Lm311N схема включения: Lm311n схема включения как работает

Содержание

Lm311n схема включения как работает

LM311N(P) / LM311D – популярный компаратор напряжения. Имеет два выхода – с открытым коллектором и открытым эмиттером. Микросхема LM311N также выпускается минским объединением “Интеграл” с маркировкой IL311AN .

Микросхема LM311N(P) выпускается в пластиковом корпусе типа DIP-8, однако имеет ряд аналогов в 8-выводных металло-стеклянных корпусах (см. информацию ниже).

Примечание: Маркировка индекса микросхем LM311 N или LM311 P , обозначающих тип корпуса пластиковый DIP-8, отличается у разных производителей.

Компаратор LM311N осуществляет переключение выходного напряжения, когда изменяющийся входной сигнал становится выше или ниже определенного уровня. Компаратор принадлежит к классу формирователей, предназначенных для перехода от аналоговых сигналов к цифровым. Поэтому оконечные каскады компараторов обычно конструируют таким образом, чтобы выходное напряжение соответствовало бы принятым логическим уровням распространенных цифровым микросхем. Универсальный компаратор напряжения LM311N может питаться от разнообразных источников питания как от ±5..±15 В так и от однополярных, например, только от +5В или -30В. В связи с этим применение компаратора LM311N может быть разнообразным.

Компаратор LM311N имеет два выхода: открытый коллектор (вывод 7) и эмиттерный (вывод 1). Из-за приведенных особенностей он может подключаться к любым цифровым микросхемам умеренного быстродействия. Выходной ток LM311 также достаточен для подключения реле.

* Вывод 1 (открытый эмиттер) обычно подключается к общему проводу, особенно в схемах с однополярным питанием.

Эта статья содержит основную информацию о работе компараторов напряжения построенных на интегральных микросхемах и может быть использована в качестве справочного материала для построения различных схем.

В 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.

Структурная схема одного компаратора входящего в микросхему LM339 и LM393

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:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. 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»…

“>

Компаратор. Описание и применение. Часть 1

В данной статье разберёмся как работает компаратор на операционном усилителе.

Операционные усилители – очень мощный инструмент современного радиолюбителя. Одной из самых простых схем его использования является подключение по схеме компаратора.

Название компаратор прижилось в отечественной литературе. Произошло оно от заимствования с английского слова compare = сравнить. Поэтому многие радиолюбители называют компаратор сравнивающим устройством.

Обычно для экономии стоимости данные схемы реализуют на операционных усилителях, но бывают и специализированные микросхемы компараторов. Они, как правило, имеют лучшее быстродействие и меньшее падение напряжения на самой микросхеме, но их невозможно использовать в качестве операционного усилителя. В данной статье речь пойдёт о использовании именно операционника (ОУ) в качестве компаратора. А вариант с использованием специализированных компараторов будет рассмотрен позже.

Наглядно эта схема показана на следующем рисунке:


Рис.1. Схема подключения операционного усилителя в качестве компаратора.

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 (-).

Принцип работы

Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.


Фото — схема работы компаратора

Схема включения, по которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Используя аналоговый сигнал во + входе, именуемым «неинвертируемым», и выходе, который называется под названием «инвертируемый», устройство использует два аналогичных разнополярных сигнала. При этом если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, то выход будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, которую нужно включить. Но, если вход находится на отрицательном уровне, то сигнал будет равняться «0», из-за чего, коллектор будет находиться в закрытом виде.

Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.

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.

Назначение

Зачем нужен компаратор и как его использовать без усилителя? В большинстве случаев, этот прибор применяется в несложных компьютерных схемах, где нужно сравнивать сигналы входящего напряжения. Это может быть зарядное устройство для ноутбука или телефона, весы (определитель массы), датчик сетевого напряжения AVR, таймер (компоратор типа lm 358, микроконтроллер и т. д. Также его применяют различные интегральные микросхемы для контроля входных импульсов, обеспечивая связь между источником сигнала и его центром назначения.


Фото — компараторы для компьютера

Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.

Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.


Фото — ОУ компаратор

Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.

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».

Как обозначается компаратор на схемах

На схемах компаратора и в электротехнических схемах графическое обозначение измерителя выполняется в форме треугольника, имеющего три выхода. Они обозначаются символами «+» и «-», соответствующих неинвертирующим/инвертирующим показателям, также представляется выходной маркирующий знак «Uout».


Обозначение на схемах

Когда (+) на входе микрочипа, степень сигнала станет больше, чем конкретно на инверсном ( — ), то на выводе будет образовываться устойчивое значение. Исходя из схемотехнической базы компаратора, это число имеет возможность принимать вариант логического «0» либо «1». В цифровых электронных устройствах за «12» принимается сигнал, степень напряжения которого имеет 5В, а за «0» установлено его отсутствие. Другими словами, положение выхода измерителя устанавливается как высокое либо низкое. Хотя обычно на практике за логический «0» принимают разность потенциалов до 2.7 В.

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:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.

Компараторы. Устройство и работа. Виды и применение. Особенности

Компараторы — название произошло от принципа работы – сравнения. Так функционируют приборы, производящие измерения способом сравнивания с эталоном: весы с одинаковыми плечами, электрические потенциометры.

По своей принципиальной работе компараторы делятся на механические, электрические и оптические. Приборы с механической конструкцией применяются для проверки конечных мер длины. Компараторы для таких целей впервые применены во Франции в 1792 году, об этом имеется информация в энциклопедиях. Такой компаратор на механической основе работал для поверки эталонного метра во время появления метрической системы Франции. Точность таких замеров компаратора рычагами доходила до 0,0005 мм. Это большая точность для того периода времени.

Наша задача рассмотреть компараторы, применяющиеся в современное время в электротехнике для напряжения.

Принцип работы и виды интегральных компараторов

Компаратор с двумя входами и одним выходом. Причем один из входов является прямым, а другой инверсным. На эти входы поступает напряжение, которые устройство сравнивает. В зависимости от этого сравнения на своем выходе устройство устанавливает либо логический ноль, когда напряжение на инверсном входе выше, чем на прямом, либо логическую 1, когда напряжение входа прямого выше, чем на инверсном.

На схеме видно стандартное обозначение компаратора. Компаратор сам по себе достаточно универсален и находит широкое применение в радиолюбительской деятельности. На основе компаратора можно собрать таймер, мультивибратор и даже драйвер для светодиодов.

При выборе компаратора следует обратить внимание на следующие параметры:
  • Диапазон напряжения питания.
  • Диапазон входных напряжений.
  • Максимальный ток на выходе компаратора.
  • Тип выхода.

Не все компараторы могут установить плюс питания на выходе. Рассмотрим работу компаратора на простой схеме.

Данная схема построена на переменном резисторе 20 кОм, двух постоянных резисторов 10 кОм, которые образуют собой делитель напряжения на постоянных резисторах. Они подключены к инвертирующему входу. К нему же подключен делитель напряжения на переменном резисторе.

Выход компаратора представляет собой коллектор внутреннего транзистора, эмиттер которого подключен к земле. Этот транзистор либо подключает выход к земле, либо отключает его, поэтому плюса питания на выходе быть не может. Поэтому мы подтягиваем выход компаратора через резистор номиналом 1 кОм к плюсу питания.

Когда на неинвертирующем входе напряжение выше, чем на инвертирующем, транзистор закрывается. Добавленный нами резистор подтягивает к его к плюсу питания, вследствие чего светодиод загорается. Когда на неинвертирующем входе напряжение ниже, чем на инвертирующем, то транзистор открывается и притягивает выход компаратора к земле, вследствие чего светодиод перестает светиться.

Если же на двух входах напряжение примерно одинаковое, то выход компаратора логично переключается из одного состояния в другое и обратно под воздействием внутренних и внешних помех. Для борьбы с помехами и четкого переключения компаратора из одного состояния в другое собираются схемы с гистерезисом.

Обозначения выводов выглядят следующим образом:

Первая ножка – это выход первого компаратора, вторая ножка – инвертирующий вход первого компаратора, третья – неинвертирующий вход первого компаратора, четвертая – земля, восьмая ножка – напряжение питания. Второй компаратор не используется. Выход подключен желтым проводом к подтягивающему резистору и к светодиоду, зеленый провод подключен к делителю напряжения на постоянных резисторах, белый провод подключен к средней ножке переменного резистора, который является делителем напряжения.

При измерении напряжения питания на делителе напряжения на постоянных резисторах 10 кОм. При включении схемы загорается красный светодиод. Включаем мультиметр для измерения постоянного напряжения диапазона до 20 В, подключим его ко второй ножке микросхемы. Показания напряжения 2,4 В. Это постоянные резисторы, делитель напряжения не будет изменять само напряжение. Так как переменный резистор установлен на неинвертирующем входе, то переключаемся на него. Показания 0,87 В. На неинвертирующем входе напряжение ниже, чем на инвертирующем. Следовательно светодиод не горит.

При превышении напряжения выше 2,4 В светодиод начинает светиться. При воздействии внешних помех происходит хаотичное переключение выхода компаратора. Здесь может пригодиться схема гистерезиса.

Компараторы применяются в интегральном исполнении в качестве составных деталей микросхем. Интегральные таймеры имеют в составе два входных компаратора. Этим определяется особенность работы прибора. Микроконтроллеры производят со встроенными компараторами. Независимо от конструкции и схемы принцип действия прибора не отличается.

Новые компараторы похожи на операционные усилители, у них высокий усиливающий коэффициент, не имеют обратной связи, входы такого же типа.

Работа компаратора напряжения

В различных описаниях работы устройства приводятся примеры сравнения с рычажными весами. На одну сторону весов ложится гиря – эталон, на другую товар. Когда вес товара станет равным массе гири, или больше, то гири поднимаются вверх, на этом взвешивание окончено.

С работой компаратора напряжения происходит похожий процесс. Вместо гирь выступает опорное напряжение, вместо товара – сигнал входа. При возникновении логической единицы на выходе устройства происходит сравнение напряжений. Это называют «пороговой чувствительностью» компаратора.

Для тестирования устройства не нужно сложной схемы. Необходимо включить вольтметр на выход устройства, а на входы подключить напряжение, которое регулируется. При изменении входного напряжения на вольтметре будет видна работа компаратора.

Характеристики компараторов

При применении приборов нужно учесть характеристики, делящиеся на динамические и статические. Статические – это параметры установившегося режима. Это пороговая чувствительность. Она является наименьшей разностью сигналов входа. При ней возникает логический сигнал на выходе.

Некоторые компараторы оснащены выводами для смещающего напряжения, осуществляющего смещение характеристики передачи от идеального положения. Важным параметром является гистерезис, то есть разница напряжений входа. Он обусловлен обратной связью положительного значения, предназначенного для устранения «дребезга» сигнала выхода при переключении компаратора.

Устройство

Схема прибора довольно сложная, большая и не слишком понятная. Рассмотрим простую функциональную схему по рисунку.

Показан дифференциальный каскад входа, схема уровневого смещения, логика выхода. Дифференциальный каскад производит основное усиление сигнала разности. Устройством смещения осуществляется оптимальное состояние выхода. Это дает возможность выбрать тип логики для работы. Такая настройка производится подстроченным резистором на выводах «балансировки».

Компаратор с памятью и стробированием

Современные инновационные компараторы оснащены стробирующим входом. Это значит, что сравнение сигналов входа осуществляется только при подаче импульса. Это дает возможность сравнить сигналы входа в необходимый момент.

Простая схема структуры устройства со стробированием.

Устройства по рисунку с парафазным выходом, подобно триггеру – прямой верхний выход, нижний (кружок) – инверсный. С – стробирующий вход. На рисунке а) стробирование сигналов входа осуществляется по высокому уровню входа С. На обозначении входа С изображают знак инверсии маленьким кружком.

Рисунке б) стробирующий вход с чертой /. Это значит, что стробирование проходит по восходящему импульсу. Стробирующий сигнал – разрешение сравнения. Итог сравнения появляется на выходе при действии импульса стробирования. На некоторых устройствах есть память (с триггером). Они сохраняют результат до следующего импульса.

Время импульса стробирования (фронта) должно хватать для того, чтобы сигнал входа успевал проходить через дифференциальный каскад до срабатывания ячейки памяти. Использование стробирования повышает защиту от помех, так как помеха изменяет состояние устройства за время импульса.

Классификация

Компараторы делятся на три группы: общего применения, прецизионные и быстродействующие. В практической деятельности чаще применяются устройства общего применения.

Такие устройства имеют особенности и свойства, привлекающие к себе внимание. Они потребляют небольшую мощность, могут работать при малом напряжении питания. В одном корпусе можно разместить 4 устройства. Эта группа иногда дает возможность производить полезные устройства.

Это простой преобразователь сигнала в унитарный цифровой код, который можно преобразовать в двоичный, цифровым преобразованием. На схеме имеется 4 компаратора. Напряжение опорное подается на инвертирующие входы по делителю резистивного типа. При одинаковых резисторах на инвертирующих входах устройства напряжение будет равно n * Uоп / 4, n – номер устройства. Напряжение входа подается на неинвертирующие входы, которые соединены вместе.

В итоге сравнения напряжения входа с опорным, на компараторных выходах образуется цифровой унитарный код напряжения входа.

Похожие темы:
  • Реле приоритета. Виды и особенности. Принцип действия
  • Реле напряжения. Принцип действия, виды, применения
  • Электронные весы. Виды и устройство. Работа и применение
  • Переключатель фаз. Виды и работа. Применение и как выбрать

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.

Программирование и компаратор

Компоратор используется не только как часть электрической схемы ШИМ и т. д., его часто используют для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-коллекций.

  1. Чтобы работать, Вам понадобится специальная программа Maven. Для начала Вам нужно создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создаете новый проект, в структуре выберете два компонента: comparator и pojo. Наличие проверяется при помощи утилиты JUnit 4.11;
  2. Установите pom.xml и создайте новый файл. Прерывание процесса недопустимо, поэтому очень важно на каждом этапе сохранять. После осуществляется создание и настройка POJO, где указываются нужные настройки. Параметры зависят от требований к конкретной библиотеке. Это могут быть даты рождения, общая информация по проживанию и т. д.;
  3. И только после создается компаратор. Это класс, который используется для поверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование данного класса необходимо, если нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Благодаря этому обеспечивается защита данных и их классификация по определенному принципу.

Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена прибора варьируется в зависимости от его назначения и количества каналов.

Общая информация

Компаратор сравнивает два напряжения, откуда происходит название. При необходимости формируется либо условный сигнал в виде двоичного кода, либо знак разницы выдаётся иным способом:

  1. Крутой перепад напряжения (фронт или спад).
  2. Импульс с заданными характеристиками.
  3. Сменой полярности выходного напряжения.
  4. Двоичным кодом в системе логики данного набора микросхем.

