Универсальный внешний накопитель для всех iOS-устройств, совместим с PC/Mac, Android
Header Banner
8 800 100 5771 | +7 495 540 4266
c 9:00 до 24:00 пн-пт | c 10:00 до 18:00 сб
0 Comments

Содержание

Lm393n схема включения как работает

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:

  1. Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью.
    Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
  2. 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;
  3. 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.

  1. 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;
  2. 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.;
  3. 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.

50 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00

В 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:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. 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»…

Автор: Сергей · Опубликовано 27.01.2017 · Обновлено 10.07.2019

Модуль освещенности на LM393, используется для измерения интенсивности света в различных устройствах, таких как, автоматизация света (включении света ночью), роботах (определения дня или ночи) и приборов контролирующих уровень освещенности. Измерения осуществляется с помощью светочувствительного элемента (фоторезистора), который меняет сопротивление в зависимости от освещенности.

Технические параметры

► Напряжение питания: 3. 3 В

5.5 В
► Потребляемый ток: 10 мА
► Цифрового выход: TTL (лог 1 или лог 0)
► Аналогового выход: 0 В … Vcc
► Диаметр монтажного отверстия: 2.5 мм
► Выходной ток: 15 мА
► Габариты: 42мм х 15мм х 8мм

Общие сведения

Существует два модуля, визуально отличие только в количестве выводов (3 pin и 4 pin), дополнительный вывод добавлен, для снятие прямых показаний с фоторезистора (аналоговый выход), в статье пойдет речь о четырех контактом варианте модуля. В этих двух модулей, измерение осуществляется с помощью фоторезистора, который изменяет напряжение в цепи в зависимости от количества света, попадающего на него. Чтобы представить, как свет будет влиять на фоторезистор, приведу краткую таблицу.

Модуль освещенности с четырьмя выводами содержит два выходных контакты, аналоговый и цифровой и два контакта для подключения питания. Для считывания аналогово сигнала предусмотрен отдельный вывод «AO», с которого можно считать показания напряжения с 0 В … 3. 3 В или 5 В в зависимости от используемого источника питания. Цифровой вывод DO, устанавливается в лог «0» или лог «1», в зависимости от яркости, чувствительность выхода, можно регулировать с помощью поворотного потенциометра. Выходной ток цифрового выхода, способен выдать более 15 мА, что очень упрощает использования модуля и дает возможность использовать его минуя контроллер Arduino и подключая его напрямую ко входу однокональному реле или одному из входов двухконального реле. Принципиальную схему модуля освещенности на LM393 с 3 pin и 4 pin, показана ниже.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 4 pin

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin

Теперь, как же работает схема, фоторезистор показан Foto (IN). Основная микросхема модулей, это компаратор LM393 (U1), который производит сравнение уровней напряжений на входах INA- и INA+. Чувствительность порога срабатывания задается с помощью потенциометром R2 и в результате сравнений на выходе D0 микросхемы U1, формируется лог «0» или лог «2», который поступает на контакт D0 разъема J1.

Назначение J1 (в исполнении 4 pin)
► VCC: «+» питание модуля
► GND: «-» питание модуля
► D0: цифровой выход
► A0: аналоговый выход

Назначение J1 (в исполнении 3 pin)
► VCC: «+» питание модуля
► GND: «-» питание модуля
► D0: цифровой выход

Подключение модуля освещенности к Arduino

Необходимые детали:
► Arduino UNO R3 x 1 шт.
► Модуль освещенности, LM393, 4 pin x 1 шт.
► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт.
► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.

Подключение:
В данном примере буду использовать модуль освещенности, LM393, 4 pin и Arduino UNO R3, все данные будут передаваться в «Мониторинг порта». Схема не сложная, необходимо всего четыре провода, сначала подключаем шину A0 в порт A0 (Arduino UNO) и D0 в порт А1 (Arduino UNO), осталось подключить питание GND к GND и VCC к 5V (можно записать и от 3.3В), схема собрана, теперь надо подготовить программную часть.

Запускаем среду разработки и загружаем данный скетч, затем открываем мониторинг порта.

Скачать скетч

В мониторинг порта, можно увидеть все изменения джойстика и нажатия кнопки.

Купить на Aliexpress
Контроллер Arduino UNO R3
Комплект проводов DuPont, 2,54 мм, 20 см
Модуль освещенности, LM393, 3 pin
Модуль освещенности, LM393, 4 pin

Купить в Самаре и области
Купить контроллер Arduino UNO R3
Купить провода DuPont, 2,54 мм, 20 см
Купить модуль освещенности, LM393, 3 pin
Купить модуль освещенности, LM393, 4 pin

Схема компаратора на операционном усилителе, lm393 принцип работы

Работа операционного усилителя без обратной связи

Как известно напряжение на выходе ОУ UВЫХ определяется произведением входного дифференциального напряжения UД (разность напряжений между входными выводами) на коэффициент усиления ОУ по напряжению КU



Операционные усилители имеют очень большой коэффициент усиления ОУ по напряжению КU = 105 … 106, а выходное напряжение не может выйти за пределы напряжения питания (обычно несколько меньше). Поэтому, для того чтобы ОУ работал в качестве усилителя напряжения максимальное входное дифференциальное напряжение не должно превышать нескольких десятков мкВ (при UПИТ = 15 В, КU = 105, UД ≈ 150 мкВ). С учётом вышесказанного можно сделать вывод, что без применения отрицательной обратной связи, которая снижает усиление ОУ в схеме, применение ОУ бесполезно, так как при входных напряжениях в несколько милливольт ОУ войдёт в насыщение с выходным напряжением равным напряжению питания.

Но существуют схемы, в которых операционные усилители применяются без обратной отрицательной связи, а в некоторых случаях специально вводят положительную обратную связь (ПОС) для увеличения коэффициента усиления схем. Одним из видов таких схем являются пороговые устройства, в состав которых входят различные компараторы, триггеры Шмитта, детекторы уровней напряжения.

Принцип работы компаратора

Простейшим пороговым устройством является компаратор. Он сравнивает напряжение, которое поступает на один из его входов, с опорным напряжением, которое присутствует на другом его входе. Простейший компаратор получается из операционного усилителя, в котором отсутствует отрицательная обратная связь. Рассмотрим принцип работы компаратора напряжений на основе ОУ, схема которого изображена ниже



Использование ОУ в качестве компаратора и графики входного и выходного напряжений.

В основе компаратора лежит ОУ на инвертирующий вход, которого поступает входное напряжение UBX, а неинвертирующий вход соединён с источником опорного напряжения UОП. Принцип работы компаратора изображённого на рисунке заключается в следующем: когда входное напряжение UBX больше опорного UОП, то выходное напряжение принимает значение отрицательного напряжения насыщения –UНАС и остаётся неизменным пока входное напряжение UBX не уменьшиться ниже опорного напряжения UОП, в этом случае на выходе будет напряжение положительного насыщения +UНАС.



На рисунке изображен компаратор с инвертирующим выходным сигналом по отношению к входному сигналу. Для того, чтобы не происходило инверсии на выходе необходимо поменять подключение выводов ОУ, то есть входной сигнал должен поступать на неивертирующий вход, а опорное напряжение на инвертирующий вывод. Тогда при превышении опорного напряжения на выходе ОУ будет положительное напряжение насыщения, а при входном напряжении меньше, чем опорное напряжение на выходе будет присутствовать отрицательное напряжение насыщения ОУ.



