Der LM10 ist ein wegweisender Operationsverstärker, der für den Betrieb an Single-Ended-Stromeingängen mit Spannungen von nur 1,1 V und bis zu 40 V ausgelegt ist.
Wie in Abbildung 1 zu sehen ist, besteht das Gerät aus einem Operationsverstärker, einer präzisen 200-mV-Bandlückenspannungsreferenz und einem Referenzverstärker, die alle in einem einzigen 8-poligen Bündel eingeschlossen sind.
In diesem Beitrag werfen wir einen Blick auf einen ganzen Haufen funktionaler Anwendungsschaltungen mit dem Gerät LM 10.
Grundlegende LM10-Konfiguration
Die Grundkonfiguration für einen LM10-Operationsverstärker ist in der folgenden Abbildung dargestellt:
In der obigen Schaltung können wir sehen, dass der LM10 auf eine ziemlich ungewöhnliche Weise angeschlossen ist, die sich von anderen Operationsverstärkern unterscheidet.
Hier ist der Ausgang mit der positiven Leitung verbunden, was bedeutet, dass er die positive Leitung abhängig von einer gegebenen Eingangsschwellenerfassung mit Masse kurzschließt oder kurzschließt.
Dies bedeutet auch, dass in diesem Shunt-Regler-Modus das Plus zum Operationsverstärker über einen Widerstand zugeführt werden muss.
Der Pin3, der der nichtinvertierende Eingang des Operationsverstärkers ist, ist über die Referenz-Pinbelegung 1 und 8 des IC mit einer festen Referenzspannung von 200 mV verbunden.
Wenn Pin3 auf eine feste Referenz eingestellt ist, wird Pin2 nun zum Detektoreingang des Operationsverstärkers und kann zum Erfassen einer gewünschten Spannungsschwelle von einem externen Parameter verwendet werden.
Alle unten erläuterten LM10-Anwendungsschaltungen basieren auf dem oben erläuterten grundlegenden Shunt-Modus.
LM10 Operationsverstärker Präzisionsspannungsreglerschaltungen
Der LM10 eignet sich aufgrund seiner eingebauten Präzisionsspannungsreferenz und des Operationsverstärkers am besten für Spannungsregleranwendungen. Die 2 bis 9 zeigen mehrere praktische Schaltungen dieser Art.
200 mV bis 200 V Referenzgenerator : Die eingebaute Referenz und der Verstärker des IC sind es gewohnt, Spannungspegel von 200 mV bis 20 Volt zu erzeugen, die an den Operationsverstärkereingang angelegt werden, wie ein Spannungsfolger aufgebaut sind und den verfügbaren Ausgangsstrom auf etwa 20 mA erhöhen.
0 bis 20 V 1 Amp variabler Regler : In Abb. 3 entwickeln die interne Referenz und der Verstärker feste 20 Volt, die an den Topf RV1 angelegt werden. Der Operationsverstärker und der Transistor Q1 sind wie ein Spannungsfolger verdrahtet, um den Ausgang von 0 bis 20 Volt auf Strom mit Größen nahe vielen hundert Milliampere zu verstärken.
Feste 5 V 20 mA Regler : In Abb. 4 wird der Operationsverstärkereingang direkt aus der 200-mV-Referenz extrahiert, um einen 5-Volt-Ausgang bereitzustellen.
0 bis 5 V Regler : In Abb. 5 wird der Operationsverstärkereingang erfasst, indem eine interne 0-200-mV-Referenz eingerichtet wird, um einen 0-5-Volt-Ausgang zu erzeugen.
50 V bis 200 V Variable geregelte Versorgung : Die Abbildungen 6 und 7 zeigen, wie der LM 10 'schwebend' eingesetzt werden kann, um hohe Ausgangsspannungen zu erzeugen. Beachten Sie, dass in jedem dieser Schaltkreise der IC im Shunt-Modus über den Lastwiderstand R3 angelegt wird, sodass nur eine geringe Menge an Volt am LM 10 selbst erzeugt wird.
Einfach Labornetzteil: Die oben genannten Konzepte können weiter verbessert werden, um eine vollwertige einstellbare Labornetzversorgung von 0 bis 50 V zu bauen, wie unten gezeigt.
Eine durch einen Kurzschluss geschützte Ausgangsversion des oben genannten 250-V-Reglers ist in der folgenden Abbildung dargestellt
5-V-Shunt-Reglerschaltung: Eine einfache Darstellung der LM 10-Anwendung in einem 5-Volt-Shunt-Regler.