Компаратор территориально входит в аналого-цифровой преобразователь, способен применяться и отдельно. От элемента напрямую зависит точность, как и от разрядности. К характеристикам компаратора относят:

  • Чувствительность.
  • Быстродействие.
  • Стоимость.
  • Долговечность.
  • Стабильность.
  • Нагрузочная способность.
  • Входное сопротивление и пр.

Большинство компараторов реализуется на базе операционных усилителей, данные в справочниках приводятся совместные. Это достигается за счёт введения обратной связи, что придумано в 30-е годы XX века.

Проектирование гистерезиса компаратора

уравнения (1) е (2) Они могут помочь решить, если сопротивление хочет создать напряжение порога гистерезиса VH и VL. Единственное значение (RX) Требуется быть выбраны произвольно.

В этой иллюстрации, RX был определен 47K, чтобы помочь уменьшить потребление тока. Резус Рассчитанное 270,25k, следовательно, была осуществлена ​​немедленно стандартное значение 270K.

Где применяется компаратор напряжения

Часто КН применяют в градиентном реле — схема, которая реагирует на скорость изменения сигнала, например, фотореле. Такое устройство может использоваться в тех ситуациях, когда освещение меняется довольно стремительно. Например, в охранных установках либо датчиках контроля выпущенных изделий на конвейерах, где прибор станет реагировать на прерывание светового потока.

Еще одна часто используемая схема — датчик измерения температуры и изменения «аналогового» сигнала в «электронный». Оба измерителя преобразовывают амплитуду входящего сигнала в ширину выходящего импульса. Такое превращение довольно часто применяется в разнообразных цифровых схемах. Преимущественно, в измерительных устройствах, блоках питания импульсного типа, электронных усилителях.

Триггер Шмитта

Как сказано выше для устранения ложных срабатываний компаратора, известных, как «дребезг контактов» необходимо использовать схему компаратора с петлёй гистерезиса, которая получила название триггера Шмитта.

В одной из статей я рассказывал о триггере Шмитта выполненном на транзисторах. Он характеризуется тем, что в отличие от компаратора имеет так называемую петлю гистерезиса. То есть компаратор переключается из высокого уровня напряжения в низкий при одной и той же величине входного напряжения, а триггер Шмитта имеет два уровня (порога) переключения

. Данное различие иллюстрирует изображение ниже


Изменение входного и выходного напряжения компаратора (справа) и триггера Шмитта (слева).
Уровни напряжения, при которых происходит переключение триггера Шмитта называются верхним уровнем (порогом) срабатывания триггера UВП и нижним уровнем (порогом) срабатывания триггера UНП.

Для реализации триггера Шмитта применяют ОУ охваченные положительной обратной связью (ПОС), которая реализуется подачей на неинвертирующий вход части выходного напряжения. Схема триггера Шмитта изображена ниже


Триггер Шмитта на операционном усилителе.

Работа триггера Шмитта во многом похожа на работу компаратора, только в отличие от него в триггере опорное напряжение не постоянно, а зависит от разности выходного и опорного напряжений, то есть имеет различные значения.

Рассмотрим инвертирующий триггер Шмитта. В исходном входное напряжение не превышает верхнего уровня срабатывания триггера UВП, поэтому на выходе присутствует положительное напряжение насыщения UНАС+ (примерно на 1 – 2 В ниже положительного напряжения питания UПИТ+). Когда входное напряжение достигает верхнего порога переключения UВП выходное напряжение резко упадёт до уровня отрицательного напряжения насыщения UНАС-(примерно на 1 – 2 В выше отрицательного напряжения питания UПИТ-). Верхний уровень напряжения переключения триггера Шмитта определяется следующим выражением

Далее триггер остаётся в устойчивом состоянии до тех пор, пока входное напряжение не станет меньше нижнего порога срабатывания UНП, а на выходе триггера установится положительное напряжение насыщения UНАС+. Нижний порог срабатывания триггера определяется следующим выражением

Таким образом, петля гистерезиса будет зависеть от соотношения резисторов R2 и R3, а ширина петли гистерезиса UГИС определяется разностью верхнего порога срабатывания UВП и нижнего порога срабатывания UНП

Триггеры Шмитта на ОУ являются основой для построения различных генераторов импульсов, поэтому важнейшими характеристиками ОУ работающих в импульсных схемах является быстродействие, которое зависит от задержек срабатывания и времени нарастания выходного напряжения.

Гистерезис с практическим примером

В эти дни я посвященные конструкции зарядного устройства, одна ниже упрощенная версия, используемая мной на макете, чтобы установить на фактическое поле значений, которые будут использоваться. Запрограммированный первоначально установлен таким образом, что выходной сигнал операционного усилителя становится высоким, когда pin3 напряжения выходит чуть выше значения стабилитрона pin2. Когда это происходит, PIN6 становится высокой и достигает следующий потенциал к напряжению питания. Это означает, что резистор обратной связи РЧ (в альт) Это практически параллельно с заданным сопротивлением в верхней половине потенциометра (показано в розовом цвете)

Это означает, что контактное напряжение 3 еще больше увеличивается. в настоящее время, когда напряжение батареи падает, шпилька 6 не отвечает, так как штифт 3 Он должен упасть стать гораздо ниже, чем штифт 2, Это означает, что уровень заряда батареи должен идти вниз относительно долго, чтобы штифт 3 упасть ниже штифта 2. Это заставило задержку между переключателем ОУ ВКЛ и ВЫКЛ в связи с резистором обратной связи называется гистерезис в операционном усилителе. После того, как PIN6 переключается на низком уровне этот раз РЧ расположена параллельно с нижней половиной потенциометра (зеленый) в результате чего порог pin3 еще ниже, и, таким образом, избегая, что несколько мВ изменения батареи может из снова переключить выходной.

На чертеже, зеленый светодиод на означает, что аккумулятор заряжен, а красный означает, что она заряжается. Этот операционный выходной усилитель может управлять теперь зарядкой батареи в автономном режиме без вмешательства схемы п дезактивации активации п.

Привет из A_X_C и AMILCARE

Примеры и использование устройств уточнения веса

Российским стандартом массы является платиновый цилиндр. Он был скопирован с французского образца 125 лет назад. За прошедшие годы, эталон потерял в виде окислов около 40 мкг от первоначального веса. Соответственно, его использование для нужд производств, с высокой точностью измерения массы сейчас затруднительно.

Был разработан новый стандарт массы. Ученые назначили таковым кремниевый шар с четным количеством атомов. Сейчас это наиболее точный вариант эталона килограмма. Его характеристики приняты международным сообществом для использования.

Созданный образец нуждается в многократном копировании. Так как современные направления в науке, особенно фармакология, биоинженерия, компьютерная электроника, нанотехнологические разработки требуют прецизионной точности измерений. Для таких областей науки и техники критичны сотые доли микрограмма. Эту задачу должен решить атомный компаратор массы – устройство способное определить разницу в несколько частиц.

Атомный компаратор использует для измерений опорный сигнал, полученный от высокоточного кварцевого генератора. Измеряемое напряжение берется с квантового дискриминатора, определяющего стабильность линии мельчайших частиц. Ее изменения вызываются расхождением в количестве атомов образца. Поэтому сейчас – это самый точный прибор измерения.

Существуют и менее точные компараторы массы. Их стоимость гораздо ниже атомных, но для них всех находится работа в промышленности, торговле, стандартизации.

Конструкция компаратора

КН нашли обширную область применения в радиоэлектронике разнообразной направленности. В магазинах радиотоваров можно увидеть огромное количество разнообразных микросхем. Но особенно часто применяемыми микросхемами у пользователей считаются:

  • LM No 339;
  • LM No 311;
  • MAX No 934;
  • К554СА3.

Они легкодоступны в торговой сети и имеют довольно бюджетную цену. Такие КН выделяются обширным спектром входных параметров. К выходу КН способна присоединяться разнообразная токовая нагрузка, как правило, не превосходящая 50.0 мА. Это могут быть микрореле, варистор, световой диод, оптрон либо абсолютно разные исполнительные модули, однако с предельными по току компонентами.

Фотореле контроля

Подобное реле выпускается методом навесного монтажа. Его применяют в охранных контролирующих системах либо для контролирования степени света. Входящее напряжение попадает на делитель R1 и фотодиод VD3. Их объединенная точка сочетания использует ограничивающие диоды VD1/ VD2, подключенные к входам DA1. В итоге входящая разность потенциалов КН будет отсутствовать, а следовательно, и восприимчивость измерителя станет максимальной.


Фотореле

Чтобы выходящий сигнал смог инвертироваться, потребуется обеспечить входную разницу в 1 мВ. По той причине, что к входу подсоединены С1 и сопротивление R1, размер U на нем станет увеличиваться с незначительной задержкой, равноправной периоду заряда С1.

Зарядный блок

Такой блок питания принимается функционировать непосредственно после сборки. Его базовые опции сводятся к установлению рабочего зарядного тока и порогов, по которым срабатывает КН. При подключении прибора зажигается световой диод, позиционирующий подачу напряжения. На протяжении процесса зарядки обязан непрерывно гореть алый световой диод, который погаснет после того, как аккумуляторная батарея будет полностью заряжена


Зарядный блок

Подводимое напряжение от питающего блока настраивается R2, а зарядный ток устанавливается с применением R4. Наладка выполняется с применением сопротивления на 160 Ом, подключающегося в параллель к контактам, которые держат батарейку. Транзистор VT1 размещается на радиаторе, взамен его можно применять КТ814Б. Подобную схему надо будет комплектовать на плате с размером не более 50×50 мм.

Кварцевый генератор

Этот генератор ортогональных импульсов выполняется с использованием российского компаратора K544C3, функционирующего на тактовой гармонике 32. 768 Гц. Схема станет рабочей в спектре входящего напряжения 7-11В с частотой установленной кварцем ZQ1. Тем не менее, для эксплуатации такого девайса сверх 50.0 кГц потребуется понизить значение R5-R6.


Генератор

При замыкании другого вывода с 0-проводом КН становится подсоединённым по варианту с незакрытым коллектором, а R7 становится нагрузкой. Подстраивание частотности производится совместно, с применением C1. С применением R4 выполняется автозапуск генератора. Меняя значение R2, изменяется импульсная характеристика.

Дополнительная информация! Выбирая конденсаторы С1 или С2, генератор сможет применяться в виде бесконтактного жидкостного датчика. В роли детектора для этой цели потребуется применять микроконтроллер с ПО. Однако возможно использовать и ещё дополнительно компаратор, который станет фиксировать деформации напряжения.

Отсюда следует, что компаратор способен предназначать действия по уровням значений на собственных вводах. Когда они отличаются, то, исходя от дельты U, выход прибора меняет качественное положение. Именно такие их качества используют создатели, разрабатывая самые разные электроприборы с операционным усилителем.

Схема терморегулятора для ТЭНа » Паятель.Ру


Данная схема терморегулятора предназначена для управления ТЭНом, с целью поддержания температуры, которую можно установить в пределах 20…100°С. Одним из важных достоинств данной схемы является полная гальваническая развязка цепей регулировки и термодатчика от электросети. Это исключает всякую возможность поражения электрическим током.


Схема терморегулятора, как и большинство аналогичных схем, построена на основе моста постоянного тока (резисторы R5-R8), в одном плече которого включен термодатчик, в данном случае, терморезистор R8. А в диагональ моста включен компаратор А2, задача которого измерять его рассогласование, и реагировать на переход состояния моста через точку баланса в ту или другую сторону.

При этом компаратор стремится сбалансировать мост изменением сопротивления одного из его составляющих — терморезистора, путем изменения его температуры. Так как баланс моста возникает только при определенной температуре терморезистора, возникает термостабилизация.

Точку, при которой возникает баланс устанавливают переменным резистором R6. Этой точке соответствует определенное сопротивление терморезистора R8, то есть, определенная температура. Пока температура ниже заданного резистором R6 значения, сопротивление R8 велико, и инверсный вход компаратора А2 оказывается под более высоким потенциалом, чем его прямой вход. Как известно, в таком случае на выходе компаратора будет низкое напряжение. Возникнет ток через цепь R11-HL2 и светодиод оптопары U1, что приведет к открыванию симистора VS1 и включению нагревателя.

Включение нагревателя индицируется зажиганием светодиода HL2. При работе нагревателя температура повышается, а сопротивление терморезистора — понижается. При этом мост постепенно приближается к точке баланса, достигает этой точки и переходит через неё в другую сторону. При этом, потенциал на инверсном входе А2 постепенно снижается, а на прямом повышается. В определенный момент потенциал на прямом входе становится хотя бы немного выше потенциала на инверсном.

Компаратор меняет свое состояние и нагреватель выключается. Небольшой гистерезис, необходимый для снижения частоты переключения нагрузки, задан резистором R10, который немного загрубляет точность работы моста. Подбором этого сопротивления можно выбрать оптимальный режим работы по соотношению точность/стабильность В любом случае, при установившейся температуре частота мигания HL2 не должна быть более 1 Гц.

Питается схема от сети через малогабаритный силовой трансформатор Т1. Это китайский трансформатор с двумя включенными последовательно вторичными обмотками по 6V (в сумме 12V), и током 100mA.

Измерительный мост питается от стабилизатора на А1, чем достигается высокая точность установки температуры. Светодиод HL1 служит для индикации наличия напряжения в электросети, a HL2 — для индикации включенного состояния нагревателя. Светодиоды — типа АЛ307 или аналогичные импортные.

Мощность нагрузки может быть до 2000W. При мощности до 300W симистору радиатор не требуется, а при большей мощности — необходим. Терморезистор R8 типа ММТ-4Б. Микросхему TL431 можно заменить отечественной КР142ЕН19А, а микросхему LM311 — отечественным компаратором КР554СА301, или другим компаратором.

Автоматический выключатель освещения — Меандр — занимательная электроника

Цены на электроэнергию растут как грибы после дождя. В связи с этим неприятным обстоятельством приходится думать о экономии электроэнергии. И так, была задача поставить фотореле чтобы свет во дворе автоматически включался вечером и горел всю ночь, если ночью темно (летом у нас бывают и белые ночи, а вот зимой другое дело). Поход по магазинам показал что существующие в продаже автоматические выключатели состоят исключительно из фотодатчика и пиродатчика, а так же, реле времени. То есть, свет они включают если темно и в зоне пиродатчика есть люди. А выключают его с задержкой. А мне нужно было просто фотореле, чтобы свет горел всю ночь независимо от наличия или отсутствия «в зоне контроля» людей или животных. Конечно можно было пробрести такой автоматический выключатель и поработать над ним, — отключить пиродатчик, таймер. Но его схема не удовлетворяла еще одному моему требованию, — гальванической развязки между датчиком и сетью. Так что пришлось идти своим путем. Принципиальная схема фотореле показана на рисунке в тексте. Схема выполнена на основе двухуровневого компаратора на микросхеме LM311. Питание электронной части — от маломощного силового трансформатора, а включение / выключение осветительной лампы — посредством электромагнитного реле.

