Aplikační obvody operačních zesilovačů LM10 - pracuje s 1,1 V

LM10 je průkopnický operační zesilovač navržený pro provoz od napájecích vstupů s jedním koncem a napětím od 1,1 V do 40 V.

Jak lze vidět na obrázku 1, zařízení se skládá z operačního zesilovače, přesného referenčního napětí 200 mV v pásmovém napětí a referenčního zesilovače, vše zapouzdřené uvnitř jediného 8kolíkového svazku.

V tomto příspěvku se podíváme na celou hromadu funkčních aplikačních obvodů pomocí zařízení LM 10.

Základní konfigurace LM10

Základní konfigurace pro operační zesilovač LM10 je uvedena na následujícím obrázku:

Ve výše uvedeném obvodu vidíme, že LM10 je připojen docela neobvyklým způsobem, který se liší od ostatních operačních zesilovačů.

Zde je výstup spojen s kladnou linkou, což znamená, že posune nebo zkratuje kladnou linku se zemí v závislosti na detekci dané vstupní prahové hodnoty.

To také znamená, že v tomto režimu směšovače musí být kladný signál pro operační zesilovač napájen rezistorem.

Pin3, který je neinvertujícím vstupem operačního zesilovače, je spojen s pevným referenčním napětím 200 mV prostřednictvím referenčních vývodů 1 a 8 integrovaného obvodu.

Když je tedy pin3 nastaven na pevnou referenci, pin2 se nyní stává vstupem detektoru operačního zesilovače a lze jej použít k detekci požadované prahové hodnoty napětí z externího parametru.

Všechny níže vysvětlené aplikační obvody LM10 jsou založeny na výše vysvětleném základním bočním režimu.

Obvody přesného regulátoru napětí LM10 Op Amp

LM10 se díky své vestavěné přesné referenční napětí a operační zesilovač stává nejvhodnějším pro aplikace regulátoru napětí. Obrázky 2 až 9 ukazují několik praktických obvodů této odrůdy.

200 mV až 200 V referenční generátor : Integrovaná reference a zesilovač integrovaného obvodu jsou zvyklé vytvářet úrovně napětí 200 mV až 20 voltů, které se aplikují na vstup op zesilovače, nastavují se jako sledovač napětí a zvyšují dostupný výstupní proud na přibližně 20 mA.

Variabilní regulátor 0 až 20 V 1 Amp : Na obr. 3 interní reference a zesilovač vyvíjejí pevných 20 voltů, které se aplikují na potenciometr RV1. Operační zesilovač a tranzistor Q1 jsou zapojeny jako sledovač napětí k zesílení výstupu 0–20 voltů na proud s velikostmi blízkými mnoha stovkám miliampérů.

Stabilní regulátor 5 V 20 mA : Na obr. 4 je vstup operačního zesilovače extrahován přímo z reference 200 mV, aby poskytoval výstup 5 voltů.

Regulátor 0 až 5 V. : Na obr. 5 je získán vstup op-amp nastavením interní reference 0-200 mV, aby se vytvořil výstup 0-5 voltů.

50 V až 200 V Variabilní regulované napájení : Obrázky 6 a 7 ukazují způsob, jakým může být LM 10 použit „plovoucím“ způsobem k produkci vysokého výstupního napětí. Uvědomte si, že v každém z těchto obvodů je IC aplikován v režimu „bočníku“ prostřednictvím zátěžového rezistoru R3, takže na samotném LM 10 je vytvořeno jen malé množství voltů.

Jednoduchý Laboratorní napájecí zdroj: Výše uvedené koncepty mohou být dále upgradovány na vybudování plnohodnotného laboratorního napájecího zdroje s napětím 0 až 50 V, jak je uvedeno níže.

Verze následujícího 250 V regulátoru chráněného proti zkratu je vidět na následujícím schématu

Obvod stabilizátoru bočníku 5 V: Přímé znázornění aplikace LM 10 v 5 voltovém bočníku.

Níže uvedený obrázek 9 přesně ukazuje, jak lze integrovaný obvod nakonfigurovat tak, aby fungoval jako regulátor záporného napětí.

Obrázek: 9

Přesné obvody monitoru napětí / proudu LM10

LM10 také dobře funguje v různých obvodech indikátorů chyb závislých na napětí, proudu a odporu se zvukovými nebo vizuálními signály.

Obrázky 10 až 23 ukazují tyto typy vzorů. Na obrázcích 10 až 17 obvodů je operační zesilovač použit jako základní komparátor napětí, jehož výstup napájí buď LED ukazatel nebo zvukovou výstražnou jednotku přes příslušný odpor omezovače proudu.

Indikátor přepětí: Na obr. 10 výše je IC LM10 konfigurován jako obvod indikátoru přepětí. Snímací napětí je přivedeno na neinvertující kolík č. 3 operačního zesilovače a referenční napětí na kolíku 8 je generováno interním referenčním napětím a referenčním zesilovačem LM10 a je přiváděno na invertující kolík č. 2 operačního zesilovače .

Výše uvedený design by mohl být také konfigurován následujícím alternativním způsobem, který bude také sloužit k indikaci stavu přepětí

Obrázek 11 níže ukazuje, že zde je použita odlišná strategie v obvodu indikátoru přepětí. Na jeden vstupní kolík operačního zesilovače se přivede reference 200 mV a na druhý se aplikuje variace odporového děliče zkušebního napětí.

Obvod indikátoru podpětí zobrazený na následujícím obr. 12 pracuje se stejným konceptem, až na to, že konfigurace vstupního pinu op-zesilovače byla vzájemně zaměněna. Charakteristikou obou těchto obvodů je, že napájecí napětí LM10 musí být vyšší než doporučené spouštěcí napětí.

