởi mỗi đèn LED đầu ra được chiếu sáng.

Dòng điện này không đổi nhiều hay ít bất kể sự thay đổi điện áp nguồn và sự thay đổi nhiệt độ. Dòng điện được sử dụng bởi bộ chia 10 điện trở bên trong và bộ chia đặt điện áp và dòng điện bên ngoài phải được tính đến khi tính toán dòng điện dẫn động LED.

IC cung cấp một tính năng để điều chỉnh độ sáng LED tham chiếu theo thời gian thực hoặc để đáp ứng với các biến thể điện áp đầu vào và các tín hiệu khác. Điều này cho phép bao gồm nhiều màn hình hoặc tùy chọn sáng tạo để tạo ra quá điện áp đầu vào, cảnh báo, v.v.

Các đầu ra của LM3915 đều là bộ đệm NPN BJT được điều khiển nội bộ như hình dưới đây.

Một móc phản hồi bên trong hạn chế bóng bán dẫn khỏi các tình huống quá dòng. Dòng điện đầu ra cho các đèn LED được cố định ở mức xấp xỉ 10 lần dòng tải tham chiếu, bất kể sự thay đổi của điện áp đầu ra cho đến khi tất nhiên các bóng bán dẫn không bão hòa với nguồn cung cấp đầu vào cao.

Cách sử dụng MODE Pin # 9

Pin này được cấu hình để thực thi hai chức năng. Vui lòng xem sơ đồ khối đơn giản sau đây.

“mạch lc là gì ”

DOt Mode Bar Graph điều khiển chế độ cho IC LM3915

CHỌN CHẾ ĐỘ DOT HOẶC BAR

Khi chân số 9 được kết nối với + đường cung cấp (hoặc giữa -100mV và mức cung cấp), bộ so sánh C1 cảm nhận điều này và đặt đầu ra ở chế độ biểu đồ thanh. Trong chế độ này, tất cả các đèn LED phản hồi trong một 'thanh' được chiếu sáng giống như một chiếc thời trang di chuyển lên / xuống để đáp ứng với các tín hiệu khác nhau ở chân số 5.

Nếu chân số 9 không được kết nối, các đầu ra được đặt ở chế độ 'DOT'. Có nghĩa là các đèn LED trình tự lên / xuống riêng lẻ tại một thời điểm, tạo ra DOT được chiếu sáng xung động hoặc điểm giống như vẻ ngoài.

Cách cơ bản để định cấu hình chân số 9 là giữ nó mở hoặc không kết nối để thực hiện chế độ dấu chấm hoặc kết nối nó với nguồn V + để thực hiện chế độ vạch.

Trong hoạt động ở chế độ thanh, chân số 9 phải được nối thẳng với chân số 3. Không nên sử dụng dây LED + cung cấp dòng điện lớn cho chuỗi LED với chân số 9 để các giọt hồng ngoại lớn được giữ xa khỏi chân này.

Để đảm bảo rằng màn hình LED đầu ra hoạt động chính xác khi nhiều hơn một LM3915 được xếp tầng ở chế độ chấm, mạch điện đặc biệt được tích hợp sẵn để đèn LED ở chân số 10 tắt đối với IC LM3915 đầu tiên ở momenet khi LED # 1 của LM3915 thứ hai được BẬT.

Bạn có thể xem thiết kế xếp tầng các IC LM3915 với nhau ở chế độ chấm dưới đây.

Với điều kiện điện áp tín hiệu đầu vào thấp hơn ngưỡng của LM3915 thứ hai, LED # 11 vẫn ở trạng thái tắt. Chân số 9 của LM3915 đầu tiên do đó gặp phải hiện tượng hở mạch hiệu quả khiến IC chạy ở chế độ chấm.

Tuy nhiên, tại thời điểm tín hiệu đầu vào vượt qua ngưỡng của LED # 11, chân # 9 của LM3915 đầu tiên bị giảm xuống một mức bằng với điện áp chuyển tiếp của LED (1,5V trở lên) dưới VLED.

Tình huống này được ghi nhận ngay lập tức bởi bộ so sánh C2, được tham chiếu 0,6 V dưới VLED. Nó buộc đầu ra C2 xuống thấp, tắt bóng bán dẫn đầu ra Q2, sau đó TẮT LED # 10.