Наличие реле и силового трансформатора обеспечивают гальваническую развязку схемы от сети (в продающихся в магазинах автоматических выключателях тоже было реле для включения лампы, но питание схемы осуществлялось от сети непосредственно через параметрический стабилизатор на емкости и стабилитроне). В качестве оптического датчика используется приемная часть (двойной фототранзистор) от датчика положения шарика шариковой компьютерной мыши. В моем случае это был самый доступный оптический датчик (шариковые мыши обычно жили не долго, так что «дохлых мышей» накопилось достаточно). А вот с приобретением фоторезистора или фотодиода возникли некоторые проблемы. Поэтому выбор пал именно на датчик от шариковой мыши.

Компаратор выполнен на ИМС А1 типа LM311. На положительный вход компаратора подается напряжение с цепи R7-FT1. FT1 — это фотодатчик, на схеме он показан как выглядит фактически, то есть, прямоугольный корпус и три вывода. Подключаются в схему средний и любой крайний вывод. Напряжение в этой цепи зависит от яркости света, попадающего на FT1. Чем ярче свет, — тем меньше напряжение на положительном входе А1.

А на отрицательный — напряжение от регулируемого делителя R1-R2-R3 или R4-R5-R6. Делитель выбирается контактной группой реле К1.2.

На рисунке положение контактов реле соответствует его обесточенному состоянию обмотки. В таком положении напряжение на FT1 соответствует дневному естественному освещению, когда дополнительное освещение не требуется.

Ночью напряжение на FT1 выше порогового значения, установленного как одним, так и другим делителем. При этом выходит что напряжение на отрицательном входе компаратора ниже напряжения на его положительном входе. На выходе компаратора появляется напряжение, открывающее транзистор VT1. Реле К1 переключается и контактами К1.1 включает осветительную лампу в сеть, а контактами К1.2 меняет делитель R4-R5-R6 на делитель R1-R2-R3. Хочу заметить, что резистором R2 настраивают схему на верхний предел естественной освещенности, которую нужно воспринимать как темноту, а резистором R5 — на нижний предел. Зачем это нужно поясню далее.

И так, на порог включения света схему настраивают резистором R5, таким образом чтобы при недостаточной освещенности включалась лампа дополнительного освещения. После включения этой лампы освещенность увеличивается. Соответственно увеличивается и освещенность самого датчика света. А это приведет к выключению лампы, — и далее к автогенерации схемы (получится генератор с оптической обратной связью или датчик нужно очень далеко прятать от лампы, что технически не очень удобно). Чтобы не возникло автогенерации контактная группа К1.2 реле К1 переключает отрицательный вход компаратора А1 на делитель R1-R2-R3. С помощью этого делителя устанавливается порог выключения освещения с учетом не только естественного света, но и света от включенного осветительного прибора. Теперь установка порога заданная цепью R4-R5-R6 на работу схемы не влияет, а порог отключения лампы задается цепью R1-R2-R3. Поэтому лампа продолжает гореть, автоколебательный процесс не возникает.

С наступлением утра естественная освещенность увеличивается и напряжение на положительном входе А1 начинает снижаться. Достигнув порога, заданного делителем R1-R2-R3 состояние компаратора меняется и на его выходе напряжение снижается. Транзистор VT1 закрывается и реле К1 контактами К1.1 выключает лампу Н1, а контактами К1.2 подключает к отрицательному входу А1 делитель R4-R5-R6.

Таким образом, подстроечным резистором R5 мы устанавливаем порог включения света, а подстроечным резистором R2 — порог выключения света.
Источник питания выполнен на маломощном силовом трансформаторе Т1. Это готовый китайский трансформатор. У него первичная обмотка на 220/110V (есть отвод, который не используется, потому на схеме и не показан), а вторичная обмотка двойная (под двухполупериодный выпрямтель) по 9V переменного тока. Трансформатор рассчитан на максимальный ток вторичной обмотки 150mA. Так как вторичная обмотка двойная выпрямитель сделан по двухполупериодной схеме на диодах VD1 и VD2. При использовании другого трансформатора, — с одинарной вторичной обмоткой на 9V переменного тока нужно выпрямитель сделать на четырех диодах по мостовой схеме.

Детали. Компаратор можно заменить отечественным аналогом или вообще операционным усилителем. Транзистор VT1 зависит от сопротивления обмотки реле (то есть тока через неё). Фототранзистор от шариковой компьютерной мыши можно заменить другим фоточувствительным прибором, например, использовать фотодиод (в фоторезисторном включении), фоторезистор, какой-то другой фоторанзистор. Естественно, потребуется подбор сопротивления R7, но его подбор потребуется и в любом случае при налаживании схемы.
Светодиод — любого типа, индикаторный.

Диод VD3, который защищает транзистор от ЭДС самоиндукции на обмотке реле можно заменить практически любым диодом или стабилитроном, но при условии что его напряжение стабилизации выше 15V. Диоды VD1 и VD2 можно заменить любыми выпрямительными маломощными или среднемощными.

О выборе силового трансформатора сказано выше. В принципе подойдет любой маломощный силовой трансформатор, у которого на вторичной обмотке 6-10V при допустимом токе не ниже 50mA.

Реле — BT24S, оно по паспорту на 24V, но как оказалось, уверенно работает и при напряжении на обмотке 12V. Конечно желательно использовать более подходящее реле, с обмоткой на 12V. Но, как говорят, что было то было. Поэтому 24-вольтовое рекомендовать не стану (вдруг это только мой экземпляр хорошо срабатывает на 12V).
О налаживании. Начать следует с того, что при средней освещенности (в комнате, днем, не перед окном) подбором сопротивления резистора R7 выставить на FT1 напряжение, равное половине напряжения на С1 (то есть, половине напряжения питания этой схемы). Далее я поступил так. R2 установил в нижнее по схеме положение. R5 — в верхнее по схеме. Установил прибор там где он будет работать. Вечером, когда нужно было включить свет подстроил R5 (очень плавным и медленным поворотом) так чтобы свет включился. Затем ранним утром подстроил R2 так чтобы свет выключился. При налаживании возможно придется подобрать сопротивления R1, R3, R4, R5.

При установке устройства нужно положение FT1 выбрать таким чтобы на него не попадали прямые лучи от осветительной лампы. Здесь конечно двухуровневая установка, но если фонарь будет светить прямо на FT1, да еще и с близкого расстояния — ни какие «два уровня» не помогут. У меня лампа находится в подвесном корпусе стилизованном под старинный фонарь. Положение FT1 показано на втором рисунке схематически.

Автор: Кромилин О.А.

Выход компаратора не полностью переключается на MOSFET

Первый вопрос для меня. Я получил пользу от других ответов здесь, но не полностью решил мою проблему. Вот моя проблема …

Выход компаратора LM311 не позволяет полностью включить N-канальный MOSFET.

LM311 имеет напряжение 110mv реф на инвертирующем входе.
Неинвертирующий вход приводится в действие оптоизолятором. Оптоизолятор приводится в действие одним из 4 напряжений переменного тока 60 Гц. < 1 В переменного тока, 9 В переменного тока, 55 В переменного тока и 115 В переменного тока.

Целью данной конструкции является полное включение полевого транзистора вентилятора 12 В постоянного тока при значительном напряжении переменного тока. Так что вентилятор полностью включен для напряжений 9, 55 и 115 В переменного тока. Кажется, это должно работать, потому что я измеряю напряжения на неинвертирующем входе 1,6, 2,2 и 3 В постоянного тока соответственно для 3 значительных напряжений переменного тока. И мое иое напряжение на инвертирующем входе составляет 110mv.

Таким образом, он «почти» работает, потому что вентилятор выключен при напряжении < 1 В переменного тока, но не полностью «включен» для других напряжений переменного тока. Я полагаю, что это потому, что Vgs составляет 167 мВ, 6,1 В, 7,7 В и 9,9 В для напряжений 4 AC, перечисленных выше. И вентилятор получает только 7, 8 и 10 В постоянного тока вместо желаемого 12 В постоянного тока. Очень хотелось бы иметь возможность полностью включить этот FET полностью. Так близко!

Любой вклад или руководство приветствуется.

PS-Вещи, я думаю, я сделал правильно? Обратный диод через вентилятор. Установка N-канального FET для переключения на землю на нижней стороне вентилятора. LM311 имеет выход с открытым коллектором, используя правильно?

PSS-я понимаю, что распиновка для LM311 не в моей схеме. У меня есть они прямо в моей схеме платы. Это одно устройство. Контакт 2 неинвертирующий и контакт 3 в инвертировании

Еще раз спасибо. Р>

Предлагаемыйповторяющийсявопросиответнепомогаютпоследующимпричинам:Какдиаграмма,такисхема»Файл не найден», что затрудняет отслеживание ответов. Я не использую никакой положительной обратной связи в моей цепи, поскольку я не думаю, что она мне нужна. У меня есть простой подтягивающий резистор к моему источнику питания 12 В, а не делитель напряжения к источнику питания, как указано в ответе. Спасибо.

Просто для записи я хотел опубликовать более точную схему и спасибо за ответ об использовании Cap для удержания выхода оптоизолятора. У меня на самом деле есть двухполупериодный вход для фототранзистора, но я уверен, что крышка в любом случае поможет. Чтобы ответить на последний вопрос, выход компаратора Pin 7 имеет нагрузочное сопротивление до 12 В. Проблема по-прежнему заключается в том, что напряжение Vgs составляет только 10 В, когда компаратор имеет напряжение 3 В на контакте 2 и 110 мВ на контакте 3. Я ожидал, что выход LM311 будет намного ближе к 12 В (Vcc) с этими входами. Намерение состоит в том, чтобы FET полностью включился для напряжения на контакте 2 > контакт 3

    

Lm358 datasheet на русском, описание и схема включения

Автомобильный индикатор напряжения

Среди областей, где применение индикатора напряжения на светодиодах имеет неоспоримую пользу, можно выделить эксплуатацию автомобильного аккумулятора. Для того чтобы аккумулятор служил долго, необходимо контролировать напряжение на его клеммах и поддерживать в заданных пределах.

Предлагаем вам обратить внимание на схему автомобильного индикатора напряжения на RGB-светодиоде, с помощью которой вы поймете, как изготовить устройство самостоятельно. RGB-светодиод отличается от обычного, наличием 3-х разноцветных кристаллов внутри своего корпуса

Данное свойство мы будем использовать для того, чтобы каждый цвет сигнализировал нам об уровне напряжения.

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.

Назначение

Зачем нужен компаратор и как его использовать без усилителя? В большинстве случаев, этот прибор применяется в несложных компьютерных схемах, где нужно сравнивать сигналы входящего напряжения. Это может быть зарядное устройство для ноутбука или телефона, весы (определитель массы), датчик сетевого напряжения AVR, таймер (компоратор типа lm 358, микроконтроллер и т. д. Также его применяют различные интегральные микросхемы для контроля входных импульсов, обеспечивая связь между источником сигнала и его центром назначения.

Фото – компараторы для компьютера

Наиболее популярным примером является компаратор триггер (регулятор) Шиммера. Он работает в режиме многоканальности, соответственно, может сравнивать большое количество сигналов. В частности, данный триггер применяется для того, чтобы восстановить цифровой сигнал, который искажает связь в зависимости от уровня напряжения и расстояния источника питания.

Это аналог стандартного компаратора, просто с более расширенным функционалом, который обеспечивает измерение нескольких входящих сигналов.

Фото – ОУ компаратор

Также есть компаратор шероховатости. Это устройство, которое помогает визуально определить состояние поверхности, которая уже подвергалась обработке. Применение этого приспособления обосновано необходимостью определять допуски обработанных ранее поверхностей.

LM358 DataSheet на русском, описание и схема включения

Микросхема LM358 как написано в его DataSheet является универсальным решением, так как схема включения большинства популярных устройств весьма проста, в случаях отсутствия жестких требований к высокому быстродействию, рассеиваемой мощности и нестандартному питающему напряжению. Небольшая стоимость, отсутствие необходимости подключения дополнительных элементов частотной коррекции, возможность использования во всем диапазоне стандартных питающих напряжений (до +32В) и низкий потребляемый ток, делают его кандидатом номер один для электронных проектов с ОУ.

LM358 цоколевка

LM358 состоит из двух ОУ, каждый имеет по 4 вывода, имеющих свое назначение. Всего получается 8 контактов. Производятся в нескольких видах корпусного исполнения, для объемного DIP и поверхностного монтажа на плату SO. Так же могут встречается в усовершенствованных корпусах SOIC, VSSOP, TSSOP.

Назначение контактов для всех видов корпусов совпадает: 2,3, 5,6, — входы, 1,7 – выходы, 4 – минус источника питания, 8 – плюс источника питания.

Технические характеристики

Ниже указаны предельные допустимые значения условий эксплуатации для диапазона рабочих температур окружающей среды TA от 0 до +70 °C, если не указано иное.

Основные электрические характеристики, при температуре окружающей среды TA = 25 °C.

Рекомендуемые условия эксплуатации в диапазоне рабочих температур окружающей среды, если не указано иное:

Подверженность устройства повреждению от электростатического разряда (ESD):

Также у данного устройства есть тепловые характеристики:

Схемы подключения

Ниже приведем несколько простых схем включения lm358 которые могут вам пригодится. Все они являются ознакомительными, так что обязательно проверяйте все перед внедрением в производственной сфере.

Схема в мощном неинвертирующим усилителе.

Преобразователь напряжения — ток.

Схема с дифференциальным усилителем.

Неинвертирующий усилитель средней мощности.

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Применение

Lm358 широко используется в:

  • устройствах типа «мигающий маяк»;
  • блоках питания и зарядных устройствах;
  • схемах управления двигателем;
  • материнских платах;
  • сплит системах внутреннего и наружного применения;
  • бытовой технике: посудомоечные, стиральные машины, холодильные установки;
  • различных видах инверторов;
  • источниках бесперебойного питания;
  • контроллерах и др.

Возможности применения микросхемы производители обычно указывают в технических описаниях на свои устройства.

