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LM339电压比较器的常用方法
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更新于2023-05-25
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LM339比较器介绍及常用方法 LM339比较器介绍及常用方法
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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 Uin>Ur 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
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。
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 2
图 3

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 U4<2.8V,
U5=2.8V,输出开路,过电压保护电路不工作,作
为正反馈的射极跟随器 BG1 是导通的。当电网
电压大于 242V 时,U4>2.8V,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<U3,电
磁炉才又开始工作。这正是我们所期望的
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<Uin<UR2),
输出为高电位(UO=UOH)。
当 Uin 不在门限电位范围之
间时,( Uin>UR2 或
Uin<UR1 ) 输 出 为 低 电 位
(UO=UOL),窗口电压Δ
U=UR2-UR1。它可用来判断
输入信号电位是否位于指定
门限电位之间。
4、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。LM3 24 是四运放集成电
路,它采用 14 脚双列直插塑料封装,外形如图所
示。它的内部包含四组形式完全相同的运算放大
器,除电源共用外,四组运放相互
图 3
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