VLED được phát hiện thông qua điện trở 20k gắn vào chân # 11. Dòng điện cực nhỏ (dưới 100 µA) được chuyển hướng từ LED # 9 không tạo ra bất kỳ hiệu ứng dễ nhận biết nào đối với cường độ của LED. Nguồn dòng bổ sung tại chân số 1 duy trì tối thiểu 100 µA chạy qua LED # 11 bất kể mức tăng tín hiệu đầu vào có đủ để TẮT LED hay không.

Điều này có nghĩa là chân số 9 của LM3915 đầu tiên được giữ ở mức đủ thấp để giữ cho đèn LED số 10 tắt trong khi bất kỳ đèn LED nào phía trên trong dãy được chiếu sáng.

Mặc dù 100 µA thường không tạo ra độ sáng LED đáng kể, nhưng nó có thể hiển thị vừa đủ nếu sử dụng đèn LED hiệu suất cao và trong bóng tối hoàn toàn. Nếu điều này nghe có vẻ không thể chấp nhận được, thì biện pháp khắc phục dễ dàng là ngắt LED # 11 với một điện trở 10k.

Mức giảm IR 1V cao hơn mức tối thiểu 900 mV cần thiết để duy trì LED # 10 luôn TẮT, nhưng đủ nhỏ để đảm bảo rằng LED # 11 không dẫn quá giới hạn không mong muốn.

Vấn đề thách thức nhất phát sinh khi dòng điện LED đáng kể bị tiêu thụ, đặc biệt là ở chế độ biểu đồ thanh.

Dòng điện như vậy di chuyển ra khỏi chân nối đất dẫn đến điện áp giảm trong dây bên ngoài, gây ra sự cố và dao động.

Bắt các cáp trở lại từ các cổng tín hiệu, tham chiếu mặt đất và từ phía dưới cùng của chuỗi điện trở đến một đầu cuối chung duy nhất có thể gần nhất với chân số 2 trở thành một cách tiếp cận lý tưởng.

Các kết nối dây mở rộng từ VLED về phía cực dương LED chung có thể gây ra dao động. Dựa trên mức độ nghiêm trọng của vấn đề, các tụ tách từ 0,05 µF đến 2,2 µF có thể được sử dụng giữa cực dương LED chung và chân số 2.

Điều này giúp làm giảm bất kỳ dao động phát triển nào. Nếu không thể kết nối dây nguồn cung cấp cực dương của đèn LED, việc tách giống hệt nhau qua chân số 1 đến chân số 2 chứng tỏ chỉ đủ để loại bỏ nhiễu.

Sự thât thoat năng lượng

Sự tiêu tán công suất, đặc biệt là ở chế độ thanh cần phải được tính đến. Ví dụ, với nguồn cung cấp 5V và tất cả các đèn LED được thiết lập để hoạt động với dòng điện 20 mA, phần trình điều khiển LED của vi mạch có thể tiêu thụ trên 600 mW.

Trong những trường hợp như thế này, một điện trở 7,5Ω có thể được sử dụng nối tiếp với đường cung cấp đèn LED, điều này có thể giúp giảm mức tiêu tán xuống một nửa giá trị ban đầu. Đầu âm của điện trở này phải được gia cố bằng tụ điện đi qua tantali rắn 2,2 µF có chân số 2.

IC CASCADING LM3915

Để sử dụng tín hiệu hiển thị của dải động 60 dB hoặc 90 dB, bạn có thể yêu cầu một vài IC LM3915 được ghép nối với nhau.

Một phương pháp đơn giản, giá cả phải chăng để xếp tầng một vài LM3915s sẽ là cố định điện áp tham chiếu của hai IC cách nhau 30 dB như được chỉ ra trong.

Chiết áp R1 được sử dụng để điều chỉnh điện áp quy mô đầy đủ của IC LM3915 đầu tiên xuống mức nhỏ hơn 316 mV trong khi tham chiếu của IC thứ hai được lập lịch ở 10V bởi R4.

Nhược điểm của kỹ thuật này là ngưỡng BẬT của công tắc LED # 1 chỉ là 14 mV và do LM3915 có thể có điện áp bù lên đến 10 mV, có thể xảy ra lỗi đáng kể.

