LM339电压比较器的常用方法.pdfVIP

四电压比较器LM339 的常用方法 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。 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。 l、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UinUr 时，输出为高电 平UOH 。图1b 为其传输特性 图 1 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 2、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 2 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， 图2 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， U5=2.8V，输出开路，过电压保护电路不工作，作 为