Obrázek 13 níže ukazuje vysoce přesný indikátor podpětí pomocí LED nebo zvukové výstrahy. Vstupní citlivost 50k / v.

Obrázek 14 (níže): přesný indikátor přepětí na základě LM10 pomocí LED nebo zvukové výstražné jednotky, LED začne indikovat, zda existuje situace s přepětím v reakci na spouštění proudu na křižovatce R1 / R2.

Přesný obvod indikátoru nízkého proudu využívající operační zesilovač LM10 je uveden na následujícím obr. 15, který osvětluje LED nebo výstražnou jednotku bzučáku, kdykoli proud přes R1 klesne pod nastavenou prahovou úroveň.

Univerzální zesilovač snímače tepla / světla: Obrázek 16 zobrazuje obvod s vysokou přesností, který lze aktivovat prostřednictvím externího parametru, například prostřednictvím světelných nebo teplotních senzorů. Tyto snímače by měly mít odporovou charakteristiku, jako je LDR nebo termistor.

Obrázek 1 6

V těchto konstrukcích se odporová součást stává částí Wheatstoneova můstku, který je poháněn napěťovým referenčním zesilovačem LM10, a výstup můstku je použit pro zapnutí operačního zesilovače vybaveného jako komparátor. Na ilustrovaných ilustracích je most napájen napájením 2V2.

Moduly dálkových senzorů využívající LM10

Operační zesilovač LM10 lze také efektivně použít jako přesný modul obvodu dálkového snímání, který může pracovat jako detektory teploty, světla a napětí na vzdáleném místě daleko od skutečného měřicího zařízení. Dálkové signály jsou přenášeny prostřednictvím vhodně stíněných kabelů.

Vysokoteplotní dálkový senzor

Další obrázek ukazuje, jak lze IC LM10 nakonfigurovat tak, aby detekoval vysoké teploty v řádu 500 až 800 stupňů Celsia. Obvod lze tedy použít také jako modul dálkového detektoru požárního nebezpečí

* Maximální prahové hodnoty pro detekci vysoké teploty 800 stupňů je dosaženo spojením kolíku „vyvážení“ IC s „referenčním“ kolíkem.

Dálkový detektor vibrací: Následující diagram ukazuje, jak lze IC LM10 použít k výrobě modulu dálkového snímače vibrací. Senzor může být a piezo měnič na bázi nebo podobný.

Dálkový můstkový zesilovač

Následující diagram ukazuje, že LM10 je zapojen do dálkového odporového můstkového zesilovače.

V rezistoru může být kterýkoli z rezistorů nahrazen senzorem, jako je LDR, fotodioda, termistor, piezoelektrický měnič, aby se vytvořil příslušný zesilovač senzoru. pro detekci nadlimitní nebo nižší mezní hodnoty pro detekovaný parametr.

Zesilovač senzoru termočlánku

NA termočlánek je zařízení sestávající ze dvou odlišných kovových tyčí nebo drátů spojených kroucením na jejich koncích svorek.

Nyní, když je jedna ze svorek udržována na mnohem vyšší teplotě než druhý konec, začne proudit vodičem proud v důsledku rozdílu teploty na koncích odlišných kovů.

V síti termočlánků, jak je vysvětleno výše, se jeden z konce stává referenčním bodem, zatímco druhý konec se stává snímacím bodem.

Proud vyvíjený v termočlánku však může být extrémně malý v řádu mikroampérů.

Následující obvod využívající operační zesilovač LM10 lze použít k zesílení nízkého proudu z termočlánku na měřitelné úrovně.

Zde generuje LM134 přesnou referenci na jednom konci termočlánkového prvku, takže operativní zesilovač může detekovat přesnou diferenciální teplotu z druhého konce termočlánku.

Různé obvody využívající operační zesilovač LM10

Indikátor stavu baterie: Níže zobrazený obvod monitoru napětí baterie používá jeden IC LM10 k indikaci úrovně baterie, když poklesne pod určitou specifikovanou mez. Zde zůstane LED svítit jasně, pokud je napětí nad 7V a zhasne, když klesne pod 6V.

Obvod přesného teploměru

Další návrhy ukazují obvod přesného teploměru s použitím jediného IC LM10.

LM134 v obvodu funguje jako teplotní senzor, který převádí teplotu na úměrné množství napětí.

Převádí každou změnu teploty na 10 mV. Tato konverze je směrována zobrazena přes mikroampérmetr 0-100uA přes IC LM10, který je konfigurován jako sledovač napětí / zesilovač.

Pokud máte jakékoli dotazy nebo pochybnosti týkající se některého z výše vysvětlených aplikačních obvodů operačních zesilovačů LM10, můžete mě kontaktovat prostřednictvím níže uvedených komentářů.

Obvod zesilovače měřiče

LM10 lze také efektivně použít k zesílení milivoltů a zobrazení naměřené hodnoty na příslušném měřiči s pohyblivou cívkou.

Níže uvedený obvod je jedním z takových obvodů, ve kterém je vstupní napětí od 1 mV do 100 mV 100krát zesíleno a produkováno přes miliampérmetr, vhodně kalibrovaný pro čtení milivoltů.

Konstrukce také zahrnuje zařízení pro nastavení nuly, které uživateli umožňuje nastavit jehlu měřiče na přesnou nulu, takže konečné čtení je přesné a bezchybné.

Největší výhodou tohoto obvodu je, že pracuje s jedním článkem 1,5 V AAA.

Výše uvedený obvod měřicího zesilovače založený na LM10 by mohl být dále vylepšen do 4 rozsahového nastavitelného milivoltového zesilovacího obvodu, jak je znázorněno v následujícím diagramu.

Odkaz: LM10