Компаратор LM393, как использовать?
Обновлять:
Все, что я хочу, это когда сигнал выше опорного напряжения, светодиоды загораются (ярко).
Для этого я планировал использовать операционный усилитель в качестве компаратора (левая схема), но все сказали мне использовать вместо него компаратор. Однако есть некоторые различия в работе этих двух устройств, которые меня смутили. Я нарисовал (справа), как я думаю, это должно быть с компаратором после моих чтений. Но я не уверен.
Если вы думаете, что я могу использовать компаратор операционного усилителя (левая схема), то я заметил, что при подключении GND к клемме -Vcc этого операционного усилителя ток течет через светодиоды, даже если сигнал ниже, чем V ref .
Я ожидаю, что на выходе будет 0 В, и поэтому через светодиоды не будет протекать ток. Тем не менее, это не так. Вы также можете мне это объяснить.
LM741 не является обязательным компонентом, я знаю, что это очень древний операционный усилитель, но я так застрял в этих концепциях, что не могу выбрать другой.
смоделировать эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab
Исходный вопрос:
Я немного смущен использованием LM393.
Эта микросхема компаратора чем-то отличается от компараторов операционных усилителей? Для них я мог легко понять, потому что нагрузка была напрямую подключена к выходу. Таким образом, когда V +> V-, выход становится высоким, а когда V-> V + — низким. Как показано ниже,
Но для этого LM393 все выглядит иначе. Я прочитал несколько:
Если напряжение на инвертирующем выводе больше, чем напряжение на неинвертирующем выводе, то выход операционного усилителя будет опускаться на землю, позволяя электричеству течь от VCC к земле, включая выходное устройство. Если напряжение на инвертирующем выводе меньше, чем на неинвертирующем выводе, то выход операционного усилителя остается на VCC, не позволяя току электричества, поскольку нет разницы электрических потенциалов на выходном устройстве.
Это означает, что когда напряжение инвертирующей клеммы больше, нагрузка, подключенная к выходу, может быть включена. Когда неинвертирующее напряжение на клеммах больше, нагрузка, подключенная к выходу, будет отключена. Таким образом, если к выходу подключен светодиод, он загорится, когда инвертирующее напряжение больше, и выключится, когда неинвертирующее напряжение упадет ниже инвертирующего напряжения.
Я думаю, что меня смущает подтягивание в LM393. В моем дизайне я хочу подключить 2 светодиода параллельно к выходу компаратора, поэтому я предполагаю, что мне понадобится всего 20 + 20 = 40 мА с этого выхода. Дает ли LM393 возможность иметь такой большой ток?
Если да, то где подключать опорное напряжение (которое я хочу сравнить с сигналом, и когда сигнал выше этого опорного напряжения, нагрузка получает ток)?
Транзистор
Эта микросхема компаратора чем-то отличается от компараторов операционного усилителя?
В чем-то они похожи. Компараторы обычно имеют следующие преимущества:
- Они должны иметь низкие входные смещения, чтобы переключение было точным.
- Многие работают по отрицательной шине на входах.
- Они не цепляются. Операционным усилителям может потребоваться некоторое время, чтобы выйти из состояния насыщения, поэтому это приводит к временной задержке.
- Многие компараторы имеют выходы с открытым коллектором, так что вы можете использовать их параллельно. Это полезно в приложениях оконного компаратора.
Это означает, что когда напряжение инвертирующей клеммы больше, нагрузка, подключенная к выходу, может быть включена.
Если V-> V +, то на выходе низкий уровень. Включится нагрузка, подключенная между V CC и выходом.
Когда неинвертирующее напряжение на клеммах больше, нагрузка, подключенная к выходу, будет отключена.
Для компаратора с открытым коллектором выходной транзистор будет выключен, позволяя повысить уровень выхода.
Таким образом, если к выходу подключен светодиод, он загорится, когда инвертирующее напряжение больше, и выключится, когда неинвертирующее напряжение упадет ниже инвертирующего напряжения.
Принципиальной схемы нет, поэтому мы не можем комментировать.
Я думаю, что меня смущает подтягивание в LM393. В моем дизайне я хочу подключить 2 светодиода параллельно к выходу компаратора, поэтому я предполагаю, что мне понадобится всего 20 + 20 = 40 мА с этого выхода.
Почему бы не соединить их последовательно и не уменьшить вдвое ток?
Дает ли LM393 возможность иметь такой большой ток?
Проверьте техническое описание.
Если да, то где подключать опорное напряжение (которое я хочу сравнить с сигналом, и когда сигнал выше этого опорного напряжения, нагрузка получает ток)?
Используйте инвертирующий вход для справки. Обычно пара резисторов, сконфигурированных как делитель напряжения, дает необходимое опорное напряжение.
- Используйте для сравнения сравнитель.
- Используйте операционный усилитель для усиления. (Но не используйте 741.)
Комментарии к схеме:
Если вы думаете, что я могу использовать компаратор операционного усилителя (левая схема), то я заметил, что при подключении GND к клемме -V cc этого операционного усилителя ток течет через светодиоды, даже если сигнал ниже, чем V ref . Я ожидаю, что на выходе будет 0 В, и поэтому через светодиоды не будет протекать ток. Тем не менее, это не так. Вы также можете мне это объяснить.
