LM393. Описание, datasheet, схема включения, аналог
Микросхема LM393 имеет в своем корпусе два независимых компаратора напряжения. Компаратор LM393 может работать, как от однополярного источника питания в широком диапазоне напряжений, так и от двухполярного источника. При использовании двухполярного — разница между потенциалами должна составлять от 2 В до 36 В.
Держатель для платы
Материал: АБС + металл, размер зажима печатной платы (max): 20X14 см…
Ток потребления компаратора не зависит от напряжения питания. Необходимо обратить внимание, что данный компаратор имеет выход с открытым коллектором.
Ключевая особенность LM393
- Широкий диапазон напряжения питания: 2…36 В или ±1…±18 В
- Очень низкий ток потребления (0,45 мА)
- Низкий входной ток смещения: 20 нА
- Низкий входной ток смещения: ± 3 нА
- Низкое входное напряжение смещения: ± 1 мВ тип
- Низкое выходное напряжение насыщения: 80 мВ
- TTL, DTL, ECL, MOS, CMOS совместимые выходы
- Компаратор LM393 доступен в корпусе: DFN8 2х2, MiniSO8, TSSOP8 и SO8
Технические характеристики LM393
Ниже приведены основные электрические характеристики и абсолютные максимальные значения эксплуатации LM393:
Принципиальная схема LM393
Назначение выводов (распиновка)
Аналог LM393
Для замены можно использовать следующие зарубежные и отечественные аналоги LM393:
зарубежный аналог
- AN1393
- AN6916
- AN6914
- GL393
- IR9393
- NJM2903D
- TA75393AP
- UPC393C
- UA393
отечественный аналог
- 1040СА1
- КР1040СА1
- 1401CA3
Принцип работы LM393
Чтобы понять как же работает данный компаратор, рассмотрим простую схему сумеречного автомата.
Электрический паяльник с регулировкой температуры
Мощность: 60/80 Вт, температура: 200’C-450’C, высококачествен…
Глядя на схему мы видим, что оба входа компаратора подключены к делителям напряжения. Первый делитель напряжения, подключенный к инвертирующему входу (2), состоит из постоянного резистора и фоторезистора.
Как известно сопротивление неосвещенного фоторезистора имеет очень большое сопротивление (более 1МОм), и малое при освещении. Поэтому в ночное время суток, согласно логике работы делителя напряжения, напряжение на входе (2) компаратора будет выше, чем в дневное время суток.
Чтобы включать и выключать свет (в нашем случае светодиод), в зависимости от степени освещенности фоторезистора, нам необходимо установить порог переключения. Для этого служит неинвертирующий вход (3) на который необходимо подать опорное (неизменяемое) напряжение. Это опорное напряжение мы возьмем с переменного резистора R3, который выполняет роль делителя напряжения.
Теперь компаратор будет сравнивать два уровня напряжения (на выводах 2 и 3). Если напряжение на входе 2 будет больше чем на входе 3, то светодиод загорится. Как только напряжение на входе 2 опустится (при освещении фоторезистора) ниже уровня напряжения на входе 3, светодиод погаснет.
Скачать datasheet LM393 в формате pdf (595,7 KiB, скачано: 9 855)
LM393 — Cдвоенный компаратор — DataSheet
Микросхемы серий: LM193, LM293, LM293A, LM393, LM393A, LM2903, LM2903V1 Особенности- Одно или двух полярное питание
- Широкий диапазон питающего напряжения
— Максимальные значения от 2 В до 36 В
— Прошли испытания напряжением до 30 В: без буквы «V» в маркировке
— Прошли испытания напряжением до 32 В: с буквой «V» в маркировке
- Небольшой потребляемый ток, не зависящий от напряжения питания 0.4 мА
- Низкий входной ток смещения: 25 нА
- Низкий входной ток смещения нуля: 3 нА
- Низкое входное напряжение смещения нуля: 2 мВ
- Диапазон синфазного входного напряжения включает землю
- Диапазон дифференциального входного напряжения равен максимуму напряжения питания
- Низкое выходное напряжение насыщения
- Выход совместим с ТТЛ, МОП и КМОП логикой
2 Применение
- Датчики химических веществ или газов
- Настольные ПК
- Управление двигателями
- Весы
3 Описание
Микросхемы данных серий состоят из двух независимых компараторов напряжения, которые могут работать от однополярного источника питания. Работа от двуполярного источника также возможна при условии, что разница между двумя полюсами питания от 2 В до 36 В, и Vcc не менее, чем на 1,5 В более положительно, чем входное синфазное напряжение. Потребляемый ток не зависит от напряжения питания. К выходам могут быть подключены другие выходы с открытым коллектором для получения схемы логического «И». Микросхема LM193 может работать при температурах от -55°C до 125°С. LM293 и LM293A от -25°C до 85°C. LM393 и LM393A от 0°C до 70°C. LM2903 от -40°C до 125°С.
| Серия | Тип корпуса | Размеры |
|---|---|---|
| LM193D, LM293D, LM293AD, LM393D, LM393AD, LM2903D | SOIC (8) | 4.90 мм x 6.00 мм |
| LM293DGK, LM293ADGK, LM393DGK, LM393ADGK, LM2903DGK | VSSOP (8) | 3.00 мм x 5.00 мм |
| LM293P, LM393P, LM393AP, LM2903P | PDIP (8) | 9.50 мм × 6.30 мм |
| LM393PS, LM393APS, LM2903PS | SO (8) | 6.20 мм x 7.90 мм |
| LM393PW, LM393APW, LM2903PW | TSSOP (8) | 6.40 мм x 3.00 мм |
| LM193JG | GDIP (8) | 10.00 мм x 7.00 мм |
| LM193FK | CQCC (8) | 9.00 мм x 9.00 мм |
D, DGK, JG, P, PS, или PW | 20-Выводной CQCC |
| Номер вывода | I/O | Описание | ||
|---|---|---|---|---|
| Обозначение | SOIC, VSSOP, GDIP, PDIP, SO, или TSSOP | LCCC | ||
| 1OUT | 1 | 2 | Выход | Выход компаратора 1 |
| 1IN- | 2 | 5 | Вход | Отрицательный вход компаратора 1 |
| 1IN+ | 3 | 7 | Вход | Положительный вход компаратора 1 |
| GND | 4 | 10 | Вход | Земля |
| 2IN+ | 5 | 12 | Вход | Положительный вход компаратора 2 |
| 2IN- | 6 | 15 | Отрицательный вход компаратора 2 | |
| 2OUT | 7 | 17 | Выход | Выход компаратора 2 |
| VCC | 8 | 20 | Вход | Напряжение питания |
| NC | — | 1 | N/A | Не задействованы (Внутренне не подключенные выводы) |
| 3 | ||||
| 4 | ||||
| 6 | ||||
| 8 | ||||
| 9 | ||||
| 11 | ||||
| 13 | ||||
| 14 | ||||
| 16 | ||||
| 18 | ||||
| 19 | ||||
| MIN | MAX | UNIT | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|
| VCC | Напряжение питания | 36 | В | |||
| VID | Дифференциальное входное напряжение | ±36 | В | |||
| VI | Входное напряжение (на любом выводе) | –0.3 | 36 | В | ||
| VO | Выходное напряжение | 36 | В | |||
| IO | Выходной ток | 20 | мА | |||
| Длительность короткого замыкания выхода на землю | Неограниченна | |||||
| TJ | Рабочая температура кристалла | 150 | °C | |||
| Температура корпуса в течении 60 с | FK корпус | 260 | °C | |||
| Температура припоя 1,6 мм для корпуса в течении 60 с | J корпус | 300 | °C | |||
| Tstg | Температура хранения | –65 | 150 | °C | ||
| Параметр | Условия | TA | LM193 | LM293 LM393 | Ед. изм. | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | ||||||
| VIO | Входное напряжение смещения нуля | VCC = от 5 В до 30 В, VIC = VICR(Мин.), VO = 1.4 В | 25°C | 2 | 5 | 2 | 5 | мВ | |||
| Весь диапазон | 9 | 9 | |||||||||
| IIO | Входной ток смещения нуля | VO = 1.4 В | 25°C | 3 | 25 | 5 | 50 | нА | |||
| Весь диапазон | 100 | 250 | |||||||||
| IIB | Входной ток смещения | VO = 1.4 В | 25°C | –25 | –100 | –25 | –250 | нА | |||
| Весь диапазон | –300 | –400 | |||||||||