Die folgende Abbildung 9 zeigt genau, wie der IC als negativer Spannungsregler konfiguriert werden kann.
Abbildung: 9
LM10 Präzisions-Spannungs- / Stromüberwachungsschaltungen
Der LM10 funktioniert auch gut in einer Vielzahl von spannungs-, strom- und widerstandsabhängigen Fehleranzeigeschaltungen mit hörbaren oder visuellen Signalen.
Die 10 bis 23 zeigen diese Arten von Konstruktionen. In den Schaltungen 10 bis 17 wird der Operationsverstärker als Basisspannungskomparator verwendet, wobei sein Ausgang entweder einen LED-Zeiger oder eine akustische Alarmeinheit über einen geeigneten Strombegrenzungswiderstand ansteuert.
Überspannungsanzeige: In Fig. 10 oben ist der IC LM10 als Überspannungsanzeigeschaltung konfiguriert. Die Erfassungsspannung wird an den nicht invertierenden Pin Nr. 3 des Operationsverstärkers angelegt, und die Referenzspannung an Pin 8 wird vom internen Spannungsreferenz- und Referenzverstärker des LM10 erzeugt und dem invertierenden Pin Nr. 2 des Operationsverstärkers zugeführt .
Das obige Design könnte auch auf die folgende alternative Weise konfiguriert werden, die auch dazu dient, einen Überspannungszustand anzuzeigen
Die folgende Abbildung 11 zeigt, dass hier in der Überspannungsanzeigeschaltung eine andere Strategie angewendet wird. Eine 200-mV-Referenz wird an einen Eingangspin des Operationsverstärkers angelegt, und eine Variation des Widerstandsteilers der Testspannung wird an einen anderen angelegt.
Eine Unterspannungsanzeigeschaltung, die in der folgenden Fig. 12 gezeigt ist, arbeitet mit demselben Konzept, außer dass die Eingangsstiftkonfiguration des Operationsverstärkers zufällig gegeneinander ausgetauscht wird. Ein Merkmal dieser beiden Schaltkreise ist, dass die LM10-Versorgungsspannung höher sein muss als die empfohlene Triggerspannung.
Abb. 13 zeigt eine hochgenaue Unterspannungsanzeige mit LED oder akustischem Alarm. Eingangsempfindlichkeit 50k / v.
Abb. 14 (unten): Präzisions-Überspannungsanzeige auf LM10-Basis mithilfe einer LED oder einer akustischen Alarmeinheit. Die LED zeigt an, ob als Reaktion auf einen Stromauslöser an der Kreuzung R1 / R2 eine Überspannungssituation vorliegt.
Eine genaue Niedrigstrom-Anzeigeschaltung unter Verwendung des Operationsverstärkers LM10 ist in der folgenden Fig. 15 gezeigt, die eine LED- oder Summer-Alarmeinheit beleuchtet, wenn der Strom durch R1 unter einen festgelegten Schwellenwert fällt.
Universeller Wärme- / Lichtsensorverstärker: Abbildung 16 zeigt eine hochpräzise Schaltung, die über einen externen Parameter aktiviert werden kann, beispielsweise über Licht- oder Temperatursensoren. Diese Sensoren sollten eine Widerstandscharakteristik wie LDR oder Thermistor haben.
Abbildung 1 6
Bei diesen Konstruktionen wird die Widerstandskomponente zu einem Abschnitt einer Wheatstone-Brücke, die über den Spannungsreferenzverstärker des LM10 angesteuert wird, und der Brückenausgang wird zum Einschalten des als Komparator eingerichteten Operationsverstärkers verwendet. In den gezeigten Abbildungen wird die Brücke über eine 2V2-Versorgung mit Strom versorgt.
Fernsensormodule mit LM10
Der Operationsverstärker LM10 kann auch effektiv als Präzisionsfernerkundungsschaltungsmodul verwendet werden, das wie Temperatur-, Licht- und Spannungsdetektoren an einem entfernten Ort weit entfernt vom eigentlichen Messgerät arbeiten kann. Die Fernsignale werden über entsprechend abgeschirmte Kabel übertragen.
Hochtemperatur-Fernbedienungssensor
Die nächste Abbildung zeigt, wie ein LM10-IC so konfiguriert werden kann, dass hohe Temperaturen in der Größenordnung von 500 bis 800 Grad Celsius erfasst werden. Die Schaltung könnte somit auch als fernes Brandgefahrdetektormodul eingesetzt werden
* Die maximale Hochtemperatur-Erkennungsschwelle von 800 Grad wird erreicht, indem der 'Balance'-Pin des IC mit dem' Referenz'-Pin verbunden wird.