Если вы прочитаете параметры колебания выходного напряжения в таблице данных 741, вы увидите, что оно может составлять всего ± 12 В при питании ± 15 В. Это означает, что он может получить только около 3 В от отрицательного источника питания, и именно тогда он имеет приличное напряжение питания ± 15 В. У вас напряжение 9 В, так что может быть и хуже.
Надеюсь, вы начинаете понимать, почему операционный усилитель — не лучший выбор для компаратора и что 741 — не лучший выбор для операционного усилителя.
Можно ли использовать компаратор (LM393) в качестве усилителя?
Взгляните на основные схемы внутренних устройств, показанные в технических паспортах для LM324 (обычный операционный усилитель) и LM393 (компаратор) соответственно: —
Входные каскады очень похожи, но первое большое отличие — это внутренний компенсационный конденсатор внутри операционного усилителя LM324 (показан с красной рамкой вокруг него). Эта компенсация гарантирует, что при обычных типах отрицательной обратной связи (включая типичный сценарий подключения выходного сигнала непосредственно к инвертирующему входу) операционный усилитель LM324 не станет нестабильным и не будет колебаться.
Q10 и Q11 в LM324 являются просто последователями эмиттера, поэтому от этих транзисторов не возникает «дополнительного усиления» (или, возможно, дополнительных проблем со стабильностью), и Q12 (LM324) будет вести себя почти как Q7 в LM393, т.е. производить много усиления по напряжению. Р>
Очевидно, что выходные каскады сильно различаются, когда в LM324 используются двухтактные эмиттерные повторители (без усиления), тогда как у LM393 есть еще одна ступень общего эмиттера с высоким коэффициентом усиления, сформированная Q8.
Итак, вкратце, у LM324 есть частотная компенсация, позволяющая использовать самые разные конфигурации обратной связи, тогда как у LM393 такой компенсации нет, и, что еще хуже с точки зрения стабильности, он имеет дополнительную ступень напряжения получить.
Если вы возьмете схему спецификации в качестве приличного руководства по внутренним компонентам обоих чипов, вы должны заключить, что применение «нормальных» объемов отрицательной обратной связи (для создания обычного типа операционного усилителя) усилитель), приведет к колебаниям или значительным проблемам с нестабильностью, особенно при низких коэффициентах усиления с обратной связью.
Более подробно в технических паспортах, LM393 имеет минимальное усиление напряжения 50 В на вводимый милливольт, тогда как LM324 составляет всего 15 В на вводимый милливольт. Это обосновывает подозрение о более высоком усилении (для LM393), подразумеваемом схемами в технических паспортах.
Сказав все это, всегда есть способы превратить компаратор в усилитель, но в паспорте LM393 недостаточно подсказок, которые бы намекали на надежный метод.
LM393 DIP Cдвоенный компаратор.
05/05/201650 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00
Опрос: Изготавливали ли Вы что-нибудь своими руками? (Кол-во голосов: 1974)
Да, много чего
Да, было разок
Нет, пока изучаю для того, чтобы изготовить
Нет, не собираюсь
Чтобы проголосовать, кликните на нужный вариант ответа. РезультатыВ электронике, компаратор представляет собой устройство, которое сравнивает между собой два электрических сигнала и выводит цифровой сигнал, указывающий на увеличение одного входного сигнала над другим. Компаратор имеет два аналоговых входа и один цифровой выход.
Компаратор, как правило, построен на дифференциальном усилителе с высоким коэффициентом усиления. Компараторы широко используются в устройствах, которые измеряют и оцифровывают аналоговые сигналы, например, в аналого-цифровых преобразователях (АЦП)
Примеры работы компаратора приведены на основе микросхемы LM339 (счетверенный компаратора напряжений) и LM393 (сдвоенный компаратор напряжения). Эти две микросхемы по своему функционалу идентичны. Компаратор напряжения LM311 так же может быть использован в данных примерах, но он имеет ряд функциональных особенностей.
Компаратор напряжения — выход с открытым коллектором
Как правило, выход компаратора напряжения представляет собой выход с открытым коллектором.
Выход открытый коллектор имеет отрицательную полярность. Это означает, что на этом выходе не бывает положительного сигнала и нагрузка должна подключаться между этим выходом и источника питания.
В некоторых схемах к выходу компаратора подключают нагрузочный (подтягивающий) резистор для того, чтобы обеспечить сигнал высокого уровня поступающего на вход следующего элемента схемы.
Операционные усилители (ОУ), такие как LM324, LM358 и LM741 обычно не используются в радиоэлектронных схемах в качестве компаратора напряжения из-за их биполярных выходов. Тем не менее, эти операционные усилители могут быть использованы в качестве компараторов напряжения, если к выходу ОУ подключить диод или транзистор для того чтобы создать выход с открытым коллектором.
Ниже представлена логика работы компаратора имеющий выход с открытым коллектором:
Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет ниже, чем напряжение на входе (-). И соответственно ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе (+) будет выше, чем напряжение на входе (-).
Схема эквивалента компаратора напряжения с однополярным источником питания
Принципиальная схема «компаратор напряжения» эквивалентна работе операционного усилителя, например, LM358 или LM324, имеющим на выходе два транзистора типа NPN (см. выше). Таким образом, можно сделать все 4 выхода ОУ (LM339) с открытым коллектором. Каждый такой выход может выдерживать ток нагрузки 15 мА и напряжение до 50 вольт.
