Андрей Смирнов
Время чтения: ~21 мин.
Просмотров: 0

Datasheet texas instruments lm311

Описание

Микросхема с маркировкой «LM339N» выпускается в стандартной пластиковой упаковке для дырочного монтажа PDIP, и с «LM339» для поверхностного – SOIC, SOP, SSOP. Такое обозначение на корпусе является основным отличием данных устройств, которые по электрическим параметрам полностью идентичны. Развернутая распиновка, с указанием назначения выводов, представлена на рисунке.

Максимальные параметры

LM339(N) нельзя использовать в режиме линейного усиления как обычный ОУ. Наиболее частое применение в качестве электронного ключа, предъявляют ему немного другие требования. Одним из которых является высокое быстродействие. Приведём основные значения его предельно допустимых характеристик:

  • постоянное напряжение питания (VCC) до 36 В (или  ± 18 В);
  • дифнапряжение на входе (VIN) от -36 В до +36 В;
  • диапазон синфазного напряжения (VI) от -0,3 В до +36 В;
  • выходной ток (IO) до 20 мА;
  • бесконечная длительность КЗ вывода «Output» на землю;
  • температура: кристалла при работе (TJ) до 150oC; при хранении (TSTG) от -65 oC до +150 oC.

Принцип работы

Какова схема включения компаратора lm339 и как работает? В основе работы каждого из 4 входящих в ее элементов лежит простейший операционный усилитель (ОУ), заточенный на функционирование в режиме переключателя с большой скоростью.

Разберемся, как работает такой «переключатель». Вариант одной из схем применения компаратора, для наглядности и понимания процесса, представлен на рисунке ниже. Как видно, у него есть два входа, обозначенные символами «+IN» и «-IN». На них подается разные по величине потенциалы, относительно «GND», которые устройство сравнивает и выдает сигнал на выход «Output». Питающее напряжение 12 В подано на контакты «VCC» и «GND».

Если сравниваемое напряжение на «+IN» больше, чем на «-IN», относительно «Gnd», то на выходе «Output» появится положительный потенциал – «логическая единица». Через светодиод VD2 с ограничивающим резистором R1 на землю «GND» потечёт ток (IOUT) питающего напряжения. VD2 при этом засветится, а VD1 будет выключен.

При изменении ситуации, когда сравниваемое напряжение на «-IN» будет больше, чем на «+IN», на выходе «Output» появится отрицательный потенциал — «логический ноль». Соответственно загорится светодиод VD1, а VD2 будет погашен.

По такому принципу работает, например — одноканальный отечественный 140уд7. Однако существуют компараторы, у которых на выходе нельзя сформировать «логическую единицу», т.е. получить положительный сигнал. Возможно только «ноль» или ничего. Именно такими устройствами, их также называют «с открытым коллектором», оснащен четырехканальный LM339.

Данная особенность объясняется наличием у компараторов микросхемы внутреннего транзистора Q8. Его коллектор является выводом «Output», а эмиттер подключен к «GND». Он открывается только при большем потенциале на «-IN», относительно «+IN». При отсутствии сигнала — закрыт. Структурная схема из datasheet на LM339 представлена на рисунке.

Контакт «-IN» обычно называют инвертирующим, а «+IN» неинвертирующим.

Аналоги

Аналогом LM339(N) считаются следующие устройства: KIA339 (KEC), HA17339A (Renesas), UPC339GR (NEC). Немного хуже по параметрам, но иногда подходят в качестве замены: китайская SDP339 (Shaoxing Devechip Microelectronics Co.) или узбекская К1401СА1 (ОАО «Фатон» г.Ташкент). Многие известные зарубежные компании выпускают её со стандартной маркировкой по лицензии TI.

