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LM3915

器件型号:LM3915
器件类别:接口   
厂商名称:National Semiconductor(TI )
厂商官网:http://www.ti.com
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器件描述

LED DISPLAY DRIVER, PDIP18

发光二极管显示驱动, PDIP18

参数

LM3915功能数量 1
LM3915端子数量 18
LM3915最大工作温度 70 Cel
LM3915最小工作温度 0.0 Cel
LM3915最大供电电压1 25 V
LM3915最小供电电压1 3 V
LM3915加工封装描述 PLASTIC, DIP-18
LM3915状态 ACTIVE
LM3915包装形状 RECTANGULAR
LM3915包装尺寸 IN-LINE
LM3915端子形式 THROUGH-HOLE
LM3915端子间距 2.54 mm
LM3915端子涂层 TIN LEAD
LM3915端子位置 DUAL
LM3915包装材料 PLASTIC/EPOXY
LM3915温度等级 COMMERCIAL
LM3915显示模式 BAR GRAPH
LM3915数据输入模式 ANALOG
LM3915接口类型 LED DISPLAY DRIVER
LM3915分段数量 10

LM3915器件文档内容

                                                                    February 2001                                              LM3915 Dot/Bar Display Driver

LM3915                                                              The LM3915 is very versatile. The outputs can drive LCDs,
                                                                    vacuum fluorescents and incandescent bulbs as well as
Dot/Bar Display Driver                                              LEDs of any color. Multiple devices can be cascaded for a
                                                                    dot or bar mode display with a range of 60 or 90 dB.
General Description                                                 LM3915s can also be cascaded with LM3914s for a linear/
                                                                    log display or with LM3916s for an extended-range VU
The LM3915 is a monolithic integrated circuit that senses           meter.
analog voltage levels and drives ten LEDs, LCDs or vacuum
fluorescent displays, providing a logarithmic 3 dB/step ana-        Features
log display. One pin changes the display from a bar graph to
a moving dot display. LED current drive is regulated and            n 3 dB/step, 30 dB range
programmable, eliminating the need for current limiting re-         n Drives LEDs, LCDs, or vacuum fluorescents
sistors. The whole display system can operate from a single         n Bar or dot display mode externally selectable by user
supply as low as 3V or as high as 25V.                              n Expandable to displays of 90 dB
                                                                    n Internal voltage reference from 1.2V to 12V
The IC contains an adjustable voltage reference and an              n Operates with single supply of 3V to 25V
accurate ten-step voltage divider. The high-impedance input         n Inputs operate down to ground
buffer accepts signals down to ground and up to within 1.5V         n Output current programmable from 1 mA to 30 mA
of the positive supply. Further, it needs no protection against     n Input withstands 35V without damage or false outputs
inputs of 35V. The input buffer drives 10 individual com-          n Outputs are current regulated, open collectors
parators referenced to the precision divider. Accuracy is           n Directly drives TTL or CMOS
typically better than 1 dB.                                         n The internal 10-step divider is floating and can be

The LM3915's 3 dB/step display is suited for signals with              referenced to a wide range of voltages
wide dynamic range, such as audio level, power, light inten-
sity or vibration. Audio applications include average or peak       The LM3915 is rated for operation from 0C to +70C. The
level indicators, power meters and RF signal strength               LM3915N-1 is available in an 18-lead molded DIP package.
meters. Replacing conventional meters with an LED bar
graph results in a faster responding, more rugged display
with high visibility that retains the ease of interpretation of an
analog display.

The LM3915 is extremely easy to apply. A 1.2V full-scale
meter requires only one resistor in addition to the ten LEDs.
One more resistor programs the full-scale anywhere from
1.2V to 12V independent of supply voltage. LED brightness
is easily controlled with a single pot.

2004 National Semiconductor Corporation DS005104                  www.national.com
LM3915  Typical Applications

                              0V to 10V Log Display

                                                                                         00510401

        Notes: Capacitor C1 is required if leads to the LED supply are 6" or longer.

        Circuit as shown is wired for dot mode. For bar mode, connect pin 9 to pin 3. VLED must be kept below 7V or dropping resistor should be used to limit IC power
        dissipation.

        www.national.com                                                              2
Absolute Maximum Ratings (Note 1)                           Input Signal Overvoltage (Note 4)                35V       LM3915
                                                            Divider Voltage                      -100 mV to V+
If Military/Aerospace specified devices are required,       Reference Load Current
please contact the National Semiconductor Sales Office/     Storage Temperature Range                       10 mA
Distributors for availability and specifications.           Lead Temperature                   -55C to +150C

Power Dissipation (Note 6)               1365 mW               (Soldering, 10 sec.)                          260C
      Molded DIP(N)                             25V
                                                25V
Supply Voltage
Voltage on Output Drivers

Electrical Characteristics (Notes 2, 4)

