LM393比較器工作原理+4種應(yīng)用電路

　　一、LM393 是什么芯片？

　　LM393 是一種廣泛使用的電壓比較器 IC，提供 8 引腳 Dip、SO-8 和其他封裝。LM393包含兩個(gè)獨(dú)立的高精度比較器運(yùn)算放大器，可由單電源或雙電源供電。

　　電源電壓范圍寬，可以用于多種應(yīng)用。該芯片需要低工作電流，非常適合便攜式和電池供電設(shè)備，輸出驅(qū)動(dòng)邏輯系統(tǒng)可以用在數(shù)字電路中。LM393的最大輸出電流為20mA，足以驅(qū)動(dòng)晶體管和邏輯系統(tǒng)。

　　二、LM393 各引腳功能

　　LM393引腳圖

　　LM393各引腳功能

　　引腳1：輸出1，運(yùn)算放大器 1 的輸出引腳

　　引腳2：反相輸入1，運(yùn)算放大器 1 的反相輸入引腳

　　引腳3：正相輸入1，運(yùn)算放大器 1 的同相輸入引腳

　　引腳4：GND，接地這是 IC 的接地引腳，需要連接到電源電壓的負(fù) （-）端子

　　引腳5：反相輸入2，運(yùn)算放大器 2 的同相輸入引腳

　　引腳6：正相輸入 2，運(yùn)算放大器 2 的反相輸入引腳

　　引腳7：輸出2，這是運(yùn)算放大器 2 的輸出引腳

　　引腳8：虛擬控制中心這是 IC 的正極引腳，需要連接到電源電壓的正極（+）端子

　　三、LM393 比較器工作原理

　　LM393 的應(yīng)用與LM311 比較器 IC非常相似，只是規(guī)格有點(diǎn)不同。LM311 經(jīng)常被用來(lái)替換LM393。與所有電壓比較器一樣，LM393 也有一個(gè)反相引腳和一個(gè)同相引腳。如果非反相端（引腳 2）的電壓高于反相端（引腳 2），則輸出（引腳 7）也將為高，否則輸出將為低。

　　現(xiàn)在假設(shè)LM393由 +5V 電源電壓電路供電。在這種類型中，VCC+（引腳 8）連接到 +5V 電源電壓，VCC（引腳 4）接地以將其保持在 0V 電位。示例電路如下所示，其中反相端設(shè)置為 2.5V，非反相端電壓使用電位計(jì)進(jìn)行變化。

　　動(dòng)圖來(lái)源于components101

　　當(dāng)引腳 2 的電壓高于引腳 7 時(shí)，輸出電壓保持高電平，反之亦然。

　　如果你想手動(dòng)調(diào)整直流偏移電壓，運(yùn)算放大器上的引腳 5 和 6 用于設(shè)置平衡電壓。通常不使用這些引腳，因?yàn)檩斎肫票旧淼玫搅烁玫目刂?。不使用時(shí)，引腳 5 和 6 應(yīng)如上所示短接。你還可以看到晶體管的集電極引腳（引腳 7）用于輸出，發(fā)射極引腳（引腳 1）接地，這種設(shè)計(jì)稱為“集電極輸出電路”。

　　四、LM393 比較器參數(shù)

　　單電源電壓 – 2V 至 36V，

　　差分 i/p 電壓 – 36V，

　　封裝 – DIP 和 SOIC 8 引腳，

　　漏極電流 - 0.4mA，

　　存儲(chǔ)溫度 – -65°C/W 至 150°C/W，

　　鉛溫 – 260°C，

　　功耗 – 660mW，

　　分離電源 – ±1V 至 ±18V，以及輸入失調(diào)電壓。

　　輸入偏置電流低，為 25nA

　　輸入失調(diào)電流低，為 5nA

　　差分輸入和電源電壓的范圍是等效的

　　輸出電壓非常適合 ECL、MOS、DTL、TTL 和 CMOS 邏輯電平

　　輸入端的靜電放電螺栓可在不影響其性能的情況下提高設(shè)備的粗糙度

　　五、LM393 電壓比較器電路圖

　　1、元器件清單

　　LM393集成電路

　　光敏電阻/光敏傳感器

　　33KΩ電阻

　　330Ω電阻

　　電位器（范圍從 1KΩ – 20KΩ）

　　負(fù)載

　　3節(jié)“AA”電池或直流電源

　　2、基于LM393 IC的比較器小夜燈電路

　　該電路采用光敏電阻控制分壓電路。當(dāng)該電路吸收強(qiáng)光時(shí)，輸出設(shè)備將被關(guān)閉。當(dāng)電路吸收黑暗時(shí)，輸出設(shè)備將被關(guān)閉。該電路基于電壓比較器原理工作。如果 IC 電壓的反相端高于同相端，則輸出設(shè)備激活。同樣，如果 IC 的反相端電壓低于同相端，則輸出設(shè)備停用。此處，該電路使用 LED 作為輸出設(shè)備。

　　該IC有兩個(gè)電源輸入，即Vcc和GND，其中Vcc是正電壓電源，最高可達(dá)36V，GND是電壓源的地線。電源通道可以用這兩個(gè)端子完成，并為該操作提供電源。