Перечень радиокомпонентов драйвера светодиодов:

  • R10, R11 — 1 Ом, 1 Вт (зависит от необходимого тока)
  • R8 — 10 Ом
  • R3, R9 — 1 кОм
  • R1, R4, R7- 4,7 кОм
  • R2, R5, R6 — 10 кОм ( R2 для выходного ток 1А).
  • Переменный резистор VR1 — 10 кОм .
  • C5 — 22 пФ
  • C2, C3 — 0,1 мкФ
  • C1 — 2,2 мкФ
  • C4 — 100 мкФ/35В
  • L1- 47-100 мГн на ток до 1.2A
  • Q1- любой n-p-n транзистор общего применения
  • Q2- любой p-n-p транзистор общего применения
  • Q3- p-канальный MOSFET (IRFU9024, NTD2955) с током стока более2 А, напряжение сток- исток более 30 В, напряжение отсечки не более 4 В
  • D1, D2 — 1N4148 (КД522)
  • D3 — SB140 диод Шоттки
  • IC1 — LM393 (компаратор)

Паяльная станция Eruntop 8586D

Электрический паяльник + фен для SMD, двойной цифровой дисплей…

Подробнее

LM358 схема включения: дифференциальный усилитель с регулируемым коэффициентом усиления

Стоит отметить, что предыдущая схема не позволяет подстраивать коэффициент усиления, так как требует одновременного изменения двух резисторов. Если необходимо иметь возможность регулировки коэффициента усиления в дифференциальном усилителе, то можно воспользоваться схемой на трех операционных усилителях. В данной схеме подстройка коэффициента усиления осуществляется за счет регулировки резистора R2. Для этой схемы нужно соблюсти условия равенства значений сопротивлений резисторов: R1 = R3 и R4 = R5 = R6 = R7. Тогда коэффициент усиления будет равен: (1+2*R1/R2). Uвых = (1+2*R1/R2)(Uвх1 – Uвх2).

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:

  1. Ток будет течь через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс (+) ниже, чем напряжение на входе минус (-).
  2. Ток не будет протекать через открытый коллектор, когда напряжение на входе плюс выше, чем напряжение на входе минус.

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.

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.

Читать также: Валик прижимной для чего

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 (-).

Программирование и компаратор

Компоратор используется не только как часть электрической схемы ШИМ и т. д., его часто используют для создания отдельных программ или их компонентов. Например, устройство часто используется для создания java-коллекций.

Чтобы работать, Вам понадобится специальная программа Maven. Для начала Вам нужно создать проект, для полноценной работы необходимо подключение к интернету. Создаете новый проект, в структуре выберете два компонента: comparator и pojo. Наличие проверяется при помощи утилиты JUnit 4.11;
Установите pom.xml и создайте новый файл

Прерывание процесса недопустимо, поэтому очень важно на каждом этапе сохранять. После осуществляется создание и настройка POJO, где указываются нужные настройки

Параметры зависят от требований к конкретной библиотеке. Это могут быть даты рождения, общая информация по проживанию и т. д.;
И только после создается компаратор. Это класс, который используется для поверки данных и их распределения по нужным папкам. Использование данного класса необходимо, если нужно отсортировать определенную информацию по заданным параметрам (цвета, размеры, даты). Благодаря этому обеспечивается защита данных и их классификация по определенному принципу.

Купить готовый компаратор можно в любом магазине радиотехнических приборов и электротехники. Цена прибора варьируется в зависимости от его назначения и количества каналов.

50 шт. LM393 DIP Cдвоенный компаратор. US $2.00

В 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.

Обозначение и технические характеристики

Компаратор – это устройство, которое сравнивает два разных напряжения и силу тока, выдает конечный силовой сигнал, указывая на большее из них, одновременно производя расчет соотношения. У него есть две аналоговые вводные клеммы с положительным и отрицательным сигналом и один двоичный цифровой выход, как и у АЦП. Для отображения сигнала используется специальный индикатор.

УГО отображение компаратора выглядите следующим образом:

Фото – УГО компаратора

Изначально использовался только интегрированный компаратор напряжения (MAX 961ESA, PIC 16f628a), который известен как высокоскоростной. Он требует определенного дифференциального напряжения в определенном диапазоне, который существенно ниже, чем напряжение сети питания. Эти приборы не допускают никаких других внешних сигналов, которые находятся вне диапазона напряжения сети.

Сейчас гораздо чаще используется аналоговый цифровой компаратор (Attiny/ Atmega 2313), у которого транзисторный ввод. У него вводный потенциал сигнала находится в диапазоне менее 0,3 Вольт и не поднимается выше. Устройство может быть также ультра быстрого типа (стереокомпаратор), благодаря чему входной сигнал меньше обозначенного диапазона, к примеру, 0,2 Вольта. Как правило, используемый диапазон ограничивается только конкретным входным напряжением.

Фото – Компаратор

Помимо простого прибора, также существует видеоспектральный компаратор на ОУ (операционном усилителе). Это прибор, у которого очень тонко сбалансирована разница входа и высокого сопротивления сигнала. Благодаря такой характеристики, операционный компаратор используется в низкопроводимых схемах с небольшим вольтажем.

Фото – схема компаратора

В теории, частотный операционный усилитель работает в конфигурации с открытым контуром (без отрицательной обратной связи) и может быть использован в качестве компаратора низкой производительности. Но при этом, не инвертирующий вход (+ V) находится на более высоком напряжении, чем на инвертирующий (V-). Высокое усиление, выходящее из операционного усилителя, провоцирует выход низкого напряжения на входе в устройство.

Когда неинвертирующий вход падает ниже инвертирующего входа, выходной сигнал насыщается при отрицательном уровне питания, то он все равно может проводить импульсы. Выходное напряжение ОУ ограничивается только напряжением питания. Принципиальная электрическая схема ОУ работает в линейном режиме с отрицательной обратной связью, с помощью сбалансированного сплит-источника питания (питание от ± V S ). Многие приборы, работающие с компаратором, также имеют свойство фиксировать полученные данные при помощи видео-, фото- или документальной записи. Эти электронные принципы не работают в системах, где используются разомкнутые контуры и низкопроводящие элементы.

Фото – простой компаратор

Но у компараторного усилителя существует несколько существенных недостатков:

  1. Операционные усилители предназначены для работы в линейном режиме с отрицательной обратной связью. Но при этом, ОУ имеет более длительный режим восстановления;
  2. Почти все операционные усилители имеют конденсатор внутренней компенсации, который ограничивает скорость нарастания выходного напряжения для высокочастотных сигналов. Исходя из этого, данная схема немного задерживает импульс;
  3. Компаратор не имеет внутреннего гистерезиса.

Из-за этих недостатков, компаратор для управления различными схемами, в большинстве случаев, используется без усилителя, исключением является генератор.

Компаратор предназначен для производственных процессов с ограниченным выходным напряжением, которое легко взаимодействует с цифровой логикой. Поэтому его часто используются в различных термических приборах (терморегулятор, реле температуры). Также его применяют для сравнения сигналов и сопротивлений таких устройств, как таймер, стабилизатор и прочая схемотехника.

Фото – аналоговый компаратор

Видео: компараторы

Индикатор переменного напряжения 220 В

Рассмотрим первый, наиболее простой вариант индикатора сети на светодиоде. Его применяют в отвертках для нахождения фазы 220 В. Для реализации нам понадобится:

Светодиод (HL) вы можете выбрать абсолютно любой. Характеристики диода (VD) должны быть ориентировочно такими: прямое напряжение, при прямом токе 10-100 мА – 1-1,1 В. Обратное напряжение 30-75 В. Резистор (R) должен иметь сопротивление не меньше 100 кОм, но и не больше 150 кОм, иначе просядет яркость свечения индикатора. Такое устройство можно самостоятельно выполнить в навесной форме, даже без использования печатной платы.

Метка: LM317T

Предлагаемый несложный стабилизатор с регулируемым в широких пределах выходным напряжением и токовой защитой может быть использован как в одноканальных, так и в многока­нальных лабораторных источниках питания.

Выходное напряжение стабилизатора можно регулировать от 3 до 27 В, Наибольший ток нагрузки — 3А. Его прототипом послужил стабилизатор, описанный в статье А.

Уварова “Лабо­раторный источник питания” (“Радио­конструктор”, 2001, …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/35226

В радиолюбительской практике в быту и на работе иногда возникает необходимость в резервировании питания различных устройств.

Речь не идет об источниках бесперебойного питания (НРБ), а об аварийном освещении, устройствах охранной сигнализации, любительских метеостанциях, рекламных щитах, радиолюбительских репитерах, туристических палатках, т.е.

в устройствах и системах, где в качестве резервного или основного питания применяется аккумулятор без преобразования …

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/23888

Здесь представлена схема регулируемого источника питания 1.2 – 36В, 5А  (Рис.1). Рис.1. Принципиальная схема Основные элементы – транзистор Дарлингтона TIP147 PNP (Рис.2 ) и линейный регулируемый стабилизатор положительного напряжения LM317 (Характеристики LM317 представлены в таблице 1). Рис.2. Цоколевка транзистор Дарлингтона TIP147

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/12584

Для управления напряжением используется потенциометр, который подключается к соответствующему разъему на плате. Напряжения поступает на диодный мост выпрямителя (напр.

4 шт 1N4007), конденсатор (1000 мкФ) и так далее, достаточно только подключить выход трансформатора источника переменного тока

Важно, входное напряжение не должно …. Читать далее

Читать далее

Постоянная ссылка на это сообщение: http://meandr.org/archives/10314

Один из важных узлов радиоэлектронной аппаратуры – стабилизатор напряжения в блоке питания. Еще совсем недавно такие узлы строили на стабилитронах и транзисторах.

Общее число элементов стабилизатора было довольно значительным, особенно если от него требовались функции регулирования выходного напряжения, защиты от перегрузки и замыкания выхода, ограничения выходного тока на заданном уровне. С появлением специализированных микросхем ситуация …

Читать далее

Аналоги

Аналогами LM358 можно считать микросхемы в которых указываются идентичные характеристики. К таким относятся: LM158, LM258, LM2904, LM2409. Эти микросхемы незначительно отличаются от описываемой своими тепловыми параметрами и подойдут в качестве замены для большинства проектов.

Для ее замены можно использовать: GL 358, NE 532, OP 04, OP 221, OP 290, OP 295, OPA 2237, TA7 5358-P, UPC 358C, AN 6561, CA 358E, HA 17904. Отечественные аналоги lm358: КР 1401УД5, КР 1053УД2, КР 1040УД1.

Для замены также может подойти аналог по электрическим параметрам, но уже c четырьмя ОУ в одной микросхеме — LM324.

Принцип работы

Для того, чтобы продемонстрировать, как работает быстродействующий компаратор с гистерезисом, нужно взять схему с двумя выходами.

Фото – схема работы компаратора

Схема включения, по которой можно понять принцип работы компаратора, показана выше. Используя аналоговый сигнал во + входе, именуемым «неинвертируемым», и выходе, который называется под названием «инвертируемый», устройство использует два аналогичных разнополярных сигнала. При этом если аналоговый вход больше, чем аналоговый выход, то выход будет «1», и это включит открытый коллектор транзистора Q8 на эквивалентной схеме LM339, которую нужно включить. Но, если вход находится на отрицательном уровне, то сигнал будет равняться «0», из-за чего, коллектор будет находиться в закрытом виде.

Читать также: Какой karcher выбрать для дома

Практически всегда двухпороговый или фазовый компаратор (например, на транзисторах, без усилителя) воздействует на входы в логических цепях, соответственно, работает по уровню определенной сети питания. Это своеобразный элемент перехода между аналоговыми и цифровыми сигналами. Такой принцип действия позволяет не уточнять определенность или неопределенность выходов сигналов, т. к. компаратор всегда имеет некий захват петли гистерезиса (независимо от её уровня) или окончательный коэффициент усиления.

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».

Аналоги LM358

Полные аналоги LM358 от разных производителей NE532, OP04, OP221, OP290, OP295, OPA2237, TA75358P, UPC358C. Для LM358D — KIA358F, NE532D, TA75358CF, UPC358G.

Вместе с LM358 выпускается большое количество похожих операционных усилителей. Например LM158, LM258, LM2409 имеют аналогичные характеристики, но разный температурный диапазон работы.

ТипМинимальная температура, °CМаксимальная температура, °CДиапазон питающих напряжений, В
LM158-55125от 3(±1,5) до 32(±16)
LM258-2585от 3(±1,5) до 32(±16)
LM35870от 3(±1,5) до 32(±16)
LM358-4085от 3(±1,5) до 26(±13)

Если диапазона 0..70 градусов не хватает, то стоит применить LM2409, однако следует учитывать что у неё диапазон питания уже:

Кстати если нужен только один операционный усилитель в компактном 5 выводном корпусе SOT23-5 то вполне можно применить LM321, LMV321 (аналоги AD8541, OP191, OPA337). Наоборот, если нужно большое количество рядом расположенных операционных усилителей, то можно применить счетверенные LM324 в 14 выводном корпусе. Можно вполне сэкономить пространство и конденсаторы по цепям питания.

Маркировка

Префикс LM сначала использовался при маркировке общего назначения компанией National Semiconductor. Цифры “358” это ее серийный номер. В 2011 году эта компания была приобретена другим производителем электроники Texas Instruments. С этого года префикс “LM” является кодом производителя Texas Instruments, но несмотря на это, этот код используют и другие производители при маркировке своей продукции. Микросхемы LM358, LM358-N и LM358-P имеют одинаковые технические параметры. У большинства компаний-производителей символами “-N” , “-P” обозначаются пластиковые корпуса PDIP.

В технических описания встречается такие виды: LM358A, LM358B, LM358BA. Так указывается версии следующего поколения промышленного стандарта LM358. Устройства «B» могут быть доступны в более современных микрокорпусах TSOT и WSON.

Оцените статью:

характеристики и описание принципа действия, использование схем сравнения напряжения

В электронных приборах часто можно встретить различные интегральные микросхемы. Одной из них является компаратор. Его применение очень обширно: начиная от сигнализационных датчиков и заканчивая промышленной и автомобильной электроникой. Зная, как работает компаратор, можно самостоятельно собрать различные интересные схемы, например, зарядное устройство, индикаторный узел или даже генератор.

Описание и схемотехника

Несмотря на кажущуюся простоту, компаратор — куда более интересное устройство, чем может показаться на первый взгляд. В электронике им называют логическую микросхему, предназначенную для сравнения между собой двух электрических сигналов, подающихся на его вход. В зависимости от результатов этого измерения изменяется режим работы прибора.

Термин «компаратор» произошёл от латинского слова «comparare», что дословно переводится на русский язык как сравнивать. Конструктивно устройство может выпускаться в различных корпусах, например, DIP, SOIC, SSOP. Простейшего вида сравнивающий элемент имеет два аналоговых входа и один цифровой выход. В основе его работы лежит дифференциальный каскад, имеющий высокий коэффициент усиления. Поэтому компараторы широко используются в оборудовании, предназначенном для измерения или преобразования аналогового сигнала в цифровой (АЦП).

На схемах и в технической литературе графически устройство обозначается в виде равнобедренного треугольника с тремя выводами. С одной стороны выводы подписываются знаками «+» и «», соответственно обозначающими неинвертирующий вход и инвертирующий, а с другой — изображается выход, который маркируется символом Uout.

Когда на прямом входе («+») микросхемы уровень сигнала будет больше, чем на инверсном («»), то на её выходе образуется устойчивое значение. В зависимости от схемотехнического решения компаратора это значение может принимать вид логического ноля или единицы. В цифровой электронике за единицу считается сигнал, уровень напряжения которого составляет пять вольт, а за ноль принимается его отсутствие. То есть состояние выхода устройства определяется как высокое или низкое. Но на практике же за логический ноль принимается значение разности потенциалов до 2,7 В.