Выход включается или выключается в зависимости от относительных напряжений на плюсовом (+) и минусовом (-) входах компаратора. Входы компаратора крайне чувствительны и разница напряжения между ними всего лишь в несколько милливольт приводит к переключению его выхода.
Схема эквивалента компаратора напряжения с двухполярным источником питания
Компараторы напряжения LM339, LM393 и LM311могут работать с одно- или двухполярным источником питания до 32 вольт максимум.
При работе с двухполярным питанием, режим сравнения напряжения остается таким же, за исключением того, что для большинства схем эмиттер выходного транзистора подключается к отрицательной шине питания, а не к общей цепи. Исключением из этого правила является операционный усилитель LM311, имеющий изолированный эмиттер, который можно подключить как к минусу однополярного источника питания, так или к общему проводу двухполярного.
При работе с двухполярным источником питания, входное напряжение может быть выше или ниже относительно общего провода блока питания. Кроме того, один из входов компаратора может быть подключен к общему проводу, таким образом создается детектор «пересечение нуля».
Описание работы компаратора
Следующий рисунок показывает простейшую конфигурацию для компаратора напряжения, а так же графическое изображение режима его работы. В этой схеме опорное напряжение составляет половину напряжения питания, а входное напряжение может меняться от нуля до напряжения питания. В теории опорное и входное напряжение могут иметь значение от нуля и до напряжения источника питания, но есть реальные ограничения, зависящие от конкретно используемого компаратора.
Сигнал на выходе:
- Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
- Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.
Входное напряжение смещения компаратора
Компараторы не являются совершенными устройствами, и их работа может иметь недостаток от последствий такого параметра, как входное напряжение смещения. Входное напряжение смещения для многих компараторов может составлять всего несколько милливольт и в большинстве схем может быть проигнорировано.
В основном проблема, связанная с входным напряжением смещения возникает, когда входное напряжение изменяется очень медленно. Конечным результатом входного напряжения смещения является то, что выходной транзистор не полностью открывается или закрывается, когда входное напряжение находится недалеко от опорного напряжения.
Следующая диаграмма иллюстрирует эффект смещения входного напряжения возникающий в результате медленного изменения входного напряжения. Этот эффект возрастает при увеличении выходного тока транзистора. Поэтому, для уменьшения этого эффекта, необходимо обеспечить максимальное сопротивление резистора R4.
Последствия входного напряжения смещения можно уменьшить, добавив в схему гистерезис. Это приведет к тому, что опорное напряжение будет меняться, когда выход компаратора переходит на высокий или низкий уровень.
Входное напряжение смещения и гистерезис
Для большинства схем построенных на компараторах, величина гистерезиса является разностью напряжений входного сигнала, при котором выход компаратора либо полностью включен или полностью выключен. Гистерезис в компараторах, как правило, нежелателен, но он может потребоваться, когда необходимо уменьшить чувствительность к шуму или при медленном изменении входного сигнала.
Внешний гистерезис использует положительную обратную связь (ПОС) с выхода на неинвертирующий вход компаратора. В результате полученный триггер Шмитта обеспечивает дополнительную помехоустойчивость и более чистый выходной сигнал.
Эффект от использования гистерезиса в том, что при постепенном изменении входного напряжения, а опорное напряжение будет быстро изменяться в противоположном направлении. Это обеспечивает чистое переключение выхода компаратора.
Механический аналог гистерезиса может быть обнаружен в разнообразных тумблерах. Как только рукоятка тумблера перемещается мимо центральной точки, пружина в тумблере переводит контакты реле в гарантированное положение (открытое или закрытое).
Гистерезис является неотъемлемой частью большинства компараторов составляющая всего несколько милливольт и он обычно влияет только на схемы, где входное напряжение поднимается или падает очень медленно или имеет скачки напряжения, известные как «шум»…
Купить LM393 DIP Cдвоенный компаратор. за $2.00
Поделитесь с друзьями статьей: Оцените статью, для нас это очень важно:Проголосовавших: 2 чел.
Средний рейтинг: 5 из 5.
отзывы, фото и характеристики на Aredi.ru
1.Ищите по ключевым словам, уточняйте по каталогу слева
Допустим, вы хотите найти фару для AUDI, но поисковик выдает много результатов, тогда нужно будет в поисковую строку ввести точную марку автомобиля, потом в списке категорий, который находится слева, выберите новую категорию (Автозапчасти — Запчасти для легковых авто – Освещение- Фары передние фары). После, из предъявленного списка нужно выбрать нужный лот.
2. Сократите запрос
Например, вам понадобилось найти переднее правое крыло на KIA Sportage 2015 года, не пишите в поисковой строке полное наименование, а напишите крыло KIA Sportage 15 . Поисковая система скажет «спасибо» за короткий четкий вопрос, который можно редактировать с учетом выданных поисковиком результатов.
3. Используйте аналогичные сочетания слов и синонимы
Система сможет не понять какое-либо сочетание слов и перевести его неправильно. Например, у запроса «стол для компьютера» более 700 лотов, тогда как у запроса «компьютерный стол» всего 10.
