Circuiti applicativi per amplificatori operazionali LM10 - Funziona con 1,1 V.

L'LM10 è un amplificatore operazionale pionieristico progettato per funzionare da ingressi di alimentazione single-ended con tensioni fino a 1,1 V e fino a 40 V.

Come si può vedere nella Figura 1, il dispositivo è costituito da un amplificatore operazionale, un riferimento di tensione band-gap di precisione da 200 mV e un amplificatore di riferimento, il tutto racchiuso in un unico fascio a 8 pin.

In questo post diamo uno sguardo a un intero mucchio di circuiti applicativi funzionali che utilizzano il dispositivo LM 10.

Configurazione LM10 di base

La configurazione di base per un amplificatore operazionale LM10 è mostrata nella figura seguente:

Nel circuito sopra possiamo vedere che l'LM10 è collegato in un modo abbastanza insolito, che è diverso dagli altri amplificatori operazionali.

Qui, l'uscita è collegata alla linea positiva, il che significa che devia o mette in cortocircuito la linea positiva con la massa a seconda del rilevamento di una determinata soglia di ingresso.

Ciò implica anche che, in questa modalità di regolazione shunt, il positivo all'amplificatore operazionale deve essere fornito tramite un resistore.

Il pin3 che è l'ingresso non invertente dell'amplificatore operazionale è collegato con una tensione di riferimento fissa di 200 mV attraverso i piedini di riferimento 1 e 8 dell'IC.

Pertanto, essendo il pin3 impostato su un riferimento fisso, il pin2 diventa ora l'ingresso del rivelatore dell'amplificatore operazionale e può essere utilizzato per rilevare una soglia di tensione desiderata da un parametro esterno.

Tutti i circuiti applicativi LM10 spiegati di seguito si basano sulla modalità shunt fondamentale spiegata sopra.

Circuiti del regolatore di tensione di precisione dell'amplificatore operazionale LM10

L'LM10, grazie al suo riferimento di tensione di precisione integrato e all'amplificatore operazionale, diventa il più adatto per le applicazioni di regolazione della tensione. Le figure da 2 a 9 mostrano diversi circuiti pratici di questa varietà.

Generatore di riferimento da 200 mV a 200 V. : Il riferimento e l'amplificatore integrati dell'IC sono abituati a creare livelli di tensione da 200 mV a 20 volt che vengono applicati all'ingresso dell'amplificatore operazionale, configurati come un inseguitore di tensione e aumentano la corrente di uscita disponibile a circa 20 mA.

Regolatore variabile da 0 a 20 V 1 Amp : Nella Fig 3 il riferimento interno e l'amplificatore sviluppano una tensione fissa di 20 volt, che viene applicata al potenziometro RV1. L'amplificatore operazionale e il transistor Q1 sono cablati come un inseguitore di tensione per amplificare l'uscita di 0-20 volt alla corrente con magnitudini vicine a molte centinaia di milliampere.

Regolatore fisso 5 V 20 mA : In Fig 4 l'ingresso dell'amplificatore operazionale viene estratto direttamente dal riferimento di 200 mV, per fornire un'uscita a 5 volt.

Regolatore da 0 a 5 V. : In Fig 5 l'ingresso dell'amplificatore operazionale viene acquisito impostando un riferimento interno 0-200 mV, per produrre un'uscita 0-5 volt.

Alimentazione regolata variabile da 50 V a 200 V : Le figure 6 e 7 mostrano il modo in cui l'LM 10 potrebbe essere impiegato in modo 'flottante', per produrre tensioni di uscita elevate. Tieni presente che in ciascuno di questi circuiti l'IC viene applicato in modalità 'shunt' tramite il resistore di carico R3, in modo tale che solo una piccola quantità di volt viene creata attraverso l'LM 10 stesso.

Semplice Alimentazione da laboratorio: I concetti di cui sopra possono essere ulteriormente aggiornati per costruire un alimentatore da laboratorio regolabile da 0 a 50 V come mostrato di seguito.