Один из входных сигналов, подаваемых на прибор, называется опорным или пороговым напряжением. Именно с этим значением и сравнивается величина сигнала на втором входе. Опорное напряжение может подаваться как на инверсный, так и прямой вход. В зависимости от этого компараторы называются инвертирующими или неинвертирующими. Когда прибор работает с одним опорным напряжением, его называют однопороговым, а если с разным — многовходовым.

Характеристики прибора

По сути, устройство можно рассматривать как простой вольтметр или АЦП. Компаратор, как и любой электронный прибор, имеет ряд технических характеристик, которые можно разделить на два вида: статические и динамические.

К статическим параметрам относятся следующие характеристики:

  1. Предельная чувствительность обозначает пороговые величины сигнала, которые прибор идентифицирует на входе и изменяет потенциал своего выхода на логический ноль или единицу.
  2. Величина смещения определяется передаточным моментом устройства относительно идеального положения.
  3. Входной ток — максимальное его значение, которое может пройти через любой вывод, не повредив устройства.
  4. Выходной ток — значение тока, появляющееся на выходе при переходе устройства в состояние единицы.
  5. Разность токов — это величина, находимая при вычитании значений токов, протекающих при закороченных входах.
  6. Гистерезис — разность уровней входного сигнала, приводящая к изменению устойчивого состояния на выходе.
  7. Коэффициент снижения синфазного сигнала определяется отношением синфазного и дифференциального сигнала, приводящим к переключению режима работы компаратора.
  8. Входной импеданс — полное сопротивление входа.
  9. Минимальная и максимальная рабочая температура — диапазон, в котором технические параметры устройства не изменяются.

Важной же динамической характеристикой является время переключения tn. Она определяется интервалом времени от начала сравнения входного сигнала до момента, при котором на выходе компаратора наступает противоположное устойчивое состояние. Это время определяется при одном значении порогового напряжения и его скачке на противоположном входе. Этот интервал времени разделяется на две части — задержки и нарастания.

Все значимые параметры компаратора представляются в виде переходной характеристики. Это график в декартовой плоской системе координат, в которой по оси Х указывается время в наносекундах, а Y — входное и выходное напряжение в вольтах.

Устройство и принцип работы

Схемотехника устройства построена на базе дифференциального операционника с довольно большим коэффициентом усиления. Её различия с простым линейным усилителем заключаются в выполнении входного и выходного каскада.

Вход устройства выдерживает сигнал в широком диапазоне до значений источника питания и полный интервал синфазных напряжений. Выход компаратора совместим с технологиями ТТЛ и ЭСЛ из-за возможности выполнения этого каскада на транзисторе с открытым коллектором. При работе устройства не используется отрицательная обратная связь как в операционном усилителе, а, наоборот, выход охватывается положительной связью, формирующей гистерезисную передаточную характеристику.

Двухпороговый компаратор называется триггером Шмита или троичным. Для сравнения в нём используется два напряжения. Сигналы в двоичном компараторе разделяются на три диапазона:

  1. Urf2 > Urf1;
  2. Uout1 = 0 при Uin < Uref1 или Uout1 = 1, если Uin > Uref1;
  3. Uout2 = 0 при Uin < Uref2 или Uout1 = 1, если Uin > Uref2.

Uref — напряжение нижнего и верхнего порогов переключения, Uout — уровень выходного сигнала, Uin — напряжение на входе прибора.

Внутренняя схема устройства представляет собой усилитель, собранный на транзисторах VT1-VT2, который нагружен каскадом VT5-VT6, включённым по схеме с общим эмиттером. Через дополнительный ключ VT4 происходит управление коллекторным режимом работы входного сигнала. А через транзистор VT7, работающий в диодном режиме, контролируется уровень сигнала на VT8, что позволяет добиваться его независимости от изменений напряжения питания. Ключи VT5 и VT6 соединяются со стабилитроном VD1. Поэтому через повторитель VT8 входной сигнал поступает на выход с коллекторного вывода VT6.

Если входной сигнал не превышает один вольт, то транзистор VT6 закрыт, а VT5 находится в режиме насыщения. Выходной сигнал не сможет превысить четырёх вольт, так как при большей величине откроется диод. При обратном знаке VT6 насытится, и напряжение на выходе станет равным нулю. В современных устройствах используется стробирующий выход или триггеры-защелки, то есть элементы, контролирующие выход компаратора при обнаружении синхроимпульса. Результаты сравнения могут появляться в двух видах: во время строба или в паузах между импульсами.

Простые конструкции

На практике компараторы напряжения нашли широкое применение в радиоэлектронных схемах различного направления. В радиомагазинах можно встретить довольно большое количество различных микросхем. Но наиболее часто используемыми микросхемами среди радиолюбителей являются:

  • LM311;
  • К554СА3;
  • LM339;
  • MAX934.

Они доступны в продаже, а их стоимость более чем демократична. Такие компараторы отличаются широким диапазоном входного напряжения и могут работать при однополярном и двуполярном питании.

К выходу устройства может подключаться любая нагрузка с током потребления, обычно не превышающим 50 мА. Это может быть реле, резистор, светодиод, оптрон или любые исполнительные устройства, но с ограничивающими ток элементами. А также возможно подключить и индуктивную нагрузку, но она обычно в этом случае шунтируется диодами. Для работы устройства применяются источники питания с выходным напряжение 5−36 вольт.

Фотореле контроля

Такое реле собирается навесным монтажом. Его можно использовать в охранной системе или для контроля уровня освещённости. Работа схемы заключается в следующем. Входное напряжение поступает на делитель, состоящий из R1 и фотодиода VD3. Их общая точка соединения через ограничительные диоды VD1 и VD2 подключается к входам компаратора DA1. В результате этого разница потенциалов на входе устройства отсутствует, а значит, и чувствительность прибора максимальная.

Для того чтобы сигнал на выходе инвертировался, понадобится создать разницу на входе всего в один милливольт. Из-за того, что к инверсному входу подключён конденсатор С1 и резистор R1, величина напряжения на нём будет возрастать с небольшой задержкой, равной времени заряда конденсатора.

Но этого времени хватит, чтобы на выходе появилась логическая единица, которая перестроит режим работы реле подключённого в качестве нагрузки. Как только освещение опять поменяется, ситуация повторится. Таким образом, направив фотореле на какое-то место, в случае изменения его освещённости на входах компаратора появится разность напряжения. Соответственно будет изменяться и работа реле, к которому может подключаться различного рода нагрузка.

Зарядный блок

Выполненный блок питания из исправных элементов начинает работать сразу. Его настройки сводятся лишь к установке номинального тока заряда и порогов срабатывания компаратора. При включении устройства загорается зелёный светодиод, обозначающий подачу питания. Во время зарядки должен же постоянно светиться красный светодиод, который потухнет, как только аккумулятор зарядится.

Подаваемое напряжение от блока питания регулируется R2, а ток зарядки выставляется R4. Настройка происходит с помощью резистора на 150 Ом, включающегося параллельно контактам держателя батарейки. Сам аккумулятор в него не ставится. Транзистор VT1 устанавливается на радиатор, вместо него можно использовать аналог КТ814Б.

Такую схему придётся собирать на печатной плате, но в итоге её размер не должен превысить 50 х 50 мм.

Можно собрать схему попроще, используя принцип работы стабилизатора тока. Подача опорного напряжения на вход LM358 происходит через стабилитрон. Второй вход микросхемы подключается после датчика тока. Если к выходу компаратора подключить разряженный аккумулятор, то в цепи начнёт возрастать ток, а часть напряжения упадёт на низкоомном резисторе.

Между двумя входами микросхемы возникнет разность напряжения. Схема начнёт компенсировать это различие, увеличивая силу тока на выходе. В процессе заряда аккумулятора напряжение на входе начнёт уменьшаться, что приведёт к снижению тока в цепи. Как только батарея зарядится, транзистор VT1 закроется и нагрузка отключится. Ток заряда же ограничивается с помощью изменения сопротивления R1.

Кварцевый генератор

Такой генератор прямоугольных импульсов, собранный по схеме на отечественном компараторе K544C3, работает на тактовой частоте 32768 Гц. Схема будет работоспособной в диапазоне входного напряжения от 7 до 11 вольт. Частота задаётся кварцем ZQ1, но для работы устройства свыше 50 кГц понадобится уменьшить сопротивление R5 и R6.

При замыкании второго вывода с нулевым проводом выход компаратора оказывается включённым по схеме с открытым коллектором, в которой R7 является нагрузкой. Подстройка частоты выполняется с помощью C1. За счёт резистора R4 происходит автозапуск генератора. Изменяя сопротивление R2, меняется скважность импульсов.

Подбирая ёмкости С1 и С2, генератор можно использовать как бесконтактный датчик жидкости. В качестве детектора для этого понадобится использовать микроконтроллер с программным обеспечением. Хотя можно применить и ещё один компаратор, который будет регистрировать изменения, выпрямленного диодами напряжения.

Таким образом, компаратор напряжения предназначен для сравнения уровней сигналов на своих входах. Если они начинают различаться, то в зависимости от этой разности выход устройства изменяет своё состояние. Этим их свойством и пользуются разработчики, конструируя различные электроприборы.

Конфигурация выводов

, технические характеристики, принципиальная схема и приложения

LM311 IC — это один из видов интегральных схем, который может быть построен с одним компаратором. Эта микросхема в основном используется для сравнения входных напряжений и определения наилучшего значения. На основе этой концепции может быть сделан только электронный выбор. Таким образом, компаратор может использоваться для построения различных электронных схем, поэтому эта ИС играет важную роль во многих схемах. Прежде чем приступить к разработке схемы на основе LM311, мы должны знать о распиновке IC LM311, чтобы мы могли знать основную функцию каждого вывода в IC.В этой статье обсуждается, что такое LM311IC? Конфигурация контактов, принципиальная схема и приложения.

О микросхеме LM311?

По сути, LM 311 IC — это один из видов компаратора напряжения с высокой скоростью. Рабочее напряжение этой ИС колеблется от -15 до 15 вольт. Эта ИС также может работать с напряжением 5 В для логических систем. Уровни выхода ИС имеют логику MOS или схемы уровней совместимости TTL, RTL, DTL. Эту ИС можно использовать для управления соленоидами, лампами, реле и т. Д. Однако, по сравнению с другими операционными усилителями, выводы ИС LM311 отличаются.


Интегральная схема LM311

Конфигурация выводов микросхемы LM311

Конфигурация выводов микросхемы LM311 обсуждается ниже.

Конфигурация выводов LM311
  • Pin1 (Emit Out): этот вывод является выводом эмиттера выходного транзистора.
  • Pin2 (IN +: неинвертирующий вход): на вывод IN + компаратора можно подавать переменное напряжение для сравнения напряжений.
  • Pin3 (IN-Inverting Input): на IN-контакт можно подать заданное напряжение, которое контрастирует с неинвертирующим входом.
  • Pin 4 (VCC-) Вывод заземления: Этот вывод GND может быть подключен к GND клемма системы
  • Pin5 (баланс): балансный контакт может использоваться для отключения напряжения смещения постоянного тока
  • Pin6 (строб / баланс): этот контакт в основном используется для отключения фазы o / p
  • Pin7 (коллектор Out): Этот вывод является выводом коллектора транзистора.
  • Вывод 8 (VCC +): Этот вывод обеспечивает рабочее напряжение операционному усилителю.Для IC LM311 рабочее напряжение до + 15В.

Характеристики и характеристики микросхемы LM311

Характеристики и характеристики микросхемы LM311 включают однополярное и двойное питание.

  • Раздельное питание микросхемы LM311 составляет от 5 В до 30 В
  • Двойное питание этой микросхемы составляет от — ± 2,5 В до ± 15 В
  • Максимальный ток этой микросхемы составляет 7,5 мА
  • Один источник питания двух операционных усилителей позволяет стабильная работа
  • Диапазон допустимой нагрузки до 50 В и 50 мА
  • Эта ИС может управлять большинством нагрузок TTL и MOS.
  • Вывод может быть изолирован от заземления системы

Пакеты LM311 с размерами

Пакет может быть определен как различные модели устройств, и они используются для разделения самых последних продуктов по сравнению с предыдущими.Каждый пакет может иметь разные размеры, чтобы их было просто различать. Пакеты LM311 с размерами показаны ниже.

Пакеты

Номер детали Размеры (единицы)

SO (8)

LM311PS

6.2X5.3 мм

SOIC (8)

LM311D

4,9 X 3,91 мм

PDIP (8)

LM311P

9.8 X 6,35 мм

LM311PW TSSOP (8)

3 X 4,4 мм

Схема микросхемы LM311

Схема LM311 IC, а именно схема ночного освещения при работе, обсуждается ниже. Эта схема может быть построена с несколькими электронными компонентами, включая LM311 IC, фоторезистор, резисторы 33 кОм и 220 Ом, потенциометр, светодиод и источник питания постоянного тока. Таким образом, используя эти компоненты, можно спроектировать эту базовую схему.

Основная функция этой цепи ночного освещения заключается в том, что светодиодный индикатор горит ночью, а светодиод гаснет утром. Цепью можно управлять с помощью потенциометра в двух ситуациях.

LM311 IC принципиальной схема

Этой ночь схема света рядом сравнивает опорное напряжение через генерируемое напряжение от делителя напряжения среди резистора 33 кОм, а также фоторезистора. Эта концепция очень проста. Когда фоторезистор обнаруживает яркий свет, его сопротивление падает ниже 30 кОм.Таким образом, большая часть напряжения будет передана на резистор 33 кОм, а оставшееся напряжение будет подаваться на фоторезистор.

Таким образом, напряжение, которое генерируется из делителя напряжения может быть низким, чем опорное напряжение. Таким образом, вывод можно притянуть к земле, то есть светодиод не получит питания. Но в ночное время сопротивление фоторезистора очень велико, поэтому большая часть напряжения передается на него. Таким образом, генерируемое напряжение от делителя напряжения цепи будет больше опорного напряжения.Таким образом, выход может быть выведен далеко над землей на Vcc, а также загорится светодиод.

Приложения LM311 IC

Приложения LM311 IC в основном включают следующее.

Итак, это все о паспорте IC LM311. Эта ИС имеет два входа, как еще один операционный усилитель, а именно инвертирующий вход, а также неинвертирующий вход. В типичных операционных усилителях контакт 2 является инвертирующим входом, а контакт 3 — неинвертирующим входом. Однако в IC LM311 входы перевернуты, например, контакт 2 является неинвертирующим входом, а контакт 3 является инвертирующим входом.Вот вам вопрос, каковы ключевые особенности микросхемы LM311?