| VICR | Диапазон входного синфазного напряжения | 25°C | от 0 до VCC -1.5 | от 0 до VCC -1.5 | В | ||||||
| Весь диапазон | от 0 до VCC -2 | от 0 до VCC -2 | |||||||||
| AVD | Большой сигнал усиленного дифференциального напряжения | VCC = 15 В, VO = от 1.4 В до 11.4 В, RL ≥ 15 кОм до VCC | 25°C | 50 | 200 | 50 | 200 | В/мВ | |||
| IOH | Высокий уровень выходного тока | VOH = 5В | VID = 1 В | 25°C | 0.1 | 0.1 | 50 | нА | |||
| VOH = 30В | VID = 1 В | Весь диапазон | 1 | 1 | мкА | ||||||
| VOL | Низкий уровень выходного напряжения | IOL = 4 мА, | VID = –1 В | 25°C | 150 | 400 | 150 | 400 | мВ | ||
| Весь диапазон | 700 | 700 | |||||||||
| IOL | Низкий уровень выходного тока | VOL = 1.5 V, | VID = -1 В | 25°C | 6 | 6 | мА | ||||
| ICC | Потребляемый ток | RL = ∞ | VCC = 5 В | 25°C | 0.8 | 1 | 0.8 | 1 | мА | ||
| VCC =30В | Весь диапазон | 2.5 | 2.5 | ||||||||
| Параметр | Условия | TA | LM293A LM393A | Ед. изм. | ||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | ||||||
| VIO | Входное напряжение смещения нуля | VCC = от 5 В до 30 В, VO = 1.4 В VIC = VICR(Мин.) | 25°C | 1 | 2 | мВ | ||
| Весь диапазон | 4 | |||||||
| IIO | Входной ток смещения нуля | VO = 1.4 В | 25°C | 5 | 50 | нА | ||
| Весь диапазон | 150 | |||||||
| IIB | Входной ток смещения | VO = 1.4 В | 25°C | –25 | –250 | нА | ||
| Весь диапазон | –400 | |||||||
| VICR | Диапазон входного синфазного напряжения | 25°C | от 0 до VCC -1.5 | V | ||||
| Весь диапазон | от 0 до VCC – 2 | |||||||
| AVD | Большой сигнал усиленного дифференциального напряжения | VCC = 15 В, VO = 1.4 В до 11.4 В, RL ≥ 15 кОм до VCC | 25°C | 50 | 200 | В/мВ | ||
| IOH | Высокий уровень выходного тока | VOH = 5 В, | VID = 1 В | 25°C | 0.1 | 50 | нА | |
| VOH = 30 В, | VID = 1 В | Весь диапазон | 1 | мкА | ||||
| VOL | Низкий уровень выходного напряжения | IOL = 4 мА, | VID = –1 В | 25°C | 150 | 400 | мВ | |
| Весь диапазон | 700 | |||||||
| IOL | Низкий уровень выходного тока | VOL = 1.5 В, | VID = –1 В, | 25°C | 6 | мА | ||
| ICC | Потребляемый ток (четыре компаратора) | RL = ∞ | VCC = 5 В | 25°C | 0.8 | 1 | мА | |
| VCC = 30 В | Весь диапазон | 2.5 | ||||||
| Параметр | Условия | TA | LM2903 | LM2903A | Ед. изм. | ||||||
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| Мин. | Тип. | Макс. | Мин. | Тип. | Макс. | ||||||
| VIO | Входное напряжение смещения нуля | VCC = 5 В до Макс., VO = 1.4 В, VIC = VICR(Мин.), | 25°C | 2 | 7 | 1 | 2 | мВ | |||
| Весь диапазон | 15 | 4 | |||||||||
| IIO | Входной ток смещения нуля | VO = 1.4 В | 25°C | 5 | 50 | 5 | 50 | нА | |||
| Весь диапазон | 200 | 200 | |||||||||
| IIB | Входной ток смещения | VO = 1.4 В | 25°C | –25 | –250 | –25 | –250 | нА | |||
| Весь диапазон | –500 | –500 | |||||||||
| VICR | Диапазон входного синфазного напряжения | 25°C | от 0 до VCC -1.5 | от 0 до VCC -1.5 | V | ||||||
| Весь диапазон | от 0 до VCC -2 | от 0 до VCC -2 | |||||||||
| AVD | Большой сигнал усиленного дифференциального напряжения | VCC = 15 В, VO = от 1.4 В до 11.4 В, RL ≥ 15 кОм до VCC | 25°C | 25 | 100 | 25 | 100 | В/мВ | |||
| IOH | Высокий уровень выходного тока | VOH = 5 В, | VID = 1 В | 25°C | 0.1 | 50 | 0.1 | 50 | нА | ||
| VOH = VCC Макс. | VID = 1 В | Весь диапазон | 1 | 1 | мкА | ||||||
| VOL | Низкий уровень выходного напряжения | IOL = 4 мА, | VID = –1 В, | 25°C | 150 | 400 | 150 | 400 | мВ | ||
| Весь диапазон | 700 | 700 | |||||||||
| IOL | Низкий уровень выходного тока | VOL = 1.5 В, | VID = -1 В | 25°C | 6 | 6 | мА | ||||
| ICC | Потребляемый ток | RL = ∞ | VCC = 5 В | 25°C | 0.8 | 1 | 0.8 | 1 | мА | ||
| VCC = Макс. | Весь диапазон | 2.5 | 2.5 | ||||||||
| Параметры | Примерные значения |
|---|---|
| Диапазон входного напряжения | от 0 В до Vsup-1.5 В |
| Напряжение питания | от 2 В до 36 В |
| Напряжение питания логической схемы | от 2 В to 36 В |
| Выходной ток (RPULLUP) | от 1 мкА до 20 мА |
| Входная разница напряжений | 100 мВ |
| Опорное напряжение | 2.5 В |
| Нагрузочная емкость (CL) | 15 пФ |
Купить LM393 по самой низкой цене вы можете здесь.
Если вы нашли ошибку, пожалуйста, выделите фрагмент текста и нажмите Ctrl+Enter.
LM393 DIP Cдвоенный компаратор.
05/05/201650 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00
Опрос: Изготавливали ли Вы что-нибудь своими руками? (Кол-во голосов: 1914)
Да, много чего
Да, было разок
Нет, пока изучаю для того, чтобы изготовить
Нет, не собираюсь
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. РезультатыВ электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход.
Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления. Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях (АЦП)
Примеры работы компаратора приведены на основе микросхемы LM339 (счетверенный компаратора напряжений) и LM393 (сдвоенный компаратор напряжения). Эти две микросхемы по своему функционалу идентичны. Компаратор напряжения LM311 так же может быть использован в данных примерах, но он имеет ряд функциональных особенностей.
Компаратор напряжения — выход с открытым коллектором
Как правило, выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором.
Выход открытый коллектор имеет отрицательную полярность. Это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала и нагрузка должна подключаться между этим выходом и источника питания.
В некоторых схемах к выходу компаратора подключают нагрузочный (подтягивающий) резистор для того, чтобы обеспечить сигнал высокого уровня поступающего на вход следующего элемента схемы.
Операционные усилители (ОУ), такие как LM324, LM358 и LM741 обычно не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжения из-за их биполярных выходов. Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором.
Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором:
Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет ниже, чем напряжение на входе (-). И соответственно ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет выше, чем напряжение на входе (-).
Схема эквивалента компаратора напряжения с однополярным источником питания
Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного усилителя, например, LM358 или LM324, имеющим на выходе два транзистора типа NPN (см. выше). Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ (LM339) с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт.
Выход включается или выключается в зависимости от относительных напряжений на плюсовом (+) и минусовом (-) входах компаратора. Входы компаратора крайне чувствительны и разница напряжения между ними всего лишь в несколько милливольт приводит к переключению его выхода.
Схема эквивалента компаратора напряжения с двухполярным источником питания
Компараторы напряжения LM339, LM393 и LM311могут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.
При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM311, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.
При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Кроме того, один из входов компаратора может быть подключен к общему проводу, таким образом создается детектор «пересечение нуля».
