LM10 Op Amp-applicatiecircuits - Werkt met 1,1 V

De LM10 is een baanbrekende operationele versterker die is ontworpen om te werken met enkelzijdige voedingsingangen met spanningen zo laag als 1,1V en tot wel 40V.

Zoals te zien is in figuur 1, bestaat het apparaat uit een opamp, een nauwkeurige 200 mV bandafstandsspanningsreferentie en een referentieversterker, allemaal ingekapseld in een enkele 8-pins bundel.

In deze post nemen we een kijkje in een hele hoop functionele applicatiecircuits die het apparaat LM 10 gebruiken.

Basis LM10-configuratie

De basisconfiguratie voor een LM10-opamp wordt weergegeven in de volgende afbeelding:

In het bovenstaande circuit kunnen we zien dat de LM10 op een nogal ongebruikelijke manier is aangesloten, die verschilt van andere opamps.

Hier is de uitgang verbonden met de positieve lijn, wat betekent dat deze de positieve lijn shunt of kortsluit met aarde, afhankelijk van een gegeven ingangsdrempeldetectie.

Dit houdt ook in dat, in deze shuntregelaarmodus, de positieve naar de opamp moet worden geleverd via een weerstand.

De pin3 die de niet-inverterende ingang van de opamp is, is verbonden met een vaste referentiespanning van 200 mV via de referentiepinouts 1 en 8 van de IC.

Dus, pin3 is ingesteld op een vaste referentie, de pin2 wordt nu de detectoringang van de opamp en kan worden gebruikt voor het detecteren van een gewenste spanningsdrempel van een externe parameter.

Alle hieronder toegelichte LM10-toepassingsschakelingen zijn gebaseerd op de hierboven toegelichte fundamentele shuntmodus.

LM10 Op Amp Precisie-spanningsregelaarcircuits

De LM10, vanwege zijn ingebouwde precisie spanningsreferentie en op -amp, wordt het meest geschikt voor spanningsregelaar toepassingen. De figuren 2 tot en met 9 tonen verschillende praktische circuits van deze variëteit.

200 mV tot 200 V referentiegenerator : De ingebouwde referentie en versterker van het IC zijn gewend om een ​​spanningsniveau van 200 mV tot 20 volt te creëren dat wordt toegepast op de opamp-ingang, opgezet als een spanningsvolger en de beschikbare uitgangsstroom verhoogt tot ongeveer 20 mA.

0 tot 20 V 1 Amp variabele regelaar : In Fig. 3 ontwikkelen de interne referentie en versterker een vaste 20 volt, die wordt toegepast op pot RV1. De op-amp en transistor Q1 zijn bedraad als een spanningsvolger om de output van 0-20 volt te versterken tot stroom met magnitudes dichtbij vele honderden milliampère.

Vaste 5 V 20 mA-regelaar : In figuur 4 wordt de op-amp-ingang rechtstreeks uit de 200 mV-referentie gehaald om een ​​uitgang van 5 volt te leveren.

0 tot 5 V regelaar : In Fig. 5 wordt de op-amp-ingang verkregen door een interne 0-200 mV-referentie in te stellen om een ​​0-5 volt-uitgang te produceren.

50 V tot 200 V Variabele gereguleerde voeding : Figuur 6 en 7 laten zien hoe de LM 10 op de 'zwevende' manier kan worden gebruikt om hoge uitgangsspanningen te produceren. Houd er rekening mee dat in elk van deze circuits het IC in de 'shunt'-modus wordt aangebracht via belastingsweerstand R3, zodat slechts een kleine hoeveelheid volt wordt opgewekt over de LM 10 zelf.

Gemakkelijk Labvoeding: De bovenstaande concepten kunnen verder worden opgewaardeerd om een ​​volwaardige 0 tot 50 V instelbare laboratoriumvoeding te bouwen, zoals hieronder weergegeven.

Een tegen kortsluiting beveiligde versie van de bovenstaande 250 V-regelaar is te zien in het volgende diagram

5 V shuntregelaarcircuit: Een eenvoudige illustratie van de LM 10-toepassing in een 5 volt-shuntregelaar.

De onderstaande afbeelding 9 laat precies zien hoe de IC kan worden geconfigureerd om te werken als een negatieve spanningsregelaar.