Datasheets

OrderNow ProductFolder Support &Community Tools &Software TechnicalDocuments LM111, LM211, LM311SLCS007K – SEPTEMBER 1973 – REVISED MARCH 2017 LM111, LM211, LM311 Differential Comparators1 Features 3 Description The LM111, LM211, and LM311 devices are singlehigh-speed voltage comparators. These devices aredesigned to operate from a wide range of powersupply voltages, including В±15-V supplies foroperational amplifiers and 5-V supplies for logicsystems. The output levels are compatible with mostTTL and MOS circuits. These comparators arecapable of driving lamps or relays and switchingvoltages up to 50 V at 50 mA. All inputs and outputscan be isolated from system ground. The outputs candrive loads referenced to ground, VCC+ or VCC-. Offsetbalancing and strobe capabilities are available, andthe outputs can be wire-OR connected. If the strobeis low, the output is in the off state, regardless of thedifferential input. 1 Fast Response Time: 165 nsStrobe CapabilityMaximum Input Bias Current: 300 nA …

Datasheets

LM111-N, LM211-N, LM311-Nwww.ti.com SNOSBJ1E – MAY 1999 – REVISED MARCH 2013 LM111-N/LM211-N/LM311-N Voltage ComparatorCheck for Samples: LM111-N, LM211-N, LM311-N FEATURES 1 2 Operates From Single 5V SupplyInput Current: 150 nA Max. Over TemperatureOffset Current: 20 nA Max. Over TemperatureDifferential Input Voltage Range: В±30VPower Consumption: 135 mW at В±15V DESCRIPTIONThe LM111-N, LM211-N and LM311-N are voltagecomparators that have input currents nearly athousand times lower than devices like the LM106 orLM710. They are also designed to operate over awider range of supply voltages: from standard В±15Vop amp supplies down to the single 5V supply usedfor IC logic. Their output is compatible with RTL, DTLand TTL as well as MOS circuits. Further, they candrive lamps or relays, switching voltages up to 50V atcurrents as high as 50 mA. Both the inputs and the outputs of the LM111-N,LM211-N or the LM311-N can be isolated fromsystem ground, and the output can drive loadsreferred to ground, the positive supply or the negativesupply. Offset balancing and strobe capability areprovided and outputs can be wire OR’ed. Althoughslower than the LM106 and LM710 (200 ns response …

Datasheets

OrderNow ProductFolder Support &Community Tools &Software TechnicalDocuments LM111, LM211, LM311SLCS007K – SEPTEMBER 1973 – REVISED MARCH 2017 LM111, LM211, LM311 Differential Comparators1 Features 3 Description The LM111, LM211, and LM311 devices are singlehigh-speed voltage comparators. These devices aredesigned to operate from a wide range of powersupply voltages, including В±15-V supplies foroperational amplifiers and 5-V supplies for logicsystems. The output levels are compatible with mostTTL and MOS circuits. These comparators arecapable of driving lamps or relays and switchingvoltages up to 50 V at 50 mA. All inputs and outputscan be isolated from system ground. The outputs candrive loads referenced to ground, VCC+ or VCC-. Offsetbalancing and strobe capabilities are available, andthe outputs can be wire-OR connected. If the strobeis low, the output is in the off state, regardless of thedifferential input. 1 Fast Response Time: 165 nsStrobe CapabilityMaximum Input Bias Current: 300 nA …

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания  была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции.
Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

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.

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»…

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых  указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Formula 350W, mini atx [дежурку починили], [стартует], [решено]

Блок питания FORMULA 350W из корпуса mini atx. Нет дежурки, видимых неисправностей нет, ключи (d209) целы, электролиты не вздуты, после моста 300в. В обвязке DM311 косяков не увидел, при включении на стабилитроне в её питании 6-7 вольт, заменил 311-ую, заодно поменял оптрон, tl431 воткнул навесом временно, успел увидеть на ней на дежурке 4 вольта, дальше тишина, генерации не вижу, после этого между стоком и истоком мсх звониться диод как целый, жива-нежива? Есть целый viper22a вроде подходит, но пока думаю как защитить. [url=http://itmages.ru/image/view/2011957/7149d786]http://storage