                      Parameter                      Conditions (Note 2)  Min   Typ            Max    Units
COMPARATOR
Offset Voltage, Buffer and First         0V  VRLO = VRHI  12V,                  3              10     mV
Comparator                               ILED = 1 mA
Offset Voltage, Buffer and Any Other     0V  VRLO = VRHI  12V,                  3              15     mV
Comparator                               ILED = 1 mA
Gain (ILED/VIN)                          IL(REF) = 2 mA, ILED = 10 mA     3     8                     mA/mV
Input Bias Current (at Pin 5)            0V  VIN  (V+ - 1.5V)
Input Signal Overvoltage                 No Change in Display                   25             100    nA
VOLTAGE-DIVIDER
Divider Resistance                       Total, Pin 6 to 4                -35                  35     V
Relative Accuracy (Input Change Between  (Note 3)
Any Two Threshold Points)                                                 16    28             36     k
Absolute Accuracy at Each Threshold      (Note 3)
Point                                                                     2.0   3.0            4.0    dB
                                         VIN = -3, -6 dB
VOLTAGE REFERENCE                        VIN = -9 dB                      -0.5                 +0.5   dB
Output Voltage                           VIN = -12, -15, -18 dB           -0.5
                                         VIH = -21, -24, -27 dB           -0.5                 +0.65  dB
Line Regulation                                                           -0.5
Load Regulation                          0.1 mA  IL(REF)  4 mA,                                +1.0   dB
                                         V+ = VLED = 5V
Output Voltage Change with               3V  V+  18V                                           +1.5   dB
Temperature                              0.1 mA  IL(REF)  4 mA,
Adjust Pin Current                       V+ = VLED = 5V                   1.2   1.28           1.34   V
OUTPUT DRIVERS                           0C  TA  +70C, IL(REF) = 1 mA,
LED Current                              V + = VLED = 5V                        0.01           0.03   %/V
LED Current Difference (Between
Largest and Smallest LED Currents)       V + = VLED = 5V, IL(REF) = 1 mA        0.4            2      %
LED Current Regulation                   VLED = 5V, ILED = 2 mA
                                         VLED = 5V, ILED 20 mA                  1                     %
Dropout Voltage                          2V  VLED  17V, ILED = 2 mA             75
                                         ILED = 20 mA                                          120    A
Saturation Voltage                       ILED(ON) = 20 mA, @ VLED = 5V,
Output Leakage, Each Collector           ILED = 2 mA                      7     10             13     mA
Output Leakage                           ILED = 2.0 mA, IL(REF) = 0.4 mA
                                         (Bar Mode) (Note 5)                    0.12           0.4
   Pins 1018                            (Dot Mode) (Note 5)                                                  mA
   Pin 1                                                                        1.2
                                                                                                3

                                                                                0.1            0.25
                                                                                                               mA
                                                                                1
                                                                                                 3

                                                                                               1.5    V

                                                                                0.15           0.4    V
                                                                                0.1
                                                                                               10     A

                                                                                0.1            10     A

                                                                          60    150            450    A

                                                         3                                            www.national.com
LM3915  Electrical Characteristics (Notes 2, 4) (Continued)

                              Parameter                           Conditions (Note 2)                      Min         Typ       Max    Units
        SUPPLY CURRENT
        Standby Supply Current                        V+ = +5V, IL(REF) = 0.2 mA                                       2.4       4.2    mA
        (All Outputs Off)                             V+ = +20V, IL(REF) = 1.0 mA
                                                                                                                       6.1       9.2    mA

        Note 1: Absolute Maximum Ratings indicate limits beyond which damage to the device may occur. Operating Ratings indicate conditions for which the device is
        functional, but do not guarantee specific performance limits. Electrical Characteristics state DC and AC electrical specifications under particular test conditions which
        guarantee specific performance limits. This assumes that the device is within the Operating Ratings. Specifications are not guaranteed for parameters where no limit
        is given, however, the typical value is a good indication of device performance.

        Note 2: Unless otherwise stated, all specifications apply with the following conditions:

        3 VDC  V+  20 VDC      -0.015V  VRLO  12 VDC          TA = 25C, IL(REF) = 0.2 mA, pin 9 connected to pin 3 (bar mode).
                                                                  For higher power dissipations, pulse testing is used.
        3 VDC  VLED  V+        VREF, VRHI, VRLO  (V+ - 1.5V)

        -0.015V  VRHI  12 VDC  0V  VIN  V+ - 1.5V

        Note 3: Accuracy is measured referred to 0 dB = + 10.000 VDC at pin 5, with + 10.000 VDC at pin 6, and 0.000 VDC at pin 4. At lower full scale voltages, buffer and
        comparator offset voltage may add significant error. See table for threshold voltages.

