Circuits d'aplicació d'ampli operatiu LM10: funciona amb 1,1 V

Circuits d'aplicació d'ampli operatiu LM10: funciona amb 1,1 V

El LM10 és un amplificador operacional pioner dissenyat per funcionar a partir d’entrades de potència de punta única amb tensions de fins a 1,1 V i fins a 40 V.



Com es pot veure a la figura 1, el dispositiu consta d’un amplificador operatiu, una referència de tensió de banda de precisió de 200 mV i un amplificador de referència, tot inclòs dins d’un únic paquet de 8 pins.

En aquest post fem un cop d'ull a tot un munt de circuits d'aplicacions funcionals mitjançant el dispositiu LM 10.





Configuració bàsica LM10

La configuració bàsica per a un amplificador operatiu LM10 es mostra a la figura següent:

Al circuit anterior podem veure que el LM10 està connectat d’una manera força inusual, que és diferent dels altres amplificadors operatius.



En aquest cas, la sortida està connectada amb la línia positiva, cosa que significa que esquiva o redueix la línia positiva a terra en funció d’una determinada detecció de llindar d’entrada.

Això també implica que, en aquest mode de regulador de derivació, el positiu de l'amplificador operatiu s'ha de subministrar mitjançant una resistència.

El pin3, que és l'entrada no inversora de l'amplificador operatiu, està connectat amb una tensió de referència fixa de 200 mV a través dels pinouts de referència 1 i 8 de l'IC.

Per tant, en establir el pin3 en una referència fixa, el pin2 es converteix ara en l'entrada del detector de l'amplificador operatiu i es pot utilitzar per detectar un llindar de voltatge desitjat des d'un paràmetre extern.

Tots els circuits d'aplicació LM10 que s'expliquen a continuació es basen en el mode de derivació fonamental explicat anteriorment.

Circuits reguladors de tensió de precisió d'amplificador operatiu LM10

El LM10, a causa de la seva referència de precisió de tensió integrada i op -amp, es converteix en el més adequat per a aplicacions de reguladors de tensió. Les figures 2 a 9 presenten diversos circuits pràctics d’aquesta varietat.

Generador de referència de 200 mV a 200 V : La referència i l’amplificador integrats de l’IC estan acostumats a crear nivells de tensió de 200 mV a 20 volts que s’apliquen a l’entrada d’ampli operatiu, configurats com a seguidors de tensió i milloren el corrent de sortida disponible a uns 20 mA.

Regulador variable de 0 a 20 V 1 Amp : A la figura 3, la referència interna i l'amplificador desenvolupen un volt fix de 20 volts, que s'aplica a l'olla RV1. L'amplificador operacional i el transistor Q1 estan connectats com un seguidor de tensió per amplificar la sortida de 0-20 volts a corrent amb magnituds properes a molts centenars de miliamperis.

Regulador fix de 5 V 20 mA : A la figura 4, l’entrada d’ampli operatiu s’extreu directament de la referència de 200 mV, per proporcionar una sortida de 5 volts.

Regulador de 0 a 5 V. : A la figura 5 s'adquireix l'entrada d'amplificador operacional configurant una referència interna de 0-200 mV, per produir una sortida de 0-5 volts.

50 V a 200 V Alimentació regulable variable : Les figures 6 i 7 demostren la manera com es podria emprar el LM 10 de manera 'flotant' per produir tensions de sortida elevades. Tingueu en compte en cadascun d’aquests circuits que l’IC s’aplica en mode “derivació” mitjançant la resistència de càrrega R3, de manera que només es crea una petita quantitat de volts a través del propi LM 10.

simple Font d'alimentació de laboratori: Els conceptes anteriors es poden actualitzar per construir una font d’alimentació de laboratori ajustable de 0 a 50 V de ple rendiment, com es mostra a continuació.

Al següent esquema es pot veure una versió protegida contra el curtcircuit de sortida del regulador de 250 V anterior

Circuit regulador de derivació de 5 V: Una il·lustració directa de l’aplicació LM 10 en un regulador de derivació de 5 volts.

La figura 9 següent mostra exactament com es podria configurar el CI per funcionar com a regulador de voltatge negatiu.

Figura: 9

Circuits de monitoratge de corrent i tensió de precisió LM10

El LM10 també funciona bé en diversos circuits d’indicadors d’error que depenen de la tensió, el corrent i la resistència amb senyals sonors o visuals.

Les figures 10 a 23 mostren aquest tipus de dissenys. A les figures de 10 a 1 7 circuits, l'amplificador operatiu s'utilitza com a comparador de voltatge bàsic, amb la seva sortida impulsant un punter LED o una unitat d'alarma sonora a través d'una resistència limitadora de corrent adequada.

Indicador de sobretensió: A la figura 10, l'IC LM10 es configura com un circuit indicador de sobretensió. La tensió de detecció s’aplica al pin no inversor # 3 de l’amplificador operatiu i el voltatge de referència al pin8 és generat per l’amplificador de referència i referència de voltatge intern del LM10 i s’ofereix al pin inversor # 2 de l’op-amp .

El disseny anterior també es podria configurar de la següent manera alternativa, que també servirà per indicar un estat de sobretensió

A la figura 11 següent es mostra una estratègia diferent en el circuit indicador de sobretensió. S’aplica una referència de 200 mV a un pin d’entrada de l’ampli operatiu i s’aplica una variació resistiva del divisor de la tensió de prova a un altre.


Un circuit indicador de baixa tensió que es mostra a la següent figura 12 funciona amb el mateix concepte, excepte que la configuració del pin d'entrada d'amplificador operacional es canvia entre si. Una característica d’aquests circuits és que la tensió d’alimentació LM10 ha de ser superior a la tensió d’activació recomanada.