  • 28 комментариев
  • Подробнее
  • 439 просмотров

Datasheets

LM111-N, LM211-N, LM311-Nwww.ti.com SNOSBJ1E – MAY 1999 – REVISED MARCH 2013 LM111-N/LM211-N/LM311-N Voltage ComparatorCheck for Samples: LM111-N, LM211-N, LM311-N FEATURES 1 2 Operates From Single 5V SupplyInput Current: 150 nA Max. Over TemperatureOffset Current: 20 nA Max. Over TemperatureDifferential Input Voltage Range: В±30VPower Consumption: 135 mW at В±15V DESCRIPTIONThe LM111-N, LM211-N and LM311-N are voltagecomparators that have input currents nearly athousand times lower than devices like the LM106 orLM710. They are also designed to operate over awider range of supply voltages: from standard В±15Vop amp supplies down to the single 5V supply usedfor IC logic. Their output is compatible with RTL, DTLand TTL as well as MOS circuits. Further, they candrive lamps or relays, switching voltages up to 50V atcurrents as high as 50 mA. Both the inputs and the outputs of the LM111-N,LM211-N or the LM311-N can be isolated fromsystem ground, and the output can drive loadsreferred to ground, the positive supply or the negativesupply. Offset balancing and strobe capability areprovided and outputs can be wire OR’ed. Althoughslower than the LM106 and LM710 (200 ns response …

Texas Instruments CD4001B CD40106B LM311 LM339-N LM393

Михаил Шустов, г. Томск

Приведены схемы несложных устройств, позволяющих регулировать ширину сигналов, снимаемых с внешних генераторов импульсов, в пределах от 0 до 100%

Регуляторы ширины цифровых сигналов чаще всего используют в цепях управления работой преобразовательной техники, различного рода регуляторах, в усилителях D-класса и т.д.

Классические регуляторы ширины сигналов, синтезируемых генераторами импульсов, достаточно хорошо известны и изучены. Известны и их недостатки, связанные с тем, что одновременно с изменением коэффициента заполнения импульса D изменяется и частота генерации. Казалось бы, что более предпочтительно менять в заданных пределах ширину уже сформированного импульсного сигнала от внешнего генератора. Однако при анализе доступных источников патентно-технической информации найти таковые устройства не удалось. Расширители/сжиматели импульсов не решали поставленную задачу.

Рисунок 1.Регулятор ширины 0…100% импульсов внешнего генератора на КМОП-микросхемах.

На представленных ниже Рисунках 1–4 показаны варианты управления шириной выходного сигнала в пределах от 0 до 100%

Для полноценной реализации идеи управления желательно, чтобы скважность входного сигнала была близка к 2, хотя некоторые из схем допускают возможность сохранения работоспособности устройств при существенном отклонении от выдвинутого условия. Вторая особенность схем управления – они могут работать в ограниченном диапазоне частот входного сигнала

Рисунок 2.Регулятор ширины импульсов на операционном усилителе LM339.

На Рисунке 1 приведен вариант схемы плавного регулирования ширины 0…100% импульсов, снимаемых с внешнего генератора. Работа устройства основана на динамическом сравнении уровней напряжения на обкладках конденсатора С1 при периодических зарядно-разрядных процессах. Элемент DD1.1 не является обязательным и предназначен лишь для обеспечения стабильности амплитуды импульсов на его выходе. Устройство работает в диапазоне частот 10…200 кГц при коэффициенте заполнения входных импульсов 50%. Особенностью схем регуляторов здесь и далее является то, что с ростом частоты равный диапазон регулировки ширины выходных импульсов от 0 до 100% достигается во все более узком диапазоне регулировки движка потенциометра (R2 – Рисунки 1, 2 или R3 – Рисунки 3, 4).

Рисунок 3.Регулятор ширины импульсов на компараторе LM311.