        Note 4: Pin 5 input current must be limited to 3 mA. The addition of a 39k resistor in series with pin 5 allows 100V signals without damage.
        Note 5: Bar mode results when pin 9 is within 20 mV of V+. Dot mode results when pin 9 is pulled at least 200 mV below V+. LED #10 (pin 10 output current) is
        disabled if pin 9 is pulled 0.9V or more below VLED.

        Note 6: The maximum junction temperature of the LM3915 is 100C. Devices must be derated for operation at elevated temperatures. Junction to ambient thermal
        resistance is 55C/W for the molded DIP (N package).

        Threshold Voltage (Note 3)

        Output            dB              Min    Typ          Max       Output                        dB         Min              Typ    Max
                                         0.422  0.447         0.531                                             2.372            2.512  2.819
        1                 -27            0.596  0.631         0.750                               6   -12       3.350            3.548  3.825
                                         0.841  0.891         1.059                                             4.732            5.012  5.309
        2                 -24            1.189  1.259         1.413                               7   -9        6.683            7.079  7.498
                                         1.679  1.778         1.995                                             9.985                   10.015
        3                 -21                                                                     8   -6                           10

        4                 -18                                                                     9   -3

        5                 -15                                                                     10  0

        www.national.com                                             4
Typical Performance Characteristics                                     Operating Input Bias Current vs Temperature                                LM3915

                  Supply Current vs Temperature

                                                              00510434                                                                   00510435

Reference Voltage vs                                                     Reference Adjust Pin
      Temperature                                                       Current vs Temperature

                        00510436                                                                                                       00510437

LED Current-Regulation                                                  LED Driver Saturation
           Dropout                                                                Voltage

                        00510438                                        00510439

                                                 5                            www.national.com
LM3915  Typical Performance Characteristics (Continued)                       LED Current vs
                                                                            Reference Loading
                                 Input Current Beyond
                                  Signal Range (Pin 5)

                                              00510440

                          LED Driver Current                                                                                                  00510441
                                Regulation
                                                                            Total Divider Resistance
                                                                                  vs Temperature

                                              00510442                                                                                      00510443

                          Common-Mode Limits                                Output Characteristics

                                              00510444                                         00510445

        www.national.com                                                 6
Block Diagram (Showing Simplest Application)                                 LM3915

                                                 00510404

                                              7            www.national.com
LM3915  Functional Description                                                                                                          LM3915 Output Circuit

        The simplified LM3915 block diagram is included to give the                                                                                                                                   00510406
        general idea of the circuit's operation. A high input imped-
        ance buffer operates with signals from ground to 12V, and is                                             Outputs may be run in saturation with no adverse effects,
        protected against reverse and overvoltage signals. The sig-                                              making it possible to directly drive logic. The effective satu-
        nal is then applied to a series of 10 comparators; each of                                               ration resistance of the output transistors, equal to RE plus
        which is biased to a different comparison level by the resistor                                          the transistors' collector resistance, is about 50. It's also
        string.                                                                                                  possible to drive LEDs from rectified AC with no filtering. To
        In the example illustrated, the resistor string is connected to                                          avoid oscillations, the LED supply should be bypassed with a
        the internal 1.25V reference voltage. In this case, for each                                             2.2 F tantalum or 10 F aluminum electrolytic capacitor.
        3 dB that the input signal increases, a comparator will switch
        on another indicating LED. This resistor divider can be con-                                             MODE PIN USE
        nected between any 2 voltages, providing that they are at                                                Pin 9, the Mode Select input, permits chaining of multiple
        least 1.5V below V+ and no lower than V-.                                                                LM3915s, and controls bar or dot mode operation. The
                                                                                                                 following tabulation shows the basic ways of using this input.
        INTERNAL VOLTAGE REFERENCE                                                                               Other more complex uses will be illustrated in the applica-
        The reference is designed to be adjustable and develops a                                                tions.
        nominal 1.25V between the REF OUT (pin 7) and REF ADJ                                                    Bar Graph Display: Wire Mode Select (pin 9) directly to pin
        (pin 8) terminals. The reference voltage is impressed across                                             3 (V+ pin).
        program resistor R1 and, since the voltage is constant, a                                                Dot Display, Single LM3915 Driver: Leave the Mode Select
        constant current I1 then flows through the output set resistor                                           pin open circuit.
        R2 giving an output voltage of:                                                                          Dot Display, 20 or More LEDs: Connect pin 9 of the first
                                                                                                                 driver in the series (i.e., the one with the lowest input voltage
                                                                                                    00510405     comparison points) to pin 1 of the next higher LM3915 driver.
                                                                                                                 Continue connecting pin 9 of lower input drivers to pin 1 of
        Since the 120 A current (max) from the adjust terminal                                                  higher input drivers for 30 or more LED displays. The last
        represents an error term, the reference was designed to                                                  LM3915 driver in the chain will have pin 9 left open. All
        minimize changes of this current with V+ and load changes.                                               previous drivers should have a 20k resistor in parallel with
        For correct operation, reference load current should be be-                                              LED #9 (pin 11 to VLED).
        tween 80 A and 5 mA. Load capacitance should be less
        than 0.05 F.                                                                                            Mode Pin Functional Description