Описание работы компаратора
Следующий рисунок показывает простейшую конфигурацию для компаратора напряжения, а так же графическое изображение режима его работы. В этой схеме опорное напряжение составляет половину напряжения питания, а входное напряжение может меняться от нуля до напряжения питания. В теории опорное и входное напряжение могут иметь значение от нуля и до напряжения источника питания, но есть реальные ограничения, зависящие от конкретно используемого компаратора.
Сигнал на выходе:
- Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
- Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.
Входное напряжение смещения компаратора
Компараторы не являются совершенными устройствами, и их работа может иметь недостаток от последствий такого параметра, как входное напряжение смещения. Входное напряжение смещения для многих компараторов может составлять всего несколько милливольт и в большинстве схем может быть проигнорировано.
В основном проблема, связанная с входным напряжением смещения возникает, когда входное напряжение изменяется очень медленно. Конечным результатом входного напряжения смещения является то, что выходной транзистор не полностью открывается или закрывается, когда входное напряжение находится недалеко от опорного напряжения.
Следующая диаграмма иллюстрирует эффект смещения входного напряжения возникающий в результате медленного изменения входного напряжения. Этот эффект возрастает при увеличении выходного тока транзистора. Поэтому, для уменьшения этого эффекта, необходимо обеспечить максимальное сопротивление резистора R4.
Последствия входного напряжения смещения можно уменьшить, добавив в схему гистерезис. Это приведет к тому, что опорное напряжение будет меняться, когда выход компаратора переходит на высокий или низкий уровень.
Входное напряжение смещения и гистерезис
Для большинства схем построенных на компараторах, величина гистерезиса является разностью напряжений входного сигнала, при котором выход компаратора либо полностью включен или полностью выключен. Гистерезис в компараторах, как правило, нежелателен, но он может потребоваться, когда необходимо уменьшить чувствительность к шуму или при медленном изменении входного сигнала.
Внешний гистерезис использует положительную обратную связь (ПОС) с выхода на неинвертирующий вход компаратора. В результате полученный триггер Шмитта обеспечивает дополнительную помехоустойчивость и более чистый выходной сигнал.
Эффект от использования гистерезиса в том, что при постепенном изменении входного напряжения, а опорное напряжение будет быстро изменяться в противоположном направлении. Это обеспечивает чистое переключение выхода компаратора.
Механический аналог гистерезиса может быть обнаружен в разнообразных тумблерах. Как только рукоятка тумблера перемещается мимо центральной точки, пружина в тумблере переводит контакты реле в гарантированное положение (открытое или закрытое).
Гистерезис является неотъемлемой частью большинства компараторов составляющая всего несколько милливольт и он обычно влияет только на схемы, где входное напряжение поднимается или падает очень медленно или имеет скачки напряжения, известные как «шум»…
Купить LM393 DIP Cдвоенный компаратор. за $2.00
Поделитесь с друзьями статьей: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
Можно ли использовать компаратор (LM393) в качестве усилителя?
Взгляните на основные схемы внутренних устройств, показанные в технических паспортах для LM324 (обычный операционный усилитель) и LM393 (компаратор) соответственно: –
Входные каскады довольно похожи, но первое большое отличие – это внутренний компенсационный конденсатор внутри операционного усилителя LM324 (показан с красной рамкой вокруг него). Эта компенсация гарантирует, что при обычных типах отрицательной обратной связи (включая типичный сценарий подключения выхода непосредственно к инвертирующему входу), операционный усилитель LM324 не станет нестабильным и не будет колебаться.
Q10 и Q11 в LM324 являются просто последователями эмиттера, поэтому от этих транзисторов не возникает «дополнительного усиления» (или потенциальной дополнительной проблемы со стабильностью), а Q12 (LM324) будет вести себя почти как Q7 в LM393, т.е. производить много усиления по напряжению.
Очевидно, что выходные каскады сильно различаются, когда в LM324 используются двухтактные эмиттерные повторители (без усиления), в то время как у LM393 есть еще один общий эмиттерный каскад с высоким коэффициентом усиления, образованный Q8.
Итак, вкратце, LM324 имеет частотную компенсацию, позволяющую использовать самые разные конфигурации обратной связи, тогда как LM393 не имеет этой компенсации и, что еще хуже с точки зрения стабильности, имеет еще одну ступень усиления по напряжению.
Если вы возьмете схемы данных в качестве приличного руководства по внутренним компонентам обоих чипов, вы должны сделать вывод, что применение «нормальных» величин отрицательной обратной связи (для создания обычного усилителя типа операционного усилителя) приведет к колебаниям или значительной нестабильности. проблемы особенно при низких усилениях с обратной связью.
Более подробно в технических паспортах, LM393 имеет минимальное усиление напряжения 50 В на вводимый милливольт, тогда как LM324 составляет только 15 В на вводимый милливольт. Это подтверждает подозрение о более высоком усилении (для LM393), подразумеваемое схемами в технических паспортах.
Сказав все это, всегда есть способы превратить компаратор в усилитель, но в паспорте LM393 недостаточно подсказок, которые бы намекали на надежный метод.
Lm393n схема включения как работает, микросхема к554са2
Прошло почти два года с тех пор, как я пытался приручить операционный усилитель УД708 для сравнения двух сигналов. Знаний тогда было мало, поэтому времени уходило много, а главное — еще и безрезультатно. Но в итоге для своей задачи я смог «договориться» с компаратором LM393N. А на днях перебирал поделку, в которой впервые использовал эту микросхему, и решил вспомнить, как работает компаратор. Заодно и другим рассказать.
Компаратор — это устройство, сравнивающее два аналоговых сигнала. В самом простом случае — операционный усилитель без обратных связей. На входы ему подаются два напряжения — эталонное, оно же опорное (известно заранее) и измеряемое. На выходе возможны два состояния:
«1» — когда напряжение на прямом входе больше, чем на инвертирующем;
«0» — когда напряжение на прямом входе меньше, чем на инвертирующем.
Некоторые компараторы самостоятельно формируют уровни логических нуля и единицы (например, «ноль» — это ноль, «единица» — плюс пять вольт), но LM393 — с открытым коллектором. Ей для создания выходного напряжения нужен внешний резистор, подключающийся либо к «плюсу» питания, либо к другому «плюсу» (в разумных пределах, конечно).
Первые две схемы — каноничное включение нагрузки под открытый коллектор. Я подключал внешний резистор к питающему «плюсу».
Включение 4
Измеряемое напряжение подается на инвертирующий вход, опорное — на прямой.
Пока напряжение на инвертирующем входе меньше, чем на прямом, компаратор выдает «ноль», и светодиод не горит. Иначе — «единица».
Вообще, лучше, конечно, пользоваться первыми двумя общепринятыми схемами, чтобы не было путаницы.
Еще один важный момент — подключение нагрузки (светодиода) к другому напряжению (как мог, изобразил 24 вольта). Справедливо для любого из ранее изображенных включений.
О нагрузке. В даташите о максимальном токе коллектора сказано, что больше 6-20 мА микросхема не выдаст. То есть включить один светодиод — не проблема, а вот что побольше…
Кусок светодиодной ленты, подключенный прямо к выходу компаратора (по третьей или четвертой схеме, без резистора R3) светил слабо (1 мА). Пришлось поддать напряжения до 12 вольт, и тогда ток коллектора вырос до 14 мА. При подключении ленты напрямую к блоку питания — 32 мА. Таким образом, как ни крути, а максимум, что можно получить конкретно от этой LM-ки — 14 мА.
Вывод — что-то прожорливое есть смысл пускать через транзистор, загнанный в ключевой режим. При этом каскаду с общим эмиттером, инвертирующему сигнал, как нельзя лучше подойдет третья или четвертая схемы включения. Ведь если сигнал инвертировать дважды — получится опять исходный сигнал.
Например, на прямом входе компаратора «единица» (по привычной логике — на прямом входе напряжение больше, чем на инвертирующем). Третья схема сделает из нее «ноль» на выходе. А каскад с общим эмиттером, «перевернув» этот «ноль», опять даст «единицу».
Стрелка цепляется к выходу компаратора (R1 — это R3 из предыдущей схемы). R2, возможно, придется подобрать: если он будет слишком маленьким, то транзистор может сгореть, а если слишком большим — не откроется (можно попробовать 4,7 кОм). При подаче «единицы» в базе транзистора должно быть примерно 0,7 В (для кремния). К R3 тоже есть вопросы, но слишком малым и он не должен быть.