4. Не допускайте ошибок в названиях, используйтевсегдаоригинальное наименованиепродукта
Если вы, например, ищете стекло на ваш смартфон, нужно забивать «стекло на xiaomi redmi 4 pro», а не «стекло на сяоми редми 4 про».
5. Сокращения и аббревиатуры пишите по-английски
Если приводить пример, то словосочетание «ступица бмв е65» выдаст отсутствие результатов из-за того, что в e65 буква е русская. Система этого не понимает. Чтобы автоматика распознала ваш запрос, нужно ввести то же самое, но на английском — «ступица BMW e65».
6. Мало результатов? Ищите не только в названии объявления, но и в описании!
Не все продавцы пишут в названии объявления нужные параметры для поиска, поэтому воспользуйтесь функцией поиска в описании объявления! Например, вы ищите турбину и знаете ее номер «711006-9004S», вставьте в поисковую строку номер, выберете галочкой “искать в описании” — система выдаст намного больше результатов!
7. Смело ищите на польском, если знаете название нужной вещи на этом языке
Вы также можете попробовать использовать Яндекс или Google переводчики для этих целей. Помните, что если возникли неразрешимые проблемы с поиском, вы всегда можете обратиться к нам за помощью.
Компаратор двойного напряженияLM393 — ProtoSupplies
Описание
Двойной компаратор напряжения LM393 содержит два независимых прецизионных компаратора напряжения, предназначенных для работы от одиночного или раздельного источника питания.
В ПАКЕТ:
- LM393 Компаратор двойного напряжения
- Низкое входное напряжение смещения 5,0 мВ
- Низкий рабочий ток 0.4 мА
- Работает от одного положительного источника питания от 2 до 36 В
- Может также работать от раздельного питания от ± 1,0 до ± 18 В
LM393 содержит два дифференциальных компаратора, которые полностью независимы, за исключением того, что они имеют общее подключение к источнику питания. Он может работать в широком диапазоне однополярного питания от 2 до 36 В или в диапазоне раздельного питания от +/- 1 до 18 В
Как следует из названия, компараторы напряжения используются для сравнения одного напряжения с другим и вывода логического ВЫСОКОГО или НИЗКОГО уровня в зависимости от результатов этого сравнения.
Чаще всего эти компоненты используются для отслеживания аналогового сигнала, чтобы увидеть, не выходит ли он за пределы порогового значения, требующего выполнения определенных действий.
Эти детали очень часто используются в модулях, которые предоставляют регулировочный потенциометр для установки, когда мы хотим, чтобы выход срабатывал ВЫСОКИЙ или НИЗКИЙ на основе достижения некоторого порогового значения, обычно от аналогового датчика, такого как температура, свет или звук. В этом случае потенциометр устанавливает на компараторе опорное напряжение, которое сравнивается с выходным напряжением датчика.
При мониторинге аналогового датчика один из вариантов — подать сигнал этого аналогового датчика непосредственно в аналоговый порт на микроконтроллере и постоянно отслеживать его в программном обеспечении. С другой стороны, использование компаратора позволяет осуществлять этот мониторинг вне микроконтроллера, а цифровой выход компаратора может быть переведен на цифровой вывод, который можно контролировать более просто, аналогично тому, как переключатель будет контролироваться на предмет включения или ВЫКЛ. Выход также может быть подключен к выводу прерывания, так что мониторинг не требуется, и микроконтроллер выполняет действие только тогда, когда компаратор сообщает об этом.Во многих случаях использование компаратора может вообще избавить от необходимости иметь микроконтроллер, а выход может использоваться для непосредственного управления устройством, например реле, чтобы выполнить какое-либо действие, или светодиодом, чтобы указать, что какое-то условие было достигнуто.
Теория работы
Каждый из компараторов в LM393 имеет два входа, отмеченных «+» и «-». Устройство просто сравнивает разницу в напряжении между этими двумя входными контактами и соответствующим образом настраивает цифровой выход.
- Если входное напряжение «+» выше, чем напряжение «-», выход становится ВЫСОКИМ.
- Если входное напряжение «-» выше, чем напряжение «+», выходное напряжение становится НИЗКИМ.
Если вы будете использовать устройство с микроконтроллером, вы должны отключить LM393 от того же напряжения, при котором работает микроконтроллер, чтобы выход был логически совместим с микроконтроллером.
Выход представляет собой открытый коллектор, что означает, что LM393 будет тянуть его на землю, когда он выдает логический НИЗКИЙ уровень, но когда выход становится ВЫСОКИМ, требуется внешний подтягивающий резистор, чтобы вывести его на ВЫСОКИЙ уровень. В большинстве случаев на выходе потребуется подтягивающий резистор.Большинство микроконтроллеров имеют возможность включать подтягивающие резисторы на своих цифровых входах, поэтому физический резистор обычно не требуется.
Пример схемы ночника
Схема, показанная здесь, реализует простой ночник с использованием одного из компараторов.
LDR (светозависимый резистор) изменяет сопротивление в зависимости от количества падающего на него света. По мере увеличения количества света сопротивление уменьшается. И наоборот, когда интенсивность света уменьшается, сопротивление увеличивается.