        CURRENT PROGRAMMING                                                                                      This pin actually performs two functions. Refer to the simpli-
        A feature not completely illustrated by the block diagram is                                             fied block diagram below.
        the LED brightness control. The current drawn out of the
        reference voltage pin (pin 7) determines LED current. Ap-                                                             Block Diagram of Mode Pin Function
        proximately 10 times this current will be drawn through each
        lighted LED, and this current will be relatively constant de-                                                           00510407
        spite supply voltage and temperature changes. Current
        drawn by the internal 10-resistor divider, as well as by the                                             *High for bar
        external current and voltage-setting divider should be in-
        cluded in calculating LED drive current. The ability to modu-
        late LED brightness with time, or in proportion to input volt-
        age and other signals can lead to a number of novel displays
        or ways of indicating input overvoltages, alarms, etc.
        The LM3915 outputs are current-limited NPN transistors as
        shown below. An internal feedback loop regulates the tran-
        sistor drive. Output current is held at about 10 times the
        reference load current, independent of output voltage and
        processing variables, as long as the transistor is not satu-
        rated.

        www.national.com                                                                                      8
Mode Pin Functional Description                                     worst case required to hold off LED #10 yet small enough          LM3915
                                                                    that LED #11 does not conduct significantly.
(Continued)
                                                                    OTHER DEVICE CHARACTERISTICS
DOT OR BAR MODE SELECTION
                                                                    The LM3915 is relatively low-powered itself, and since any
The voltage at pin 9 is sensed by comparator C1, nominally          number of LEDs can be powered from about 3V, it is a very
referenced to (V+ - 100 mV). The chip is in bar mode when           efficient display driver. Typical standby supply current (all
pin 9 is above this level; otherwise it's in dot mode. The          LEDs OFF) is 1.6 mA. However, any reference loading adds
comparator is designed so that pin 9 can be left open circuit       4 times that current drain to the V+ (pin 3) supply input. For
for dot mode.                                                       example, an LM3916 with a 1 mA reference pin load (1.3k)
                                                                    would supply almost 10 mA to every LED while drawing only
Taking into account comparator gain and variation in the            10 mA from its V+ pin supply. At full-scale, the IC is typically
100 mV reference level, pin 9 should be no more than 20 mV          drawing less than 10% of the current supplied to the display.
below V+ for bar mode and more than 200 mV below V+ (or
open circuit) for dot mode. In most applications, pin 9 is          The display driver does not have built-in hysteresis so that
either open (dot mode) or tied to V+ (bar mode). In bar mode,       the display does not jump instantly from one LED to the next.
pin 9 should be connected directly to pin 3. Large currents         Under rapidly changing signal conditions, this cuts down
drawn from the power supply (LED current, for example)              high frequency noise and often an annoying flicker. An "over-
should not share this path so that large IR drops are avoided.      lap" is built in so that at no time are all segments completely
                                                                    off in the dot mode. Generally 1 LED fades in while the other
DOT MODE CARRY                                                      fades out over a mV or more of range. The change may be
                                                                    much more rapid between LED #10 of one device and LED
In order for the display to make sense when multiple                #1 of a second device "chained" to the first.
LM3915s are cascaded in dot mode, special circuitry has
been included to shut off LED #10 of the first device when          Application Hints
LED #1 of the second device comes on. The connection for
cascading in dot mode has already been described and is             The most difficult problem occurs when large LED currents
depicted below.                                                     are being drawn, especially in bar graph mode. These cur-
                                                                    rents flowing out of the ground pin cause voltage drops in
As long as the input signal voltage is below the threshold of       external wiring, and thus errors and oscillations. Bringing the
the second LM3915, LED #11 is off. Pin 9 of LM3915 #1 thus          return wires from signal sources, reference ground and bot-
sees effectively an open circuit so the chip is in dot mode. As     tom of the resistor string to a single point very near pin 2 is
soon as the input voltage reaches the threshold of LED #11,         the best solution.
pin 9 of LM3915 #1 is pulled an LED drop (1.5V or more)
below VLED. This condition is sensed by comparator C2,              Long wires from VLED to LED anode common can cause
referenced 600 mV below VLED. This forces the output of C2          oscillations. Depending on the severity of the problem
low, which shuts off output transistor Q2, extinguishing LED        0.05 F to 2.2 F decoupling capacitors from LED anode
#10.                                                                common to pin 2 will damp the circuit. If LED anode line
                                                                    wiring is inaccessible, often similar decoupling from pin 1 to
VLED is sensed via the 20k resistor connected to pin 11. The        pin 2 will be sufficient.
very small current (less than 100 A) that is diverted from
LED #9 does not noticeably affect its intensity.                    If LED turn ON seems slow (bar mode) or several LEDs light
                                                                    (dot mode), oscillation or excessive noise is usually the
An auxiliary current source at pin 1 keeps at least 100 A          problem. In cases where proper wiring and bypassing fail to
flowing through LED #11 even if the input voltage rises high        stop oscillations, V+ voltage at pin 3 is usually below sug-
enough to extinguish the LED. This ensures that pin 9 of            gested limits. Expanded scale meter applications may have
LM3915 #1 is held low enough to force LED #10 off when              one or both ends of the internal voltage divider terminated at
any higher LED is illuminated. While 100 A does not nor-           relatively high value resistors. These high-impedance ends
mally produce significant LED illumination, it may be notice-       should be bypassed to pin 2 with at least a 0.001 F capaci-
able when using high-efficiency LEDs in a dark environment.         tor, or up to 0.1 F in noisy environments.
If this is bothersome, the simple cure is to shunt LED #11
with a 10k resistor. The 1V IR drop is more than the 900 mV