Моделирование. Когда на входе «ноль» (а «ноль» третьей и четвертой схемы — это в нормальном включении «единица»), то на выходе — «единица», светодиод работает. С чего начали, к тому и пришли — «единица» опять стала сама собой.
Теперь, когда на входе «единица», то на выходе «ноль». Вот она, знаменитая инверсия каскада с общим эмиттером!
А если включать нагрузку в коллектор транзистора, то «единицы» и «нули» по входу и выходу будут совпадать.
В общем, простор для творчества — колоссальный.
Реклама
Микросхема LM393 имеет в своем корпусе два независимых компаратора напряжения. Компаратор LM393 может работать, как от однополярного источника питания в широком диапазоне напряжений, так и от двухполярного источника. При использовании двухполярного — разница между потенциалами должна составлять от 2 В до 36 В.
Ток потребления компаратора не зависит от напряжения питания. Необходимо обратить внимание, что данный компаратор имеет выход с открытым коллектором.
Ключевая особенность LM393
- Широкий диапазон напряжения питания: 2…36 В или ±1…±18 В
- Очень низкий ток потребления (0,45 мА)
- Низкий входной ток смещения: 20 нА
- Низкий входной ток смещения: ± 3 нА
- Низкое входное напряжение смещения: ± 1 мВ тип
- Низкое выходное напряжение насыщения: 80 мВ
- TTL, DTL, ECL, MOS, CMOS совместимые выходы
- Компаратор LM393 доступен в корпусе: DFN8 2х2, MiniSO8, TSSOP8 и SO8
Принцип работы LM393
Чтобы понять как же работает данный компаратор, рассмотрим простую схему сумеречного автомата.
Глядя на схему мы видим, что оба входа компаратора подключены к делителям напряжения. Первый делитель напряжения, подключенный к инвертирующему входу (2), состоит из постоянного резистора и фоторезистора.
Как известно сопротивление неосвещенного фоторезистора имеет очень большое сопротивление (более 1МОм), и малое при освещении. Поэтому в ночное время суток, согласно логике работы делителя напряжения, напряжение на входе (2) компаратора будет выше, чем в дневное время суток.
Чтобы включать и выключать свет (в нашем случае светодиод), в зависимости от степени освещенности фоторезистора, нам необходимо установить порог переключения. Для этого служит неинвертирующий вход (3) на который необходимо подать опорное (неизменяемое) напряжение. Это опорное напряжение мы возьмем с переменного резистора R3, который выполняет роль делителя напряжения.
Теперь компаратор будет сравнивать два уровня напряжения (на выводах 2 и 3). Если напряжение на входе 2 будет больше чем на входе 3, то светодиод загорится. Как только напряжение на входе 2 опустится (при освещении фоторезистора) ниже уровня напряжения на входе 3, светодиод погаснет.
(595,7 Kb, скачано: 5 792)
Компаратор К554СА2
Компараторы являются специализированными ОУ с дифференциальным входом и одиночным или парафазным цифровым выходом. Входной каскад компаратора построен аналогично схемам ОУ и работает в линейном режиме. На выходе компаратора формируются сигналы высокого логического уровня, если разность входных сигналов меньше напряжения срабатывания компаратора, или низкого логического уровня, если разность входных сигналов превышает напряжение срабатывания компаратора. На один вход компаратора подается исследуемый сигнал, на другой — опорный потенциал.
Основными параметрами компараторов являются: чувствительность Uвхмин (точность, с которой компаратор может различать входной и опорный сигналы), быстродействие (скорость отклика, определяемая задержкой срабатывания и временем нарастания сигнала), нагрузочная способность (способность компаратора управлять определенным числом входов цифровых микросхем).
Компаратор К554СА2 (см. рисунок) имеет два дифференциальных усилительных каскада, выходной эмиттерный повторитель, стабилитронные схемы сдвига уровня и цепь ограничения амплитуды выходного сигнала. Дифференциальный входной каскад (VT1 и VT4) имеет обычное для интегральных ОУ малое напряжение смещения нуля. На эммитеры транзисторов VT1 и VT4 напряжение питания подается от генератора стабильного тока VT5, благодаря чему коллекторные токи транзисторов первого каскада почти не зависят входного синфазного сигнала. Второй дифференциальный каскад (VT3 и VT6) имеет балансную схему подачи смещения. В сбалансированном состоянии напряжение одиночного выхода этого каскада колебаниях положительного напряжения питания не меняется. Тем самым фиксируется потенциал базы транзистора VT2 (при включении положительного напряжения питания коллекторные токи транзисторов VT6 и VT3 также увеличиваются, оставляя напряжение коллекторного транзистора VT3 постоянным).
Для увеличения нагрузочной способности выхода по току транзистор VT6 снабжен эмиттерным повторителем VT8. Интегральный стабилитрон VD1, включенный в эмиттерные цепи транзисторов второго каскада, имеет опорное напряжение +6,2 В, что фиксирует потенциалы без транзисторов VT3 и VT6 на уровне примерно +6,9В. Следовательно, допустимый сигнал входов компаратора может приближаться к 7 В. Стабилитрон VD2, включенный в цепь выходного эмиттерного повторителя, сдвигает уровень выходного сигнала «вниз» на 6,2 В, чтобы сделать его совместимым с входными сигналами для цифровых микросхем ТТЛ — типа. Транзистор VT9 изолирует выходную цепь от схемы смещения генератора тока входного каскада VT5 с компенсирующим диодом (VT10 в диодном включении). транзистор VT7 (в диодном включении) ограничивает размах выходного сигнала в положительной области: при уровнях сигнала на выходе, больших +4 В, транзистор VT7 открывается и шунтирует дифференциальный выход второго каскада. благодаря ограничению амплитуды значительно увеличивается быстродействие компаратора .
Рисунок 4 — Принципиальная электрическая схема К554СА2, зависимости времени нарастания выходного напряжение соответственно от входного напряжения и емкости нагрузки
Рисунок 5 — Условно-графическое изображение К554СА2
Таблица 1 — Электрические параметры К554СА2
Номинальное напряжение питания | 12 В +10% -6 В +10% | |
Напряжение смещения нуля | не более 7,5 мВ | |
Выходное напряжение низкого уровня | не более 0,3 В | |
Выходное напряжение высокого уровня | 2,5…4 В | |
Ток потребления от источника питания Ucc1 от источника питания Ucc2 | не более 9 мА не более 8 мА | |
Средний входной ток | не более 75 мкА | |
Разность входных токов | не более 10 мкА | |
Время задержки выключения | не более 120 нс | |
Коэффициент усиления напряжения | не менее 750 |
Таблица 2 — Предельно допустимые режимы эксплуатации К554СА2
Напряжение питания | 10,8…13,2 В -5,4…-6,6 В | |
Значение статического потенциала | 200 В | |
Максимальное входное дифференциальное напряжение | 4,5 В | |
Минимальное сопротивление нагрузки | 1 кОм | |
Температура окружающей среды | -45…+85 °C |
Расчет компаратора с гистерезисом
Регуляторы закреплены на металлической панели все три штуки. Интересно, что когда регуляторы еще не были закреплены на металлической панели, фона было в половину меньше. Конечно, я лучше поставлю пластиковую переднюю панель. Но там фон все-равно был, такого плана — на минимальной громкости он хорошо слышен, как добавляешь звука — как бы фона и нет. Регулятор ВЧ тоже интересно себя ведет — в процессе регулировки есть два — три положения, когда в динамиках возникает эффект, как будто в приемнике ловишь радиоволну. Немного покрутил — все нормально. Когда регуляторы не были закреплены на металлической панели, такого эффекта не наблюдалось Всего у меня подключено два усилительных блока к ТБ. Есть еще третий блок, на него идет выход с микрофонного предусилителя — ревербератора. Так там фона нет вообще. То есть я делаю вывод, что как бы не от усилителя фон. Плата называется ТБ от Симы. Вообще, хочу сказать, что я доволен платой. Это виной всему мои скудные познания в радиотехнике. Собрана в точности. Контакт GND я никуда не подключал, просто не знаю куда. Первое, что приходит в голову — завести его на минус. Буду благодарен за любой совет.
Для управления электронными схемами применяются различные устройства, которые помогают настраивать и разветвлять сигналы. Для сравнения двух разных импульсов часто используется компаратор с однополярным питанием.