Второй вариант регулятора ширины импульсов (Рисунок 2) также основан на сравнении плавающих на обкладках конденсатора С1 напряжений.

Рисунок 4.Балансный регулятор ширины импульсов на компараторе LM393.

Следующий вариант регулятора ширины импульсов (Рисунок 3) использует иную схему построения, хотя и его работа основана на периодических зарядно-разрядных процессах конденсатора С1 и сравнении уровней плавающих напряжении при помощи компаратора DA1 LM311. Для обеспечения крутых фронтов выходных импульсов предназначен инвертор на элементе DD1.2 CD40106.

Рисунок 5.Динамика переходных процессов на входах и выходе балансного
регулятора ширины импульсов на компараторе LM393.

Завершает небольшую коллекцию регуляторов ширины сигналов, получаемых от внешних генераторов импульсов, балансный регулятор ширины импульсов, выполненный на компараторе LM393 (Рисунок 4). Устройство работает в диапазоне частот входных сигналов от 5 до 150 кГц. Динамика переходных процессов на входах и выходе балансного регулятора при нахождении движка регулятора (потенциометр R3) в его среднем положении показана на Рисунке 5, что соответствует коэффициенту заполнения импульсов выходного сигнала 50%.

Материалы по теме

  1. Datasheet Texas Instruments CD4001B
  2. Datasheet Texas Instruments CD40106B
  3. Datasheet Texas Instruments LM311
  4. Datasheet Texas Instruments LM339-N
  5. Datasheet Texas Instruments LM393

7 предложений от 7 поставщиков
Логические элементы CMOS Quad 2-Input NOR Gate

ТриемаРоссия4001B (CD4001B) аналог КФ561ЛЕ5 smdTexas Instruments5 ₽Купить
ЭлитанРоссияCD4001B/883Texas Instruments1 283 ₽Купить
LifeElectronicsРоссияCD4001B-F/3ATexas Instrumentsпо запросуКупить
ТаймЧипсРоссияCD4001B—-CALLREPTexas Instrumentsпо запросуКупить
Для комментирования материалов с сайта и получения полного доступа к нашему форуму Вам необходимо зарегистрироваться.

Публикации по теме

  • Схемы Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты биполярных импульсов
  • Форум Обсуждение: Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов
  • Схемы Генератор с независимой регулировкой ширины и частоты импульсов
  • Схемы Утроитель частоты цифрового сигнала
  • Форум Схема генератора импульсов 800 Гц

Корпус / Упаковка / Маркировка

LM311DLM311DE4LM311DG4LM311DRLM311DRE4LM311DRG4LM311PLM311PE4LM311PSRLM311PSRE4LM311PWLM311PWG4LM311PWLELM311PWRLM311PWRG4LM311Y
Pin888888888888888
Package TypeDDDDDDPPPSPSPWPWPWPWPWY
Industry STD TermSOICSOICSOICSOICSOICSOICPDIPPDIPSOPSOPTSSOPTSSOPTSSOPTSSOPTSSOP
JEDEC CodeR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDIP-TR-PDIP-TR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-GR-PDSO-G
Package QTY75757525002500250050502000200015015020002000
CarrierTUBETUBETUBELARGE T&RLARGE T&RLARGE T&RTUBETUBELARGE T&RLARGE T&RTUBETUBELARGE T&RLARGE T&R
МаркировкаLM311LM311LM311LM311LM311LM311LM311PLM311PL311L311L311L311L311L311
Width (мм)3.913.913.913.913.913.916.356.355.35.34.44.44.44.44.4
Length (мм)4.94.94.94.94.94.99.819.816.26.233333
Thickness (мм)1.581.581.581.581.581.583.93.91.951.9511111
Pitch (мм)1.271.271.271.271.271.272.542.541.271.27.65.65.65.65.65
Max Height (мм)1.751.751.751.751.751.755.085.08221.21.21.21.21.2
Mechanical Data