Una versione protetta da cortocircuito in uscita del suddetto regolatore da 250 V può essere osservata nello schema seguente

Circuito regolatore shunt 5 V: Un'illustrazione semplice dell'applicazione LM 10 in un regolatore shunt da 5 volt.

La figura 9 sotto mostra esattamente come l'IC potrebbe essere configurato per funzionare come un regolatore di tensione negativa.

Figura: 9

Circuiti di monitoraggio tensione / corrente di precisione LM10

L'LM10 funziona bene anche in una varietà di circuiti indicatori di errore dipendenti da tensione, corrente e resistenza con segnali acustici o visivi.

Le figure da 10 a 23 mostrano questi tipi di design. Nelle Figure da 10 a 1 7 circuiti, l'amplificatore operazionale è impiegato come un comparatore di tensione di base, con la sua uscita che pilota un puntatore a LED o un'unità di allarme acustico attraverso un resistore limitatore di corrente appropriato.

Indicatore di sovratensione: Nella figura 10 sopra l'IC LM10 è configurato come un circuito indicatore di sovratensione. La tensione di rilevamento viene applicata al pin n.3 non invertente dell'amplificatore operazionale e la tensione di riferimento sul pin8 viene generata dal riferimento di tensione interno dell'LM10 e dall'amplificatore di riferimento e viene fornita al pin invertente n.2 dell'amplificatore operazionale .

Il progetto di cui sopra potrebbe anche essere configurato nel seguente modo alternativo, che servirà anche per indicare una condizione di sovratensione

La figura 11 di seguito mostra una strategia diversa utilizzata nel circuito dell'indicatore di sovratensione qui. Un riferimento di 200 mV viene applicato a un pin di ingresso dell'amplificatore operazionale e una variazione del divisore resistivo della tensione di prova viene applicata a un altro.

Un circuito indicatore di sottotensione mostrato nella seguente Fig.12 funziona con lo stesso concetto, tranne per il fatto che la configurazione dei pin di ingresso dell'amplificatore operazionale viene scambiata l'una con l'altra. Una caratteristica di entrambi questi circuiti è che la tensione di alimentazione dell'LM10 deve essere superiore alla tensione di trigger consigliata.

La figura 13 di seguito mostra un indicatore di sottotensione estremamente accurato mediante LED o avviso acustico. Sensibilità di ingresso 50k / v.

Fig 14 (sotto): indicatore di sovratensione basato su LM10 di precisione che utilizza un LED o un'unità di allarme acustico, il LED inizierà a indicare se è presente una situazione di sovratensione in risposta a un trigger di corrente alla giunzione R1 / R2.

Un accurato circuito indicatore di bassa corrente che utilizza l'amplificatore operazionale LM10 è mostrato nella seguente Fig. 15 che illumina un'unità di allarme LED o cicalino ogni volta che la corrente attraverso R1 scende al di sotto di un livello di soglia impostato.

Amplificatore universale del sensore di calore / luce: la Figura 16 mostra un circuito ad alta precisione che può essere attivato tramite un parametro esterno, ad esempio tramite sensori di luce o temperatura. Questi sensori dovrebbero avere una caratteristica resistiva come LDR o termistore.

Figura 1 6

In questi progetti, il componente resistivo diventa la sezione di un ponte di Wheatstone che viene pilotato attraverso l'amplificatore di riferimento di tensione dell'LM10 e l'uscita del ponte viene applicata per accendere l'amplificatore operazionale attrezzato come comparatore. Nelle illustrazioni dimostrate, il ponte è alimentato tramite un'alimentazione 2V2.

Moduli sensore remoto che utilizzano LM10

L'amplificatore operazionale LM10 può anche essere utilizzato efficacemente come un modulo di circuito di rilevamento remoto di precisione, che può funzionare come rilevatori di temperatura, luce e tensione in un luogo remoto lontano dal dispositivo di misurazione effettivo. I segnali remoti vengono trasferiti tramite cavi opportunamente schermati.