Cascading LM3915s in Dot Mode

                                                                    00510408

                                                                 9  www.national.com
LM3915  Application Hints (Continued)                                         gain difference means that the display may have a 1 dB
                                                                              error when the input is a nonsymmetrical transient). The
        Power dissipation, especially in bar mode should be given             averaging time constant is R5C2. A simple modification
        consideration. For example, with a 5V supply and all LEDs             results in the precision full-wave detector of Figure 4. Since
        programmed to 20 mA the driver will dissipate over 600 mW.            the filter capacitor is not buffered, this circuit can drive only
        In this case a 7.5 resistor in series with the LED supply will        high impedance loads such as the input of an LM3915.
        cut device heating in half. The negative end of the resistor
        should be bypassed with a 2.2 F solid tantalum capacitor to                                                         00510409
        pin 2.
                                                                              *DC Couple
        TIPS ON RECTIFIER CIRCUITS
                                                                                          FIGURE 1. Half-Wave Peak Detector
        The simplest way to display an AC signal using the LM3915
        is to apply it right to pin 5 unrectified. Since the LED illumi-                                               00510410
        nated represents the instantaneous value of the AC wave-
        form, one can readily discern both peak and average values            D1, D2: 1N914 or 1N4148
        of audio signals in this manner. The LM3915 will respond to
        positive half-cycles only but will not be damaged by signals                                   Average Peak
        up to 35V (or up to 100V if a 39k resistor is in series with
        the input). It's recommended to use dot mode and to run the                       R2           1k  100k
        LEDs at 30 mA for high enough average intensity.
                                                                                          R3 100k                  1k
        True average or peak detection requires rectification. If an
        LM3915 is set up with 10V full scale across its voltage                           R1 = R2 for AV = 1
        divider, the turn-on point for the first LED is only 450 mV. A                    R1 = R2/R10 for AV = 10
        simple silicon diode rectifier won't work well at the low end                     C1 = 10/R1
        due to the 600 mV diode threshold. The half-wave peak
        detector in Figure 1 uses a PNP emitter-follower in front of          FIGURE 2. Precision Half-Wave Rectifier
        the diode. Now, the transistor's base-emitter voltage cancels
        out the diode offset, within about 100 mV. This approach is
        usually satisfactory when a single LM3915 is used for a 30
        dB display.

        Display circuits using two or more LM3915s for a dynamic
        range of 60 dB or greater require more accurate detection. In
        the precision half-wave rectifier of Figure 2 the effective
        diode offset is reduced by a factor equal to the open-loop
        gain of the op amp. Filter capacitor C2 charges through R3
        and discharges through R2 and R3, so that appropriate
        selection of these values results in either a peak or an
        average detector. The circuit has a gain equal to R2/R1.

        It's best to capacitively couple the input. Audio sources
        frequently have a small DC offset that can cause significant
        error at the low end of the log display. Op amps that slew
        quickly, such as the LF351, LF353, or LF356, are needed to
        faithfully respond to sudden transients. It may be necessary
        to trim out the op amp DC offset voltage to accurately cover
        a 60 dB range. Best results are obtained if the circuit is
        adjusted for the correct output when a low-level AC signal
        (10 mV to 20 mV) is applied, rather than adjusting for zero
        output with zero input.