Источник изображения: Конфигурация микросхемы и выводов LM311

Распиновка, конфигурация, примеры, приложения и функции LM311

LM311 — это специально разработанный высокоскоростной дифференциальный компаратор , отвечающий за сравнения напряжений . Рабочее напряжение питания может быть от -15 до +15 В для OP-AMP. Это напряжение составляет 5 В, если LM311 должен использоваться для логических операций. Совместимость выхода LM311 со схемами TTL и MOS весьма хороша. LM311 можно использовать для управления реле и лампами. При токе 50 мА можно переключать до 50 В.

Изоляция системного заземления от всех выходов и входов — одна из ключевых особенностей LM 311. Функциональность балансировки смещения наряду с возможностью стробирования легко возможна. Доступные корпуса LM311: 8-контактный SO, 8-контактный SOIC, 8-контактный PDIP и 8-контактный TSSOP.Входной ток LM311 примерно в тысячу раз меньше, чем у его стандартных аналогов. Диапазон рабочих температур от 0 до 70 ° C.

Описание выводов LM311

LM311 выпускается в корпусах с 8 выводами SO, 8 выводами SOIC, 8 выводами PDIP и 8 выводами TSSOP. Распиновка 8-контактных корпусов показана на рисунке:

.

ИС эквивалентных операционных усилителей

LM211, LM111

Детали конфигурации контактов

PINS Подробности
1 (EMIT OUT) Этот вывод предназначен для получения выходного сигнала на компараторе эмиттера
2 (IN + неинвертирующий вход) Этот контакт предназначен для подача неинвертирующего входного напряжения
3 (IN- Inverting Input) Этот вывод предназначен для подачи инвертирующего входного напряжения
4 (Vcc-) Этот вывод предназначен для подключения отрицательного конца напряжения питания
5 (BALANCE) Этот штифт для балансировки или регулировки
6 (BAL / STRB) Этот штифт для балансировки и регулировки стробоскопа
7 (COL OUT) Этот штифт является для получения выхода на коллектор-эмиттер
8 (Vcc +) Этот вывод предназначен для подключения положительного конца напряжения питания

LM311 Differential Com parator I Характеристики

Рабочие характеристики LM311 показаны как:

Параметры LM 311
Входное напряжение смещения (мВ) 7. 5
Входной ток смещения (нА) 300
Входной ток смещения (нА) 70
Диапазон входного синфазного напряжения (В) от -14,7 до 13,8
Большой усиление напряжения сигнала (В / мВ) 200
Форма тока питания Vcc + высокий выход (мА) 7,5
Форма тока питания Vcc- выход высокий (мА) -5
High Уровень (коллектор) Выходной ток утечки (нА) 50
Выходное напряжение низкого уровня (от коллектора к эмиттеру) (В) 1.5
Ток строба низкого уровня (мА) 3
Напряжение питания Vcc + (В) 18
Напряжение питания Vcc- (В) -18
Входное напряжение ( В) ± 15
Электростатический разряд (В) ± 500
Тепловое сопротивление перехода к окружающей среде (° C / Вт) 260-300
Дифференциальное входное напряжение (В ) ± 30
Короткое замыкание выхода на землю Продолжительность (с) 10
Температура вывода PDIP (пайка, 10 с) (° C) 57. 5
Диапазон рабочих температур свободного воздуха (° C) 70

Альтернативные варианты для операционного усилителя

LM324, NTE922, LM709, LM201, OP07,

Где и как использовать LM311

LM311 может работать в широком диапазоне напряжений от -15 В до + 15 В и от одного источника напряжения до 5 В для логики IC. Диапазон инвертирующего или неинвертирующего напряжения должен находиться в пределах диапазона входного синфазного напряжения. Неинвертирующее входное напряжение подается на контакт №.2 и инвертирующий на контакте № 3. Выводы № 5 и 6 предназначены для балансировки смещения и регулировки стробоскопа. Отрицательное напряжение питания постоянного тока подается на контакт №. 4 и положительный на контакте № 8. Если эти контакты не предполагается использовать, они либо замыкаются накоротко, либо остаются разомкнутыми. Оба условия приемлемы. Всегда рекомендуется не подключать стробоскоп напрямую к земле. Выходной сигнал получается на COL OUT, т.е. 7, а контакт № 1 заземлен. Для минимизации шума предполагается, что между питанием и землей должен быть установлен байпасный конденсатор.Этот конденсатор не подключается к выводу №. 4, если LM311 работает от одного источника питания. В этом случае он обычно заземлен. Упрощенная схема LM311 показана как:

Пример схемы LM311

В этом разделе мы увидим несколько примеров и использование этого дифференциального компаратора .

Пример детектора пересечения нуля

Одним из простейших приложений LM311 IC является схема детектора перехода через ноль, которая показана как:

Как вы знаете, как и в других компараторах, если напряжение на неинвертирующем входе больше, чем на инвертирующем терминале, выходной компаратор будет высоким.В противном случае на выходе будет низкий логический уровень. Мы можем использовать ту же концепцию для разработки схемы детектора перехода через ноль. На приведенной выше схеме мы подаем сигнал переменного тока на неинвертирующий вход и соединяем инвертирующий вход с землей. Когда сигнал на неинвертирующем входе достигает нулевого значения напряжения, величина напряжения становится равной на обоих входных контактах, и вы увидите импульс на выходе компаратора, как показано здесь:

Proteus Simulation

Off Set и пример стробирования

Смещение балансировки и стробирования возможно в случае LM 311.Этого можно легко достичь, используя следующие конфигурации схем.

Балансировка со смещением

Стробинг

LM311 Приложения

Применения LM311:

  • Свободно работающий мультивибратор
  • Детектор магнитного преобразователя
  • кварцевый генератор
  • Компаратор и привод соленоида
  • Низковольтное регулируемое напряжение питания
  • Логический драйвер MOS
  • Прецизионный квадрат
  • Изолятор цифровой передачи
  • Детектор положительного пика
  • Отрицательный пиковый детектор
  • Компаратор прецизионных фотодиодов
  • Драйвер реле со стробоскопом
  • Импульсный усилитель мощности
  • Модули управления кузовом
  • Бытовая техника

2D-диаграмма

LM311 datasheet загрузить

4 вещи, на которые нужно обратить внимание

I Введение

Устройства LM311 представляют собой одиночные высокоскоростные компараторы напряжения. Устройства предназначены для работы от широкого диапазона напряжений питания, включая источники питания ± 15 В для операционных усилителей и источники питания 5 В для логических систем. Уровни выходного сигнала совместимы с большинством схем TTL и MOS. Эти компараторы могут управлять лампами или реле и переключать напряжения до 50 В при 50 мА. Все входы и выходы могут быть изолированы от заземления системы. Выходы могут управлять нагрузкой относительно земли, V CC + или V CC — . Доступны возможности балансировки смещения и стробоскопа, а выходы могут быть подключены по схеме ИЛИ.Если строб низкий, выход находится в выключенном состоянии, независимо от дифференциального входа.

Каталог

II Меры предосторожности при использовании LM311

LM311 — широко используемый линейный компаратор, который широко используется в схемах сравнения и формирования, как показано на рисунке 1.

Рисунок 1. Принципиальная схема LM311

Однако LM311 часто имеет неожиданные проблемы в применении, то есть выходной импульсный сигнал не так идеален, как теоретический анализ.Вместо этого высокочастотные колебания возникают около переднего и заднего фронтов выходного импульса, как показано на рисунках 2 и 3.

Рисунок 2. Высокочастотное колебание перед выходным импульсом

Рисунок 3. Высокочастотные колебания после выходного импульса

Когда амплитуда входного сигнала Vi LM311 меньше, а частота ниже, высокочастотные колебания становятся более серьезными. Этот вид сигнала, содержащий высокочастотные колебания, не может использоваться напрямую.Это приведет к неправильному функционированию последующих цепей, например, при измерении частоты. Следовательно, на эту ситуацию нужно обратить внимание и постараться избежать или устранить высокочастотные колебания. Ниже дается краткий анализ причин колебаний и в то же время предложено несколько методов, позволяющих эффективно избегать колебаний на основе экспериментов.

Рисунок 4. LM311

Когда высокоскоростной компаратор используется для высокоскоростных входных сигналов и входных сигналов с низким импедансом источника, нормальный выходной отклик должен быть быстрым и стабильным.Однако, когда входной сигнал представляет собой медленно меняющийся сигнал или источник сигнала с высоким импедансом (1,0 кОм-10 кОм), компаратор может внезапно колебаться в точке порога сравнения, что вызвано высоким коэффициентом усиления и широкополосностью компаратора, и наличие помех также является одной из непосредственных причин этого колебания.

При применении, чтобы избежать такого рода колебаний и нестабильности, необходимо заранее тщательно продумать и принять общие меры.Ниже будет предложено несколько эффективных методов предотвращения и преодоления колебаний:

2,1 Выберите C компоненты R легко

Разумное устранение колебаний конструкции во многом связано с конструкцией . Выходной сигнал должен быть далеко от контакта входного терминала, а также должен быть далеко от двух сбалансированных контактов терминала, потому что обнаружение сигнала обратной связи или касание любого контакта может почти вызвать колебания.Если в компараторе используется резистор на входе, следует учитывать его положение и сопротивление. Сопротивление должно быть размещено рядом с основанием трубки, а общее значение сопротивления должно быть менее 10 кОм (или даже меньше), пожалуйста, обратитесь к соответствующему руководству при использовании.

Положительный и отрицательный источник питания должен добавить фильтрующий конденсатор 0,1 мкм, чтобы отфильтровать помехи источника питания, и поместить конденсатор рядом с контактом. Обращайтесь с двумя сбалансированными концами должным образом. Когда они не используются, их можно закоротить.Для конкретного использования вы также можете обратиться к соответствующему руководству.

2,2 Увеличение A mplitude of I nput S ignal

Величина амплитуды входного сигнала напрямую связана с колебаниями. Эксперименты показывают, что чем меньше амплитуда сигнала, чем ниже частота, тем больше вероятность возникновения колебаний. Ниже приводится простой анализ сделанных выше выводов.Если есть компаратор перехода через ноль, входной сигнал Vi = V0sinω0t. Наклон сигнала при t = 0 составляет:

Величина изменения напряжения за △ t времени равна: Vi = K · △ t = V0sinω0t, что показывает, что △ Vi пропорционально V0, ω0, то есть чем больше амплитуда входного сигнала, тем выше частота сигнала. Тогда за время t, чем дольше будет изменение амплитуды V, когда dvi / dt достаточно велико, входной сигнал быстро пересечет порог сравнения, чтобы достичь цели устранения колебаний.Поскольку диапазон входного напряжения компаратора, как правило, относительно широк (например: диапазон входного напряжения LM311 составляет ± 30 В), этот метод является наиболее простым и осуществимым.

Эксперимент доказывает, что до тех пор, пока амплитуда входного сигнала больше 0,7 В, эта конструкция может надежно работать в диапазоне 10 Гц ~ 60 кГц, продолжать увеличивать амплитуду напряжения, рабочий диапазон может быть расширен до низкой частоты. конец.

2,3 Добавить F фильтрация A устройств к O выход C омпаратор

Вытягивание резистора на выходе компаратора и подключение конденсатора с соответствующая мощность оказывает значительное влияние на фильтрацию и уменьшение колебаний.Емкость конденсатора следует определять исходя из опыта. Емкость конденсатора не должна быть слишком большой, иначе передний фронт выходного импульса будет ухудшаться. В ходе эксперимента было обнаружено, что этот отрицательный эффект особенно серьезен на более высоких частотах и ​​даже делает амплитуду импульса меньше, так что счетчик следующего каскада не может работать, ситуация показана на рисунке 5.

Рисунок 5. Амплитуда импульса на более высоких частотах

Следовательно, этот метод имеет определенные ограничения в применении, и разумный выбор емкости является ключом к применению этого метода. Конечно, изношенный фронт можно восстановить с помощью 74LS14 с помощью корректирующего эффекта. Отрицательный эффект этого метода заключается в смещении фронта исходного импульса назад. В этой конструкции принята емкость C = 0,01 мкм. В пределах диапазона, необходимого для системы, значение подтягивающего резистора, при котором схема может работать надежно, не может быть слишком большим. В этой конструкции R = 510 Ом.

2,4 Принять L Agging T echnology

В схеме сравнения, когда входной сигнал достигает уровня сравнения, компаратор должен быть немедленно реверсирован, но если измеренный сигнал накладывается при определенном уровне помех компаратор может колебаться около уровня сравнения, как показано на следующем рисунке (Рисунок 6-7).

Рисунок 6. Выходной сигнал обычного компаратора с переходом через нуль

Рисунок 7. Вывод с технологией задержки

Эффективным методом преодоления колебаний компаратора является использование технологии запаздывания, то есть добавление небольшого количества положительной обратной связи к его неинвертирующему концу. Уровень сравнения компаратора задержки больше не является одним уровнем, но имеет два уровня мощности, близких к исходному уровню сравнения. В общем, для схемы на рисунке 8 верхний уровень сравнения представлен как V + H , а нижний уровень сравнения представлен как V + L .

Рисунок 8. Схема с двумя уровнями

Напряжение гистерезиса можно регулировать с помощью R1 и R2. Пока △ V выбран правильно, явление колебаний схемы сравнения может быть устранено. Следовательно, способность к помехам значительно улучшается, но наличие уровня задержки △ V ухудшает чувствительность обнаружения. Следовательно, △ V не должно быть слишком большим, обычно R1≤R2. Для компаратора LM311 добавление гистерезиса 3 мВ устранит колебания в цепи.

Следовательно, при использовании LM311 надо внимательно относиться и относиться к нему отдельно. Только так мы сможем быть удобными при его использовании.


FAQ

LM311 — одноканальный компаратор. При использовании его, подключить опорное напряжение и напряжение сигнала по сравнению с его неинвертирующим и инвертирующим входные клеммы (штырьки 2 и 3), а его выход является результатом сравнения. Если вы хотите получить результат прямого выхода, контакт 7 подключен к положительному источнику питания, а контакт 1 — это выход.Если результат должен быть выведен в обратном направлении, контакт 1 заземлен, а контакт 7 является выходом с открытым коллектором.

LM311 — компаратор с одним напряжением, LM393 — с двойным напряжением. LM311 имеет ток нагрузки до 50 мА и напряжение 40 В. Он может управлять реле с минимальным напряжением питания 5 В.

Ток нагрузки LM393 составляет 16 мА, а минимальное напряжение составляет 2 В для одного источника питания.

Их функции такие же, и серия 1XX может использоваться в более суровых условиях.

Серия 3XX может использоваться только в коммерческой среде, обычно в соответствующем температурном диапазоне устройства.

Цена 1хх намного дороже 3хх.

Функция балансировки зеркального тока обратной цепи реализуется подключением потенциометра посередине. В дополнение к функции баланса, 6-контактный вывод также имеет функцию стробирования, а 6-контактный вывод может быть заземлен через схему управления транзистором для вывода строба.

  • В чем разница между двойным источником питания компаратора напряжения lm311 и одним источником питания?