　　基于LM393 IC的比較器小夜燈電路

　　3、工作原理

　　IC 通電后，比較電壓值。如果反相端電壓高于同相端電壓，則運(yùn)算放大器輸出將接地，電流將從正電源流向 GND。同樣，如果反相端的電壓低于同相端，則運(yùn)算放大器輸出將保持在正電源電壓（Vcc），并且沒有電流流動(dòng)，因?yàn)樨?fù)載兩端沒有電勢(shì)差。

　　因此，當(dāng)反相端的電壓很高時(shí)，負(fù)載將被打開。當(dāng)反相端電壓低時(shí)，負(fù)載將被關(guān)閉。這里L(fēng)ED用作負(fù)載。使用LM393的小夜燈電路如上圖所示。該電路以LED作為負(fù)載，光敏電阻用于檢測(cè)光線。光敏電阻的阻值主要取決于照射到其表面的光線。當(dāng)光敏電阻檢測(cè)到黑暗時(shí)，光敏電阻的阻值會(huì)變高，而當(dāng)光敏電阻檢測(cè)到亮光時(shí)，其阻值會(huì)降低。

　　因此，如果我們使用光敏電阻和固定電阻連接分壓器電路，如果它檢測(cè)到黑暗，則光敏電阻將利用更多電壓，因?yàn)樗诤诎抵械碾娮栎^小。類似地，如果它檢測(cè)到明亮的光線，則光敏電阻將使用較少的電壓。

　　如果運(yùn)放同相端的輸入是一個(gè)比較穩(wěn)定的參考電壓，光敏電阻的電壓在黑暗中高于參考電壓，在光照下低于參考電壓，這里設(shè)計(jì)了一個(gè)比較器當(dāng)有夜晚然后有光時(shí)，電路的作用不同。因此，LED 會(huì)在黑暗中點(diǎn)亮，在強(qiáng)光下熄滅。

　　六、LM393 IC 等效 IC

　　LM358、TL082、LM311、LM193、LM293、LM2903

　　七、LM393 應(yīng)用電路實(shí)例

　　1、LM393 IC的暗傳感器開關(guān)電路

　　這里使用LM393 IC作為比較器，該電路使用 LDR 作為明暗傳感器。LDR 是一種光敏電阻器，當(dāng)其表面的光量發(fā)生變化時(shí)，其電阻會(huì)發(fā)生變化。

　　此處使用的 20K 可變電阻用于校準(zhǔn)電路以根據(jù)所需的光量打開負(fù)載。在電路的輸出端，SPDT 繼電器通過(guò) 2N3904 BJT 晶體管導(dǎo)出。你可以將任何負(fù)載/設(shè)備與電路中標(biāo)有“負(fù)載”的點(diǎn)串聯(lián)。該電路的工作電壓為 5V，但你可以在 2V 至 36V DC 的任何電壓下工作。

　　繼電器開關(guān)應(yīng)根據(jù)工作電壓使用，例如，如果使用 5V 操作電路，則使用 5V 至 6V 繼電器，如果想以更高電壓操作它，則根據(jù)該電壓使用繼電器開關(guān)。繼電器開關(guān)可用于不同電壓，如 3V、5V、6V、9V、12V 等。

　　LM393 IC的暗傳感器開關(guān)電路

　　2、聲音傳感器開關(guān)電路

　　元器件清單

　　制作聲音傳感器開關(guān)電路需要以下元件：

　　元器件清單

　　LM393 聲音傳感器開關(guān)電路

　　工作原理

　　該電路的核心是 LM393N 比較器 IC，在這個(gè)電路中，我們只使用了兩個(gè)比較器中的一個(gè)。

　　首先，音頻輸入取自駐極體麥克風(fēng)。 120nF 的電容阻止音頻的直流分量，只允許交流流向晶體管（2N4401）。現(xiàn)在，該信號(hào)充當(dāng) 2N4401 晶體管基極的控制信號(hào)，其電壓電平由分壓器對(duì)控制。

　　2N4401三極管對(duì)駐極體麥克風(fēng)接收到的聲音信號(hào)進(jìn)行放大，然后將放大信號(hào)饋送到 LM393N 電壓比較器 IC，并在 IC 的輸出引腳 8 接收進(jìn)一步放大的信號(hào)。

　　IC 的輸出端使用一個(gè) 2N4403 PNP 晶體管來(lái)驅(qū)動(dòng) SPDT 繼電器開關(guān)。電路的靈敏度可以通過(guò)100KΩ和20KΩ的可變電阻進(jìn)行調(diào)節(jié)。該電路的工作電壓為 9V 至 12V DC，但它也可以在低電壓（3V-6V）下工作，SPDT繼電器應(yīng)符合工作電壓。

　　3、峰值檢測(cè)器電路

　　這是一個(gè)非常簡(jiǎn)單且便宜的峰值檢測(cè)器電路的電路圖。該電路采用 5V DC 工作，可以檢測(cè)高達(dá) 150 KHz 的信號(hào)。雙比較器 IC LM393 是該電路的核心。第一比較器IC1a用于檢測(cè)輸入信號(hào)的峰值。第二個(gè)比較器 IC1b 作為緩沖器連接以增加電流增益。