        For precision full-wave averaging use the circuit in Figure 3.
        Using 1% resistors for R1 through R4, gain for positive and
        negative signal differs by only 0.5 dB worst case. Substitut-
        ing 5% resistors increases this to 2 dB worst case. (A 2 dB

        www.national.com                                                  10
Application Hints (Continued)                                                                                                                                                                      LM3915

D1, D2: 1N914 or 1N4148                                                                                                                                      00510411

                                 FIGURE 3. Precision Full-Wave Average Detector

                                                                                                                                                                       00510412

D1, D2, D3, D4: 1N914 or 1N4148

                                 FIGURE 4. Precision Full-Wave Peak Detector

CASCADING THE LM3915                                               since the LM3915 can have an offset voltage as high as
                                                                   10 mV, large errors can occur. This technique is not recom-
To display signals of 60 dB or 90 dB dynamic range, multiple       mended for 60 dB displays requiring good accuracy at the
LM3915s can be easily cascaded. Alternatively, it is possible      first few display thresholds.
to cascade an LM3915 with LM3914s for a log/linear display
or with an LM3916 to get an extended range VU meter.               A better approach shown in Figure 6 is to keep the reference
                                                                   at 10V for both LM3915s and amplify the input signal to the
A simple, low cost approach to cascading two LM3915s is to         lower LM3915 by 30 dB. Since two 1% resistors can set the
set the reference voltages of the two chips 30 dB apart as in      amplifier gain within 0.2 dB, a gain trim is unnecessary.
Figure 5. Potentiometer R1 is used to adjust the full scale        However, an op amp offset voltage of 5 mV will shift the first
voltage of LM3915 #1 to 316 mV nominally while the second          LED threshold as much as 4 dB, so that an offset trim may
IC's reference is set at 10V by R4. The drawback of this           be required. Note that a single adjustment can null out offset
method is that the threshold of LED #1 is only 14 mV and,

                                                               11                                                                                                                www.national.com
LM3915  Application Hints (Continued)                                     Alternatively, instead of amplifying, input signals of sufficient
                                                                          amplitude can be fed directly to the lower LM3915 and
        in both the precision rectifier and the 30 dB gain stage.         attenuated by 30 dB to drive the second LM3915.

                                                                          00510413

                          FIGURE 5. Low Cost Circuit for 60 dB Display

                                                                          00510414

                          FIGURE 6. Improved Circuit for 60 dB Display

        To extend this approach to get a 90 dB display, another           TIPS ON REFERENCE VOLTAGE
        30 dB of amplification must be placed in the signal path          AND LED CURRENT PROGRAMMING
        ahead of the lowest LM3915. Extreme care is required as the
        lowest LM3915 displays input signals down to 0.5 mV! Sev-         Single LM3915
        eral offset nulls may be required. High currents should not
        share the same path as the low level signal. Also power line      The equations in Figure 7 illustrate how to choose resistor
        wiring should be kept away from signal lines.                     values to set reference voltage for the simple case where no
                                                                          LED intensity adjustment is required. A LED current of 10 mA
                                                                          to 20 mA generally produces adequate illumination. Having
                                                                          10V full-scale across the internal voltage divider gives best
                                                                          accuracy by keeping signal level high relative to the offset
                                                                          voltage of the internal comparators. However, this causes
                                                                          450 A to flow from pin 7 into the divider which means that

        www.national.com                                              12
Application Hints (Continued)                                    separate channels for stereo. This technique can be ex-                          LM3915
                                                                 tended for larger numbers of LM3915s by varying the values
the LED current will be at least 5 mA. R1 will typically be      of R1, R2 and R3 in inverse proportion to the number of
between 1 k and 2 k. To trim the reference voltage, vary         devices tied in. The ICs' internal references track within
R2.                                                              100 mV so that worst case error from chip to chip is only
The circuit in Figure 8 shows how to add a LED intensity         0.1 dB for VREF = 10V.
control which can vary LED current from 9 mA to 28 mA. The
reference adjustment has some effect on LED intensity but
the reverse is not true.

Multiple LM3915s
Figure 9 shows how to obtain a common reference trim and
intensity control for two LM3915s. The two ICs may be
connected in cascade for a 60 dB display or may be handling

                                                                                                                      00510415

FIGURE 7. Design Equations for Fixed LED Intensity

                                                             13                                                                 www.national.com
LM3915  Application Hints (Continued)

        *9 mA < ILED < 28 mA @ VREF = 10V                                                                                               00510416

                                           FIGURE 8. Varying LED Intensity

                                                                                                                                                                                                                                        00510417

        FIGURE 9. Independent Adjustment of Reference Voltage and LED Intensity for Multiple LM3915s

        The scheme in Figure 10 is useful when the reference and             Other Applications
        LED intensity must be adjusted independently over a wide
        range. The RHI voltage can be adjusted from 1.2V to 10V              For increased resolution, it's possible to obtain a display with
        with no effect on LED current. Since the internal divider here       a smooth transition between LEDs. This is accomplished by
        does not load down the reference, minimum LED current is             varying the reference level at pin 6 by 3 dBp-p as shown in
        much lower. At the minimum recommended reference load                Figure 11. The signal can be a triangle, sawtooth or sine
        of 80 A, LED current is about 0.8 mA. The resistor values           wave from 60 Hz to 1 kHz. The display can be run in either
        shown give a LED current range from 1.5 mA to 20 mA.                 dot or bar mode.

