Obwody aplikacyjne wzmacniacza operacyjnego LM10 - działa z napięciem 1,1 V.

Wypróbuj Nasz Instrument Do Eliminowania Problemów





LM10 to pionierski wzmacniacz operacyjny zaprojektowany do pracy z jednostronnymi wejściami zasilania o napięciach od 1,1 V do nawet 40 V.

Jak widać na rysunku 1, urządzenie składa się ze wzmacniacza operacyjnego, precyzyjnego napięcia odniesienia w przerwie energetycznej 200 mV i wzmacniacza odniesienia, a wszystko to zamknięte w pojedynczej wiązce 8-pinowej.



W tym poście zerknijmy na całą stertę funkcjonalnych obwodów aplikacyjnych przy użyciu urządzenia LM 10.

Podstawowa konfiguracja LM10

Podstawową konfigurację wzmacniacza operacyjnego LM10 przedstawiono na poniższym rysunku:



Na powyższym obwodzie widać, że LM10 jest podłączony w dość nietypowy sposób, różniący się od innych wzmacniaczy operacyjnych.

Tutaj wyjście jest połączone z linią dodatnią, co oznacza, że ​​bocznikuje lub zwiera linię dodatnią z masą w zależności od detekcji danego progu wejściowego.

Oznacza to również, że w tym trybie regulatora bocznikowego sygnał dodatni do wzmacniacza operacyjnego musi być zasilany przez rezystor.

Pin3, który jest nieodwracającym wejściem wzmacniacza operacyjnego, jest połączony ze stałym napięciem odniesienia 200 mV przez końcówki odniesienia 1 i 8 układu scalonego.

Zatem, gdy pin3 jest ustawiony na stałą wartość odniesienia, pin2 staje się teraz wejściem detektora wzmacniacza operacyjnego i może być używany do wykrywania pożądanego progu napięcia na podstawie parametru zewnętrznego.

Wszystkie opisane poniżej obwody aplikacyjne LM10 są oparte na wyjaśnionym powyżej podstawowym trybie bocznikowym.

Obwody precyzyjnego regulatora napięcia LM10 Op Amp

LM10, dzięki wbudowanemu precyzyjnemu odniesieniu napięcia i wzmacniaczowi operacyjnemu, najlepiej nadaje się do zastosowań jako regulator napięcia. Rysunki od 2 do 9 przedstawiają kilka praktycznych obwodów tej odmiany.

Generator odniesienia 200 mV do 200 V. : Wbudowane odniesienie i wzmacniacz układu scalonego są przyzwyczajone do wytwarzania poziomów napięcia od 200 mV do 20 V, które są podawane na wejście wzmacniacza operacyjnego, ustawiane jak wtórnik napięcia i zwiększają dostępny prąd wyjściowy do około 20 mA.

Regulator zmienny 0 do 20 V 1 A. : Na ryc. 3 wewnętrzna wartość odniesienia i wzmacniacz wytwarzają stałe napięcie 20 V, które jest podawane do potencjometru RV1. Wzmacniacz operacyjny i tranzystor Q1 są okablowane jak wtórnik napięciowy w celu wzmocnienia sygnału wyjściowego od 0 do 20 woltów do prądu o wielkości zbliżonej do setek miliamperów.

Regulator stały 5 V 20 mA : Na rys. 4 wejście wzmacniacza operacyjnego jest wyodrębnione bezpośrednio z odniesienia 200 mV, aby zapewnić wyjście 5 V.

Regulator 0 do 5 V. : Na rys. 5 wejście wzmacniacza operacyjnego jest pobierane, ustawiając wewnętrzne odniesienie 0-200 mV, aby wytworzyć wyjście 0-5 woltów.

50 V do 200 V Zmienne regulowane zasilanie : Rysunki 6 i 7 przedstawiają sposób wykorzystania LM 10 w sposób „pływający” do wytwarzania wysokich napięć wyjściowych. Należy pamiętać, że w każdym z tych obwodów układ scalony jest stosowany w trybie bocznikowym poprzez rezystor obciążający R3, tak że tylko niewielka ilość woltów jest wytwarzana na samym LM 10.

Prosty Zasilacz laboratoryjny: Powyższe koncepcje można dalej ulepszać, aby zbudować pełnoprawny regulowany zasilacz laboratoryjny od 0 do 50 V, jak pokazano poniżej.