Figuur: 9

LM10 Precisie spannings- / stroommonitorcircuits

De LM10 werkt ook goed in een verscheidenheid aan spannings-, stroom- en weerstandsafhankelijke foutindicatorcircuits met hoorbare of visuele signalen.

De figuren 10 tot 23 tonen dit soort ontwerpen. In de circuits van de figuren 10 tot en met 17 wordt de operationele versterker gebruikt als een basisspanningscomparator, waarbij de uitgang een LED-wijzer of een hoorbare alarmeenheid aanstuurt via een geschikte stroombegrenzerweerstand.

Overspanningsindicator: In figuur 10 hierboven is de IC LM10 geconfigureerd als een overspanningsindicatorcircuit. De detectiespanning wordt toegepast op de niet-inverterende pin # 3 van de op-amp, en de referentiespanning op pin8 wordt gegenereerd door de interne spanningsreferentie en referentieversterker van de LM10 en wordt geleverd aan de inverterende pin # 2 van de op-amp. .

Het bovenstaande ontwerp zou ook op de volgende alternatieve manier kunnen worden geconfigureerd, die ook zal dienen om een ​​toestand van overspanning aan te geven

De figuur 11 hieronder laat zien dat er een andere strategie wordt gebruikt in het overspanningsindicatorcircuit hier. Een 200 mV-referentie wordt toegepast op een ingangspen van de opamp en een resistieve delervariatie van de testspanning wordt toegepast op een andere.

Een onderspanningsindicatorcircuit dat wordt getoond in de volgende afbeelding 12 werkt met hetzelfde concept, behalve dat de configuratie van de op-amp-ingangspen toevallig met elkaar wordt verwisseld. Kenmerkend voor beide circuits is dat de voedingsspanning van de LM10 hoger moet zijn dan de aanbevolen triggerspanning.

Afb. 13 hieronder toont een zeer nauwkeurige onderspanningsindicator met behulp van een LED of een hoorbaar alarm. Ingangsgevoeligheid 50k / v.

Fig 14 (hieronder): precisie LM10-gebaseerde overspanningsindicator met behulp van LED of hoorbare alarmeenheid. De LED begint aan te geven of er een overspanningssituatie aanwezig is als reactie op een stroomtrigger op R1 / R2-overgang.

Een nauwkeurig indicatorcircuit voor lage stroomsterkte dat gebruikmaakt van opamp LM10 wordt getoond in de volgende afbeelding 15, die een LED- of zoemeralarmeenheid verlicht wanneer de stroom door R1 onder een ingesteld drempelniveau daalt.

Universele warmte- / lichtsensorversterker: Figuur 16 toont een zeer nauwkeurig circuit dat kan worden geactiveerd via een externe parameter, bijvoorbeeld door middel van licht- of temperatuursensoren. Deze sensoren moeten een resistieve karakteristiek hebben, zoals LDR of thermistor.

Figuur 1 6

In deze ontwerpen wordt de resistieve component een sectie van een Wheatstone-brug die wordt aangedreven door de spanningsreferentieversterker van de LM10, en de bruguitgang wordt toegepast om de opamp in te schakelen die is opgetuigd als een comparator. In de getoonde illustraties wordt de bridge gevoed via een 2V2-voeding.

Sensormodules op afstand die LM10 gebruiken

De opamp LM10 kan ook effectief worden gebruikt als een precisiecircuitmodule voor teledetectie, die kan werken als temperatuur-, licht- en spanningsdetectoren op een afgelegen plaats ver weg van het eigenlijke meetapparaat. De afstandssignalen worden overgedragen via op de juiste wijze afgeschermde kabels.

Afstandssensor op hoge temperatuur

De volgende afbeelding laat zien hoe een LM10 IC kan worden geconfigureerd om hoge temperaturen in de orde van grootte van 500 tot 800 graden Celsius te detecteren. Het circuit zou dus ook kunnen worden gebruikt als een brandgevaardetectormodule op afstand

* De maximale detectiedrempel van 800 graden voor hoge temperatuur wordt bereikt door de 'balans'-pin van het IC te verbinden met de' referentie'-pin.