Основные схемы компаратора

Существует много разновидностей компараторов, но в из основе лежат две основные схемы: одновходовая и двухвходовая. Одновходовая схема позволяет сравнивать разнополярные напряжения по модулю, то есть по абсолютной величине. Двухвходовый же компаратор сравнивает два напряжения с учётом знака. Расссмотрим обе схемы подробнее.



Схема одновходового компаратора.

На рисунке выше изображён одновоходовый компаратор, позволяющий сравнивать два разнополярных напряжения по абсолютному значению (по модулю). В его основе лежит инвертирующий сумматор, в котором отсутствует отрицательная обратная связь, поэтому ослабления коэффициент усиления операционного усилителя не происходит. В результате чего на инвертирующем входе ОУ происходит суммирование входного напряжения UBX и опорного напряжения UОП приведённого к инвертирующему входу UПРИВ, а результат суммирования усиливается ОУ и выводится на его выход. Для того чтобы происходило сравнение необходимо фактически производить операцию вычитания, то есть напряжения на входах UBX и UПРИВ должны иметь разную полярность.

Приведённое напряжение UПРИВ можно вычислить по следующему выражению



Резистор R3 предназначен для компенсации входного тока смещения и должен быть равен величине параллельно соединённых резисторов R1 и R2



Основным недостатком данной схемы является необходимость использования стабилизированного отрицательного напряжения, что приводит к усложнению схемы. Поэтому одновходовый компаратор не получил широкого распространения.

Наибольшее распространение получила схема двухвходового компаратора, в котором отсутствует необходимость в отрицательном напряжении. Схема данного компаратора приведена ниже



Схема двухвходового компаратора.

В основе двухвходового компаратора лежит дифференциальный усилитель, в котором отсутствует отрицательная обратная связь, поэтому разность между входным напряжением UBX и UОП опорным напряжение усиливается ОУ, не имеющего снижения коэффициента усиления из-за отсутствуя ООС, и выделяется на выходе ОУ. В данной схеме входные резисторы R1 и R2 имеют одинаковое значение.

Компараторы применяются в широком спектре схем:

  1. Триггеры Шмитта и в схемах формирования сигнала, преобразующих сигнал произвольной формы в прямоугольный или импульсный сигнал.
  2. Детекторы уровня – схемы, в которых происходит индицирование момента достижения входным сигналом заданного уровня опорного напряжения.
  3. Генераторы импульсных сигналов, например, треугольной или прямоугольной формы.

При использовании компаратора в схемах, где входное напряжение медленно меняется и амплитуда сигнала очень близка к опорному напряжению, то шумы на входном выводе могут вызвать ложные срабатывания компаратора и на его выходе могут появиться дополнительные импульсы, что продемонстрировано на рисунке ниже



Появление ложных импульсов на выходе компаратора.

Для устранения таких ложных срабатываний компаратора, в его схему вводится некоторый гистерезис, путём добавления положительной обратной связи (ПОС) к операционному усилителю.

Триггер Шмитта

Как сказано выше для устранения ложных срабатываний компаратора, известных, как «дребезг контактов» необходимо использовать схему компаратора с петлёй гистерезиса, которая получила название триггера Шмитта.

В одной из статей я рассказывал о триггере Шмитта выполненном на транзисторах. Он характеризуется тем, что в отличие от компаратора имеет так называемую петлю гистерезиса. То есть компаратор переключается из высокого уровня напряжения в низкий при одной и той же величине входного напряжения, а триггер Шмитта имеет два уровня (порога) переключения. Данное различие иллюстрирует изображение ниже



Изменение входного и выходного напряжения компаратора (справа) и триггера Шмитта (слева).

Уровни напряжения, при которых происходит переключение триггера Шмитта называются верхним уровнем (порогом) срабатывания триггера UВП и нижним уровнем (порогом) срабатывания триггера UНП.

Для реализации триггера Шмитта применяют ОУ охваченные положительной обратной связью (ПОС), которая реализуется подачей на неинвертирующий вход части выходного напряжения. Схема триггера Шмитта изображена ниже



Триггер Шмитта на операционном усилителе.

Работа триггера Шмитта во многом похожа на работу компаратора, только в отличие от него в триггере опорное напряжение не постоянно, а зависит от разности выходного и опорного напряжений, то есть имеет различные значения.

Рассмотрим инвертирующий триггер Шмитта. В исходном входное напряжение не превышает верхнего уровня срабатывания триггера UВП, поэтому на выходе присутствует положительное напряжение насыщения UНАС+ (примерно на 1 – 2 В ниже положительного напряжения питания UПИТ+). Когда входное напряжение достигает верхнего порога переключения UВП выходное напряжение резко упадёт до уровня отрицательного напряжения насыщения UНАС-(примерно на 1 – 2 В выше отрицательного напряжения питания UПИТ-). Верхний уровень напряжения переключения триггера Шмитта определяется следующим выражением



Далее триггер остаётся в устойчивом состоянии до тех пор, пока входное напряжение не станет меньше нижнего порога срабатывания UНП, а на выходе триггера установится положительное напряжение насыщения UНАС+. Нижний порог срабатывания триггера определяется следующим выражением



Таким образом, петля гистерезиса будет зависеть от соотношения резисторов R2 и R3, а ширина петли гистерезиса UГИС определяется разностью верхнего порога срабатывания UВП и нижнего порога срабатывания UНП



Триггеры Шмитта на ОУ являются основой для построения различных генераторов импульсов, поэтому важнейшими характеристиками ОУ работающих в импульсных схемах является быстродействие, которое зависит от задержек срабатывания и времени нарастания выходного напряжения.

Ограничение уровня выходного напряжения компаратора и триггера Шмитта

Применение положительной обратной связи (ПОС) в компараторах и триггерах Шмитта ускоряет переключение схем, но в связи с тем, что выходное напряжение UВЫХ изменяется от UНАС+ до UНАС-, то время переключения составляет довольно значительную величину (от долей до единиц микросекунд).

Кроме того существует проблема несовместимостей уровней выходного напряжения, к примеру, при напряжении питания ОУ UПИТ = ±15 В, выходное напряжение составит UВЫХ ≈ ±14 В (UНАС+ ≈ +14 В, а UНАС- ≈ -14 В), в то время как уровни ТТЛ микросхем составляют около +5 В или 0 В.

Для устранения вышеописанных проблем применяют так называемую привязку или ограничение уровня выходного напряжения, для этого в компаратор или триггер Шмитта вводят ООС в виде различных схем ограничения. Простейшими ограничительными схемами являются диоды или стабилитроны. Схема триггера Шмитта с ограничение выходного напряжения показана ниже



Триггер Шмитта с ограничением выходного напряжения при помощи стабилитрона в цепи ООС.

Ограничение выходного напряжения в триггере Шмитта работает следующим образом. При поступлении на инвертирующий вход напряжения меньше, чем напряжение опорного уровня (UВХ ОП), то выходное напряжение UВЫХ начинает изменяться в положительном направлении и при достижении напряжения стабилизации стабилитрона UСТ напряжение на выходе перестанет расти, а будет изменяться только ток. При этом выходное напряжение будет равняться напряжению стабилизации стабилитрона (UВЫХ = UСТ).

В случае если входное напряжение начнёт увеличиваться, выше опорного напряжения, то на выходе напряжение начнёт уменьшаться и в этом случае направление тока через стабилитрон начнёт изменяться на противоположный, а стабилитрон начнёт вести себя как диод. В результате падение напряжения на нём составит примерно 0,7 В независимо от величины протекающего через него тока, а на выходе напряжение составит -0,7 В.