Poniższy schemat przedstawia wersję zabezpieczoną przed zwarciem na wyjściu powyższego regulatora 250 V

Obwód regulatora bocznikowego 5 V: Prosta ilustracja zastosowania LM 10 w regulatorze bocznikowym 5 V.

Poniższy rysunek 9 pokazuje dokładnie, jak można skonfigurować układ scalony do pracy jako regulator ujemnego napięcia.

Rysunek: 9

Obwody precyzyjnego monitorowania napięcia / prądu LM10

LM10 działa również dobrze w różnych obwodach wskaźników błędów zależnych od napięcia, prądu i rezystancji z sygnałami dźwiękowymi lub wizualnymi.

Rysunki od 10 do 23 przedstawiają tego typu konstrukcje. Na rysunkach od 10 do 17 wzmacniacz operacyjny jest używany jako podstawowy komparator napięcia, a jego wyjście steruje wskaźnikiem LED lub dźwiękowym urządzeniem alarmowym poprzez odpowiedni rezystor ogranicznika prądu.

Wskaźnik przepięcia: Na rys. 10 powyżej układ scalony LM10 jest skonfigurowany jako obwód wskaźnika przepięcia. Napięcie wykrywania jest przykładane do nieodwracającego styku nr 3 wzmacniacza operacyjnego, a napięcie odniesienia na styku 8 jest generowane przez wewnętrzne napięcie odniesienia i wzmacniacz odniesienia LM10 i jest dostarczane do styku odwracającego nr 2 wzmacniacza operacyjnego .

Powyższy projekt można również skonfigurować w następujący alternatywny sposób, który będzie również służył do wskazywania stanu przepięcia

Poniższy rys. 11 przedstawia inną strategię zastosowaną w obwodzie wskaźnika przepięcia. Wartość odniesienia 200 mV jest przykładana do jednego pinu wejściowego wzmacniacza operacyjnego, a zmiana rezystancyjnego dzielnika napięcia testowego jest przykładana do drugiego.


Obwód wskaźnika niskiego napięcia pokazany na poniższym rys. 12 działa z tą samą koncepcją, z wyjątkiem tego, że konfiguracja pinów wejściowych wzmacniacza operacyjnego została zamieniona ze sobą. Cechą charakterystyczną obu tych obwodów jest to, że napięcie zasilania LM10 musi być wyższe niż zalecane napięcie wyzwalania.

Rys. 13 poniżej przedstawia bardzo dokładny wskaźnik spadku napięcia za pomocą diody LED lub alarmu dźwiękowego. Czułość wejściowa 50k / v.


Rys. 14 (poniżej): precyzyjny wskaźnik LM10 oparty na przepięciu za pomocą diody LED lub dźwiękowej jednostki alarmowej. Dioda LED zacznie wskazywać, czy wystąpi przepięcie w odpowiedzi na prąd wyzwalający na złączu R1 / R2.

Dokładny obwód wskaźnika niskiego prądu wykorzystujący wzmacniacz operacyjny LM10 pokazano na poniższym rysunku 15, który podświetla diodę LED lub jednostkę ostrzegawczą brzęczyka, gdy prąd płynący przez R1 spada poniżej ustawionego poziomu progowego.

Wzmacniacz uniwersalnego czujnika ciepła / światła: Rysunek 16 przedstawia bardzo precyzyjny obwód, który można aktywować za pomocą parametru zewnętrznego, na przykład za pomocą czujników światła lub temperatury. Czujniki te powinny mieć charakterystykę rezystancyjną, taką jak LDR lub termistor.

Ryc.1 6

W tych konstrukcjach element rezystancyjny staje się częścią mostka Wheatstone'a, który jest napędzany przez wzmacniacz napięcia odniesienia LM10, a wyjście mostkowe jest stosowane do włączania wzmacniacza operacyjnego skonfigurowanego jako komparator. Na przedstawionych ilustracjach mostek jest zasilany z zasilacza 2V2.

Moduły czujników zdalnych wykorzystujące LM10

Wzmacniacz operacyjny LM10 może być również skutecznie używany jako precyzyjny moduł obwodu zdalnego wykrywania, który może działać jak detektory temperatury, światła, napięcia w odległym miejscu z dala od rzeczywistego urządzenia pomiarowego. Sygnały zdalne przesyłane są odpowiednio ekranowanymi kablami.