Обозначение и технические характеристики
Компаратор – это устройство, которое сравнивает два разных напряжения и силу тока, выдает конечный силовой сигнал, указывая на большее из них, одновременно производя расчет соотношения. У него есть две аналоговые вводные клеммы с положительным и отрицательным сигналом и один двоичный цифровой выход, как и у АЦП. Для отображения сигнала используется специальный индикатор.
УГО отображение компаратора выглядите следующим образом:
Фото – УГО компаратора
Изначально использовался только интегрированный компаратор напряжения (MAX 961ESA, PIC 16f628a), который известен как высокоскоростной. Он требует определенного дифференциального напряжения в определенном диапазоне, который существенно ниже, чем напряжение сети питания. Эти приборы не допускают никаких других внешних сигналов, которые находятся вне диапазона напряжения сети.
Сейчас гораздо чаще используется аналоговый цифровой компаратор (Attiny/ Atmega 2313), у которого транзисторный ввод. У него вводный потенциал сигнала находится в диапазоне менее 0,3 Вольт и не поднимается выше. Устройство может быть также ультра быстрого типа (стереокомпаратор), благодаря чему входной сигнал меньше обозначенного диапазона, к примеру, 0,2 Вольта. Как правило, используемый диапазон ограничивается только конкретным входным напряжением.
Фото – Компаратор
Помимо простого прибора, также существует видеоспектральный компаратор на ОУ (операционном усилителе). Это прибор, у которого очень тонко сбалансирована разница входа и высокого сопротивления сигнала. Благодаря такой характеристики, операционный компаратор используется в низкопроводимых схемах с небольшим вольтажем.
Фото – схема компаратора
В теории, частотный операционный усилитель работает в конфигурации с открытым контуром (без отрицательной обратной связи) и может быть использован в качестве компаратора низкой производительности. Но при этом, не инвертирующий вход (+ V) находится на более высоком напряжении, чем на инвертирующий (V-). Высокое усиление, выходящее из операционного усилителя, провоцирует выход низкого напряжения на входе в устройство.
Когда неинвертирующий вход падает ниже инвертирующего входа, выходной сигнал насыщается при отрицательном уровне питания, то он все равно может проводить импульсы. Выходное напряжение ОУ ограничивается только напряжением питания. Принципиальная электрическая схема ОУ работает в линейном режиме с отрицательной обратной связью, с помощью сбалансированного сплит-источника питания (питание от ± V S ). Многие приборы, работающие с компаратором, также имеют свойство фиксировать полученные данные при помощи видео-, фото- или документальной записи. Эти электронные принципы не работают в системах, где используются разомкнутые контуры и низкопроводящие элементы.
Фото – простой компаратор
Но у компараторного усилителя существует несколько существенных недостатков:
- Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
- Почти все операционные усилители имеют конденсатор внутренней компенсации, который ограничивает скорость нарастания выходного напряжения для высокочастотных сигналов. Исходя из этого, данная схема немного задерживает импульс;
- Компаратор не имеет внутреннего гистерезиса.
Из-за этих недостатков, компаратор для управления различными схемами, в большинстве случаев, используется без усилителя, исключением является генератор.
Компаратор предназначен для производственных процессов с ограниченным выходным напряжением, которое легко взаимодействует с цифровой логикой. Поэтому его часто используются в различных термических приборах (терморегулятор, реле температуры). Также его применяют для сравнения сигналов и сопротивлений таких устройств, как таймер, стабилизатор и прочая схемотехника.
Фото – аналоговый компаратор
Видео: компараторы
Принцип работы
Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.
Фото – схема работы компаратора
Схема включения, по которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Используя аналоговый сигнал во + входе, именуемым «неинвертируемым», и выходе, который называется под названием «инвертируемый», устройство использует два аналогичных разнополярных сигнала. При этом если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, то выход будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, которую нужно включить. Но, если вход находится на отрицательном уровне, то сигнал будет равняться «0», из-за чего, коллектор будет находиться в закрытом виде.
Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.
Назначение
Зачем нужен компаратор и как его использовать без усилителя? В большинстве случаев, этот прибор применяется в несложных компьютерных схемах, где нужно сравнивать сигналы входящего напряжения. Это может быть зарядное устройство для ноутбука или телефона, весы (определитель массы), датчик сетевого напряжения AVR, таймер (компоратор типа lm 358, микроконтроллер и т. д. Также его применяют различные интегральные микросхемы для контроля входных импульсов, обеспечивая связь между источником сигнала и его центром назначения.
Фото – компараторы для компьютера
Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.
Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.
Фото – ОУ компаратор
Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.
Программирование и компаратор
Компоратор используется не только как часть электрической схемы ШИМ и т. д., его часто используют для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-коллекций.
- Чтобы работать, Вам понадобится специальная программа Maven. Для начала Вам нужно создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создаете новый проект, в структуре выберете два компонента: comparator и pojo. Наличие проверяется при помощи утилиты JUnit 4.11;
- Установите pom.xml и создайте новый файл. Прерывание процесса недопустимо, поэтому очень важно на каждом этапе сохранять. После осуществляется создание и настройка POJO, где указываются нужные настройки. Параметры зависят от требований к конкретной библиотеке. Это могут быть даты рождения, общая информация по проживанию и т. д.;
- И только после создается компаратор. Это класс, который используется для поверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование данного класса необходимо, если нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Благодаря этому обеспечивается защита данных и их классификация по определенному принципу.
Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена прибора варьируется в зависимости от его назначения и количества каналов.
Opel Kadett 1.4 papamobilE ›
Бортжурнал ›
Регулятор напряжения своими руками
Когда-то давно накрылся мокрым тазом и медным полотенцем мой штатный регулятор. После того я поставил самодельный по принципу усилителя. Схема была неплохая, но грелась сильно. Через год она благополучно вышла из строя. Поэтому пришлось сделать новый регулятор по принципу штатных. Т.е. выходной транзистор работает в ключевом режиме: когда напряжение превышает заданное, регулятор полностью отключает обмотку возбуждения. При снижении напряжения — снова включает. Включение/отключение надо производить резко, иначе перерегулирования не избежать. Свой регулятор я собрал на компараторе. Схема элементарная:
Схема принципиальная
На один вход компаратора подается эталонное напряжение, на другой — измеренное с делителя R1-R2-R3.
Резистором R2 можно установить требуемое напряжение в диапазоне от 12,5 до 15,5 В
Но!
При первой установке начало качать напряжение, фары и все лампочки моргали с низкой частотой. Выкусил конденсатор С1. Гистерезис уменьшился, но лампочки так же моргают. Установка заводского регулятора не меняет картины. Раскачка напряжения примерно 1В.
На одном форуме нашёл, что причиной может быть плохой контакт массы регулятора. Люди написали, что это бред. Кому интересно, докажу обратное. Резистор R9 у меня в схеме — это тот самый «плохой контакт».
При подаче напряжения на схему R9 подключён последовательно с делителем, но его сопротивление ничтожно мало и на «объективность» измерений не влияет. Регулятор видит напряжение 12В (а задано 14,2) и … открывает выходной транзистор. По обмотке возбуждения начинает идти ток порядка 3-4 А. Этот же ток течет и через «плохую» массу регулятора (R9). По закону Ома на этом резисторе появляется падение напряжения около 1В. Теперь регулятор видит напряжение 12-1=11В! Поскольку генератор уже возбужден, напряжение повышается. Пока регулятор не «увидит» 14,2В, он не отключит возбуждение. Когда он всё-таки увидит заданные 14,2В, это будет означать, что в бортовой сети уже 15,2В (14,2+1на плохом контакте, которое регулятор не видит)!
Теперь обмотка возбуждения отключается, ток через R9 становится ничтожно мал, следовательно — падение на нем исчезает. Регулятор снова видит правильно! А правильно — это 15,2В! Вот он и ждет, когда напряжение упадет до 14,199999В, чтобы снова подключить возбуждение.
Плохой контакт я устранил, напряжение стало, как вкопанное!
Размеры регулятора большие, потому что сразу я использовал обычный советский биполярный транзистор. Он грелся и не вытягивал нагрузки. Заменил на полевой с изолированным затвором IRF3205. Штука бомбовая! Сопротивление в открытом состоянии — 0,0008Ом!