LDR включен последовательно с резистором 33 кОм, образующим делитель напряжения. Значение 33К не слишком критично. При сильном освещении низкое сопротивление LDR будет поддерживать низкое напряжение на выводе «-». По мере того, как свет уменьшается, а сопротивление увеличивается, напряжение начинает повышаться до 5 В, и как только оно превысит напряжение на контакте «+», выходной сигнал станет НИЗКИМ, таким образом, включится светодиодный ночник.
Потенциометр можно использовать для регулировки напряжения на выводе «+» и, следовательно, для установки точки срабатывания при переключении компаратора.
Деталь поставляется в корпусе DIP-8 и совместима с макетной платой.
Примечания:
- Нет
Технические характеристики
| Операционные рейтинги | В + | 2 — 36 В |
| В + / В- | от ± 1,0 В до ± 18 В | |
| Типичный ток потребления | 16 мА | |
| Упаковка | ДИП-8 | |
| Тип корпуса | Пластик, сквозное отверстие | |
| Производитель | Onsemi или TI | |
| Лист данных | LM393 |
LM393 Схема расположения выводов микросхемы компаратора, техническое описание, аналоги и характеристики
LM393 — это ИС компаратора с двумя корпусами, что означает, что ИС имеет два компаратора в одном 8-выводном корпусе.
Конфигурация контактовНомер контакта | Имя контакта | Описание |
1 | ВЫХОД1 | Выход операционного усилителя 1 |
2 | ВХОД1- | Инвертирующий вход операционного усилителя 1 |
3 | ВХОД1 + | Неинвертирующий вход операционного усилителя 1 |
4 | VEE, земля | Земля или отрицательное напряжение питания |
5 | ВХОД2 + | Неинвертирующий вход операционного усилителя 2 |
6 | INPUT2- | Инвертирующий вход операционного усилителя 2 |
7 | ВЫХОД2 | Выход операционного усилителя 2 |
8 | VCC | Положительное напряжение питания |
- Двойной компаратор в одной упаковке
- Широкий диапазон источников питания
- Одиночное питание — от 2 В до 36 В
- Двойное питание — от ± 1 В до ± 18 В
- Ток утечки всего 0.4 мА
- Входное напряжение смещения не более ± 5 мВ
- Рассеиваемая мощность: 660 мВт
- Может управлять большинством нагрузок TTL и MOS
- Выход может быть изолирован от заземления системы
- Низкое смещение напряжения и тока
LM358, TL082, LM311
Альтернативы Comparator Op-Amp ICLM741, LM358, LM339, LM324
LM393 Компаратор ВведениеLM393 IC можно рассматривать как эквивалент компаратора версии самого популярного операционного усилителя LM358.В то время как любой операционный усилитель можно заставить работать в качестве компаратора напряжения, LM393 доказывает свои преимущества, обеспечивая выход с открытым коллектором, что делает его пригодным для управления нагрузками.
Выходной транзистор может управлять нагрузками до 50 В и 50 мА, что подходит для управления большинством нагрузок TTL, MOS и RTL. Транзистор также может изолировать нагрузку от заземления системы. Так что, если вы ищете компаратор напряжения для управления нагрузками с этими характеристиками, эта микросхема может быть для вас правильным выбором.
Как использовать LM393Приложения LM393 очень похожи на микросхему компаратора LM311, только спецификации немного меняются. В остальном LM311 можно рассматривать как близкую замену LM393. Как и все компараторы напряжения, LM393 также имеет инвертирующий и неинвертирующий контакты. Если напряжение на неинвертирующей клемме (контакт 2) выше, чем на инвертирующей клемме (контакт 2), выход (контакт 7) также будет высоким, иначе выход будет низким.
Предположим, что LM393 питается от цепи напряжения питания +5 В, поскольку это наиболее часто используемая конструкция для цифровых схем. В этом типе VCC + (контакт 8) подключен к напряжению питания +5 В, а VCC (контакт 4) заземлен, чтобы удерживать его при потенциале 0 В. Ниже показан пример схемы, в которой инвертирующий терминал установлен на 2,5 В, а напряжение неинвертирующего терминала изменяется с помощью потенциометра. Вы можете заметить, что выходное напряжение остается высоким, когда на выводе 2 напряжение выше, чем на выводе 7, и наоборот.
Контакты 5 и 6 на операционном усилителе используются для установки напряжения баланса, если вы хотите вручную отрегулировать напряжение смещения постоянного тока. Обычно эти контакты не используются, так как смещение входа гораздо лучше контролируется. Когда они не используются, контакты 5 и 6 должны быть закорочены, как показано выше. Вы также можете заметить, что вывод коллектора (вывод 7) транзистора используется для вывода, а вывод эмиттера (вывод 1) заземлен. Этот тип конструкции называется «Выходная цепь коллектора», однако это не обязательно. всегда.
Приложения- Цепи компаратора напряжения
- может управлять реле, лампой, двигателем и т. Д.
- Датчик пересечения нуля
- Детектор пикового напряжения
- Защита от высокого напряжения / Предупреждение
- Цепи генератора
Можно ли использовать компаратор (LM393) в качестве усилителя?