Параметры

Parameters / ModelsLM311DLM311DE4LM311DG4LM311DRLM311DRE4LM311DRG4LM311PLM311PE4LM311PSRLM311PSRE4LM311PWLM311PWG4LM311PWLELM311PWRLM311PWRG4LM311Y
Approx. Price (US$)0.12 | 1ku0.12 | 1ku
Input Bias Current (+/-)(Max), нА250250250250250250250250250250250250250250
Input Bias Current (+/-)(Max)(nA)250250
Iq per channel(Max), мА7.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.5
Iq per channel(Max)(mA)7.57.5
Количество каналов11111111111111
Number of Channels(#)11
Рабочий диапазон температур, Cот 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70от 0 до 70
Operating Temperature Range(C)-40 to 850 to 70-40 to 850 to 70
Тип выходаOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen CollectorOpen Collector
Package GroupSOICSOICSOICSOICSOICSOICPDIPPDIPSOSOTSSOPTSSOPTSSOPTSSOPTSSOPPDIPSOSOICTSSOPWAFERSALE
Package Size: mm2:W x L, PKG8SOIC: 29 mm2: 6 x 4.9(SOIC)8SOIC: 29 mm2: 6 x 4.9(SOIC)8SOIC: 29 mm2: 6 x 4.9(SOIC)8SOIC: 29 mm2: 6 x 4.9(SOIC)8SOIC: 29 mm2: 6 x 4.9(SOIC)8SOIC: 29 mm2: 6 x 4.9(SOIC)See datasheet (PDIP)See datasheet (PDIP)8SO: 48 mm2: 7.8 x 6.2(SO)8SO: 48 mm2: 7.8 x 6.2(SO)8TSSOP: 19 mm2: 6.4 x 3(TSSOP)8TSSOP: 19 mm2: 6.4 x 3(TSSOP)8TSSOP: 19 mm2: 6.4 x 3(TSSOP)8TSSOP: 19 mm2: 6.4 x 3(TSSOP)
Package Size: mm2:W x L (PKG)See datasheet (PDIP)See datasheet (PDIP)
Propagation Delay Time, uS0.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.1150.115
Rail-to-RailNoNoNoNoNoNoNoNoNoNoNoNoNoNoNoNo
RatingCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalogCatalog
Special FeaturesStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobeVos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobe,Vos Adj PinStrobeVos Adj Pin
VICR(Max), В2828282828282828282828282828
VICR(Max)(V)2828
VICR(Min), В0.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.50.5
VICR(Min)(V)0.50.5
Vos (Offset Voltage @ 25C)(Max), мВ7.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.57.5
Vos (Offset Voltage @ 25C)(Max)(mV)7.57.5
Vs(Max), В3030303030303030303030303030
Vs(Max)(V)3030
Vs(Min), В3.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.53.5
Vs(Min)(V)3.53.5
tRESP Low — to — High(us)0.1150.115

Общие сведения.

Компаратор — это операционный усилитель без обратной связи с большим коэффициентом усиления.
Поэтому, если подать на один его вход (например инверсный) какой то постоянный уровень опорного напряжения, а на другой вход (прямой) изменяющийся сигнал — выходное напряжение у него изменится скачком, от минимального до максимального в тот момент, когда уровень входного сигнала превысит уровень сигнала опорного напряжения, установленного на другом входе, и наоборот.