Таким образом, при использовании стабилитрона выходное напряжение триггера Шмитта составит: UВЫХ1 = UСТ (при отсутствии ограничения UНАС+) или UВЫХ2 ≈ 0,7 (при отсутствии ограничения UНАС-).

Для симметричного ограничения выходного напряжения могут применяться последовательно включенные диоды или стабилитроны, что показано на рисунке ниже



Триггер Шмитта с симметричным ограничением выходного напряжения.

В данной схеме реализуется симметричное ограничение выходного напряжения относительно опорного напряжения, причем выходное напряжение выше опорного напряжения ограничивается стабилитроном VD1, а напряжение при этом составит на 0,7 В больше напряжения стабилизации. В случае же выходного напряжения ниже опорного, то выходное напряжение будет на 0,7 В ниже напряжения стабилизации стабилитрона VD2.

При расчёте компараторов и триггеров Шмитта с ограничением выходного напряжения в качестве UНАС+ необходимо использовать UСТ (когда используется один стабилитрон) или UСТVD1 (при двухстороннем ограничении). А вместо UНАС- необходимо использовать значение падения напряжения на диоде примерно 0,7 В (при одном стабилитроне) или UСТVD2 (при двухстороннем ограничении).

Теория это хорошо, но без практического применения это просто слова.Здесь можно всё сделать своими руками.

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

Эта статья содержит основную информацию о работе компараторов напряжения построенных на интегральных микросхемах и может быть использована в качестве справочного материала для построения различных схем.

В 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 (-).

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»…

Компаратор. Описание и применение. Часть 2

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.

Блок питания 0…30 В / 3A

Набор для сборки регулируемого блока питания…

Подробнее

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

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.

Поделиться:

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.

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).

Читать также: Воздушная подушка для авто

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»…

Автор: Сергей · Опубликовано 27.01.2017 · Обновлено 10.07.2019

Модуль освещенности на LM393, используется для измерения интенсивности света в различных устройствах, таких как, автоматизация света (включении света ночью), роботах (определения дня или ночи) и приборов контролирующих уровень освещенности. Измерения осуществляется с помощью светочувствительного элемента (фоторезистора), который меняет сопротивление в зависимости от освещенности.

Технические параметры

► Напряжение питания: 3.3 В

5.5 В ► Потребляемый ток: 10 мА ► Цифрового выход: TTL (лог 1 или лог 0) ► Аналогового выход: 0 В … Vcc ► Диаметр монтажного отверстия: 2.5 мм ► Выходной ток: 15 мА ► Габариты: 42мм х 15мм х 8мм

Общие сведения

Существует два модуля, визуально отличие только в количестве выводов (3 pin и 4 pin), дополнительный вывод добавлен, для снятие прямых показаний с фоторезистора (аналоговый выход), в статье пойдет речь о четырех контактом варианте модуля. В этих двух модулей, измерение осуществляется с помощью фоторезистора, который изменяет напряжение в цепи в зависимости от количества света, попадающего на него. Чтобы представить, как свет будет влиять на фоторезистор, приведу краткую таблицу.

Модуль освещенности с четырьмя выводами содержит два выходных контакты, аналоговый и цифровой и два контакта для подключения питания. Для считывания аналогово сигнала предусмотрен отдельный вывод «AO», с которого можно считать показания напряжения с 0 В … 3. 3 В или 5 В в зависимости от используемого источника питания. Цифровой вывод DO, устанавливается в лог «0» или лог «1», в зависимости от яркости, чувствительность выхода, можно регулировать с помощью поворотного потенциометра. Выходной ток цифрового выхода, способен выдать более 15 мА, что очень упрощает использования модуля и дает возможность использовать его минуя контроллер Arduino и подключая его напрямую ко входу однокональному реле или одному из входов двухконального реле. Принципиальную схему модуля освещенности на LM393 с 3 pin и 4 pin, показана ниже.

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 4 pin

Принципиальная схема модуля освещенности на LM393 с 3 pin

Теперь, как же работает схема, фоторезистор показан Foto (IN). Основная микросхема модулей, это компаратор LM393 (U1), который производит сравнение уровней напряжений на входах INA- и INA+. Чувствительность порога срабатывания задается с помощью потенциометром R2 и в результате сравнений на выходе D0 микросхемы U1, формируется лог «0» или лог «2», который поступает на контакт D0 разъема J1.

Назначение J1 (в исполнении 4 pin)► VCC: «+» питание модуля ► GND: «-» питание модуля ► D0: цифровой выход ► A0: аналоговый выход

Назначение J1 (в исполнении 3 pin)► VCC: «+» питание модуля ► GND: «-» питание модуля ► D0: цифровой выход

Подключение модуля освещенности к Arduino

Необходимые детали: ► Arduino UNO R3 x 1 шт. ► Модуль освещенности, LM393, 4 pin x 1 шт. ► Провод DuPont, 2,54 мм, 20 см, F-M (Female — Male) x 1 шт. ► Кабель USB 2.0 A-B x 1 шт.

Подключение: В данном примере буду использовать модуль освещенности, LM393, 4 pin и Arduino UNO R3, все данные будут передаваться в «Мониторинг порта». Схема не сложная, необходимо всего четыре провода, сначала подключаем шину A0 в порт A0 (Arduino UNO) и D0 в порт А1 (Arduino UNO), осталось подключить питание GND к GND и VCC к 5V (можно записать и от 3.3В), схема собрана, теперь надо подготовить программную часть.

Запускаем среду разработки и загружаем данный скетч, затем открываем мониторинг порта.

Скачать скетч

В мониторинг порта, можно увидеть все изменения джойстика и нажатия кнопки.

Купить на Aliexpress Контроллер Arduino UNO R3 Комплект проводов DuPont, 2,54 мм, 20 см Модуль освещенности, LM393, 3 pin Модуль освещенности, LM393, 4 pin

Купить в Самаре и области Купить контроллер Arduino UNO R3 Купить провода DuPont, 2,54 мм, 20 см Купить модуль освещенности, LM393, 3 pin Купить модуль освещенности, LM393, 4 pin