        At the low end of the intensity adjustment, the voltage drop         When an exponentially decaying RC discharge waveform is
        across the 510 current-sharing resistors is so small that            applied to pin 5, the LM3915's outputs will switch at equal
        chip to chip variation in reference voltage may yield a visible      intervals. This makes a simple timer or sequencer. Each time
        variation in LED intensity. The optional approach shown of           interval is equal to RC/3. The output may be used to drive
        connecting the bottom end of the intensity control pot to a          logic, opto-couplers, relays or PNP transistors, for example.
        negative supply overcomes this problem by allowing a larger
        voltage drop across the (larger) current-sharing resistors.

        www.national.com                                                 14
Typical Applications                                                                                                                                                LM3915

                                                                                                                                        00510418

*Optional circuit for improved intensity matching at low currents.
See text.

FIGURE 10. Wide-Range Adjustment of Reference Voltage and LED Intensity for Multiple LM3915s

                                                                                                                              00510419

FIGURE 11. 0V to 10V Log Display with Smooth Transitions

                                                                    15                                                                            www.national.com
LM3915  Typical Applications (Continued)

                                                                          Extended Range VU Meter

                                                                                                                    00510420

        This application shows that the LED supply requires minimal filtering.
        *See Application Hints for optional Peak or Average Detector.
        Adjust R3 for 3 dB difference between LED #11 and LED #12.

                                                                                  Vibration Meter

                                                                                                   00510421

                          LED   Threshold                                                          LED   Threshold
                             1     60 mV                                                              6    320 mV
                             2     80 mV                                                              7    440 mV
                             3                                                                        8    630 mV
                             4    110 mV                                                              9    890 mV
                             5    160 mV                                                                    1.25V
                                  220 mV                                                            10

        www.national.com                   16
Typical Applications (Continued)                                                                                                       LM3915

                                      Indicator and Alarm, Full-Scale Changes Display from Dot to Bar

                                                                                                       00510422

*The input to the dot bar switch may be taken from cathodes of other LEDs.
Display will change to bar as soon as the LED so selected begins to light.
**Optional. Shunts 100 A auxiliary sink current away from LED #1.

                                                                    60 dB Dot Mode Display

**Optional. Shunts 100 A auxiliary sink current away from LED #11.                                                          00510423
                                                                                                  17
                                                                                                                 www.national.com
LM3915  Typical Applications (Continued)

                                                                   Driving Vacuum Fluorescent Display

                                                                                                                 00510424

        R7 thru R15: 10k 10%
        D1, D2: 1N914 or 1N4148
        *Half-wave peak detector.
        See Application Hints.

                                   Low Current Bar Mode Display

                                                                                                       00510425

        Supply current drain is only 15 mA with ten LEDs illuminated.

        www.national.com                                               18
Typical Applications (Continued)                                                                                                                                                                                                                                  LM3915

                                                               Driving Liquid Crystal Display

                                                                                               00510426

Bar Display with Alarm Flasher

                                                                                                                                                                                                                                                        00510427

Full-scale causes the full bar display to flash. If the junction of R1 and C1 is connected to a different LED cathode, the display will flash when that LED lights,
and at any higher input signal.

19                                                                                             www.national.com
LM3915  Typical Applications (Continued)

                                                                              Precision Null Meter

                                                                                                    00510428

        Logarithmic response allows coarse and fine adjustments without changing scale.
        Resolution ranges from 10 mV at VIN = 0 mV to 500 mV at VIN = 1.25V.

        www.national.com  20
Typical Applications (Continued)                                                                                                                                                                                                                          LM3915

                                             Operating with a High Voltage Supply (Dot Mode Only)

                                                                                                                                                                                                                          00510429

The LED currents are approximately 10 mA, and the LM3915 outputs operate in saturation for minimum dissipation.
*This point is partially regulated and decreases in voltage with temperature. Voltage requirements of the LM3915 also decrease with temperature.

                                                                             Light Meter

*Resistor value selects exposure                                                                                                                                                                                                                00510430
1/2 f/stop resolution
Ten f/stop range (1000:1)                                                                                                                                                                                                           www.national.com
Typical supply current is 8 mA.