Корпус уже решил не переделывать. При оборотах 1200 и выше держит напряжение при ЛЮБОЙ нагрузке!
А главное, что на лето можно убавить напряжение, а на зиму — добавить. А самое-пресамое преимущество — это «цена вопроса»)
Может ли компаратор (LM393) использоваться в качестве усилителя?
Взгляните на основные схемы внутренних компонентов, показанные в листе данных для LM324 (обычный операционный усилитель) и LM393 (компаратор), соответственно: –
Входные каскады оба довольно похожи, но первое большое различие заключается в внутреннем компенсационном конденсаторе внутри операционного усилителя LM324 (показано красным полем вокруг него). Эта компенсация гарантирует, что при регулярных типах отрицательной обратной связи (включая, как правило, наихудший сценарий подключения выхода непосредственно к инвертирующему входу), операционный усилитель LM324 не будет становиться неустойчивым и колебаться.
Q10 и Q11 в LM324 являются просто последователями-эмиттерами, поэтому нет никакого «добавленного выигрыша» (ака потенциальной дополнительной опасности), исходящей от этих транзисторов и Q12 (LM324), будет вести себя как Q7 в LM393, т. Е. Производить много усиления напряжения.
Ясно, что выходные каскады сильно отличаются от LM324 с использованием двухтактных эмиттеров-эмиттеров (без усиления), тогда как LM393 имеет еще одну общую эмиссионную ступень высокого усиления, образованную Q8.
Короче говоря, LM324 имеет частотную компенсацию, чтобы обеспечить широкий спектр конфигураций обратной связи, тогда как LM393 не имеет этой компенсации и, чтобы ухудшить ситуацию с точки зрения устойчивости, у нее есть еще одна ступень усиления напряжения.
Если вы возьмете схемы данных в качестве достойного руководства для внутренних элементов обоих чипов, вы должны заключить, что применение «нормальных» объемов отрицательной обратной связи (для создания обычного усилителя типа ОУ) приведет к колебаниям или существенным проблемам нестабильности, особенно при низких коэффициентах замкнутого контура.
Подробное описание листов данных, LM393 имеет минимальное усиление напряжения 50 В на милливольт, а LM324 – только 15 В на милливольт. Это обосновывает подозрение в более высоком выигрыше (для LM393), подразумеваемом схемами в листах данных.
Сказав все это, всегда есть методы создания компаратора в усилителе, но в листе данных LM393 недостаточно указаний, которые намекают на твердый метод.
РКС Компоненты – РАДИОМАГ
Внимание! Изменение графика работы на праздничные дни.
В сети магазинов Радиомаг:
22.08.2021 – Выходной день.
23.08.2021 – Выходной день.
24.08.2021 – Выходной день.
В отделе продаж и интернет магазине:
21.08.2021 – Выходной день.
22.08.2021 – Выходной день.
23.08.2021 – Выходной день.
24.08.2021 – Выходной день.
17/08/2021
Наш склад пополнился припоями и флюсами производства CYNELПрипои с флюсом, припои без флюса, серебросодержащие припои, флюсы.Полный список поставки смотрите ниже либо на странице нашего сайта по ссылке |
21/04/2021
Полный список смотрите по ссылке.
02/04/2021
Контроллер температуры и влажности, Тестер емкости аккумулятора, Тестер полупроводников, Компактный усилитель мощности,
Bluetooth аудиомодуль ,Цветной USB тестер (вольтметр, амперметр, контроллер заряда), Цифровой портативный осциллограф,
Двухсторонняя клейкая акриловая лента, Антистатические пинцеты
Полный список поставки смотрите по ссылке
02/04/2021
Пополнение склада и расширение ассортимента от производителя Hantek Electronics.
Измерительные приборы
Аксессуары для инструмента и оборудования
01/04/2021
Пополнение склада и расширение ассортимента от производителя LiitoKala.
Аккумуляторы и батарейки
Блоки питания, сетевые адаптеры, зарядные устройства
01/04/2021
Расширен ассортимент радиомодулей с интерфейсами: UART, UART/IO, IO, USB, SPI.
Полный список поставки по ссылке HOPE RF
26/11/2020
Паяльное оборудование производителей YIHUA и AOYUE на складе, а также в сети магазинов РАДИОМАГ
На нашем складе обновился ассортимент таких товарных групп как: паяльные станции, паяльники, фены, жала, насадки на фен, уловитель дыма.
Полный перечень пополнения смотрите по ссылке, либо в разделе
Паяльное оборудование, расходные для пайки24/11/2020
Просим обратить внимание.
Магазин Радиомаг в Киеве меняет свой график работы:
Пн. – Сб. работает 9:00-16:00
Вс. – Выходной
23/11/2020
Расширен складской запас энкодеров
Перечень поставки смотрите по ссылке либо в разделе сайта.
01/11/2020
Двойные компараторы с низким напряжением смещения
% PDF-1.4 % 1 0 объект > эндобдж 5 0 obj / Title (LM393 – Двойные компараторы с низким смещением напряжения) >> эндобдж 2 0 obj > эндобдж 3 0 obj > эндобдж 4 0 obj > транслировать application / pdf
$ A ܈ N Bm} AdA1
LM393 Схема расположения выводов микросхемы компаратора, техническое описание, аналоги и характеристики
LM393 – это ИС компаратора с двумя корпусами, что означает, что ИС имеет два компаратора в одном 8-выводном корпусе.
Конфигурация контактовНомер контакта | Имя контакта | Описание |
1 | ВЫХОД1 | Выход операционного усилителя 1 |
2 | INPUT1- | Инвертирующий вход операционного усилителя 1 |
3 | INPUT1 + | Неинвертирующий вход операционного усилителя 1 |
4 | VEE, земля | Земля или отрицательное напряжение питания |
5 | INPUT2 + | Неинвертирующий вход операционного усилителя 2 |
6 | INPUT2- | Инвертирующий вход операционного усилителя 2 |
7 | ВЫХОД2 | Выход операционного усилителя 2 |
8 | VCC | Положительное напряжение питания |
- Двойной компаратор в одной упаковке
- Широкий диапазон источников питания
- Отдельное питание – от 2 В до 36 В
- Двойное питание – от ± 1 В до ± 18 В
- Ток утечки только 0.4 мА
- Входное напряжение смещения не более ± 5 мВ
- Рассеиваемая мощность: 660 мВт
- Может управлять большинством нагрузок TTL и MOS
- Выход может быть изолирован от заземления системы
- Низкое смещение напряжения и тока
LM358, TL082, LM311
Альтернативы Компараторный операционный усилитель ICLM741, LM358, LM339, LM324
LM393 Компаратор ВведениеLM393 IC можно рассматривать как эквивалент компаратора версии самого популярного операционного усилителя LM358.В то время как любой операционный усилитель можно заставить работать как компаратор напряжения, LM393 доказывает свои преимущества, обеспечивая выход с открытым коллектором, что делает его пригодным для управления нагрузками.
Выходной транзистор может управлять нагрузками до 50 В и 50 мА, что подходит для управления большинством нагрузок TTL, MOS и RTL. Транзистор также может изолировать нагрузку от заземления системы. Так что, если вы ищете компаратор напряжения для управления нагрузками с этими характеристиками, эта микросхема может быть для вас правильным выбором.
Как использовать LM393Приложения LM393 очень похожи на микросхему компаратора LM311, только спецификации немного меняются. В остальном LM311 можно рассматривать как близкую замену LM393. Как и все компараторы напряжения, LM393 также имеет инвертирующий и неинвертирующий контакты. Если напряжение на неинвертирующей клемме (контакт 2) выше, чем на инвертирующей клемме (контакт 2), выход (контакт 7) также будет высоким, иначе выход будет низким.
Предположим, что LM393 питается от цепи напряжения питания + 5 В, поскольку это наиболее часто используемая конструкция для цифровых схем. В этом типе VCC + (контакт 8) подключен к напряжению питания +5 В, а VCC (контакт 4) заземлен, чтобы удерживать его при потенциале 0 В. Ниже показан пример схемы, в которой инвертирующий терминал установлен на 2,5 В, а напряжение неинвертирующего терминала изменяется с помощью потенциометра. Вы можете заметить, что выходное напряжение остается высоким, когда на выводе 2 напряжение выше, чем на выводе 7, и наоборот.