1401са1 схема включения - ohphapahbo.henrygarner.com

1401са1 схема включения - ohphapahbo.henrygarner.com

1401са1 схема включения

Отечественные микросхемы и их зарубежные аналоги. В данной таблице представлены почти. Работа по теме: Метод указ приложения. Глава: Микросхема к1401са1. Микросхема к1401са1. Счетверенный компаратор среднего быстродействия и малого тока потребления. Схема включения трансформаторного преобразователя 561СА1, 176СА1 и т.д., а также 1401СА1. 1401СА1, К1401СА1 Счетверенные компараторы напряжения, предназначенные для построения функцио­ нальных генераторов, использования в уст­ ройствах автоматики и другой радиоэлект. Популярное. Каталог товаров. Главная > Электронные компоненты > Микросхемы > Компараторы > Texas Instruments > LM339N, Счетверенный компаратор, (=К1401СА1). 2848 rows · s - цифровая схема, t - аналоговая, u - аналогово-цифровая. . 1401СА1: lm393 Микросхемы 1401СА1РМК, 1401СА1Р1МК. Счетверенный компаратор напряжения. 14 Выход канала 3. Схема расположения выводов. Нумерация выводов показана условно. Работа по теме: ЭТАЛОННЫЕ ОТВЕТЫ. ВУЗ: УГАТУ. Страница. Компактная схема регулятора хода приведена на рис. 7.12. Здесь ждущий мультивибратор и временной дискриминатор выполнены всего на одной микросхеме. 001 схема включения светодиодной 001 lm317k схема включения 001 1401СА1. Конструкция, принципиальная схема которой показана на рис. 1, представляет собой измеритель амплитуды пульсаций напряжения питания +5 В, которое поступает на USB порт персонального. (КР)1401СА1, (КР)1401СА2: 1: Выход 2-2: Выход 1: 3: Питание e+: 4: Вход инверсный 1: 5: Вход неинверсный. Схемы на компараторах. Как работает компаратор напряжения. Рисунок 1. Схема подключения компаратора. На инверсный вход компаратора подано опорное напряжение. Добрый день. подскажите как устранить генерацию на выходе 1401СА1 схема сравнения напряжения. на каждом из входов стоят 2 резистора по 10кОм и 2 диоды для. Схема синусоидального а номинал остальных выбираю с учётом их параллельного включения. 1401СА1 микросхемы полупроводниковой: 1401СА1 — интегральная микросхема (артикулярное наименование в соответствии с ГОСТ) микросхемы интегральные используются. 630 rows · Схема сравнения двух 1401СА1: lm339: Четыре 12-разрядный регистр. Первая страница Начало Справочник по операционным усилителям и компараторам (КР)1401СА1, (КР)1401СА2 1 Выход #2 2 Выход #1 3 Питание E+ 4 Вход инверсный #1 5 Вход. Схема криптографической 12-разр. регистр последовательного включения 1401СА1 lm339. Структурная схема одного компаратора входящего в микросхему LM339 и LM393. Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного. Схема подключения к микропроцессорам представлена ниже. Рис. 4. Схема подключения к микропроцессорам. Для понимания логики работы с управляющими сигналами лучше всего. Поскольку схема будет питаться тем же напряжением, которое измеряет, а светодиоды таких напряжений не Рассчитаем резисторы. Причем, используя один-единственный закон Ома. К1182СА1Р. ФУНКЦИОНАЛЬНАЯ СХЕМА. Вывод DELAY служит для подключения емкости, регулирующей задержку включения выходного тиристора. Типономинал микросхемы 1401СА1РМК 1401СА1Р1МК Номер ТУ АЕЯР.431000.815−03ТУ Выход канала 3. Схема расположения выводов. Нумерация выводов показана условно. Корпус К554СА1 Условное графическое обозначение Электрическая схема Электрические параметры Предельно допустимые режимы эксплуатации Зарубежные аналоги Литература. Может кто нибуть подкинет схемку чтоб в ней фигурировала микросхема К1401СА1.Зарание блогадарю. Эквивалентная схема одного канала LM339N: Более подробные характеристики микросхемы LM339 с графиками работы и примерами схем включения Вы можете получить, скачав файл. найти К1401СА1.pdf. Аналоги для 1401са1 - Аналоги, Поиск аналогов микросхем и транзисторов. Замена производится без внесения изменений в существующую электрическую схему. Схема включения компаратора для одно-полярного питания изображена на рисунке 1, для На рисунке 3 приведена схема включения компаратора с открытым коллектором на выходе. Схема включения микросхемы для управления мощным регулирующим n-p-n транзистором в Микросхемы управления регулируемым элементом. 142ЕП2Т Схема включения микросхемы. Рис. 4. Схема включения микросхемы К554СА3А, Б. При наличии логической 1 на входе «Строб» выходной уровень компаратора становится высоким независимо от полярности. Схема с раздельным стробированием. Схема сопряжения с ТТЛ - схемами. К521СА101 К554СА1. Зависимость времени задержки выключения tDLH от дифференциального сигнала. Свидетельство об аттестации № МО. Схема расположения выводов. Таблица назначения выводов. CA3140, CA3140A - Datasheet - Схема включения, описание, параметры. Установка и обслуживание натяжных потолков МосПрофМастер. К1401СА1. Справочные данные и схема включения микросхемы К1401СА1. Поиск товаров. Маркировка: К1401СА1. Схема подключения.

Links to Important Stuff

Links

© Untitled. All rights reserved.

Нужна помощь в управлении N FET воротами с выхода компаратора LM393

Выглядит в принципе хорошо.
Вы должны знать, что вы пытаетесь сделать.
то, что он пытается сделать, это ограничить напряжение батареи до напряжения стабилитрона + диода ~ = 14,5 В. В некоторых случаях это нормально, но слишком высоко для нормального использования.

Тот факт, что напряжение на затворе FET низкое, говорит о том, что вы делаете не так, как показано на схеме. Вам нужна какая-то нагрузка, чтобы проверить это - батарея в порядке.

Схема такого типа должна быть либо расточительной, либо жестко отключаться. Батарея разряжается при отключении питания, поэтому включается и заряжается, а затем выключается и падает и.
Чтобы добавить гистерезис, добавьте резистор R3 = 1k от -out к операционному неинвертору, а затем резистор R4 от операционного усилителя к операционному неинвертору. Значение относительно R3 контролирует колебание напряжения гистерезиса. Может быть, от 10 до 47 тысяч. Пот может быть лучшим.

Вы заново изобретаете колесо солнечного зарядного устройства. У вас должна быть веская причина для этого. У тебя есть?


Показать все значения компонентов на диаграмме. Сказать «типичное улучшение ...» полностью разрушает ценность вашей схемы, поскольку это неизвестный «черный ящик», который может быть идеальным или бесполезным.
Номер детали пожалуйста.

Я думаю, что нарисованные вручную диаграммы - это хорошо (я бы :-)), если бы они были аккуратными и читаемыми, НО использовать линейку или квадрат.

предоставление ссылок на таблицы желательно. Лист данных LM393 здесь
LM393 является открытым коллектором, поэтому R2 является источником привода затвора.
Вин не может подойти ближе, чем 2В или около того к Vdd, но ваше питание выглядит нормально.

Стабилитроны плюс диоды странные - если только это все, что у вас есть. Vzener + диоды ~ = 14,5 В +. Может быть 15V +. Лучше использовать только стабилитрон или дешевый эталон полу точности, такой как TL431.

Резистор, возможно, 1 кОм от земли, может помочь cct вести себя, когда нет нагрузки.

~

Lm393 datasheet на русском

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

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.

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 Kb, скачано: 6 415)

50 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00

В 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:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. 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»…

Даташит поиск по электронным компонентам в формате pdf на русском языке. Бесплатная база содержит более 1 000 000 файлов доступных для скачивания. Воспользуйтесь приведенной ниже формой или ссылками для быстрого поиска (datasheet) по алфавиту.Если вы не нашли нужного Вам элемента, обратитесь к администрации проекта .

Переключатель включения / выключения освещения день ночь | Radio-любитель

Всем здравствуйте. Все знают экономии никогда не бывает слишком много. У переключателя день ночь, помимо удобства включения / выключения освещения, есть еще одно существенное преимущество. Это экономит электроэнергию, когда мы забываем выключить освещение, он сделает это за нас автоматически.

Фотореле — это простая схема, которую можно собрать и запустить менее чем за час. При создании схемы основной целью была простая и дешевая конструкция. Если посмотреть на схему, которая представлена на рисунке, можно сказать, что основная задача выполнена.