Sensore remoto ad alta temperatura

La figura successiva mostra come configurare un CI LM10 per rilevare temperature elevate nell'ordine da 500 a 800 gradi Celsius. Il circuito potrebbe quindi essere utilizzato anche come modulo di rivelazione del pericolo di incendio remoto

* La soglia massima di rilevamento della temperatura elevata di 800 gradi si ottiene collegando il pin di 'bilanciamento' dell'IC al pin di 'riferimento'.

Rilevatore di vibrazioni remoto: Il diagramma successivo mostra come l'IC LM10 potrebbe essere utilizzato per creare un modulo sensore di vibrazione remoto. Il sensore potrebbe essere un file piezo trasduttore basato o simile.

Sensore dell'amplificatore del ponte remoto

Il diagramma seguente mostra un LM10 collegato a un sensore di amplificazione a ponte resistivo remoto.

Nel resistivo uno qualsiasi dei resistori potrebbe essere sostituito con un sensore come un LDR, fotodiodo, termistore, trasduttore piezoelettrico, per creare un relativo amplificatore sensore. per rilevare una soglia superiore o inferiore per il parametro rilevato.

Amplificatore sensore termocoppia

PER termocoppia è un dispositivo costituito da due barre o fili di metalli dissimili uniti attorcigliando alle loro estremità terminali.

Ora, quando uno dei terminali è mantenuto a una temperatura molto più alta dell'altra estremità, la corrente inizia a fluire attraverso il conduttore a causa della differenza di temperatura alle estremità dei metalli dissimili.

In una rete di termocoppie come spiegato sopra, una delle estremità diventa il punto di riferimento, mentre l'altra estremità diventa il punto di rilevamento.

Tuttavia, la corrente sviluppata in una termocoppia può essere estremamente piccola nell'ordine dei micro ampere.

Il seguente circuito che utilizza l'amplificatore operazionale LM10 può essere utilizzato per amplificare la bassa corrente da una termocoppia a livelli misurabili.

Qui, l'LM134 genera un riferimento preciso su un'estremità dell'elemento della termocoppia, in modo che un'accurata temperatura differenziale possa essere rilevata dall'altra estremità della termocoppia, dall'amplificatore operazionale.

Circuiti vari che utilizzano l'amplificatore operazionale LM10

Indicatore del livello della batteria: Il circuito di monitoraggio della tensione della batteria mostrato di seguito utilizza un singolo IC LM10 per indicare il livello della batteria quando scende al di sotto di un certo limite specificato. Qui, il LED rimane illuminato fino a quando la tensione è superiore a 7V e si spegne quando scende al di sotto di 6V.

Circuito termometro di precisione

I progetti successivi mostrano un circuito del termometro di precisione che utilizza un singolo CI LM10.

L'LM134 nel circuito funziona come un sensore di temperatura, che converte la temperatura in una quantità proporzionale di tensione.

Converte ogni variazione di grado della temperatura in 10 mV. Questa conversione è diretta visualizzata su un micro-amperometro 0-100uA attraverso l'IC LM10 che è configurato come un seguitore / amplificatore di tensione.

In caso di domande o dubbi in merito a uno dei circuiti applicativi dell'amplificatore operazionale LM10 sopra spiegato, puoi sentirti libero di contattarmi tramite i commenti qui sotto.

Circuito dell'amplificatore del misuratore

LM10 può anche essere utilizzato in modo efficiente per amplificare i millivolt e visualizzare la lettura su un misuratore a bobina mobile appropriato.

Il circuito sottostante è uno di questi circuiti in cui le tensioni di ingresso da 1 mV a 100 mV vengono amplificate 100 volte e prodotte su un milliampere, opportunamente calibrato per leggere i milivolt.

Il design include anche una funzione di regolazione dello zero che consente all'utente di regolare l'ago del misuratore sullo zero esatto in modo che la lettura finale sia accurata e priva di errori.

Il più grande vantaggio di questo circuito è che funziona con una singola cella AAA da 1,5 V.

Il circuito amplificatore misuratore basato su LM10 di cui sopra potrebbe essere ulteriormente migliorato in un circuito amplificatore misuratore millivolt regolabile a 4 range come mostrato nel diagramma seguente.

Riferimento: LM10