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LM3914工作原理及电路接线的应用

来源:工程师之余 作者:电子发烧友网2019-01-24 11:23
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LM3914是美国Ns公司研制的点/条显示驱动集成电路。内含输入缓冲器、10级精密电压比较器、1.25V基准电压源及点/条显示方式选择电路等。10级电压比较器的同相输入端与电阻分压器相连,电阻分压器由10只1kg精密电阻串联组成。

各单位级比较器的加权值相等,从而使得十级线性显示驱动器的组成,适合与LED中使用,更能完成LCD、VFD电平表的线性标度器件的完美驱动。工作电压为3v~25W最高为48V,输出电流在2~30mA范围可调,输出端承压能力为±35V,最大输出限制在30mA之内输入缓冲器接成跟随器形式,提高了输入阻抗和测量精度。LM3914内部设有迟滞电路,显示不是从一个LED立刻跳到男一个LED,而是平缓过度,可消除噪声干扰,改善输入信号俠速变化时引起的闪烁现象。由于内部电阻分压器是浮接的,所以电压测量范围很宽。

LM3914是10位发光二极管驱动器,它可以把输入模拟量转换为数字量输出驱动10位发光二极管来进行点显示或柱显示。

LM3914引脚及相关功能介绍:

1脚接发光管负极;2脚地;3脚正电源;4脚发光管最低亮度设定;5脚信号输入;6脚发光管最高亮度设定;7脚基准电压输出;8脚基准电压设定;9脚模式设定;10-18脚接发光管负极。

LM3914参考电压源输出约5V,即在7脚和8脚之间维持一个5V的基准电压Vref,该基准可以直接给内部分压器使用,这样当Vin(5脚)输入一个0~5V电压时,通过比较器即可点亮0~10个发光二极管。

4脚和6脚之间连接有10个精密分压电阻,7脚和8脚之间是一个参考电压源,9脚为点/柱模式选择,5脚为信号输入端。

LM3914工作原理及电路接线的应用
LM3914N引脚图

电路工作原理

电容器充放电演示器电路由电容器充电电路、充/放电选择控制电路、电容器放电电路、多谐振荡器和LED显示驱动电路组成,如下图:

LM3914工作原理及电路接线的应用
电容器充放电演示器电路

LM3914N应用

电容器充电电路由时基集成电路ICl、继电器Kl和电阻器R4组成。电容器放电电路由电阻器R5、晶体管Vl、V2和继电器K2组成。充/放电选择控制电路由开关S、电阻器R3、供电电源插座XS和二极管VDl、VD2组成。多谐振荡器电路由电阻器Rl、电容器C2和与非门集成电路IC2(Dl、D2)组成。LED显示驱动电路由发光二极管VLl-VL36、电阻器R6、R2、电容器Cl和计数分配器集成电路IC3组成。演示电容器充电过程时,将S置于“充电”位置,使ICl和IC3的工作电源接通。在未接上充电电容器时,IC1的7脚输出高电平,Kl不吸合,多谐振荡器不工作,IC3在通电复位后,其YO端输出高电平,而YI-Y9端均输出低电平,VLl-VL36均不发光。接上充电电容器后,由于该电容器两端电压不能突变,IC1的2脚和6脚由低电平变为高电平,7脚由高电平变为低电平,Kl通电吸合,其常开触头接通,使多谐振荡器通电工作,为IC3的CP端提供计数脉冲,使IC3的YO-Y9端依次轮流输出高电平,VLl、VL2-VLl7、VLl8依次轮流点亮。IC3的Y9端与EN端相连,当输出高电平时,IC3停止计数,并保持Y9端恒定输出高电平的状态,使VLl7和VLl8处于长亮状态。从而演示了电容器充电时电容器的电压与电流的变化规律:即端电压随充电时间的变长而越来越高,直至不变;而流过电容器的电流则随充电时间的变长而越来越小,直至为零。在电容器充电电路工作时,当电容器充电完毕 (两端电压充至电源电压的2/3)时,ICl的7脚就会由低电平变为高电平,使Kl释放,多谐振荡器停止工作。演示电容器放电过程时,应先将充电电容器取下,将S置于“放电“位置,将已充电电容器接到T3、T4两放电端上。此时电容器上所存电荷经R5对Vl放电,使Vl和V2饱和导通,K2吸合,其常开触头接通,多谐振荡器振荡工作,为IC3提供计数脉冲,lC3的YO-Y9输出端依次轮流输出高电平,使VLl9、VL2O-VL35、VL36依次轮流点亮。当IC3的Y9端输出高电平时,lC3停止计数,并保持Y9端恒定输出高电平的状态,使VL35和VL36长亮。从而演示了电容器放电时其端电压和电流均随着放电时间的变长而越来越低这一变化规律。当电容器放电完毕后,Vl和V2截止,K2释放,多谐振荡器停止工作。

元器件选择

VDl和VD2均选用1N4148型硅开关二极管。VLl-V仍6均选用φ5mm或φ8mm的发光二极管,VLl-VLl8选红色,VLl9-VL36选绿色。Vl和V2均选用硅NPN晶体管,Vl型号为S9013或3DG6,V2型号为C8050或3DGl2。Rl-R6均选用1/4W金属膜电阻器。Cl和C2均选用独石电容器。ICl选用NE555型时基集成电路;IC2选用CD4011型四与非门集成电路;IC3选用CD4017型十进制计数/脉冲分配器集成电路。Kl和K2均选用4098型6V直流继电器。

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