Принципиальная схема фотореле

Принципиальная схема фотореле

Для создания схемы использовалась только одна микросхема, это компаратор LM393. Это не очень дорогая и в свое время популярная микросхема. Фоторезистор можно использовать к примеру, из отечественных к примеру серия СФ2. Теоретически можно использовать и другие типы, но нужно учитывать изменение значений резисторов делителя R1, PR1 и R2. Работа схемы достаточно простая. Когда лицевая сторона резистора освещена, его сопротивление падает. Однако с наступлением темноты его сопротивление увеличивается.

Можно применить фоторезистор к примеру, RPP131 в свое время он использовался в вертушках проигрывателей, но не думаю, что он сейчас доступен его сопротивление слегка пасмурный день составляет около 1,5 кОм. Однако при полной темноте оно увеличивается до 10М. Вот о фоторезисторе мы уже немного знаем. Теперь пора выяснить, как работает вся схема. После подачи питания и освещении фоторезистора конденсатор С1 начинает заряжаться. Схема зарядки конденсатора следующая — фоторезистор, резистор R1, резистор R2. В то же время фоторезистор, с резистором R1 и регулируемым потенциометром PR1 образуют делитель напряжения.

Значение напряжения в точке контакта R1, R2. PR1 зависит от положения ползунка потенциометра PR1. При этом потенциометр PR1 используется для определения задержки включения или выключения реле при освещении или затемнения фоторезистора. Вторая цепь управления — это делитель напряжения, состоящий из резисторов R3, PR2 и R4. Его задача состоит в том, чтобы установить опорное напряжение для компаратора LM393.

Здесь можно уточнить, что компаратор используется для сравнения двух напряжений. Когда напряжение на одном из входов увеличивается или уменьшается по отношению к другому входу, состояние выхода изменяется с высокого логического уровня на низкий. Именно это свойство делает переключатель включения / выключения очень простым в сборке и настройке. Резистор R6 - это типичный подтягивающий резистор. Его нельзя не устанавливать, поскольку у компаратора LM393 выход является с открытым коллектором. И резистор R7 ограничивает ток базы транзистора T1. Функция транзистора T1 - включать или выключать реле Pk1. Диод D1 предотвращает возникновение перенапряжения при включении / выключении катушки реле. Этот диод необходим. Если его не установить, то транзистор Т1 может выйти из строя из-за пробоя перехода эмиттер-коллектор.

Несколько слов по настройке фотореле, подключаем напряжение питания + 12В. Устанавливаем потенциометр PR1 точно в среднее положение, а потенциометр PR2 повернем слева направо и наоборот. В каком-то положении мы заметим, что реле Pk1 начнет срабатывать. Если да, значит схема собрана правильно. В противном случае мы допустили ошибку при сборке и должны ее найти. Еще предстоит сделать некоторые окончательные настройки и тесты.

Самое главное, что во время настройки схема должна находиться на том месте, где она будет работать или по крайней мере условия должны быть максимально приближены для того места где будет эксплуатироваться фотореле. Процесс настройки может занимать достаточно времени из-за задержки, вносимой конденсатором C1. Чтобы ускорить процесс настройки, можно использовать вольтметр, подключенный между землей и точкой, соединяющей резисторы R1, R2, PR1. Первоначально напряжение в этой точке при включенном фоторезисторе должно составлять 3В. С помощью потенциометра PR2, устанавливаем опорное напряжение, которое необходимо для приведения в действие реле pk1. Вот на этом все.

Введение в LM393 - Инженерные проекты

Всем привет! Я надеюсь, что вы все будете в полном порядке и весело проведете время. Сегодня я собираюсь предоставить вам обсуждение Introduction to LM393. LM-393 имеет два внутренних операционных усилителя. Они имеют внутреннюю частотную компенсацию. Они специально разработаны для выполнения своих задач с использованием одного источника питания. LM-393 также может правильно выполнять свои операции, используя раздельный источник питания. Ток стока не зависит от мощности источника питания.

Одной из самых удивительных особенностей LM 393 является то, что земля включена в его синфазное входное напряжение. Кроме того, LM 393 имеет множество функций, например: широкий диапазон напряжения, очень малый ток потребления, низкий входной ток смещения, низкий входной ток смещения, выходное напряжение, совместимое с Transistor Transistor Logic. LM 393 можно использовать в разных местах реальной жизни. Его приложения включают в себя промышленные приложения, системы с батарейным питанием, аналого-цифровые преобразователи, предельные компараторы, генераторы задержки времени и т. Д.Более подробная информация о LM-393 будет предоставлена ​​позже в этом руководстве.

[otw_is sidebar = otw-sidebar-7]

Введение в LM393

LM393 - это интегральная схема, имеющая два встроенных операционных усилителя с внутренней частотной компенсацией. Они специально разработаны для выполнения различных задач с использованием одного источника питания. Более того, они также могут работать от раздельных источников питания. малый ток смещения, низкое входное напряжение смещения, низкий входной ток смещения - вот его основные особенности.Его можно использовать в генераторах задержки времени, системах с батарейным питанием, аналого-цифровых преобразователях и т. Д. LM-393 показан на рисунке, приведенном ниже.

1. Контакты LM393
  • LM 393 имеет всего 8 контактов, каждый контакт имеет свои особенности, отличные друг от друга.
  • Все контакты LM-393 перечислены в таблице, приведенной ниже.

2. Выводы LM393 Описание
  • Каждый вывод имеет свою особую функцию, о которой мы должны знать.
  • Функции контактов
  • LM 393 показаны в таблице на рисунке ниже.

3. Распиновка LM393
  • Распиновка устройства помогает нам понять конфигурацию контактов этого устройства.
  • Схема расположения выводов
  • LM 393 приведена на рисунке ниже.

4. Пакет LM393
  • Пакеты представлены для представления различных моделей одного и того же устройства.
  • Корпус
  • LM 393 показан в таблице на рисунке ниже.

5. LM393 Размер упаковки
  • Различные упаковки имеют разные размеры для облегчения различения.
  • Размеры упаковки
  • LM 393 приведены в таблице на рисунке ниже.

6. Символическая схема LM393
  • Символ устройства представляет внутреннюю структуру этого устройства.
  • Символическое изображение
  • LM 393 представлено на рисунке ниже.

7.LM393 Рейтинги
  • Рейтинги любого устройства обычно предоставляют информацию о величине напряжения, силы тока и мощности, необходимых для этого конкретного устройства.
  • Номинальные характеристики
  • LM 393 приведены в таблице, приведенной на рисунке ниже.

8. Характеристики LM393
  • Характеристики - это параметры, которые могут сделать устройство популярным для различных приложений.
  • LM 393 некоторые из основных функций представлены в таблице, приведенной на рисунке ниже.

9. Приложения LM393
  • LM 393 имеет множество различных приложений в реальной жизни.
  • Некоторые из основных приложений показаны в таблице, показанной на рисунке ниже.

Это все из учебника Введение в LM393. В обучающих материалах подробно обсуждается использование интегральной схемы LM-393. Я предоставил почти все необходимые сведения об этом устройстве. Если я что-то пропустил, дайте мне знать.Я немедленно обновлю, чтобы избежать неудобств в будущем. Надеюсь, вам понравился этот урок. Береги себя и до свидания 🙂

Автор: Сайед Зайн Насир
https://www.theengineeringprojects.com/

Меня зовут Сайед Заин Насир, основатель The Engineering Projects (TEP). Я программист с 2009 года, до этого я просто занимаюсь поиском, делаю небольшие проекты, а теперь я делюсь своими знаниями через эту платформу. Я также работаю фрилансером и выполнял множество проектов, связанных с программированием и электрическими схемами. Мой профиль Google +

LM393 Comparator IC - распиновка, характеристики и принцип работы »ElectroDuino

Здравствуйте, друзья! С возвращением в ElectroDuino. Этот блог основан на компараторе LM393 IC . Здесь мы обсудим введение в микросхему компаратора LM393, схему выводов микросхемы, принцип работы, характеристики, эквивалентную микросхему LM393 IC, а также ее приложения.