Компараторы имеют два входа, прямой и инверсный, и в зависимости от желаемого результата, опорное и сравниваемое напряжения, могут подключаться к любому входу.
Если входное напряжение на прямом входе, превысит напряжение инверсного входа, выходной транзистор компаратора открывается, если станет ниже — закрывается. То есть компаратор сравнивает напряжения.
Вот мы и подошли к сути основного назначения компаратора — сравнивать между собой два напряжения (сигнала), и выдавать на выходе напряжение (сигнал) в том случае, когда сигнал на одном входе, стал больше или меньше уровня, установленного опорным напряжением другого входа.
На компараторах можно собирать различные устройства, такие как терморегуляторы, стабилизаторы, различные устройства автоматики — используя для изменения входного сигнала различные датчики, такие как, терморезисторы, фоторезисторы, индикаторы влажности и т.д. и т.п.
Выходные каскады компараторов рассчитаны таким образом, чтобы их выходное напряжение соответствовало бы входному логическому уровню многих цифровых микросхем, поэтому их ещё могу называть формирователями.
В принципе на любом операционном усилителе можно построить компаратор (но не наоборот).
Рассмотрим самый распространённый компаратор К554СА3, (зарубежные аналоги LM-111, LM-211, LM-311).
На выходе этого компаратора включен транзистор с открытыми коллектором и эмиттером, и в зависимости от необходимого результата на выходе, его можно подключать по схеме с общим эмиттером или эмиттерным повторителем.
Схема включения компаратора для одно-полярного питания изображена на рисунке 1, для двух-полярного питания на рисунке 2.

Рисунок 1.
Схема включения компаратора в одно-полярное питание.
а — с общим эмиттером; б — эмиттерным повторителем.
Напряжение питания +5 вольт указано для уровня логики ТТЛ микросхем.

Для согласования выхода с логическими уровнями КМОП микросхем, напряжение питания соответственно может быть 9-15 вольт.

Рисунок 2.
Схема включения компаратора в двух-полярное питание.
а — с общим эмиттером; б — эмиттерным повторителем.

В качестве нагрузки компаратора можно использовать любую нагрузку с током потребления не более 50 мА. Это могут быть непосредственно обмотки реле, резисторы, светодиоды индикации и оптронов исполнительных устройств, с ограничивающими ток резисторами. Индуктивные нагрузки желательно шунтировать диодами от обратного выброса напряжения.
Напряжение питания компаратора может быть 5 — 36 вольт одно-полярного (или сумма двух-полярного) напряжения.

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

Application Notes

  • Circuit Techniques for Avoiding Oscillations in Comparator Applications

    PDF, 96 Кб, Файл опубликован: 2 окт 2002

  • Intro MF10 — Versatile Mono Active Filter Building Blk (Rev. C)

    PDF, 808 Кб, Версия: C, Файл опубликован: 23 апр 2013This application report describes a unique alternative for active filter designs available with the introductionof the MF10. This new CMOS device can be used to implement precise, high-order filtering functions withno reactive components required.

  • +5 to -15 Volts DC Converter

    PDF, 133 Кб, Файл опубликован: 3 окт 2002

  • AN-288 System-Oriented DC-DC Conversion Techniques (Rev. B)

    PDF, 833 Кб, Версия: B, Файл опубликован: 6 май 2013This application note discusses the operation of system-oriented DC-DC conversion techniques.

  • AN-298 Isolation Techniques for Signal Conditioning (Rev. B)

    PDF, 685 Кб, Версия: B, Файл опубликован: 6 май 2013This application note provides information and examples of isolation techniques for signal conditioning.

  • AN-263 Sine Wave Generation Techniques (Rev. C)

    PDF, 747 Кб, Версия: C, Файл опубликован: 22 апр 2013This application note describes the sine wave generation techniques to control frequency amplitude anddistortion levels.

  • AN-103 LM340 Series Three Terminal Positive Regulators (Rev. A)

    PDF, 814 Кб, Версия: A, Файл опубликован: 6 май 2013The LM340-XX are three terminal 1.0A positive voltage regulators with preset output voltages of 5.0V or15V. The LM340 regulators are complete 3-terminal regulators requiring no external components fornormal operation. However by adding a few parts one may improve the transient response provide for avariable output voltage or increase the output current. Included on the chip are all of t

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.

Рейтинг автора
5
Материал подготовил
Максим Иванов
Наш эксперт
Написано статей
129
Ссылка на основную публикацию
Похожие публикации