Взгляните на базовую схему внутренних устройств, показанную в технических паспортах для LM324 (обычный операционный усилитель) и LM393 (компаратор) соответственно: —
Входные каскады очень похожи, но первое большое отличие — это внутренний компенсационный конденсатор внутри операционного усилителя LM324 (показан в красной рамке вокруг него).Эта компенсация гарантирует, что при обычных типах отрицательной обратной связи (включая типичный наихудший сценарий подключения выхода напрямую к инвертирующему входу) операционный усилитель LM324 не станет нестабильным и не будет колебаться.
Q10 и Q11 в LM324 — это просто эмиттерные повторители, поэтому от этих транзисторов не будет никакого «дополнительного усиления» (то есть потенциальной дополнительной заботы о стабильности), а Q12 (LM324) будет вести себя примерно так же, как Q7 в LM393, т.е. много прироста напряжения.
Очевидно, что выходные каскады сильно отличаются от LM324, использующего двухтактные эмиттерные повторители (без усиления), тогда как LM393 имеет еще один каскад с общим эмиттером с высоким коэффициентом усиления, образованный Q8.
Короче говоря, LM324 имеет частотную компенсацию, позволяющую использовать широкий спектр конфигураций обратной связи, тогда как LM393 не имеет этой компенсации и, что еще хуже с точки зрения стабильности, имеет дополнительный этап усиления напряжения.
Если вы возьмете схемы из технического паспорта как достойное руководство по внутреннему устройству обоих чипов, вы, , должны будете сделать заключение, что применение «нормального» количества отрицательной обратной связи (для создания обычного усилителя типа операционного усилителя) приведет к колебаниям. или значительные проблемы нестабильности, особенно при низких коэффициентах усиления замкнутого контура.
Если посмотреть на подробности технических паспортов, LM393 имеет минимальное усиление напряжения 50 В на входной милливольт, тогда как LM324 составляет всего 15 В на входной милливольт. Это подтверждает подозрение на более высокий коэффициент усиления (для LM393), подразумеваемый схемами в таблицах данных.
Тем не менее, всегда есть способы превратить компаратор в усилитель, но в листе данных LM393 недостаточно подсказок, намекающих на надежный метод.
Информация о микросхеме компаратора LM393 для использования в робототехнических схемах
Введение
В общем смысле аналоговая микросхема компаратора напряжения похожа на небольшой вольтметр со встроенными переключателями.Он измеряет напряжения в двух разных точках и сравнивает разницу в величине напряжения. Если первая точка имеет более высокое напряжение, чем вторая точка, переключатель включается. Однако, если первая точка имеет более низкое напряжение, чем вторая точка, переключатель выключается. Хотя существуют разные модели микросхем компаратора напряжения, я остановлюсь на очень распространенном компараторе LM393.
Что означает LM393?
LM393 означает «маломощные, с низким напряжением смещения, однополярные, двойные, дифференциальные компараторы.Я определю каждую часть:
- «Низкое энергопотребление» означает, что чип потребляет мало электроэнергии. Это может быть очень полезно для робота, который работает от батарей низкого напряжения.
- «Низкое напряжение смещения» указывает на то, что микросхема может сравнивать напряжения в точках, которые находятся очень близко друг к другу.
- «Один источник питания» указывает на то, что чип использует тот же источник питания, что и сравниваемые точки.
- «Двойной» означает наличие в микросхеме двух компараторов.
- «Дифференциальный» указывает на то, что микросхема сравнивает величину напряжения в каждой точке друг с другом и не сравнивает напряжение с установленным значением, например, ниже 4,0 В.
Изучение таблицы данных
Каждый компаратор напряжения У чипа есть техническое описание, в котором содержится важная информация об особенностях детали и о том, что она является улучшением по сравнению с предыдущими моделями этой детали. Инженеры находят техническое описание очень полезным, поскольку оно указывает на определенные аспекты компаратора, которых раньше не было.Кроме того, в таблице данных указаны средние и максимальные значения для определенных аспектов, включая величину тока, используемого компаратором, оптимальный диапазон напряжения компаратора и оптимальный диапазон температур компаратора. В таблице данных, предоставленной для LM393, указано, что он имеет оптимальный диапазон напряжения от 2 В до 36 В. Это делает LM393 пригодным для использования с батареей 9 В, поскольку эта батарея имеет диапазон напряжений приблизительно от 5 В до 10 В.
Таблицы данных для LM393 можно скачать здесь: https: // www.datasheetcatalog.com/datasheets_pdf/L/M/3/9/LM393.shtml
Анализ распиновки
Если вы осмотрите компаратор LM393, вы заметите торчащие металлические провода. Это так называемые булавки. Несомненно, наиболее важная информация о микросхеме компаратора — это то, как подключить выводы к остальным компонентам в цепи. Поскольку микросхема компаратора LM393 слишком мала для указания выводов, которые нужно распечатать, в таблице данных есть иллюстрированный рисунок, распиновка, которая показывает расположение и функцию каждого вывода.На рисунке справа показана распиновка компаратора LM393.
Заключение
При создании собственного робота на беспаечной макетной плате одним из компонентов робота будет его мозг. Частью этого компонента может быть микросхема компаратора, в зависимости от типа создаваемого вами робота. Обсуждение микросхемы компаратора LM393, которая часто используется строителями роботов, адресовано тем, кто заинтересован в создании светочувствительного робота, но по-прежнему полезно для всех, кто хочет включить микросхему компаратора напряжения в своего робота.