Все компараторы представляют собой выходы с открытым коллектором, без сопротивления нагрузки, они не могут выдавать сигналы напряжения.

Двойные блоки питания могут обнаруживать сигналы ниже нуля, а одиночные блоки питания могут обнаруживать только сигналы выше 0.

  • Может ли компаратор lm311 питаться от двухпозиционного пятивольтового источника питания с положительным и отрицательным напряжением ?

Конечно, LM311 может питаться от двойного источника питания ± 5 В. Его требование для рабочего источника питания состоит в том, чтобы разница напряжений между положительным и отрицательным источником питания (или напряжением одного источника питания) составляла не менее 3,5 В, а максимальное — 30 В, если оно находится в этом диапазоне.

Калькулятор гистерезиса Lm311 загрузить

Калькулятор гистерезиса Lm311 загрузить

Приводятся аргументы в пользу того, что опережение и откат являются дискретными событиями, имеющими разную энергию активации. Я пытаюсь получить значения гистерезиса профиля силы и отступа от afm.Компаратор LM311 с гистерезисной электронной схемой. Земля для этого транзистора находится на выводе 1, а выход с открытым коллектором — на выводе 7. Привет, каково значение гистерезиса напряжения в триггере Шмитта. Как построить схему компаратора напряжения с lm311. Может кто-нибудь подскажет, какое значение попробовать и подтвердить. Исходя из моих знаний о петлях магнитного гистерезиса, у меня есть предложение по анализу ваших данных. Он сравнивает эти входные напряжения и определяет, какое из них больше.

В некоторых сложных ситуациях кривые могут быть настолько близкими, что их почти невозможно различить, или линейность настолько плохая, что просто снижает величину гистерезиса.Руководство по добавлению дополнительного гиперезиса к компараторам Maxim Integrated. Вот пример схемы, которую я пытаюсь построить в системе 12 В постоянного тока, так что я уже заполнил это. Гистерезис Компаратор калькулятор авторы данного калькулятор будет вычислять коэффициент сопротивления R1R2 и опорное напряжение для заданных высоких и низких пороговых значений для кривых гистерезисов или пороговых значений, указанных опорного напряжение и соотношение резистора. Стандартные компараторы, такие как lm2903 и lm311, имеют выходы с открытым коллектором.Например, если температура выше заданного значения, выключите источник тепла. Они также предназначены для работы в более широком диапазоне питающих напряжений. Схемы сравнения образцов с инструментом проектирования гистерезиса. Я много раз видел, как выход этих компараторов связан с vcc подтягивающим резистором e. Одиночные компараторы Lm211, lm311 могут работать от одного источника питания 5 шт.

Стандартное системное требование — использовать результат простого a vs. Я построил петлю гистерезиса в начале координат, но я не знаю, как рассчитать эта петля гистерезиса.Внутренний гистерезис помогает компаратору избегать колебаний из-за небольшого количества паразитной обратной связи. Задача звучит достаточно просто: возьмите синусоиду 60 или 50 Гц из линии электропередачи и преобразуйте ее. Хотя я стараюсь, чтобы информация на этом сайте была точной, я всего лишь человек и иногда делаю ошибки. Вам понадобится много точек, по крайней мере, 100, если возможно для одной петли. Инструмент поиска сети компаратора используется для поиска набора значений резисторов в цепи инвертирующего компаратора, которая обеспечивает требуемые пороговое напряжение переключения и гистерезис.В электронике компаратор — это устройство, которое сравнивает два напряжения или тока и выводит a. Схема компаратора lm311 с номерами контактов показана на схеме ниже. Резистор lm317 и схемотехника вычислителя напряжения.

Hysteresis — это универсальный процессор эффектов, предназначенный для электронных музыкантов и звукорежиссеров. Контроллеры температуры Panasonic имеют функцию pid для расчета соответствующей реакции счетчика на колебания в процессе. Lm317 — регулируемый стабилизатор напряжения, который принимает входное напряжение 3 40 В постоянного тока и обеспечивает фиксированное выходное напряжение 1.Калькулятор неинвертирующего триггера Шмитта. Теория инвертирующего триггера Шмитта. Lm111n, lm211n и lm311n имеют напряжение lm211nis, идентичное lm111n, за исключением того, что компараторы имеют входные токи, близкие к их характеристикам, превышающим a. Я думаю, мне нужно добавить резистор обратной связи, чтобы добавить гистерезис.

Используйте эту утилиту, чтобы найти оптимальные резисторы для цепи гистерезиса из последовательности резисторов. Лист данных дифференциальных компараторов lm111, lm211, lm311. Проблема с форумом электроники компаратора напряжения lm311.Программа моделирования ltspice, которую можно загрузить бесплатно, также присоединяйтесь к группе пользователей yahoo lts для ознакомления с примерами и т. Д. Эта страница представляет собой веб-приложение, которое проектирует схему компаратора с гистерезисом. Расчет гистерезиса силового профиля Matlab отвечает. Компаратор напряжения lm311 может также использоваться для этих приложений и также имеет ряд уникальных особенностей. Введите значения резисторов r1 и r2 в калькуляторе lm317 ниже, чтобы рассчитать выходное напряжение, или вы можете ввести целевое выходное напряжение и r1 и вычислить требуемое значение резистора r2.Выйдет ли из строя датчик положительного давления, если к нему приложена нагрузка. Этот калькулятор вычисляет коэффициент сопротивления R1R2 и опорное напряжение для заданных высоких и низких пороговых значений для кривого гистерезиса, или пороговых значений. Lm111 составляет от 55c до 125c, для lm211 — от 40c до 85c, для lm211q — от 40c до 125c, а для lm311 — от 0c до 70c.

Поэтому я советую вам проверить любую информацию, прежде чем использовать ее для чего-либо важного. Расчеты гистерезиса операционных усилителей и конструктивные соображения.Как я могу рассчитать область гистерезиса при циклической нагрузке. Устранение нестабильности компаратора с помощью аналоговых устройств с гистерезисом. Lm311 ваша проблема в том, что lm311 имеет коэффициент усиления разомкнутого контура прибл. Настройка гистерезиса для работы приложения компаратор примечание без гистерезиса, когда входной сигнал и Vref опорного напряжения почти равны, превышающие пороговое значение из-за шума или других причин будет дестабилизировать выход. Здесь я сконцентрируюсь на примерах, не представленных в моем руководстве по примерам схем компаратора.Другими словами, компаратор напряжения операционного усилителя сравнивает значения двух входов напряжения и определяет, какое из двух является наибольшим. Вы можете использовать lm339, я буду симулировать эту схему с lm339 и выложить ее. Я хочу поблагодарить Роба Пейсли за его тяжелую работу и. Как я могу рассчитать площадь петли гистерезиса по происхождению. Введение в компараторы, их параметры и основы. Расчет гистерезисных потерь мощности во всех схемах.

Компараторные микросхемы lm339, lm393 и lm311 могут работать от одного или двух источников питания с максимальным напряжением до 32 В.Это означает, что выход будет качаться на одну или другую шину питания с минимальным входным уровнем прибл. Я немного запутался в том, как я включил во все это область петли гистерезиса. Добавление дополнительного гистерезиса к указанию по применению компараторов. Инвертирование случайных научных инструментов калькулятора триггера Шмитта. Гистерезис, плагин бесплатной задержки, скачать плагин гистерезиса. Чтобы предотвратить это, мы добавляем гистерезисный резистор между выходным контактом и чувствительным контактом операционного усилителя, чтобы на пределе отсечки операционный усилитель отключал свой выход и фиксировался в этом положении, и до тех пор, пока на входе считывающей подачи не будет действительно упал до небезопасного нижнего предела, когда гистерезис усилителя не может удерживать защелку,Хотя такой внутренний гистерезис и достаточен для предотвращения автоколебаний компаратора, он может быть легко подавлен любым внешним шумом большей амплитуды. Функция preisach рассматривается как произведение двух специальных одномерных функций, что позволяет аналитически оценить интеграл Эверетта.

Компаратор Lm311 с электрическими схемами цепи гистерезиса. Как я могу рассчитать площадь петли гистерезиса по исходной лаборатории. Stack overflow для команд — это личное и безопасное место, где вы и ваши коллеги можете найти и поделиться информацией.Вкратце, алгоритм pid включает три отдельных постоянных параметра. Дан вид гистерезиса краевого угла с точки зрения линии трехфазного контакта и кинетики движения линии контакта. Контроллер температуры — это устройство, которое вы можете использовать для обеспечения постоянной температуры в вашем процессе. Более того, входы устройства могут быть изолированы от заземления системы, пока. В Matlab реализованы модели гистерезиса типа Прейзач. Обычный метод добавления гистерезиса lm211, методы lm311, чтобы избежать, стандартная процедура заключается в добавлении гистерезиса к компаратору, чтобы предотвратить колебания, и чтобы избежать чрезмерной, обратной способности одиночных компараторов lm211, lm311 работать от одного источника питания. Компаратор с гистерезисом эталонного дизайна texas instruments.

На этой странице показано, как смоделировать буфер Шмитта с помощью hspice и построить петлю гистерезиса с использованием анализа медленных переходных процессов или постоянного тока, а не анализа постоянного тока, мы также можем использовать анализ переходных процессов с помощью. Гистерезис — это зависимость состояния системы от ее истории. Обработайте все, от ударных до синтезаторов, гитар, вокала и звуковых эффектов. Этот калькулятор вычисляет коэффициент сопротивления R1R2 и опорное напряжение для заданных высоких и низких пороговых значений для кривых гистерезисов или пороговых значений.Что вызывает это и что можно сделать, чтобы решить эту проблему. Шум во входном сигнале может привести к переходу входного сигнала выше и ниже порогового значения, вызывая нестабильный выходной сигнал. Столбцы 1 и 2 представляют собой x и y для входящего цикла, а столбцы 3 и 4 представляют выходной цикл. Графики одного компонента момента часто образуют петлю или кривую гистерезиса, где есть разные значения одной переменной в зависимости от направления изменения другой. Мы рассмотрим, как построить схему компаратора напряжения наиболее простым способом, используя микросхему компаратора lm311.Компараторы предназначены для сравнения этих напряжений. Если напряжение сигнала больше, чем в эталонном случае, то выходной сигнал компаратора качелей к верхней направляющей, и аналогично, если она меньше, он поворачивается к нижнему рельсу. Коммерческие компараторы, такие как одиночный компаратор lm311, lm339 quad. См. Таблицу максимальных характеристик для получения информации о безопасной рабочей зоне. Компаратор — это электронная схема, которая сравнивает напряжение сигнала с опорным напряжением.

Разница между этими двумя точками срабатывания называется гистерезисом.Гистерезис разработан в большинстве компараторов, обычно со значением от 5 мВ до 10 мВ. Компаратор операционного усилителя сравнивает один аналоговый уровень напряжения с другим аналоговым уровнем напряжения или некоторым предустановленным опорным напряжением, v ref, и выдает выходной сигнал на основе этого сравнения напряжений. В вашем случае из-за резистора в линии для контакта 3 происходит высокое включение светодиода. Например, магнит может иметь более одного возможного магнитного момента в данном магнитном поле, в зависимости от того, как поле изменялось в прошлом.Если вы обнаружите какие-либо ошибки, сообщите мне, чтобы я мог их исправить. Как построить схему компаратора напряжения с помощью lm311. Компаратор гистерезиса электронные продукты. На практике эту схему можно улучшить, включив диапазон напряжения гистерезиса, чтобы снизить ее чувствительность к шуму. Это означает, что он состоит из одного компаратора.

В этом примечании объясняется, как добавить гистерезис в некоторые общие схемы компаратора, обеспечивая повышенную помехоустойчивость и стабильность.Lm358 операционный усилитель lm358 в цепи компаратора монитор сердечного ритма lm324 lm358 компаратор lm311 гистерезис монитор сердечного ритма с использованием lm358 lm324 оконный компаратор напряжение датчика с использованием схемы lm358 компаратора низкого напряжения с использованием lm311 для текста. Страница калькулятора гистерезисного резистора на сайте akawa electric design vref — это напряжение питания. Замечания по применению Lm311 стабилитрон 102 lm311 бесплатно lm311dr2 lm211a текст. Время отклика указано для входного шага 100 мВ с 5.

275 1624 1308 357312 1192 1149 353 276319 1538 926 987 98 997 897 153263 1579 473 1199 680 506 639 1361 627 2 1598 369 1114 1083 520 831 1234 351 335 173 946 1180 1482 669 1434 1209 156 971

Звуковой триггер | Подробности | Hackaday.io

Я снова начинаю находить время для работы над интересными вещами, поэтому я возобновил работу над этим проектом. Раньше одним из препятствий на пути к успеху была потребность в быстрых фотозахватах большой площади для обнаружения летящих снарядов. Несколько ранних экспериментов не увенчались успехом, поэтому я вернулся к звуковому триггеру. Сегодня я построил простой прототип, и он, кажется, очень хорошо работает для обнаружения выстрелов из пневматического оружия. Вот плата (не показана батарея на 9 В с двойной липкой лентой, прикрепленная к задней части для питания).

Изначально при использовании звука я беспокоился о возможности ложного срабатывания — например, из-за шума затвора камеры. Несколько экспериментов с 10-метровым пистолетом-мишенью показали, что обычный электретный микрофонный капсюль выдает на выходе несколько вольт при размещении примерно в 20 см сбоку от дула. После этого я довольно быстро придумал остальную часть схемы. Вот схема:

Электретный микрофон (и его внутренний полевой транзистор) смещены с помощью резистора 22 кОм от источника питания от батареи 9 В.Уровень смещения был выбран для поддержания относительно низкого выходного напряжения покоящегося микрофона, поскольку волна давления от разряда пневматической пушки создает начальный положительный импульс. Этот выходной сигнал сравнивается с регулируемым опорным напряжением триммера в компараторе LM311. Выход компаратора запускает моностабильный усилитель 555 для подачи импульса 100 мкс на кабель 50 Ом через разъем BNC. На схеме не показан регулятор 78L05 для получения напряжения 5 В. Схема потребляет около 6 мА. Я уверен, что вы могли бы добиться большего с более современными деталями, но у меня были эти мармеладки (LM311 имеет код даты 1989 года), и я нахожусь на пике использования того, что у вас есть.

Получившаяся схема кажется очень надежной, постоянно срабатывает при выстрелах из пневматического оружия, но нечувствительна даже к самым громким хлопкам в ладоши, которые я могу сделать. Я не опасаюсь, что это сработает затвором камеры.

Вот формы сигналов на выходе микрофонного капсюля (желтый) и разъема BNC (голубой) при срабатывании относительно маломощного 10-метрового пистолета-мишени:

Выход микрофона насыщается с положительным отклонением более 5 В и временем нарастания около 11 мкс.Выходной импульс 100 мкс начинается примерно через 5 мкс после начала обнаруженного импульса. Это несколько изменится с настройкой порогового потенциометра. У этого конкретного пистолета начальная скорость составляет около 150 м / с, поэтому снаряд перемещается менее чем на 1 мм за эти 5 мкс.