Zdalny czujnik wysokiej temperatury

Na następnym rysunku pokazano, jak układ scalony LM10 można skonfigurować do wykrywania wysokich temperatur rzędu od 500 do 800 stopni Celsjusza. Obwód mógłby zatem być również wykorzystany jako moduł zdalnego czujnika zagrożenia pożarowego

* Maksymalny próg wykrywania wysokiej temperatury wynoszący 800 stopni jest osiągany przez połączenie bolca „balansującego” układu scalonego z bolcem „odniesienia”.

Zdalny detektor wibracji: Na następnym schemacie pokazano, jak można wykorzystać układ IC LM10 do wykonania modułu zdalnego czujnika drgań. Czujnik może być piezo przetwornik na bazie lub podobny.

Czujnik zdalnego wzmacniacza mostkowego

Poniższy schemat przedstawia podłączenie LM10 do zdalnego rezystancyjnego czujnika wzmacniacza mostkowego.

W rezystorze każdy z rezystorów można zastąpić czujnikiem, takim jak LDR, fotodioda, termistor, przetwornik piezoelektryczny, w celu stworzenia odpowiedniego wzmacniacza czujnika. do wykrywania przekroczenia progu lub dolnego progu dla wykrytego parametru.

Wzmacniacz czujnika termopary

DO termoelement to urządzenie składające się z dwóch różnych metalowych prętów lub drutów połączonych skręceniem na ich końcach zacisków.

Teraz, gdy jeden z zacisków jest utrzymywany w znacznie wyższej temperaturze niż drugi koniec, prąd zaczyna płynąć przez przewodnik ze względu na różnicę temperatur na końcach różnych metali.

W sieci termopar, jak wyjaśniono powyżej, jeden koniec staje się punktem odniesienia, podczas gdy drugi koniec staje się punktem wykrywania.

Jednak prąd wytwarzany w termoparach może być bardzo mały, rzędu mikroamperów.

Poniższy obwód wykorzystujący wzmacniacz operacyjny LM10 może być użyty do wzmocnienia niskiego prądu z termopary do mierzalnych poziomów.

Tutaj LM134 generuje precyzyjne odniesienie na jednym końcu elementu termopary, tak że dokładna różnica temperatur może być wykryta na drugim końcu termopary przez wzmacniacz operacyjny.

Różne obwody wykorzystujące wzmacniacz operacyjny LM10

Wskaźnik poziomu baterii: Przedstawiony poniżej obwód monitorowania napięcia akumulatora wykorzystuje pojedynczy układ scalony LM10 do wskazywania poziomu akumulatora, gdy spadnie on poniżej określonego określonego limitu. Tutaj dioda LED świeci jasno, dopóki napięcie przekracza 7 V i wyłącza się, gdy spadnie poniżej 6 V.

Obwód termometru precyzyjnego

Kolejne projekty pokazują obwód precyzyjnego termometru wykorzystujący pojedynczy układ scalony LM10.

LM134 w obwodzie działa jak czujnik temperatury, który przekształca temperaturę na proporcjonalną ilość napięcia.

Przekształca każdy stopień zmiany temperatury na 10 mV. Ta konwersja jest wyświetlana na mikroamperomierzu 0-100uA przez układ scalony LM10, który jest skonfigurowany jako wtórnik / wzmacniacz napięcia.

Jeśli masz jakiekolwiek pytania lub wątpliwości dotyczące któregokolwiek z opisanych powyżej obwodów aplikacji wzmacniacza operacyjnego LM10, możesz skontaktować się ze mną za pośrednictwem poniższych komentarzy.

Obwód wzmacniacza miernika

LM10 może być również efektywnie używany do wzmacniania miliwoltów i wyświetlania odczytu na odpowiednim mierniku z ruchomą cewką.

Poniższy obwód jest jednym z takich obwodów, w którym napięcia wejściowe od 1 mV do 100 mV są wzmacniane 100 razy i wytwarzane przez miliamperomierz, odpowiednio skalibrowany do odczytu miliwoltów.

Konstrukcja zawiera również funkcję regulacji zera, która pozwala użytkownikowi ustawić wskazówkę miernika do dokładnego zera, tak aby odczyt końcowy był dokładny i wolny od błędów.

Największą zaletą tego obwodu jest to, że działa z pojedynczą baterią AAA 1,5 V.

Powyższy obwód wzmacniacza miernika oparty na LM10 można dodatkowo ulepszyć do 4-zakresowego obwodu wzmacniacza z regulacją miliwoltomierza, jak pokazano na poniższym schemacie.

Odniesienie: LM10




Wstecz: Zbadano 3 użyteczne obwody sond logicznych Dalej: Omówiono proste obwody sterowania fazą triaka