lm339集成块内部装有四个独立的电压比较器,该电压比较器的特点是:1)失调电压小,典型值为2mv;2)电源电压范围宽,单电源为2-36v,双电源电压为±1v-±18v;3)对比较信号源的内阻限制较宽;4)共模范围很大,为0~(ucc-1.5v)vo;5)差动输入电压范围较大,大到可以等于电源电压;6)输出端电位可灵活方便地选用.
lm339集成块采用c-14型封装,图1为外型及管脚排列图.由于lm339使用灵活,应用广泛,所以世界上各大ic生产厂,公司竟相推出自己的四比较器,如ir2339,ani339,sf339等,它们的参数基本一致,可互换使用.
图 1
lm339类似于增益不可调的运算放大器.每个比较器有两个输入端和一个输出端.两个输入端一个称为同相输入端,用"+"表示,另一个称为反相输入端,用"-"表示.用作比较两个电压时,任意一个输入端加一个固定电压做参考电压(也称为门限电平,它可选择lm339输入共模范围的任何一点),另一端加一个待比较的信号电压.当"+"端电压高于"-"端时,输出管截止,相当于输出端开路.当"-"端电压高于"+"端时,输出管饱和,相当于输出端接低电位.两个输入端电压差别大于10mv就能确保输出能从一种状态可靠地转换到另一种状态,因此,把lm339用在弱信号检测等场合是比较理想的.lm339的输出端相当于一只不接集电极电阻的晶体三极管,在使用时输出端到正电源一般须接一只电阻(称为上拉电阻,选3-15k).选不同阻值的上拉电阻会影响输出端高电位的值.因为当输出晶体三极管截止时,它的集电极电压基本上取决于上拉电阻与负载的值.另外,各比较器的输出端允许连接在一起使用.
单限比较器电路
图1a给出了一个基本单限比较器.输入信号uin,即待比较电压,它加到同相输入端,在反相输入端接一个参考电压(门限电平)ur.当输入电压uin>ur时,输出为高电平uoh.图1b为其传输特性.
图3为某仪器中过热检测保护电路.它用单电源供电,1/4lm339的反相输入端加一个固定的参考电压,它的值取决于r1于r2.ur=r2/(r1+r2)*ucc.同相端的电压就等于热敏元件rt的电压降.当机内温度为设定值以下时,"+"端电压大于"-"端电压,uo为高电位.当温度上升为设定值以上时,"-"端电压大于"+"端,比较器反转,uo输出为零电位,使保护电路动作,调节r1的值可以改变门限电压,既设定温度值的大小.
图 3
迟滞比较器
迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器.前面介绍的单限比较器,如果输入信号uin在门限值附近有微小的干扰,则输出电压就会产生相应的抖动(起伏).在电路中引入正反馈可以克服这一缺点.
图1a给出了一个迟滞比较器,人们所熟悉的"史密特"电路即是有迟滞的比较器.图1b为迟滞比较器的传输特性.
图 1
不难看出,当输出状态一旦转换后,只要在跳变电压值附近的干扰不超过δu之值,输出电压的值就将是稳定的.但随之而来的是分辨率降低.因为对迟滞比较器来说,它不能分辨差别小于δu的两个输入电压值.迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度,这是它的一个优点.除此之外,由于迟滞比较器加的正反馈很强,远比电路中的寄生耦合强得多,故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡.
如果需要将一个跳变点固定在某一个参考电压值上,可在正反馈电路中接入一个非线性元件,如晶体二极管,利用二极管的单向导电性,便可实现上述要求.图2为其原理图.
图 2
图3为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分.电网电压正常时,1/4lm339的u42.8v,比较器翻转,输出为0v,bg1截止,u5的电压就完全决定于r1与r2的分压值,为2.7v,促使u4更大于u5,这就使翻转后的状态极为稳定,避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象.由于制造了一定的回差(迟滞),在过电压保护后,电网电压要降到242-5=237v时,u4图 3
双限比较器(窗口比较器)
图1电路由两个lm339组成一个窗口比较器.当被比较的信号电压uin位于门限电压之间时(ur1用lm339组成振荡器
图1为有1/4lm339组成的音频方波振荡器的电路.改变c1可改变输出方波的频率.本电路中,当c1=0.1uf时.f=53hz;当c1=0.01uf时,f=530hz;当c1=0.001uf时,f=5300hz.
lm339还可以组成高压数字逻辑门电路,并可直接与ttl,cmos电路接口.
图 1