Trillingsdetector op afstand: Het volgende diagram laat zien hoe de IC LM10 kan worden gebruikt voor het maken van een vibratiesensormodule op afstand. De sensor kan een piëzo gebaseerde transducer of iets dergelijks.

Sensor voor brugversterker op afstand

Het volgende diagram toont hoe een LM10 een op afstand bedrade weerstandsbrugversterkersensor heeft.

In de resistieve kan elk van de weerstanden worden vervangen door een sensor zoals een LDR, fotodiode, thermistor, piëzo-transducer, om een ​​relevante sensorversterker te creëren. voor het detecteren van een drempeloverschrijding of een lagere drempelwaarde voor de gedetecteerde parameter.

Thermokoppel Sensor Versterker

NAAR thermokoppel is een apparaat dat bestaat uit twee ongelijke metalen staven of draden die zijn verbonden door te draaien aan hun uiteinden.

Wanneer een van de terminals nu op een veel hogere temperatuur wordt gehouden dan het andere uiteinde, begint er stroom door de geleider te stromen vanwege het verschil in temperatuur aan de uiteinden van de ongelijke metalen.

In een thermokoppelnetwerk zoals hierboven uitgelegd, wordt een van de uiteinden het referentiepunt, terwijl het andere uiteinde het meetpunt wordt.

De stroom die in een thermokoppel wordt ontwikkeld, kan echter extreem klein zijn in de orde van microampère.

Het volgende circuit met LM10 opamp kan worden gebruikt om de lage stroom van een thermokoppel naar meetbare niveaus te versterken.

Hier genereert de LM134 een nauwkeurige referentie over het ene uiteinde van het thermokoppelelement, zodat een nauwkeurig temperatuurverschil kan worden gedetecteerd vanaf het andere uiteinde van het thermokoppel, door de operationele versterker.

Diverse schakelingen die Op amp LM10 gebruiken

Indicator batterijniveau: Het hieronder getoonde batterijspanningsbewakingscircuit gebruikt een enkele LM10 IC om het batterijniveau aan te geven wanneer het onder een bepaalde gespecificeerde limiet komt. Hier blijft de LED helder verlicht zolang de spanning hoger is dan 7V en wordt uitgeschakeld wanneer deze onder 6V daalt.

Precisie Thermometer Circuit

De volgende ontwerpen tonen een precisiethermometercircuit met behulp van een enkele LM10 IC.

De LM134 in het circuit werkt als een temperatuursensor, die de temperatuur omzet in een evenredige hoeveelheid spanning.

Het zet elke graad verandering in temperatuur om in 10 mV. Deze conversie wordt weergegeven via een 0-100uA microampèremeter via de IC LM10 die is geconfigureerd als een spanningsvolger / versterker.

Als u vragen of twijfels heeft over een van de hierboven toegelichte LM10 opamp-toepassingsschakelingen, kunt u gerust contact met mij opnemen via onderstaande opmerkingen.

Meter versterker circuit

LM10 kan ook efficiënt worden gebruikt voor het versterken van millivolt en het weergeven van de uitlezing via een geschikte bewegende spoelmeter.

Het circuit hieronder is zo'n circuit waarin ingangsspanningen van 1 mV tot 100 mV 100 keer worden versterkt en geproduceerd over een milliampère-meter, geschikt gekalibreerd om millivolt af te lezen.

Het ontwerp bevat ook een nulinstelfunctie waarmee de gebruiker de meternaald op exact nul kan instellen, zodat de uiteindelijke aflezing nauwkeurig en foutloos is.

Het grootste voordeel van dit circuit is dat het werkt met een enkele AAA 1,5 V-cel.

De bovenstaande LM10-gebaseerde meterversterkerschakeling kan verder worden verbeterd tot een instelbare millivolt-meterversterkerschakeling met 4 bereiken, zoals weergegeven in het volgende diagram.

Referentie: LM10