La figura 13 següent mostra un indicador de tensió altament precís mitjançant LED o alerta sonora. Sensibilitat d'entrada 50k / v.


Fig 14 (a continuació): indicador de sobretensió basat en LM10 de precisió mitjançant LED o unitat d'alarma sonora. El LED començarà a indicar si hi ha una situació de sobretensió en resposta a un activador de corrent a la unió R1 / R2.

A la següent figura 15 es mostra un circuit indicador precís de baix corrent que utilitza l'amplificador operacional LM10, que il·lumina una unitat d'alerta LED o zumbador cada vegada que el corrent a través de R1 baixa per sota d'un nivell de llindar establert.

Amplificador universal de sensor de calor / llum: la figura 16 mostra un circuit d’alta precisió que es pot activar mitjançant un paràmetre extern, per exemple mitjançant sensors de llum o temperatura. Aquests sensors haurien de tenir una característica resistiva com LDR o termistor.

figura 1 6

En aquests dissenys, el component resistiu es converteix en una secció d’un pont de Wheatstone que es condueix a través de l’amplificador de referència de voltatge del LM10 i la sortida del pont s’aplica per encendre l’amplificador operatiu equipat com a comparador. A les il·lustracions demostrades, el pont s’alimenta mitjançant un subministrament de 2V2.

Mòduls de sensor remot mitjançant LM10

L’ampli operatiu LM10 també es pot utilitzar de manera eficaç com a mòdul de circuit de detecció remota de precisió, que pot funcionar com a detectors de temperatura, llum i voltatge en un lloc remot, lluny del dispositiu de mesura real. Els senyals remots es transfereixen mitjançant cables blindats adequadament.

Sensor remot d’alta temperatura

La següent figura mostra com es podria configurar un IC LM10 per detectar altes temperatures de l’ordre de 500 a 800 graus centígrads. El circuit també es podria emprar com a mòdul remot de detecció de riscos d'incendi

* El llindar màxim de 800 graus de detecció d’alta temperatura s’aconsegueix connectant el pin de “balanç” del CI amb el pin de “referència”.

Detector de vibracions remotes: El següent diagrama mostra com es podria utilitzar l'IC LM10 per fabricar un mòdul de sensor de vibració remot. El sensor podria ser un piezo transductor basat o similar.

Sensor d'amplificador de pont remot

El següent diagrama mostra que el LM10 ha connectat un sensor amplificador de pont resistiu remot.

A la resistiva, qualsevol de les resistències es podria substituir per un sensor com un LDR, un díode fotogràfic, un termistor, un transductor piezoelèctric, per crear un amplificador de sensor rellevant. per detectar un llindar superior o inferior per al paràmetre detectat.

Amplificador de sensor de termoparell

A termoparell és un dispositiu format per dues barres o fils de metalls diferents que s’uneixen girant als seus extrems terminals.

Ara, quan un dels terminals es manté a una temperatura molt superior a l’altre extrem, el corrent comença a fluir pel conductor a causa de la diferència de temperatura als extrems dels metalls diferents.

En una xarxa de termoparells, tal com s'ha explicat anteriorment, un dels extrems es converteix en el punt de referència, mentre que l'altre extrem es converteix en el punt de detecció.

No obstant això, el corrent desenvolupat en un termoparell pot ser extremadament petit en l'ordre dels microamplis.

El següent circuit que utilitza amplificador operatiu LM10 es pot utilitzar per amplificar el baix corrent d’un termopar a nivells mesurables.

Aquí, el LM134 genera una referència precisa a través d’un extrem de l’element termoparell, de manera que es pot detectar una temperatura diferencial precisa des de l’altre extrem del termoparell, mitjançant l’amplificador operatiu.

Circuits diversos amb amplificador operatiu LM10

Indicador de nivell de bateria: El circuit de control de tensió de la bateria que es mostra a continuació utilitza un únic IC LM10 per indicar el nivell de la bateria quan baixa per sota d’un límit determinat. Aquí, el LED roman il·luminat intensament sempre que el voltatge sigui superior a 7V i s’apagui quan caigui per sota de 6V.

Circuit de termòmetre de precisió

Els dissenys següents mostren un circuit de termòmetre de precisió amb un únic IC LM10.

El LM134 del circuit funciona com un sensor de temperatura, que converteix la temperatura en una quantitat proporcional de tensió.

Converteix cada canvi de grau de temperatura en 10 mV. Aquesta conversió es dirigeix ​​a través d'un microamperímetre 0-100uA a través de l'IC LM10 que es configura com a seguidor / amplificador de voltatge.

Si teniu cap pregunta o dubte sobre algun dels circuits d’aplicació amplificador operatiu LM10 explicats anteriorment, podeu contactar amb mi a través dels comentaris que hi ha a continuació.

Circuit d'amplificador de comptador

LM10 també es pot utilitzar de manera eficient per amplificar milivolts i mostrar la lectura sobre un bobímetre mòbil adequat.

El circuit següent és un d'aquests circuits en què les tensions d'entrada d'1 mV a 100 mV s'amplifiquen 100 vegades i es produeixen a través d'un mil·límetre, calibrat adequadament per llegir milivolts.

El disseny també inclou una instal·lació d’ajust de zero que permet a l’usuari ajustar l’agulla del mesurador a zero exacta per tal que la lectura final sigui precisa i lliure d’errors.

L’avantatge més gran d’aquest circuit és que funciona amb una sola cel·la AAA de 1,5 V.

El circuit amplificador de comptadors basat en LM10 anterior es podria millorar encara més en un circuit d'amplificador de mesurador de 4 volts ajustable de quatre rangs, tal com es mostra al següent diagrama.

Referència: LM10




Anterior: Es van explorar 3 circuits útils de sonda lògica Següent: s’exploren circuits simples de control de fase Triac