Изображения предоставлены
Об авторе
Терри Лигард учится на четвертом курсе машиностроения в Университете Альберты. Терри имеет несколько месяцев опыта в производстве электромеханических транспортеров.
Цепи компаратора напряжения
by Lewis Loflin
На этой странице представлена основная информация о компараторе напряжения. интегральных схем и должен служить справочным материалом для других схем. В Показанные схемы основаны на четырехканальном компараторе напряжения LM339 или LM393. Двойной компаратор напряжения.Эти устройства функционально идентичны. В Компаратор напряжения LM311 может также использоваться для этих приложений, а также имеет ряд уникальных особенностей.
Здесь я сосредоточусь на примерах, не представленных в моем Руководстве по примерам схем компаратора. Я хотел бы поблагодарить Роба Пейсли за его тяжелую работу и вдохновение.
Видео на YouTube: Введение в схемы компаратора
См. Мою страницу Просмотр схем оконного компаратора
Рис. 1 Внутренние соединения четвертого компаратора 1/4
LM339.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.
На рис. 1 показана внутренняя эквивалентная схема одиночного компаратора в счетверенном компараторе LM339. (См. Внутренние соединения корпуса для LM339.) Он состоит из операционного усилителя с выходным транзистором с открытым коллектором.
Рис. 2 Компаратор
на базе LM741 использует биполярный источник питания — щелкните изображение, чтобы увидеть его в полном размере.
На рис. 2 показано использование схемы компаратора операционного усилителя LM741. Это требует двухполюсного источника питания и создает ряд проблем.Мы можем использовать операционный усилитель LM358 с однополярным питанием. К счастью, все LM339, LM393 и LM311 являются компараторами с однополярным питанием и выходами с открытым коллектором.
Все они работают одинаково: когда напряжение на опорном входе больше входного напряжения, выход включается или выключается.
Рис. 3 Неинвертирующий компаратор.
Рис. 4 Инвертирующий компаратор.
Рис. 5 Функциональный эквивалент LM339.
LM311 отличается от LM339 и LM393 тем, что эмиттер выходного транзистора должен быть заземлен снаружи.
В случае LM358 или LM741 он выдает напряжение, в то время как открытый коллектор включается, создавая путь к земле — электронный переключатель ВКЛ-ВЫКЛ.
Еще раз повторить правило для входов компаратора с выходами с открытым коллектором:
Ток БУДЕТ течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе MINUS выше, чем напряжение на входе PLUS.
Ток НЕ БУДЕТ течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе МИНУС ниже, чем напряжение на входе ПЛЮС.
Фиг.6
Гистерезис
Гистерезис определяется как:
При медленном изменении входного сигнала могут появиться колебания на выходе, пока входной сигнал остается близким к опорному напряжению. Также сигнал низкой амплитуды на высоком импедансе может вызывают колебания из-за шумового фона. Такое нежелательное поведение можно решить с помощью гистерезис. Принцип гистерезиса состоит из двух различных входных пороговых напряжений. в зависимости от фактического состояния выхода.
Рис. 7 Триггер Шмитта на основе компаратора.
На рис. 7 показан триггер Шмитта на основе компаратора, который используется для обеспечения чистого переключения с зашумленными или нестабильными сигналами. Когда входное напряжение на TP2 меньше TP1, компаратор находится в состоянии ВЫКЛ. ТР3 подтягивается почти до 12 вольт резистором R4 3 кОм.
Рис. 8
Рис. 8 иллюстрирует, как, когда компаратор выключен, R4 и R1 образуют последовательность 30K, которая параллельна R2, сдвигающему TP1 (Vref) на 6.56 вольт.
Без R1 Vref было бы 6 вольт.
Рис. 9
Когда компаратор включен, TP3 переключается на землю через внутренний транзистор с открытым коллектором, где резистор R1 47 кОм теперь включен параллельно с резистором R3 10 кОм, образуя общее сопротивление 8245 Ом. Это снижает Vref на TP1 до 5,36 вольт.
Для включения компаратора требуется 6,56 В на Vin, но для выключения напряжение должно упасть до 5,36 В. Это дает значение коммутируемого промежутка или гистерезиса ~ 1.2 вольта для обеспечения стабильной работы.
Рис. 9 Инвертирующий компаратор операционного усилителя LM358.
Щелкните изображение, чтобы увеличить его.
Рис. 10 Схема компаратора фотоэлемента включается в темноте.
Самые популярные видео и веб-страницы
Другие схемы
Electronic — компаратор LM393 как использовать — iTecTec
Обновление:
Все, что я хочу, это когда сигнал выше опорного напряжения, светодиоды загораются (ярко).
Для этого я планировал использовать операционный усилитель в качестве компаратора (левая схема), но все сказали мне использовать вместо него компаратор.
Однако есть некоторые различия в работе этих двух устройств, которые меня смутили.
Я нарисовал (справа), как я думаю, это должно быть с компаратором после моих чтений. Но я не уверен.
Если вы думаете, что я могу использовать компаратор операционного усилителя (левая схема), то я заметил, что с заземлением, подключенным к клемме -Vcc этого операционного усилителя, ток течет через светодиоды, даже если сигнал ниже, чем V ref .