Я встречал установки срабатывания, в которых начальная задержка вспышки изменялась путем перемещения датчика звука относительно дульного среза с использованием скорости звука в качестве механизма задержки. Думаю, лучше держать датчик на фиксированном расстоянии от дула и управлять задержками программно.

Уровень звука у микрофона очень высокий. Я не уверен, что он в конечном итоге будет поврежден, но его легко заменить.

Мне нужно подключить этот датчик к моему первому прототипу контроллера вспышки и попытаться сделать несколько покадровых фотографий летящих снарядов. На данный момент у меня есть прототип контроллера с одним выходом, так что циклов GIF пока нет 🙁

ТИ МЛМ311П

DtSheet
    Загрузить

ТИ МЛМ311П

Открыть как PDF
Похожие страницы
TI LF347N / PB
TI LF355
TI TLC3702QPWRQ1
TI LM348MX / NOPB
TI LF444ACN
TI LM397
TI LM2917-N
TI TLV3201AIDCKT
TI LM139-N
TI LMC6772QMM / NOPB
TI LM118-N
TI LM13700N / NOPB
TI LM10CWM
TI LM567CM / NOPB
TI LP324MTX / NOPB
OPA2333 HT
TI MLM324P
TLV170x 2. 2–36 В, компаратор питания microPower
TI LM321MF / NOPB
TI LMT90
Микроэнергия (50 мкА), нулевой дрейф, выход от Rail-to-Rail
LMD18200 3A, 55 В H-мост (Rev.F)

dtsheet © 2021 г.

О нас DMCA / GDPR Злоупотребление здесь

L-C метр

Измеритель L & C (на базе PIC16F84A)
Ни один уважающий себя экспериментатор в области электроники в наши дни не должен обходиться без измерителя индуктивности / емкости.
Есть несколько хороших дизайнов; Настоятельно рекомендую товар от «Электроника — поделки» в Нью-Йорке.
Если у вас есть потребность в таком устройстве, я предлагаю вам немедленно купить их!
Хорошее соотношение цены и качества, компактный, простой в использовании и т. Д.
Вам нужен веб-сайт:

«electronics — DIY.com»

Кроме того, они также будут поставлять различные секции, чтобы экспериментатор мог построить свой собственный
. Именно это я и сделал, я купил предварительно запрограммированный микроконтроллер PIC (примерно за 7 долларов США). и использовала переработанные компоненты для остальной части электронного оборудования.
Корпус представляет собой металлический ящик, спасенный из выброшенных вышек ПК, являющийся импульсным источником питания компьютера.
Просто удалите внутренние детали (печатную плату, вентилятор и т. Д.), И у вас будет металлическая коробка размером 6 x 6 x 3 дюйма с разъемом для подключения к сети IEC, готовая к повторному использованию.
Закройте все большие отверстия металлическим ломом.
Я использовал кабельные розетки, установленные на матричной плате srbp (бумага, склеенная синтетической смолой), чтобы облегчить конструирование «электронного» оборудования.
Ниже объясняются некоторые теории и изображения моей конкретной «сборки»
Я отказался от ЖК-дисплея «Контрастный» горшок (менее полной контрастности делает ЖК-дисплей трудным для просмотра), но включает 200-омный регулятор «яркости» для уменьшения яркости дисплея.

Интересно, как я вообще обходился без такого инструмента?
Раньше индуктивности были просто предположениями (глядя на их физический размер, т. Е. ВЧ дроссели и т. Д., А конденсаторы не принимались во внимание, если маркировка производителя была скрыта).
Теперь вы можете легко измерить все виды переработанных катушек индуктивности и конденсаторов и сортировать / сортировать / пометьте их для дальнейшего использования.
У меня было много серебряно-слюдяных конденсаторов в бакелитовой оболочке, которые высоко ценятся (долгий срок службы, стабильность температуры, ВЧ характеристики, номинальное напряжение (скачки) и т. д.), но не очень полезны, если вы не знаете их стоимости!

Это один из самых точных и простых LC-измерителей индуктивности / емкости, который можно найти, но который вы можете легко собрать самостоятельно.
Этот LC-метр позволяет измерять невероятно малые индуктивности от 10 нГн до 1000 нГн, от
1 мкГн до 1000 мкГн,
1 мГн до 100 мГн
и емкость от 0,1 пФ до 900 нФ. В схеме измерителя
LC используется система автоматического выбора диапазона, поэтому вам не нужно тратить время на выбор диапазонов вручную.
Еще одна полезная функция — переключатель «Zero Out», который сбрасывает начальную индуктивность / емкость, обеспечивая максимальную точность окончательных показаний LC-метра.
Теперь давайте применим изложенную выше теорию к электронике.
В LC-метре используется популярная микросхема LM311, которая работает как генератор частоты, и это именно то, что нам нужно.
Если мы хотим вычислить значение неизвестной индуктивности, мы используем известный конденсатор Ccal 1000 пФ и значение неизвестной индуктивности.
LM311 будет генерировать частоту, которую мы можем измерить с помощью частотомера.
Получив эту информацию, мы можем использовать частотную формулу для расчета индуктивности.
То же самое можно сделать и для вычисления номинала неизвестного конденсатора.
На этот раз мы не знаем значение конденсатора, поэтому вместо этого мы используем значение известного индуктора для расчета частоты. Получив эту информацию, мы применим формулу для определения емкости.
Все это звучит великолепно, однако, если мы хотим определить стоимость множества катушек индуктивности / конденсаторов, это может занять очень много времени.
Конечно, мы можем написать компьютерную программу для выполнения всех этих вычислений, но что, если у нас нет доступа к компьютеру или частотомеру?
Вот тут-то и пригодился микрочип PIC16F84A.
PIC16F84A похож на небольшой компьютер, который может выполнять HEX-программы, написанные на языке ассемблера.
PIC16F84A — очень гибкий микрочип, поскольку он имеет PIN-коды, которые можно настроить как входы и выходы.
Кроме того, для микросхемы PIC16F84A требуется минимальное количество внешних компонентов, таких как кварцевый резонатор 4 МГц и несколько резисторов, в зависимости от того, какой проект мы строим.
Прежде чем мы сможем использовать микрочип PIC16F84A, мы должны запрограммировать его с помощью HEX-кода, который должен быть отправлен с компьютера.
На следующем шаге мы используем частоту, сгенерированную LM311 IC, и передаем ее на PIN 17 PIC16F84A. Мы обозначаем этот PIN как вход, а также все другие PIN, которые напрямую подключены к переключателям и перемычкам.
Пользователь может использовать эти входы, чтобы сообщить микрочипу о необходимости выполнения указанного набора инструкций или выполнения вычислений.
После того, как микрочип вычислит неизвестную индуктивность или емкость, он будет использовать PIN-коды, обозначенные как выходы, и передать результаты на 16-символьный ЖК-дисплей.

Технические характеристики измерителя

LC:

Электропитание: 7,5 — 15 В
Точность: 1%
Переключатель нулевого выхода
Автоматический выбор диапазона

Диапазоны измерения индуктивности измерителя LC:
— 10 нГ — 1000 нГ
— 1 мкГн — 1000 мГн 9 — 100 мГн — 1 мГн

Диапазоны измерения емкости измерителя LC:
— 0,1 пФ — 1000 пФ
— 1 нФ — 900 нФ

Переключатели и перемычки измерителя LC

SW1 — Обнуление показаний.
SW2 — переключатель емкости / индуктивности.
J1 — используется двухстрочными ЖК-дисплеями 16×2.
J2 — отображает начальную частоту генератора LM311, которая должна быть около 550 кГц.

Большинство символьных ЖК-дисплеев имеют 14 или 16 PIN-кодов.
Дисплеи с подсветкой имеют 16 контактов, а дисплеи без подсветки — 14 контактов.
PIN-коды, выделенные зеленым в таблице ниже, — это те PIN-коды, которые PIC16F84A использует для передачи выходной информации, представленной в битах (0/1).

PIN

Обозначение

Функция

Штаты

1

ВСС

земля

2

VDD

VCC + 5 В

+

3

ВО

Контрастность Регулировка

+/-

4

RS

Зарегистрироваться Выбрать

В / Д

5

Ч / З

Чтение / запись

В / Д

6

E

Сигнал включения

В / Д

7

DB0

бит данных 0

В / Д

8

DB1

бит данных 1

В / Д

9

DB2

бит данных 2

В / Д

10

DB3

бит данных 3

В / Д

11

DB4

бит данных 4

В / Д

12

DB5

бит данных 5

В / Д

13

DB6

бит данных 6

В / Д

14

DB7

бит данных 7

В / Д

15

Светодиодная подсветка VCC + 5 В

+

16

Светодиодная подсветка GND

Теория, лежащая в основе измерения
Этот раздел будет включать математику и теорию.
LC-метр на самом деле представляет собой LC-генератор, основанный на знакомая схема компаратора LM 311.
Мы теперь имеем дело с генератором LC. Колеблющаяся часть — параллельный ЖК бак.
Воспользуемся хорошо известной формулой параллельного резонанса (см. Формулу 1. ниже).

Формула говорит, что если подключить индуктор параллельно конденсатору он будет иметь резонансную частоту (е).
L — индуктивность в резонансном контуре.
C — полная емкость в резонансном контуре.

Если мы подключим неизвестный конденсатор Cx параллельно к C, мы получим более низкая резонансная частота (f2) из-за увеличенной емкости.
формула тогда будет выглядеть так:

Как видите, мы имеем новая резонансная частота (f2), и вы можете увидеть, как Cx был добавлен к C.

Теперь разделите f1 на f2. ( формула 3. )

Индуктивность ( L ) в формула исчезла!
Теперь у нас есть связь между емкостями и частота. ( формула 4. )

Итак, что показывает формула 4 так или иначе?
Что ж, если мы знаем значение C и можем измерить f1 и f2, мы сможет использовать формулу 4 для вычисления Сх.

C равно всем параллельная емкость в резервуаре LC, но мы не знаем C строительство не так ли?
Нет, но сделав калибровку скважиной известно Cx, мы можем вернуться назад и вычислить C.
Перед тем, как провести какое-либо измерение, LC-метр необходимо выполнить калибровку, чтобы узнать постоянное значение С.
Чтобы найти C, мы используем формулу 4 и выделяем C. (формула 5. )

Процедура начинается с измерения f1, когда существует только C.
Тогда мы добавьте хорошо известный конденсатор Cx (эталонный конденсатор ) к блок LC и снова измерьте частоту (f2).

Поскольку мы знаем Cx (Эталонный конденсатор ), и мы измерили как f1, так и f2, микро Контроллер сможет рассчитать постоянное значение C.

Вышеуказанная процедура называется этапом калибровки .
Реально это очень просто, все, что вам нужно сделать, это нажать кнопку под названием калибровка и микроконтроллер сделает все за вас!

Важно то, что вы используете очень хороший конденсатор для калибровки, иначе вы добавите ошибку в измерение.
В своей конструкции я использую 1 нФ 0,5%. Калибровочный конденсатор будет добавлен автоматически с реле. (больше информации позже)

Теперь, когда микроконтроллер знает постоянное значение C, вы можно использовать формулу 4 для измерения любого неизвестного конденсатора на Сх.

Практический пример:
Чтобы сделать это еще более понятно, сделаю небольшой пример расчета, чтобы проверить Формула калибровки :

Когда у меня нет конденсатора ( Cx ), подключенный к моему LC-генератору, я измеряю 610331 Гц.
я подключить всем известный конденсатор ( Cx ) 1 нФ 0,5% на LC-осциллятор и теперь частота падает до 508609 Гц.

Давайте используйте калибровочную формулу 5, приведенную выше, чтобы рассчитать значение C в блоке LC.
f1 = 610331, f2 = 508609 Гц, Cx = 440 пФ. Формула дает C как 1 нФ .
( помните, что C постоянна и равна всей параллельной емкости в резервуаре LC )

Теперь, когда я знаю C , давайте проверим, наш расчет верен.
В моем измерительном примере у меня был индуктор 68uH в LC-генераторе.
Я использую формулу параллельного резонанса 1:
Когда нет конденсатора Cx , у меня L = 68uH и C = 1000 пФ, это дает резонансную частоту = 610 331 Гц
Когда конденсатор Cx подключил у меня L = 68uH и C = 1000 пФ + Cx = 440 пФ, это дает резонанс частота = 508609 Гц
Если сравнить рассчитанные частоты с Измерив, мы видим, что расчет C = 1000 пФ был правильным.Большой!

Теперь, когда мы знаем значение C , мы можем использовать формулу 4, для измерения любого неизвестного значения Cx.

Давайте посмотрим на теорию, как для измерения индуктивности.
Мы по-прежнему будем использовать параллельный резонанс формула ( формула 1, ), но в этом случае мы добавим неизвестную индуктивность Lx серийно с L1.

У нас будет два состояния.
Один, когда мы только главный индуктор L1 подключен к C, и второе состояние, когда мы дополнительный индуктор Lx последовательно с L1.
Как вы понимаете, у нас будет два разные резонансные частоты.

Первое состояние, когда у меня только L1 подключен к C, и частота f1 будет производиться от LC-генератора.
Формула 6 покажет вам, как я вырвал L1 из формулы параллельного резонанса. Существует только L1. (Lx = 0)

Второе состояние — это когда я добавляю Lx последовательно с L1 сформировать L2. Поскольку индуктивность увеличивается, частота (f2) будет производиться от LC-генератора.
Formula 7 покажет вам, как я вырываю L2 из формула параллельного резонанса.L1 и Lx соединены последовательно, чтобы сформировать L2

Мы ищем Lx. ( формула 8. ). Ставлю формулы 6 и 7 в формулу 8 и получаем формулу 9.
После очистки получаем формулу 10. Давайте посмотрите на эту формулу более подробно. Как видите, основной индуктор L1 ушел.

Для измерения Lx нам нужно знать только C, f1 и f2 LC-генератор.
C будет вычислено на этапе калибровки (как я описал ранее).
f1 будет измеряться при коротком замыкании входа.
f2 будет измеряться, когда Lx подключен к входу.

Вывод:
Можно измерить оба емкость и индуктивность, если у вас есть точный эталонный конденсатор Cx для калибровки вашего измерительного LC-метра.
После калибровки вы можете подключите неизвестный конденсатор или катушку индуктивности и измерьте его значение. В этом конструкция Я реализовал калибровку, поэтому вам нужно только нажать кнопка. Затем микроконтроллер сделает всю работу за вас.
Я снова усиленно плагирую, чтобы написать эту статью.
Таким образом, кредит должен поступить на следующий номер

Ссылка 1.

Добавить комментарий

Ваш адрес email не будет опубликован. Обязательные поля помечены *