Контакты 5 и 6 на операционном усилителе используются для установки напряжения баланса, если вы хотите вручную отрегулировать напряжение смещения постоянного тока. Обычно эти контакты не используются, так как смещение входа гораздо лучше контролируется. Когда они не используются, контакты 5 и 6 должны быть закорочены, как показано выше. Вы также можете заметить, что вывод коллектора (вывод 7) транзистора используется для вывода, а вывод эмиттера (вывод 1) заземлен. Этот тип конструкции называется «Выходная цепь коллектора», однако это не обязательно. всегда.
Приложения- Цепи компаратора напряжения
- может управлять реле, лампой, двигателем и т. Д.
- Детектор перехода через ноль
- Детектор пикового напряжения
- Защита от высокого напряжения / Предупреждение
- Цепи осциллятора
LM393 – ProtoSupplies
Описание
Двойной компаратор напряжения LM393 содержит два независимых прецизионных компаратора напряжения, предназначенных для работы от одиночного или раздельного источника питания.
В ПАКЕТ:
- LM393 Компаратор двойного напряжения
- Низкое входное напряжение смещения 5,0 мВ
- Низкий рабочий ток 0,4 мА
- Работает от одного положительного источника питания от 2 до 36 В
- Может также работать от раздельного питания от ± 1,0 до ± 18 В
LM393 содержит два дифференциальных компаратора, которые полностью независимы, за исключением того, что они имеют общее подключение к источнику питания.Он может работать в широком диапазоне одинарного питания от 2 до 36 В или в диапазоне раздельного питания от +/- 1 до 18 В
Как следует из названия, компараторы напряжения используются для сравнения одного напряжения с другим и вывода логического ВЫСОКОГО или НИЗКОГО уровня в зависимости от результатов этого сравнения.
Чаще всего эти компоненты используются для контроля аналогового сигнала, чтобы увидеть, не выходит ли он за пределы порогового значения, требующего выполнения определенных действий.
Эти детали очень часто используются в модулях, которые предоставляют регулировочный потенциометр для установки, когда мы хотим, чтобы выход был ВЫСОКИМ или НИЗКИМ на основе достижения некоторого порогового значения, обычно от аналогового датчика, такого как температура, свет или звук.В этом случае потенциометр устанавливает на компараторе опорное напряжение, которое сравнивается с выходным напряжением датчика.
При мониторинге аналогового датчика один из вариантов – подать сигнал этого аналогового датчика непосредственно в аналоговый порт на микроконтроллере и постоянно отслеживать его в программном обеспечении. С другой стороны, использование компаратора позволяет осуществлять этот мониторинг вне микроконтроллера, а цифровой выход компаратора может быть переведен на цифровой вывод, который можно контролировать более просто, аналогично тому, как переключатель будет контролироваться на предмет включения или ВЫКЛ.Выход также может быть подключен к выводу прерывания, так что мониторинг не требуется, и микроконтроллер выполняет действие только тогда, когда компаратор сообщает об этом. Во многих случаях использование компаратора может вообще избавить от необходимости иметь микроконтроллер, а выход может использоваться для непосредственного управления устройством, например реле, чтобы выполнить какое-либо действие, или светодиодом, чтобы указать, что какое-то условие было достигнуто.
Теория работы
Каждый из компараторов в LM393 имеет два входа, отмеченных «+» и «-». Устройство просто сравнивает разницу в напряжении между этими двумя входными контактами и соответствующим образом настраивает цифровой выход.
- Если входное напряжение «+» выше, чем напряжение «-», выходное напряжение становится ВЫСОКИМ.
- Если входное напряжение «-» выше, чем напряжение «+», выходное напряжение становится НИЗКИМ
Если вы будете использовать устройство с микроконтроллером, вам следует отключить LM393 от того же напряжения, при котором работает микроконтроллер, чтобы выход был логически совместим с микроконтроллером.
Выход представляет собой открытый коллектор, что означает, что LM393 будет тянуть его на землю, когда он выдает логический НИЗКИЙ уровень, но когда выход становится ВЫСОКИМ, требуется внешний подтягивающий резистор, чтобы вывести его на ВЫСОКИЙ уровень.В большинстве случаев на выходе потребуется подтягивающий резистор. Большинство микроконтроллеров имеют возможность включать подтягивающие резисторы на своих цифровых входах, поэтому физический резистор обычно не требуется.
Пример схемы ночника
Схема, показанная здесь, реализует простой ночник с использованием одного из компараторов.
LDR (светозависимый резистор) изменяет сопротивление в зависимости от количества падающего на него света. По мере увеличения количества света сопротивление уменьшается.И наоборот, когда интенсивность света уменьшается, сопротивление увеличивается.
LDR включен последовательно с резистором 33 кОм, образующим делитель напряжения. Значение 33К не слишком критично. При сильном освещении низкое сопротивление LDR будет поддерживать низкое напряжение на выводе «-». По мере того, как свет уменьшается, а сопротивление увеличивается, напряжение начинает повышаться до 5 В, и как только оно превысит напряжение на контакте «+», выходной сигнал станет НИЗКИМ, таким образом, включится светодиодный ночник.
Потенциометр можно использовать для регулировки напряжения на контакте «+» и, следовательно, для установки точки срабатывания при переключении компаратора.
Деталь поставляется в корпусе DIP-8 и совместима с макетной платой.
Примечания:
- Нет
Технические характеристики
| Операционные рейтинги | В + | 2 – 36 В |
| В + / В- | от ± 1,0 В до ± 18 В | |
| Типичный ток потребления | 16 мА | |
| Пакет | ДИП-8 | |
| Тип корпуса | Пластик, сквозное отверстие | |
| Производитель | Onsemi или TI | |
| Лист данных | LM393 |
Компаратор
LM393, как использовать?
Обновление:
Все, что мне нужно, это когда сигнал выше опорного напряжения, светодиоды загораются (ярко).
Для этого я планировал использовать операционный усилитель в качестве компаратора (левая схема), но все сказали мне использовать вместо него компаратор. Однако есть некоторые различия в работе этих двух устройств, которые меня смутили. Я нарисовал (справа), как я думаю, это должно быть с компаратором после моих чтений. Но я не уверен.
Если вы думаете, что я могу использовать компаратор операционного усилителя (левая схема), то я заметил, что при подключении GND к клемме -Vcc этого операционного усилителя ток течет через светодиоды, даже если сигнал ниже, чем V ref .
Я ожидаю, что на выходе будет 0 В, и поэтому через светодиоды не будет протекать ток. Тем не менее, это не так. Вы также можете мне это объяснить.
LM741 не является обязательным компонентом, я знаю, что это очень древний операционный усилитель, но я настолько застрял в этих концепциях, что не могу выбрать другой.
смоделировать эту схему – Схема, созданная с помощью CircuitLab
Исходный вопрос:
Меня немного смущает использование LM393.
Эта микросхема компаратора чем-то отличается от компараторов операционных усилителей? Для них я мог легко понять, потому что нагрузка была напрямую подключена к выходу. Таким образом, когда V +> V-, выход становится высоким, а когда V-> V + – низким. Как показано ниже,
Но у этого LM393 он выглядит иначе. Я прочитал несколько:
Если напряжение на инвертирующем выводе больше, чем напряжение на неинвертирующем терминале, тогда выход операционного усилителя будет обращается к земле, позволяя электричеству течь от VCC к земле, включение устройства вывода.Если напряжение на инвертирующем выводе меньше, чем на неинвертирующем терминале, то выход op усилитель остается на VCC, не позволяя течь электричеству, так как нет разность электрических потенциалов на выходном устройстве.
Это означает, что, когда напряжение инвертирующей клеммы больше, нагрузка, подключенная к выходу, может быть включена. Когда неинвертирующий напряжение на клеммах больше, нагрузка, подключенная к выходу, будет выключен. Поэтому, если к выходу подключен светодиод, он загорится, когда инвертирующее напряжение больше и выключается, когда не инвертирующий напряжение падает ниже инвертирующего напряжения.
Я думаю, что меня смущает подтягивающая часть в LM393. В моем дизайне я хочу подключить 2 светодиода параллельно к выходу компаратора, поэтому я предполагаю, что мне понадобится всего 20 + 20 = 40 мА с этого выхода. Дает ли LM393 возможность иметь такой большой ток?