Я ожидаю, что на выходе будет 0 В, поэтому ток через светодиоды не течет. Тем не менее, это не так. Вы также можете мне это объяснить.
LM741 не является обязательным компонентом, я знаю, что это очень древний операционный усилитель, но я так увяз в этих концепциях, что не могу выбрать другой.
смоделировать эту схему — Схема, созданная с помощью CircuitLab
Исходный вопрос:
Я немного смущен использованием LM393.
Эта микросхема компаратора чем-то отличается от компараторов операционных усилителей? Для них я мог легко понять, потому что нагрузка была напрямую подключена к выходу. Таким образом, когда V +> V-, выход становится высоким, а когда V-> V + — низким. Как показано ниже,
Но для этого LM393 он выглядит иначе. Я прочитал кое-что:
Если напряжение на инвертирующем выводе больше, чем напряжение
на неинвертирующем выводе, то выход операционного усилителя будет
опущен на землю, позволяя электричеству течь от VCC к земле,
включение устройства вывода.Если напряжение на инвертирующем выводе
меньше, чем на неинвертирующем выводе, то выход усилителя op
остается на VCC, не позволяя току электричества, поскольку нет разности электрических потенциалов
на выходном устройстве.Это означает, что когда напряжение инвертирующей клеммы больше, нагрузка
, подключенная к выходу, может быть включена. Когда напряжение на неинвертирующей клемме
больше, нагрузка, подключенная к выходу, будет отключена. Таким образом, если светодиод подключен к выходу, он загорится, когда
инвертирующее напряжение больше, и выключится, когда неинвертирующее
напряжение упадет ниже инвертирующего напряжения.
Думаю, меня смущает подтягивающая часть в LM393. В моем проекте я хочу подключить 2 светодиода параллельно к выходу компаратора, поэтому я предполагаю, что мне потребуется всего 20 + 20 = 40 мА с этого выхода. Дает ли LM393 возможность иметь такой большой ток?
Если да, то где должно быть подключено опорное напряжение (которое я хочу сравнить с сигналом, и когда сигнал выше этого опорного напряжения, нагрузка получает ток)?
LM393 Компаратор с двумя компараторами с низким энергопотреблением и низким напряжением смещения в корпусе DIP-8 купить по низкой цене в Индии
Серия LM193 состоит из двух независимых прецизионных компараторов напряжения со спецификацией напряжения смещения всего 2.0 мВ макс. Для двух компараторов, которые были разработаны специально для работы от одного источника питания в широком диапазоне напряжений. Также возможна работа от раздельных источников питания, при этом малый ток потребления источника питания не зависит от величины напряжения источника питания. Эти компараторы также имеют уникальную характеристику, заключающуюся в том, что диапазон входного синфазного напряжения включает землю, даже если они работают от одного напряжения источника питания. Области применения включают предельные компараторы, простые аналого-цифровые преобразователи; генераторы импульсов, прямоугольных импульсов и временной задержки; ГУН широкого диапазона; Таймеры часов MOS; мультивибраторы и цифровые логические вентили высокого напряжения.Серия LM193-N была разработана для непосредственного взаимодействия с TTL и CMOS. При работе как от плюсового, так и от минусового источника питания серия LM19-N будет напрямую взаимодействовать с логикой MOS, где их низкое энергопотребление является явным преимуществом по сравнению со стандартными компараторами. Детали LM393 доступны в инновационном тонком корпусе DSBGA от TI с 8 (12 мил) большими выступами.
Характеристики: —
• Широкое питание — Диапазон напряжения: от 2,0 В до 36 В — Одиночные или двойные источники питания: от ± 1,0 В до ± 18 В
• Очень низкий ток потребления (0.4 мА) — Независимо от напряжения питания
• Низкий входной ток смещения: 25 нА
• Низкий входной ток смещения: ± 5 нА
• Максимальное напряжение смещения: ± 3 мВ
• Диапазон входного синфазного напряжения включает землю
• Диапазон дифференциального входного напряжения равен напряжению источника питания
• Низкое выходное напряжение насыщения: 250 мВ при 4 мА
• Выходное напряжение, совместимое с логическими системами TTL, DTL, ECL, MOS и CMOS
• Доступно в 8-Bump (12 мил) DSBGA Package
Спецификация: —
| Параметр | Спецификация |
| Количество каналов (#) | 2 |
| Тип выхода | Открытый коллектор |
| Время задержки распространения (мкс) | 0.7 |
| Вс (макс.) (В) | 36 |
| Вс (мин.) (В) | 2 |
| Vos (напряжение смещения при 25 C) (макс.) (МВ) | 5 |
| Iq на канал (тип.) (МА) | 0,2 |
| Входной ток смещения (+/-) (макс.) (НА) | 250 |
| Rail-to-rail | Out |
| Диапазон рабочих температур (C) | от 0 до 70 |
| Характеристики | Малый размер, стандартный компаратор |
| VICR (макс.) (В) | 34.5 |
| VICR (мин.) (В) | 0 |
Связанный документ: —
LM393 IC Datasheet
| Торговая марка / Производитель | Общий |
| Страна происхождения | Китай |
| Адрес упаковщика / импортера | Constflick Technologies Limited, Building No. |