Kомпоненты, приборы, оборудование      
 |  Главная |  Каталог предприятий Украины |  Схемотехника |
 

Раздел на реконструкции, некоторые ссылки могут не работать!
  • Аудио
  • Безопасность
  • Бытовая электроника
  • Видео
  • Видеокамеры
  • Высоковольтные
  • Генераторы
  • Измерения
  • Интерфейсы
  • Коммутация
  • Компьютер
  • Медицина
  • Моделирование
  • Передатчики
  • Питание
  • Обработка данных
  • Предусилители
  • Радио

  • Веб-мастерам
    и писателям:
    Биржа статей. Продать - купить статью. Уникальные статьи: готовые и на заказ.


    Назад
       Некоторые особенности работы микросхем в компараторном режиме
       
       Е.Л.Яковлев, г. Ужгород
       Компараторы предназначены для сравнения уровня входного сигнала с опорным напряжением. В зависимости от результата сравнения напряжение на выходе компаратора изменяется скачкообразно. В компараторном режиме используются специализированные микросхемы или операционные усилители широкого применения.
        Типов микросхем компараторов довольно много, но наибольший интерес представляют недорогие распространенные LM393 (сдвоенные компараторы) и LM339 (счетверенные). Некоторые параметры микросхем [1]:
        - напряжение питания - от 2 до 36 В;
        - ток потребления - не более 2 мA;
        - выходной ток Iо при Uin- > 1 В и Uin+ равном нулю - не менее 6 мA (номинальный - 16 мA).
        К сожалению, максимально допустимый выходной ток микросхем не оговаривается [1]. Это может привести к ряду недоразумений во время построения схем с использованием LM393 и LM339.
        Так при макетировании, казалось бы, стандартной схемы индикатора окончания процесса зарядки аккумулятора (см. рис.1) пришлось столкнуться со следующей особенностью этих микросхем.
        При напряжении на неинвертирующем входе компаратора меньшем, чем на инвертирующем (U3U2, то, хотя компаратор и переходит во второе устойчивое состояние, но светодиод VD2 не светится, а VD1 не гаснет. Слаботочность этого типа микросхем, обусловленная номиналами элементов внутренней структуры (согласно справочнику), не обеспечивает достаточного выходного тока в этом состоянии.
        В схему был добавлен диод VD3 и резистор R2 (рис.2). Тип диода не имеет принципиального значения, поскольку протекающий через него ток и прикладываемое к нему обратное напряжение невелики. В частности, был использован диод типа КД522.
        Если U3    При переходе компаратора во второе устойчивое состояние при U3>U2 напряжение на выходе повышается (почти до 11 В при напряжении питания схемы 12 В), светодиод VD1 гаснет, диод VD3 запирается, а светодиод VD2 начинает светиться.
        Желание упростить схему за счет сокращения количества используемых элементов привело к экспериментам со схемой (см. рис.3).
        Если использовать в качестве VD1 светодиод красного цвета свечения и требующий наименьшего напряжения по сравнению со светодиодами других цветов свечения, а VD2, например, зеленого цвета свечения, то схема работоспособна, но микросхема чрезмерно нагружается. Отметим, что в схеме рис.2 выходное напряжение микросхемы в этом состоянии достигает почти 11 В. Если требуется использовать в качестве VD1 зеленый светодиод, а в качестве VD2 красный, то светодиоды в схеме рис.3 вообще не обеспечат индикации состояний компаратора: всегда будет светить красный светодиод VD2. Зачем же тогда рассматривать столь подробно эту схему? Даже отрицательный результат имеет свою ценность. Во-первых, чтоб не повторять ошибок, а во-вторых, любой результат стимулирует мысль. Добавим в схему стабилитрон VD3, например КС147А, в цепь светодиода VD2 (рис.4), и схема будет работоспособной при использовании светодиодов любых цветов свечения. Диод VD4 (рис.5) лишь незначительно повышает надежность работы схемы, поэтому врядли целесообразно ее использовать. Интересна своей простотой схема рис.6 [2]. Дело в том, что за границей выпускаются двухцветные светодиоды (в одном корпусе два кристалла), хотя с разнополярным включением светодиодов они очень дефицитны. К сожалению, из-за слаботочности микросхемы компаратора (LM393, LM339) добиться полноценного свечения светодиода VD2 (рис.6) независимо от его цвета свечения не удается (слишком велика нагрузка микросхемы), поэтому в схему был добавлен резистор R3 (рис.7). В частности при экспериментах был использован резистор номинала 1,2 кОм. Соотношение резисторов R1 и R2, как правило, требует уточнения в зависимости от цветов свечения использованных светодиодов. Следует обратить внимание на подачу на каждый из светодиодов (рис.6 и рис.7) обратного для них напряжения величиной до 2 В во время их свечения. Снизить обратное напряжение более, чем вдвое, и повысить этим надежность работы схемы можно согласно рис.8.
        Замена микросхем слаботочных компараторов LM339 и LM393 типовыми операционными усилителями имеет некоторые особенности. Работа устройств по схемам рис.1-8 была проверена с использованием ОУ типа КР140УД708 и КР140УД608. Эти микросхемы имеют большую по сравнению с ранее рассмотренными компараторами нагрузочную способность, однако оказалось, что они имеют остаточное выходное напряжение около 2 B. Напомним, что для LM339 напряжение было равно 0,1...0,2 В. Для десяти исследованных микросхем КР140УД708 это напряжение составило 1,99...2,2 В, для КР140УД608 - 1,71...1,75 В. В любом случае использовать эти микросхемы в устройстве контроля заряда пальчикового аккумулятора напряжением 1,25 В при однополярном питании микросхемы без дополнительных "ухищрений" не удалось. Дело в том, что не только нижний порог выходного напряжения ОУ был столь большим, но и перепады напряжений на входе ОУ не приводили к изменению состояний микросхемы, если опорное напряжение на втором ее входе было менее этого уровня (менее 2 В для рассмотренных микросхем ОУ).
        Не вдаваясь в подробности эксперимента можно сделать вывод: наиболее простой, но обеспечивающей работоспособность светодиодных индикаторов любого цвета свечения, является схема рис.2. При этом в ней могут быть использованы как микросхемы компараторов напряжения, так и типовые операционные усилители. При использовании компараторов схема может обеспечить контроль состояния аккумуляторов, в том числе напряжения 1,25 В, а при использовании типовых микросхем операционных усилителей - при напряжении аккумуляторов более 2 В.
       
       Литература
       1.Katalog electronickych soucastek,konstrukcnich dilu a pristroju // Tesla Eltos.-1988.-С.72,73.
       2.Automaticka nabiyecka hermetickych olovenych akumulatoru // Konstrukcni elektronika.- №3.-2002.-С.36.
       
       


     SVITEL © 2014  Мир электроники.  Admin  При перепечатке и цитировании активная гиперссылка на сайт обязательна. Rambler's Top100