                                                                                                  21
LM3915  Typical Applications (Continued)

                                                                               Audio Power Meter

                              Load                                                                                                              00510431
                                                R1
                                                                                                  See Application Hints for optional Peak
                          Impedance                                                               or Average Detector

                          4   10k

                          8   18k

                          16  30k

        www.national.com                            22
Connection Diagram                                                                                                                                      LM3915

                    Dual-in-Line Package

                                                                                                                            00510432

                                            Top View
                                Order Number LM3915N-1
                           See NS Package Number NA18A
                                Order Number LM3915N *
                            See NS Package Number N18A
                    *Discontinued, Life Time Buy date 12/20/99

Definition of Terms                                                   sured at the current source outputs. As the forward voltage
                                                                      of an LED does not change significantly with a small change
Absolute Accuracy: The difference between the observed                in forward current, this is equivalent to changing the voltage
threshold voltage and the ideal threshold voltage for each            at the LED anodes by the same amount.
comparator. Specified and tested with 10V across the inter-
nal voltage divider so that resistor ratio matching error pre-        Line Regulation: The average change in reference output
dominates over comparator offset voltage.                             voltage (VREF) over the specified range of supply voltage
                                                                      (V+).
Adjust Pin Current: Current flowing out of the reference
adjust pin when the reference amplifier is in the linear region.      Load Regulation: The change in reference output voltage
                                                                      over the specified range of load current (IL(REF)).
Comparator Gain: The ratio of the change in output current
(ILED) to the change in input voltage (VIN) required to pro-          Offset Voltage: The differential input voltage which must be
duce it for a comparator in the linear region.                        applied to each comparator to bias the output in the linear
                                                                      region. Most significant error when the voltage across the
Dropout Voltage: The voltage measured at the current                  internal voltage divider is small. Specified and tested with pin
source outputs required to make the output current fall by            6 voltage (VRHI) equal to pin 4 voltage (VRLO).
10%.
                                                                      Relative Accuracy: The difference between any two adja-
Input Bias Current: Current flowing out of the signal input           cent threshold points. Specified and tested with 10V across
when the input buffer is in the linear region.                        the internal voltage divider so that resistor ratio matching
                                                                      error predominates over comparator offset voltage.
LED Current Regulation: The change in output current over
the specified range of LED supply voltage (VLED) as mea-

                                                                  23                                                                  www.national.com
LM3915  Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted

        Note: Unless otherwise specified.
        1. Standard Lead Finish:

           200 microinches /5.08 micrometer minimum
           lead/tin 37/63 or 15/85 on alloy 42 or equivalent or copper
        2. Reference JEDEC registration MS-001, Variation AC, dated May 1993.

                                                                     Molded Dual-In-Line Package (N)
                                                                          Order Number LM3915N-1

                                                                         NS Package Number NA18A

        www.national.com  24
Physical Dimensions inches (millimeters) unless otherwise noted (Continued)                                                                     LM3915 Dot/Bar Display Driver

                                              Molded Dual-In-Line Package (N)
                                                   Order Number LM3915N *
                                                  NS Package Number N18A

                                       *Discontinued, Life Time Buy date 12/20/99

National does not assume any responsibility for use of any circuitry described, no circuit patent licenses are implied and National reserves
the right at any time without notice to change said circuitry and specifications.

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LIFE SUPPORT POLICY

NATIONAL'S PRODUCTS ARE NOT AUTHORIZED FOR USE AS CRITICAL COMPONENTS IN LIFE SUPPORT DEVICES OR SYSTEMS
WITHOUT THE EXPRESS WRITTEN APPROVAL OF THE PRESIDENT AND GENERAL COUNSEL OF NATIONAL SEMICONDUCTOR
CORPORATION. As used herein:

1. Life support devices or systems are devices or systems                      2. A critical component is any component of a life support
    which, (a) are intended for surgical implant into the body, or                 device or system whose failure to perform can be reasonably
    (b) support or sustain life, and whose failure to perform when                 expected to cause the failure of the life support device or
    properly used in accordance with instructions for use                          system, or to affect its safety or effectiveness.
    provided in the labeling, can be reasonably expected to result
    in a significant injury to the user.

BANNED SUBSTANCE COMPLIANCE

National Semiconductor certifies that the products and packing materials meet the provisions of the Customer Products Stewardship
Specification (CSP-9-111C2) and the Banned Substances and Materials of Interest Specification (CSP-9-111S2) and contain no ``Banned
Substances'' as defined in CSP-9-111S2.

          National Semiconductor       National Semiconductor                  National Semiconductor     National Semiconductor
          Americas Customer            Europe Customer Support Center          Asia Pacific Customer      Japan Customer Support Center
          Support Center                                                       Support Center             Fax: 81-3-5639-7507
          Email: new.feedback@nsc.com             Fax: +49 (0) 180-530 85 86   Email: ap.support@nsc.com  Email: jpn.feedback@nsc.com
          Tel: 1-800-272-9959                   Email: europe.support@nsc.com                             Tel: 81-3-5639-7560
                                       Deutsch Tel: +49 (0) 69 9508 6208
www.national.com                       English Tel: +44 (0) 870 24 0 2171
                                       Franais Tel: +33 (0) 1 41 91 8790
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