Phương pháp này hoàn toàn không được khuyên dùng cho các màn hình 60 dB cần độ chính xác khá ở một vài ngưỡng hiển thị ban đầu.

Một kỹ thuật vượt trội được thể hiện trong hình dưới đây giữ tham chiếu ở 10V cho mỗi IC LM3915 và tăng tín hiệu đầu vào xuống LM3915 thấp hơn 30 dB. Cho rằng một cặp điện trở 1% có thể cố định độ lợi bộ khuếch đại ở ± 0,2 dB, nhu cầu giảm độ lợi trở nên không cần thiết.

Tuy nhiên, điện áp bù opamp 5 mV có thể có thể làm thay đổi giới hạn chuyển mạch LED đầu tiên khoảng 4 dB, điều này đòi hỏi phải cắt bớt bù đắp.

Hãy nhớ rằng chỉ một điều chỉnh có thể giúp vô hiệu hóa độ lệch trên hai bộ chỉnh lưu chính xác cùng với mức tăng 30 dB.

Mặt khác, thay vì khuếch đại, tín hiệu đầu vào có biên độ cao hợp lý có thể được cung cấp ngay đến LM3915 thấp hơn và sau đó bị suy giảm 30 dB để đẩy IC LM3915 thứ hai.

Mạch ứng dụng LM3915

Máy dò đỉnh nửa sóng

Cách tốt nhất để hiển thị tín hiệu AC thông qua IC LM3915 là thực hiện nó trực tiếp đến chân 5 không được kích hoạt. Vì đèn LED được chiếu sáng biểu thị cường độ tức thời của dạng sóng AC được áp dụng, nên có thể xác định cả giá trị lớn nhất và trung bình của tín hiệu âm thanh trong cùng một phương pháp.

LM3915 đáp ứng tốt với các nửa chu kỳ tích cực nhưng sẽ không bị ảnh hưởng đến bất kỳ tín hiệu đầu vào nào như ± 35V (hoặc thậm chí lên đến ± 100V nếu sử dụng điện trở 39k nối tiếp với tín hiệu đầu vào).

“biến điện áp và mạch cung cấp điện hiện tại ”

Bạn nên vận hành mạch ở chế độ DOT và cho phép mỗi đèn LED vẽ 30mA để có được độ sáng tối ưu từ thiết lập.

Để phát hiện giá trị trung bình của AC hoặc để phát hiện đỉnh, cần phải chỉnh lưu tín hiệu.

Nếu LM3915 được thiết lập với thang đo đầy đủ 10V trên bộ chia điện áp của nó, ngưỡng chuyển đổi cho đèn LED đầu tiên sẽ chỉ là 450 mV. Một bộ chỉnh lưu diode silicon thông thường có thể không hoạt động hiệu quả ở các mức thấp hơn do ngưỡng diode 0,6 V.

Bộ dò đỉnh nửa sóng trong Hình trên sử dụng bộ theo bộ phát PNP phía trước diode. Do điện áp cực phát của bóng bán dẫn chặn độ lệch diode trong phạm vi khoảng 100 mV, phương pháp này hoạt động đủ tốt với các ứng dụng LM3915 đơn lẻ sử dụng màn hình 30 dB.

Mạch ứng dụng khác

Thực tế có một số lượng lớn các ứng dụng mạch mà bạn có thể xây dựng bằng cách sử dụng IC LM3915. Tôi đã thảo luận về một số ít chúng trong trang web này, bạn có thể tham khảo bằng cách truy cập ĐÂY :

Vì vậy, mọi người đây là một mô tả ngắn giải thích bảng dữ liệu và chi tiết sơ đồ chân của IC LM3915. Nếu bạn có thêm bất kỳ nghi ngờ nào, vui lòng cho chúng tôi biết thông qua khung bình luận bên dưới, chúng tôi sẽ cố gắng liên hệ sớm nhất.

Người giới thiệu

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

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

Một cặp: Bảng dữ liệu điốt Zener dòng cao, Mạch ứng dụng Tiếp theo: Mạch phát 27 MHz - Phạm vi 10 km