LM339工作原理與應用技巧

2021-05-12 11:31:28 字數 2450 閱讀 4911

四電壓比較器lm339中文資料與應用技巧

/lm339是四電壓比較器積體電路。

該電路的特點如下:

工作電源電壓範圍寬,單電源、雙電源均可工作,單電源: 2~36v,雙電源:±1~±18v;

消耗電流小, icc=1.3ma;

輸入失調電壓小, vio=±2mv;

共模輸入電壓範圍寬, vic=0~vcc-1.5v;

輸出與ttl,dtl,mos,cmos 等相容;

輸出可以用開路集電極連線「或」門;

採用雙列直插14 腳塑料封裝(dip14)和微形的雙列14 腳塑料封裝(sop14)

使用說明:

lm339是高增益,寬頻帶器件,象大多數比較器一樣,如果輸出端到輸入端有寄生電容而產生耦合,則很容易產生振盪.這種現象僅僅出現在當比較器改變狀態時,輸出電壓過渡的間隙.電源加旁路濾波並不能解決這個問題,標準pc板的設計對減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的.

減小輸入電阻至小於10k將減小反饋訊號,而且增加甚至很小的正反饋量(滯回1.0~10mv)能導致快速轉換,使得不可能產生由於寄生電容引起的振盪.除非利用滯後,否則直接插入ic並在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉換週期內振盪,如果輸入訊號是脈衝波形,並且上公升和下降時間相當快,則滯回將不需要.

比較器的所有沒有用的引腳必須接地.

lm339偏置網路確立了其靜態電流與電源電壓範圍 2.0~30v無關.

通常電源不需要加旁路電容。

差分輸入電壓可以大於vcc並不損壞器件.保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過-0.3v.

lm339的輸出部分是集電極開路,發射極接地的 npn輸出電晶體,可以用多集電極輸出提供或 or ing

功能.輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓範圍內的任何電源電壓上,不受 vcc端電壓值的限制.此輸出能作為乙個簡單的對地sps開路(當不用負載電阻沒被運用),輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制.

當達到極限電流(16ma)時,輸出電晶體將退出而且輸出電壓將很快上公升.輸出飽和電壓被輸出電晶體大約60ohm 的γsat限制。當負載電流很小時,輸出電晶體的低失調電壓(約1.

0mv)允許輸出箝位在零電平。

lm339類似於增益不可調的運算放大器。每個比較器有兩個輸入端和乙個輸出端。兩個輸入端乙個稱為同相輸入端,用「+」表示,另乙個稱為反相輸入端,用「-」表示。

用作比較兩個電壓時,任意乙個輸入端加乙個固定電壓做參考電壓(也稱為門限電平,它可選擇lm339輸入共模範圍的任何一點),另一端加乙個待比較的訊號電壓。當「+」端電壓高於「-」端時,輸出管截止,相當於輸出端開路。當「-」端電壓高於「+」端時,輸出管飽和,相當於輸出端接低電位。

兩個輸入端電壓差別大於10mv就能確保輸出能從一種狀態可靠地轉換到另一種狀態,因此,把lm339用在弱訊號檢測等場合是比較理想的。lm339的輸出端相當於乙隻不接集電極電阻的晶體三極體,在使用時輸出端到正電源一般須接乙隻電阻(稱為上拉電阻,選3-15k)。選不同阻值的上拉電阻會影響輸出端高電位的值。

因為當輸出晶體三極體截止時,它的集電極電壓基本上取決於上拉電阻與負載的值。另外,各比較器的輸出端允許連線在一起使用。

單限比較器電路

圖1a給出了乙個基本單限比較器。輸入訊號uin,即待比較電壓,它加到同相輸入端,在反相輸入端接乙個參考電壓(門限電平)ur。當輸入電壓uin>ur時,輸出為高電平uoh。

圖1b為其傳輸特性。

圖3為某儀器中過熱檢測保護電路。它用單電源供電,1/4lm339的反相輸入端加乙個固定的參考電壓,它的值取決於r1於r2。ur=r2/(r1+r2)*ucc。

同相端的電壓就等於熱敏元件rt的電壓降。當機內溫度為設定值以下時,「+」端電壓大於「-」端電壓,uo為高電位。當溫度上公升為設定值以上時,「-」端電壓大於「+」端,比較器反轉,uo輸出為零電位,使保護電路動作,調節r1的值可以改變門限電壓,既設定溫度值的大小。

圖 3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,如果輸入訊號uin在門限值附近有微小的干擾,則輸出電壓就會產生相應的抖動(起伏)。在電路中引入正反饋可以克服這一缺點。

圖1a給出了乙個遲滯比較器,人們所熟悉的「史密特」電路即是有遲滯的比較器。圖1b為遲滯比較器的傳輸特性。

圖 1不難看出,當輸出狀態一旦轉換後,只要在跳變電壓值附近的干擾不超過δu之值,輸出電壓的值就將是穩定的。但隨之而來的是解析度降低。因為對遲滯比較器來說,它不能分辨差別小於δu的兩個輸入電壓值。

遲滯比較器加有正反饋可以加快比較器的響應速度,這是它的乙個優點。除此之外,由於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於電路寄生耦合而產生的自激振盪。

如果需要將乙個跳變點固定在某乙個參考電壓值上,可在正反饋電路中接入乙個非線性元件,如晶體二極體,利用二極體的單向導電性,便可實現上述要求。圖2為其原理圖。

圖 2圖3為某電磁爐電路中電網過電壓檢測電路部分。電網電壓正常時,1/4lm339的u4<2.8v,u5=2.

8v,輸出開路,過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。當電網電壓大於242v時,u4>2.

LM339工作原理與應用技巧

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