Введение

Интегральная схема (IC) LM393 представляет собой двойной дифференциальный компаратор, состоящий из двух встроенных операционных усилителей.Каждый компаратор принимает 2 входа для сравнения. Компаратор сравнивает эти два входных напряжения и измеряет, какое входное напряжение больше, а затем выдает выходной сигнал. Эти ИС могут выполнять разные задачи, используя один источник питания. Кроме того, он может отлично работать от раздельных источников питания.

Внутренняя структура ИС компаратора LM393

ИС компаратора LM393 состоит из двух встроенных операционных усилителей (ОУ) .

Операционный усилитель 1 и операционный усилитель 2 отрицательные входы подключены к контакту 4 IC и положительные входы подключены к контакту 8 IC .

Операционный усилитель Инвертирующий вход подключен к IC, контакт 2 , а неинвертирующий вход подключен к IC, контакт 3 . Выход операционного усилителя 1 подключен к выводу IC 1 .

Инвертирующий вход ОУ 2 подключен к контакту 6 IC , а неинвертирующий вход подключен к контакту 5 IC. Выход операционного усилителя 1 подключен к выводу 7 микросхемы .

Конфигурация выводов микросхемы LM393 Схема выводов микросхемы LM393 / распиновка
Номер вывода Название вывода Описание
1 90UT Операционный усилитель 1
2 INPUT1- Инвертирующий входной вывод операционного усилителя 1
3 INPUT1 + Неинвертирующий входной вывод 4 операционного усилителя 1
VEE, GND Это контакт заземления ИС.его необходимо подключить к отрицательной (-) клемме напряжения питания.
5 INPUT2 + Неинвертирующий входной контакт операционного усилителя 2
6 INPUT2- Инвертирующий входной контакт операционного усилителя 2
является выходным контактом операционного усилителя 2
8 VCC Это положительный контакт ИС. его необходимо подключить к положительной (+) клемме напряжения питания.

Принцип работы

Прежде всего, нам нужно подключить источник питания к контактам Vcc и GND микросхемы LM393, чтобы активировать микросхему. Затем нам нужно подать на операционный усилитель два входных напряжения для сравнения. Теперь мы можем получить выходной сигнал операционного усилителя.

Принцип работы ИС LM393

В качестве примера мы использовали ОУ микросхемы LM393, чтобы получить на выходе . Прежде всего, мы подаем входное напряжение 1 на инвертирующую клемму (вывод 2) и входное напряжение 2 на неинвертирующую клемму (вывод 3) .

Если входное напряжение 1 на больше, чем входное напряжение 2, то выход операционного усилителя будет опущен на землю, что означает, что выходное напряжение равно Low (GND) .

Если входное напряжение 1 на меньше, чем входного напряжения 2, то выход операционного усилителя остается на VCC, что означает, что выходное напряжение равно High (VCC) .

Характеристики LM393 IC
Параметр Значение
Одно напряжение питания 2–36 В пост. Ток утечки 0.4 мА
Входное смещение напряжения Максимум ± 5 мВ
Рассеиваемая мощность 660 мВт
Корпус DIP и SOIC 8-контактный
, TL082, LM311

Приложения
  • Цепи компаратора напряжения.
  • Его можно использовать для управления реле, лампой, двигателем и т. Д.
  • Детектор перехода через ноль.
  • Приложения с батарейным питанием.
  • Защита от высокого напряжения / Предупреждение.
  • Цепи осциллятора.
Операционный усилитель

- выход LM393N работает не так, как ожидалось

В настоящее время я работаю с LM393N и постоянно получаю высокую мощность, хотя она должна быть низкой. Ниже представлена ​​схема, показывающая входы и выходы IC.

VCC поступает от шины «12 В», питаемой стабилитроном 12 В с токоограничивающим резистором 5 кОм и конденсатором 47 мкФ, включенным параллельно (я знаю, что это не идеально, но у меня ограниченный бюджет!).

Предполагается, что компаратор выдает низкий сигнал, включая фотоприемник IL420, когда конденсатор (C1 на схеме) разряжен ниже 1,5 В. Ожидаемый результат можно увидеть в моделировании схемы ниже. Что на самом деле происходит с , так это то, что выходной сигнал остается высоким независимо от напряжения конденсатора ... иногда. Возможно, больше всего расстраивает то, что проблема возникает только изредка. , если бы мне пришлось прикинуть, это, вероятно, около 10% времени, в остальное время схема выполняет свою работу превосходно.

Что уже пробовал / проверял:

  • Выход LM393N с открытым коллектором, поэтому я подумал, что комбинация резистора 3,3 кОм и внутреннего светодиода IL420 может не вести себя как подходящий подтягивающий резистор, поэтому я подключил резистор 4,7 кОм от VCC к разъему выход. Никаких кубиков.

  • Диапазон входного синфазного сигнала указан в таблице как от 0 до VCC-1.5V max, поэтому я поставил резистор 40 кОм между выводом источника 2N7000 и входом компаратора, чтобы гарантировать, что напряжение не превысит 9.5 В (напряжение на стабилитроне иногда опускается до 11,5, но я считаю, что входное напряжение остается в пределах допустимого диапазона).

  • Может быть, это само собой разумеется, но я проверил, что крышка полностью разряжена, на входе (+) напряжение 1,5 В, а на выходе высокий уровень, хотя этого быть не должно.

Примечание - Я знаю, что использование N-канального MOSFET для управления нагрузкой на источник не обязательно является лучшей практикой, но на данный момент это приблизительный прототип.

Note numero dos - Также стоит упомянуть, что я использую оба компаратора на микросхеме, а другой ведет себя так, как ожидалось, по крайней мере, пока.

Спасибо за любую помощь,

Переключатель теплового датчика

с использованием компаратора напряжения LM393N IC

Вот еще один проект датчика температуры. В этой схеме мы делаем простой переключатель теплового датчика с использованием микросхемы LM393N. LM393N IC - это микросхема двойного компаратора напряжения с множеством встроенных функций, таких как низкое энергопотребление, широкий диапазон рабочего напряжения от 2 до 36 вольт постоянного тока, высокое усиление, широкая полоса пропускания и т. Д. Из-за низкого энергопотребления, схемы могут подходить для работы от батарей и быть переносными.Мы использовали релейный переключатель на выходе этой схемы, чтобы вы могли подключать любое оборудование переменного или постоянного тока и управлять им или работать с ним при желаемой температуре.

Компоненты оборудования

9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 9018 резистор
S.no Компонент Значение Количество
1 Входное питание DC 5-12V 1
L L
3 Транзистор 2N3906 1
4 Термистор 50 кОм 1
5 50кОм 1
7 Реле - 1
8 Диод 1N4007 2
Принципиальная схема

Распиновка микросхемы LM393

Рабочее объяснение

Рабочее напряжение этой цепи составляет 5-12 В постоянного тока.Термистор используется в этой цепи для обнаружения тепла, термистор - это устройство, сопротивление которого обратно пропорционально температуре вокруг него. Таким образом, когда температура поднимется выше заданного уровня, сопротивление термистора будет полностью уменьшено, и он позволит току течь по цепи. IC будет активирован, и он активирует транзистор, который действует как переключатель для реле. Любое оборудование, подключенное к реле, теперь также будет активировано.