Remote Vibration Detector: Das nächste Diagramm zeigt, wie der IC LM10 zur Herstellung eines Remote-Vibrationssensormoduls verwendet werden kann. Der Sensor könnte ein Piezo Wandler oder ähnliches.
Remote Bridge Amplifier Sensor
Das folgende Diagramm zeigt, wie ein LM10 einen ferngesteuerten Widerstandsbrückenverstärkersensor verdrahtet.
In dem Widerstand könnte jeder der Widerstände durch einen Sensor wie einen LDR, eine Fotodiode, einen Thermistor oder einen Piezo-Wandler ersetzt werden, um einen relevanten Sensorverstärker zu erzeugen. zum Erkennen eines Über- oder Unterschwellenwerts für den erkannten Parameter.
Thermoelement-Sensorverstärker
ZU Thermoelement ist eine Vorrichtung, die aus zwei unterschiedlichen Metallstäben oder -drähten besteht, die durch Verdrehen an ihren Endanschlüssen verbunden sind.
Wenn nun einer der Anschlüsse auf einer viel höheren Temperatur als das andere Ende gehalten wird, beginnt aufgrund des Temperaturunterschieds an den Enden der unterschiedlichen Metalle Strom durch den Leiter zu fließen.
In einem Thermoelementnetzwerk, wie oben erläutert, wird eines der Enden zum Referenzpunkt, während das andere Ende zum Erfassungspunkt wird.
Der in einem Thermoelement entwickelte Strom kann jedoch in der Größenordnung von Mikroverstärkern extrem klein sein.
Die folgende Schaltung mit dem Operationsverstärker LM10 kann verwendet werden, um den niedrigen Strom von einem Thermoelement auf messbare Pegel zu verstärken.
Hier erzeugt der LM134 eine genaue Referenz über ein Ende des Thermoelementelements, so dass vom Operationsverstärker eine genaue Differenztemperatur vom anderen Ende des Thermoelements erfasst werden kann.
Verschiedene Schaltkreise mit Operationsverstärker LM10
Batteriestandsanzeige: Die unten gezeigte Batteriespannungsüberwachungsschaltung verwendet einen einzelnen LM10-IC, um den Batteriestand anzuzeigen, wenn dieser unter einen bestimmten festgelegten Grenzwert fällt. Hier leuchtet die LED hell, solange die Spannung über 7 V liegt, und erlischt, wenn sie unter 6 V fällt.
Präzisionsthermometerschaltung
Das nächste Design zeigt eine Präzisionsthermometerschaltung unter Verwendung eines einzelnen LM10-IC.
Der LM134 in der Schaltung arbeitet wie ein Temperatursensor, der die Temperatur in eine proportionale Spannungsmenge umwandelt.
Es wandelt jede Temperaturänderung in 10 mV um. Diese Umwandlung wird über ein 0-100uA-Mikroamperemeter über den IC LM10 angezeigt, der als Spannungsfolger / Verstärker konfiguriert ist.
Wenn Sie Fragen oder Zweifel zu einer der oben erläuterten LM10-Operationsverstärker-Anwendungsschaltungen haben, können Sie mich gerne über die folgenden Kommentare kontaktieren.
Messgerät Verstärkerschaltung
LM10 kann auch effizient zur Verstärkung von Millivolt und zur Anzeige des Messwerts über ein geeignetes Messgerät für bewegliche Spulen verwendet werden.
Die nachstehende Schaltung ist eine solche Schaltung, in der Eingangsspannungen von 1 mV bis 100 mV 100-mal verstärkt und über einen Milliampere-Meter erzeugt werden, der geeignet zum Ablesen von Milivolt kalibriert ist.
Das Design enthält auch eine Nullpunkteinstellung, mit der der Benutzer die Messnadel auf Null einstellen kann, damit der endgültige Messwert genau und fehlerfrei ist.
Der größte Vorteil dieser Schaltung besteht darin, dass sie mit einer einzelnen 1,5-V-AAA-Zelle arbeitet.
Die obige auf LM10 basierende Messverstärkerschaltung könnte weiter zu einer einstellbaren Millivolt-Messverstärkerschaltung mit 4 Bereichen erweitert werden, wie in der folgenden Abbildung gezeigt.
Referenz: LM10
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