电压比较器LM339的8个典型应用例子.doc

电压比较器LM339的8个典型应用例子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 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R2UR=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 l 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，U4UR2或Uin