Реле, используемое в этой цепи, должно иметь то же напряжение, что и рабочее напряжение.Чувствительность или желаемый уровень температуры, при котором вы хотите, чтобы цепь активировалась, регулируется переменным резистором 50 кОм. Вы можете поэкспериментировать с этой схемой, используя термисторы и резисторы разных номиналов для дальнейшего повышения чувствительности схемы, или вы также можете преобразовать ее в схему датчика холода.

Приложения и способы использования

В этом блоге представлена ​​конструкция платы управления резервным питанием от литиевой батареи на основе LM393 , которая является простой, стабильной, надежной и недорогой.Он может напрямую выводить сетевое напряжение, когда есть сетевое питание, и непрерывно контролировать сетевое напряжение.

Эта конструкция не только может автоматически включать инвертор в течение 10 мс после отключения питания, но также имеет функцию управления питанием: когда внутреннее напряжение литиевой батареи ниже установленного значения, она автоматически заряжается.

В этом выпуске рассказывается, как работает LM393

Каталог

II Конструкция и принцип работы

Детали схемы резервного питания литиевой батареи на основе LM393 следующие:

2.1 Типовой проект

2.1.1 Сбой сетевого питания

При отсутствии сетевого питания контрольная панель включает инвертор и выдает 220 В переменного тока в течение 10 мс после сбоя в электросети.

2.1.2 Управление зарядкой

Рисунок 1. Функциональная схема

При наличии сетевого входа плата управления сначала отключает выход инвертора и переключается на выход сети; затем переходит в состояние управления зарядкой (из-за функции платы защиты литиевой батареи плата защиты прекращает зарядку после защиты от перезарядки.Когда напряжение аккумулятора падает до значения восстановления перезаряда или ниже, он автоматически возобновляет зарядку. При длительном питании от сети зарядное устройство для литиевой батареи будет повторно заряжаться, что повлияет на срок службы литиевой батареи).

Когда литиевая батарея полностью заряжена, она перестанет заряжаться. Когда он упадет до определенного уровня (этот параметр ниже, чем значение восстановления перезаряда платы защиты литиевой батареи, конкретное значение параметра можно регулировать), затем возобновите зарядку до тех пор, пока он не будет полностью заряжен, и повторите описанный выше процесс.

2.2 Принцип работы

В соответствии с требованиями к конструкции, основная конструкция этой платы управления разделена на две части: обнаружение и управление напряжением литиевой батареи и обнаружение и управление напряжением сети.

В основном блоке сравнения напряжений на плате управления используется интегрированная микросхема двойного компаратора напряжения LM393. LM393 объединяет 2 независимых компаратора, диапазон рабочего напряжения источника питания широкий, он может работать при 2 ~ 36 В при одном входе питания и ± 1 ~ ± 18 В при двух входах питания.Кроме того, его потребление тока небольшое, всего 0,8 мА.

А какая распиновка у LM393? Мы можем взглянуть на рисунок 2 ниже:

  • Контакты 3, 5 являются неинвертирующими входными клеммами двух компараторов соответственно;
  • Контакты 2, 6 - инвертирующие входные клеммы двух компараторов соответственно;
  • Контакты 1,7 являются соответствующими выходными клеммами двух компараторов соответственно.

Рисунок 2.LM393 Распиновка

При использовании в качестве базовой схемы сравнения, если напряжение на неинвертирующей входной клемме больше, чем напряжение на инвертирующей входной клемме, соответствующая выходная клемма выдает высокий уровень, и наоборот. Например, когда U5> U6, U7 выводит высокий уровень; когда U5

2.2.1 Обнаружение и контроль напряжения литиевой батареи

Контроль напряжения литиевой батареи

показан на рисунке 3.

(1) Блок питания

Питание блока управления осуществляется от литиевой батареи резервного источника питания, а напряжение на плате управления составляет 12 В постоянного тока.Поскольку литиевая батарея в этой конструкции составляет 48 В, ее диапазон напряжения составляет от 32 В до 54,6 В, что выше, чем большое входное напряжение, необходимое для блока стабилизатора 7812. Следовательно, для защиты блока регулятора напряжения 7812 нам необходимо подключить трубка регулятора напряжения 20 В последовательно на входе для понижения. Здесь диод D5 действует как защита от обратного напряжения

(2) Сравнение напряжений

Управление питанием использует компаратор LM393, напряжение выборки литиевой батареи делится резисторами R11 и R12, а затем вводится на неинвертирующий вход LM393.Опорное напряжение делится на 12 В через резистор R4 и потенциометр, а затем поступает на инвертирующий вход LM393.

Когда напряжение выборки U1 выше опорного напряжения U2, выходная клемма, соответствующая LM393, выдает высокий уровень, транзистор 9012 выключен, реле не работает, и инвертор перестает работать.

Когда напряжение выборки U1 ниже опорного напряжения U2, выходной вывод, соответствующий LM393, выдает низкий уровень, транзистор 9012 включается, реле срабатывает, и инвертор включается.Опорное напряжение можно регулировать в соответствии с фактическими параметрами с помощью потенциометра R5.

Рис. 3. Обнаружение и контроль напряжения литиевой батареи LM393

(3) Цепь компаратора гистерезиса

В однопредельном компараторе, если входной сигнал Uin имеет небольшие помехи около порогового значения, выходное напряжение вызовет соответствующий джиттер (флуктуацию). Например, в конструкции обнаружения напряжения литиевой батареи, если напряжение выборки литиевой батареи колеблется около целевого напряжения (см. Рисунок 3), напряжение U1 выше, чем напряжение U2, и выход компаратора должен вывод на высоком уровне.Однако, если напряжение U1 или напряжение U2 слегка колеблется в это время, транзистор 9012, вероятно, будет часто включаться и выключаться в это время, и управляющий выход будет очень нестабильным.

Тогда как побороть этот недостаток? Мы можем ввести положительную обратную связь в конструкцию (то есть способ аппаратного обеспечения разницы возврата). Если нам нужно зафиксировать точку срабатывания при определенном значении опорного напряжения, мы можем вставить нелинейный элемент (например, кристаллический диод) в цепь положительной обратной связи.За счет использования однонаправленной проводимости диода (на рис. 2, диод D10 1N4148) можно выполнить указанные выше требования.

2.2.2 Обнаружение и контроль сетевого напряжения

Описание блока управления определением напряжения сети показано на рисунке 4.

(1) Блок питания Деталь

Блок питания использует тот же источник питания 12 В постоянного тока, что и блок обнаружения и управления напряжением литиевой батареи.

(2) Определение напряжения сети

Принимая во внимание стоимость компонента обнаружения сетевого напряжения, в этой конструкции отказ от традиционного метода обнаружения трансформатора или трансформатора напряжения и использование двух микросхем оптопары PC817 для обнаружения сети.PC817 - это широко используемый линейный оптрон, который часто используется в функциональных схемах, требующих большей точности. Когда на входной конец подается электрический сигнал, излучатель света излучает свет и освещает приемник света. Светоприемник включается после получения света и генерирует выходной фототок с выходного конца, тем самым реализуя преобразование «электричество-оптика-электричество». Это преобразование часто применяется к различной гражданской промышленной продукции, такой как импульсные источники питания, ИБП, адаптеры и т. Д.