Если да, то где должно быть подключено опорное напряжение (которое я хочу сравнить с сигналом, и когда сигнал выше этого опорного напряжения, нагрузка получает ток)?
Можно ли использовать компаратор (LM393) в качестве усилителя?
Взгляните на базовую схему внутренних устройств, показанную в технических паспортах для LM324 (обычный операционный усилитель) и LM393 (компаратор) соответственно: –
Входные каскады очень похожи, но первое большое отличие – это внутренний компенсационный конденсатор внутри операционного усилителя LM324 (показан в красной рамке вокруг него).Эта компенсация гарантирует, что при обычных типах отрицательной обратной связи (включая типичный наихудший сценарий подключения выхода напрямую к инвертирующему входу) операционный усилитель LM324 не станет нестабильным и не будет колебаться.
Q10 и Q11 в LM324 – это просто эмиттерные повторители, поэтому от этих транзисторов не будет никакого «дополнительного усиления» (так называемого потенциального беспокойства по поводу стабильности), а Q12 (LM324) будет вести себя примерно так же, как Q7 в LM393, т.е. много прироста напряжения.
Очевидно, что выходные каскады сильно отличаются от LM324, использующего двухтактные эмиттерные повторители (без усиления), тогда как LM393 имеет еще один каскад с общим эмиттером с высоким коэффициентом усиления, образованный Q8.
Короче говоря, LM324 имеет частотную компенсацию, позволяющую использовать широкий спектр конфигураций обратной связи, тогда как LM393 не имеет этой компенсации и, что еще хуже с точки зрения стабильности, имеет дополнительный этап усиления напряжения.
Если вы возьмете схемы из технического паспорта как достойное руководство по внутреннему устройству обоих чипов, вы должны будете сделать вывод , что применение «нормального» количества отрицательной обратной связи (для создания обычного усилителя типа операционного усилителя) приведет к колебаниям. или значительные проблемы нестабильности, особенно при низких коэффициентах усиления замкнутого контура.
Если посмотреть на подробности технических паспортов, LM393 имеет минимальное усиление напряжения 50 В на входной милливольт, тогда как LM324 составляет всего 15 В на входной милливольт. Это подтверждает подозрение на более высокий коэффициент усиления (для LM393), подразумеваемый схемами в таблицах данных.
Тем не менее, всегда есть способы превратить компаратор в усилитель, но в листе данных LM393 недостаточно подсказок, намекающих на надежный метод.
Операционный усилитель– Что я делаю не так с этим LM393?
Я пытаюсь научиться использовать операционные усилители в качестве компаратора.uA741 был легким, но он слишком медленный для предстоящей лаборатории, которую я собираюсь сделать, поэтому я переключил его на LM393, который является железнодорожным и очень быстрым.
Проблема: LM393 – открытый коллектор, я уже два часа тяну за волосы и не могу заставить его работать. Я следую рекомендациям из таблицы (подтягивание 3k), но все, что подключено к выходу (NPN-транзистор и т. Д.), НЕ ведет себя, так как на этом сигнале появляется «1».
Так что пока я отказываюсь от открытого коллектора, я попробую еще раз в другой день, когда у меня будет больше времени.
Я пытаюсь управлять NPN-транзистором с выхода LM393. Используя подтягивание 3 кОм, я измеряю около 1 В на выходе, когда операционный усилитель находится на «высоком уровне». Должно быть 5В, но это не так.
Вот почему следующий шаг тоже не сработает: как только операционный усилитель перешел на высокий уровень, я пытаюсь зафиксировать высокий уровень на выходе, отправив его на другой NPN, который подключается к GND. в + может быть только 5 В или 1 В (никогда не GND), поэтому выход всегда будет высоким.
Но я не могу заставить его работать из-за того, что меня сбивает с толку открытый коллектор.Я заставляю его работать из коробки с не открытым коллектором (например, uA741).
РЕДАКТИРОВАТЬ : См. Схему. Я добавил R10 в соответствии с комментариями, предполагающими это. Q2 теперь открывается, но на выходе операционного усилителя около 2 В (почему не 5?). Если я подниму R10 до 10 кОм, выход операционного усилителя составит ~ 5 В, что ожидается, но я думаю, что 10 кОм – это слишком много для базы NPN, не так ли?
Если я подключу резистор обратной связи R7 к выходу, выход переключается на GND независимо от того, каким должен быть выход.Назначение R7 + Q3 – зафиксировать на GND, чтобы выходной сигнал операционного усилителя был постоянно высоким до тех пор, пока не отключится питание.
Я, вероятно, делаю здесь несколько ошибок. Я пытаюсь учиться, так что терпите меня.
( Дополнительный вопрос : Какой общий операционный усилитель / компаратор без выхода с открытым коллектором является хорошей заменой LM393? «Обычный», как в «Зайдите в RadioShack, чтобы купить»)
РЕДАКТИРОВАТЬ 2 : Новый снимок экрана (с удаленными несущественными схемами / компонентами)
Это показывает, как схема работает без защелки.Красная линия – это напряжение, которое должно быть постоянно ограничено после первого перехода с высокого на низкий, то есть при первом понижении напряжения на операционном усилителе. Зеленая линия – это выход операционного усилителя: сначала высокий (правильно), затем низкий при срабатывании (правильно), но затем он снова становится высоким, и это неверно. Здесь должно оставаться мало.
Я добавил в схему временный Q3. Теоретически это должно привести к заземлению, постоянно повышая уровень +. Но, поскольку операционный усилитель запускается с высокого уровня, это означает, что Q3 немедленно подключится к земле, чего я не хочу.
Я не знаю, смогу ли я использовать Q3 вот так, но я просто пытаюсь показать здесь, как я думаю.
Вместо Q3 я также попытался добавить еще один LM393 (их два в IC), пытаясь заставить обратную связь проходить через него вместо Q3, но результаты примерно такие же.
Как я могу это решить? То есть зафиксируйте операционный усилитель в состоянии низкого уровня / «выключено», как только будет выполнен первый переход.
LM393 Компаратор с двумя компараторами с низким энергопотреблением и низким напряжением смещения в корпусе DIP-8 купить по низкой цене в Индии
Серия LM193 состоит из двух независимых прецизионных компараторов напряжения со спецификацией напряжения смещения всего 2.0 мВ макс. Для двух компараторов, которые были разработаны специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. Также возможна работа от раздельных источников питания, при этом малый ток потребления источника питания не зависит от величины напряжения источника питания. Эти компараторы также имеют уникальную характеристику, заключающуюся в том, что диапазон входного синфазного напряжения включает землю, даже если они работают от одного напряжения источника питания. Области применения включают предельные компараторы, простые аналого-цифровые преобразователи; генераторы импульсов, прямоугольных импульсов и временной задержки; ГУН широкого диапазона; Таймеры часов MOS; мультивибраторы и цифровые логические вентили высокого напряжения.Серия LM193-N была разработана для непосредственного взаимодействия с TTL и CMOS. При работе как от плюсового, так и от минусового источника питания, серия LM19-N будет напрямую взаимодействовать с логикой MOS, где их низкое энергопотребление является явным преимуществом по сравнению со стандартными компараторами. Детали LM393 доступны в инновационном тонком корпусе DSBGA от TI с 8 (12 мил) большими выступами.
Характеристики: –
• Широкий диапазон напряжений – Диапазон напряжения: от 2,0 В до 36 В – Одиночные или двойные источники питания: от ± 1,0 В до ± 18 В
• Очень низкий расход потребляемого тока (0.4 мА) – Независимо от напряжения питания
• Низкий входной ток смещения: 25 нА
• Низкий входной ток смещения: ± 5 нА
• Максимальное напряжение смещения: ± 3 мВ
• Диапазон входного синфазного напряжения включает землю
• Диапазон дифференциального входного напряжения равен напряжению источника питания
• Низкое выходное напряжение насыщения: 250 мВ при 4 мА
• Выходное напряжение, совместимое с логическими системами TTL, DTL, ECL, MOS и CMOS
• Доступно в 8-Bump (12 мил) DSBGA Package
Спецификация: –
| Параметр | Спецификация |
| Количество каналов (#) | 2 |
| Тип выхода | Открытый коллектор |
| Время задержки распространения (мкс) | 0.7 |
| Вс (макс.) (В) | 36 |
| Вс (мин.) (В) | 2 |
Vos (напряжение смещения при 25 C) (макс.Больше новостей |