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LM339四電壓比較器資料及應用

更新時(shí)間:2017/7/12 16:08:59    閱讀:15388    分享此文章:
LM339集成塊采用C-14型封裝。由于LM339使用靈活,應用廣泛,所以世界上各大IC生產(chǎn)廠(chǎng)、公司竟相推出自己的四比較器,如IR2339、ANI339、SF339等,它們的參數基本一致,可互換使用。本文將介紹LM339集成電路資料及應用。

LM339集成塊內部裝有四個(gè)獨立的電壓比較器,該電壓比較器的特點(diǎn)是:
1)失調電壓小,典型值為2mV;
2)電源電壓范圍寬,單電源為2-36V,雙電源電壓為±1V-±18V;
3)對比較信號源的內阻限制較寬;
4)共模范圍很大,為0~(Ucc-1.5V)Vo;
5)差動(dòng)輸入電壓范圍較大,大到可以等于電源電壓;
6)輸出端電位可靈活方便地選用。

外型及管腳排列圖

 

LM339類(lèi)似于增益不可調的運算放大器。每個(gè)比較器有兩個(gè)輸入端和一個(gè)輸出端。兩個(gè)輸入端一個(gè)稱(chēng)為同相輸入端,用“+”表示,另一個(gè)稱(chēng)為反相輸入端,用“-”表示。用作比較兩個(gè)電壓時(shí),任意一個(gè)輸入端加一個(gè)固定電壓做參考電壓(也稱(chēng)為門(mén)限電平,它可選擇LM339輸入共模范圍的任何一點(diǎn)),另一端加一個(gè)待比較的信號電壓。當“+”端電壓高于“-”端時(shí),輸出管截止,相當于輸出端開(kāi)路。當“-”端電壓高于“+”端時(shí),輸出管飽和,相當于輸出端接低電位。兩個(gè)輸入端電壓差別大于10mV就能確保輸出能從一種狀態(tài)可靠地轉換到另一種狀態(tài),因此,把LM339用在弱信號檢測等場(chǎng)合是比較理想的。LM339的輸出端相當于一只不接集電極電阻的晶體三極管,在使用時(shí)輸出端到正電源一般須接一只電阻(稱(chēng)為上拉電阻,選3-15K)。選不同阻值的上拉電阻會(huì )影響輸出端高電位的值。因為當輸出晶體三極管截止時(shí),它的集電極電壓基本上取決于上拉電阻與負載的值。另外,各比較器的輸出端允許連接在一起使用。

LM339制作單限比較器電路

下圖中a給出了一個(gè)基本單限比較器。輸入信號Uin,即待比較電壓,它加到同相輸入端,在反相輸入端接一個(gè)參考電壓(門(mén)限電平)Ur。當輸入電壓Uin>Ur時(shí),輸出為高電平UOH。b為其傳輸特性。

 

下圖為某儀器中過(guò)熱檢測保護電路。它用單電源供電,1/4LM339的反相輸入端加一個(gè)固定的參考電壓,它的值取決于R1于R2。UR=R2/(R1+R2)*UCC。同相端的電壓就等于熱敏元件Rt的電壓降。當機內溫度為設定值以下時(shí),“+”端電壓大于“-”端電壓,Uo為高電位。當溫度上升為設定值以上時(shí),“-”端電壓大于“+”端,比較器反轉,Uo輸出為零電位,使保護電路動(dòng)作,調節R1的值可以改變門(mén)限電壓,既設定溫度值的大小。

 

LM339制作遲滯比較器

遲滯比較器又可理解為加正反饋的單限比較器。前面介紹的單限比較器,如果輸入信號Uin在門(mén)限值附近有微小的干擾,則輸出電壓就會(huì )產(chǎn)生相應的抖動(dòng)(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點(diǎn)。

下圖中a給出了一個(gè)遲滯比較器,人們所熟悉的“史密特”電路即是有遲滯的比較器。b為遲滯比較器的傳輸特性。

 

不難看出,當輸出狀態(tài)一旦轉換后,只要在跳變電壓值附近的干擾不超過(guò)ΔU之值,輸出電壓的值就將是穩定的。但隨之而來(lái)的是分辨率降低。因為對遲滯比較器來(lái)說(shuō),它不能分辨差別小于ΔU的兩個(gè)輸入電壓值。遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應速度,這是它的一個(gè)優(yōu)點(diǎn)。除此之外,由于遲滯比較器加的正反饋很強,遠比電路中的寄生耦合強得多,故遲滯比較器還可免除由于電路寄生耦合而產(chǎn)生的自激振蕩。

如果需要將一個(gè)跳變點(diǎn)固定在某一個(gè)參考電壓值上,可在正反饋電路中接入一個(gè)非線(xiàn)性元件,如晶體二極管,利用二極管的單向導電性,便可實(shí)現上述要求。下圖為其原理圖。

 

下圖為某電磁爐電路中電網(wǎng)過(guò)電壓檢測電路部分。電網(wǎng)電壓正常時(shí),1/4LM339的U4<2.8V,U5=2.8V,輸出開(kāi)路,過(guò)電壓保護電路不工作,作為正反饋的射極跟隨器BG1是導通的。當電網(wǎng)電壓大于242V時(shí),U4>2.8V,比較器翻轉,輸出為0V,BG1截止,U5的電壓就完全決定于R1與R2的分壓值,為2.7V,促使U4更大于U5,這就使翻轉后的狀態(tài)極為穩定,避免了過(guò)壓點(diǎn)附近由于電網(wǎng)電壓很小的波動(dòng)而引起的不穩定的現象。由于制造了一定的回差(遲滯),在過(guò)電壓保護后,電網(wǎng)電壓要降到242-5=237V時(shí),U4<U3,電磁爐才又開(kāi)始工作。這正是我們所期望的。

 

LM339制作雙限比較器(窗口比較器)

下圖電路由兩個(gè)LM339組成一個(gè)窗口比較器。當被比較的信號電壓Uin位于門(mén)限電壓之間時(shí)(UR1<Uin<UR2),輸出為高電位(UO=UOH)。當Uin不在門(mén)限電位范圍之間時(shí),(Uin>UR2或Uin<UR1)輸出為低電位(UO=UOL),窗口電壓ΔU=UR2-UR1。它可用來(lái)判斷輸入信號電位是否位于指定門(mén)限電位之間。

 

用LM339組成振蕩器

下圖為用1/4LM339組成的音頻方波振蕩器的電路。改變C1可改變輸出方波的頻率。本電路中,當C1=0.1uF時(shí)。f=53Hz;當C1=0.01uF時(shí),f=530Hz;當C1=0.001uF時(shí),f=5300Hz。

LM339還可以組成高壓數字邏輯門(mén)電路,并可直接與TTL、CMOS電路接口。

 

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