Рис. 4. Обнаружение и контроль сетевого напряжения LM393

Возьмем для примера 220 В переменного тока. Чтобы защитить оптопару, мы используем в конструкции резистор 1 МОм, чтобы ограничить ток эмиттера оптопары. Микросхемы оптопары U1 и U2 соответственно включаются под действием переменного тока и взаимодействуют с конденсатором C6, чтобы гарантировать, что напряжение на неинвертирующей входной клемме U3 больше, чем на инвертирующей входной клемме U4 в условиях нормальной сети. Вход.Микросхема оптопары, используемая в этой конструкции, также может использоваться для гальванической развязки между платой управления и сетью.

При наличии сетевого питания:

  • Напряжение на неинвертирующей входной клемме U3 LM393 составляет 12 В постоянного тока
  • Инвертирующее напряжение входной клеммы U4 составляет 9 В (разделенное напряжение R2, R10)
  • Соответствующий выходной терминал высокий
  • Транзистор 9014 включен
  • Реле срабатывает
  • Нормально закрытая точка открыта
  • Есть выход между напряжением сети

При отсутствии сетевого питания:

  • Напряжение на неинвертирующей входной клемме U3 LM393 составляет 0 В постоянного тока
  • Напряжение на инвертирующей входной клемме U4 составляет 9В
  • Соответствующий выходной терминал имеет низкий уровень
  • Транзистор 9014 отключен
  • Реле не работает
  • Нормально закрытая точка закрыта
  • Инвертор выдает 220В.

III Тест

После тестирования эта схема управления соответствует проектным требованиям: при наличии сетевого питания она выводит сетевое напряжение и автоматически преобразуется в резервный источник питания в течение 10 мс в случае сбоя сетевого питания, а также имеет хорошие функции управления зарядкой, как показано на Рисунке 5 и Рисунке 6.

Рис. 5. Форма сигнала определения напряжения литиевой батареи

Рисунок 6. Форма сигнала обнаружения сетевого напряжения

В практических приложениях МОП-лампы и симисторы также могут использоваться для замены реле в блоке обнаружения и управления напряжением литиевой батареи и реле в блоке обнаружения и управления сетевого напряжения для достижения управляющего выхода.

IV Conclsion

Эта плата управления разработана в соответствии с характеристиками резервного источника питания на литиевой батарее, который постепенно популяризируется в настоящее время. Он имеет преимущества сильной защиты от помех и низкой стоимости, а также имеет сильную рыночную ценность.

В последующих конструкциях мы также можем добавить функции защиты, такие как защита аккумулятора от пониженного напряжения, защита от короткого замыкания, защита от перегрузки, защита от перенапряжения и защита от перегрева в соответствии с требованиями пользователя для постоянного улучшения продукта.

Прочитав блог, вы лучше поняли LM393?

Наконец, если у вас есть какие-либо вопросы о LM393, не стесняйтесь оставлять сообщение в разделе комментариев ниже!

60Pcs 1-полосный модуль компаратора напряжения 12 В LM393 ИС компаратора напряжения для модификации автомобильных цепей Тестирование цепей промышленного оборудования: Amazon.com: Инструменты и товары для дома

Рабочее напряжение: 12 В постоянного тока
Стандартный рабочий ток (состояние реле): 12 В постоянного тока 25 мА;
Ток в режиме ожидания (реле замкнуто): около 5 мкА; Модуль
использует: модификацию автомобильных схем, промышленное оборудование, экспериментальные испытания, испытания приложений схем.
Описание функции (три функции):
Функция 1:
Введите напряжение и установите опорное напряжение на модуле (опорное напряжение можно установить с помощью регулируемого потенциометра) контраст;
Когда входное напряжение больше опорного напряжения, реле замыкается, цепь подключена;
Когда входное напряжение ниже опорного напряжения, реле отключается, и цепь отключается.

Функция 2:
Соответственно вводятся два сигнала напряжения A и B для сравнения;
Когда сигнал напряжения A превышает сигнал напряжения B, реле замыкается и цепь включается;
Когда сигнал напряжения A меньше сигнала напряжения B, реле размыкается и цепь отключается.
Примечание. Функция 2 требует отсоединения перемычки соответствующего канала.

Функция 3:
В отличие от функции 1 отсоедините колпачок перемычки, показанный на схеме, и закоротите задний контакт на схеме.
Введите напряжение и установите опорное напряжение на модуле (опорное напряжение можно установить с помощью регулируемого потенциометра) контраст;
Когда входное напряжение меньше опорного напряжения, реле замкнуто, цепь подключена;
Когда входное напряжение превышает опорное напряжение, реле отключается и цепь отключается.

Опорное напряжение:
Опорное напряжение модуля - это входное напряжение после полученного парциального давления многооборотного прецизионного потенциометра, значение входного напряжения определяет диапазон значения опорного напряжения.
Например, входное напряжение составляет 12 В, тогда диапазон регулирования опорного напряжения составляет 0–12 В.

Как правильно подключить модуль газового сенсора MQ-135

MQ-135 - это газовый сенсор, предназначенный для обнаружения или обнаружения газообразных веществ и создания соответствующего положительного выходного напряжения.

В этом посте мы узнаем, как правильно подключить или подключить распиновку модуля MQ-135 с каскадом драйвера реле.

Модуль MQ-135 представляет собой расширенный или модернизированный пакет базового модуля газового датчика MQ-6. В этом модуле аналоговый выход MQ-6 преобразуется в цифровой выход с возможностью регулировки чувствительности.

Преобразование аналогового сигнала в цифровой выполняется с помощью интегральной схемы компаратора, обычно LM393.

Как работает модуль MQ-135

Как описано выше, MQ-135 работает путем преобразования аналоговых сигналов от сенсорного блока в цифровой выходной сигнал через компаратор.

Модуль в основном имеет 4 распиновки.

  1. Vcc
  2. Земля
  3. Цифровой выход
  4. Аналоговый выход

Вид сбоку датчика

Вид сбоку компонента

Аналоговый выход снимается непосредственно с контакта датчика MQ-6.

Vcc работает от источника питания +5 В постоянного тока, заземление - это отрицательная клемма или клемма 0 В модуля.

Цифровой выход получается из выхода дифференциального компаратора, использующего IC LM393.

Как правильно настроить MQ-135

Недавно я купил модуль MQ-135 и во время его тестирования был удивлен, увидев, что мой внешний драйвер реле вообще не отвечает. Однако, поскольку встроенный светодиод модуля светился, я знал, что с модулем все в порядке.

Я предположил и ожидал, что выходной сигнал будет давать положительный цифровой сигнал при каждом обнаружении входа. Однако я просто не мог заставить это работать.

Затем я понял, что IC LM393 имеет выход с открытым коллектором, то есть его выходной вывод был связан с открытым коллектором внутреннего NPN BJT.

И поскольку мой внешний релейный драйвер NPN BJT не отвечал, это означало, что в модуле нет подтягивающего резистора с выходом LM393.

Я быстро настроил подтягивающий резистор с выходным контактом компаратора и попробовал снова. Реле теперь сработало, но с противоположным эффектом.

Это означает, что теперь реле оставалось включенным при подаче питания и выключалось, как только датчик обнаруживал газ. Это было очень нежелательно и было связано с неправильно настроенным модулем.

Похоже, производитель упустил из виду тот факт, что LM393 не является операционным усилителем, и его входные контакты должны быть подключены способом, противоположным проводке входа операционного усилителя.Другими словами, входной контакт (+) должен быть подключен к заданному заданию, а вход (-) - к аналоговому входу датчика.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *