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五月 28 2019

基于LM339的测试仪电路设计

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产品图片产品型号品牌商类型工作电源电压范围宽消耗电流小
LM339LM339TexasInstruments四电压比较器单电源:2~36V,双电源:±1~±18VIcc=1.3mA

  LM339(四路差动比较器)是在电压比较器芯片内部装有四个独立的电压比较器,是一种常见的集成电路,主要应用于高压数字逻辑门电路。利用lm339可以方便的组成各种电压比较器电路和振荡器电路。本文介绍了利用LM339设计的测试仪电路。

  1.LM339特点

  (1)失调电压小,典型值为2mV;

  (2)电源电压范围宽,单电源为2-36V,双电源电压为±1V-±18V;

  (3)对比较信号源的内阻限制较宽;

  (4)共模范围很大,为0~(Ucc-1.5V)Vo;

  (5)差动输入电压范围较大,大到可以等于电源电压;

  (6)输出端电位可灵活方便地选用。

  2.测试仪电路

  介绍电路见图1。粗黑线方框内是待测比较器LM339.其中的4个比较器在方框内分别被标注为IC1、1C2、IC3和IC4,方块四周的数字是引脚编号。其中③脚和12脚是电源引脚,可使用5V~36V之间的任何电压数值,也可使用双电源测试,这里使用12V单电源。

  LM339输出端是三极管集电极0C开路型的,如图2所示。当其正输入端(同相输入端)电位高于负输入端(反相输入端)10mV或以上时,输出三极管处于截止状态,这时电阻R11作为上拉电阻将输出端电位置为高电平:相反情况时,输出端为低电平,即图2中的输出三极管处于导通状态。

  由于LM339输出端是三极管集电极开路型的无源输出端,所以,LM339的四个输出端可以直接短路连接,而不影响其正常工作。图1的测试电路就是基于这样的原理设计的。

测试仪电路

  图1 测试仪电路

输出三极管处于导通状态

  图2 输出三极管处于导通状态

  图1中有4个按钮SB1—SB4,用于对4个电压比较器IC1~IC4进行测试。电阻R9=R10=10kΩ,两个电阻分压使得4个电压比较器的正输入端(同相输入端⑤脚、⑦脚、⑨脚、11脚)电压等于6V。由于电压比较嚣输入端电流仅有nA级大小,所以对分压值几乎不产生影响。电阻R1 =R3=R5=R7=6.8kn,R2=R4=R6=R8=10kΩ,这样电压比较器4个负输入端(反相输入端④脚、⑥脚、⑧脚、⑩脚)电压,在相应按钮按下时为7.1V。

  测试时,首先将待测比较器LM339插入双列直插封装的集成电路测试14脚插座,并锁紧,接通测试仪电源开关K,测试仪进入工作状态,这时指示灯LED1点亮,LED2不亮。由于4个电压比较器的负输入端均通过电阻接地,为低电平,而正输入端有6V电压,对应的输出端三极管均截止;电压表V有指示,指示值比电源电压12V略低。

  准确数值则由发光管LED2的正向压降,以及电阻R11和电压表的内阻分压决定。接着依次按压按钮SB1~SB4,对IC1~IC4分别进行检测。例如,按下按钮SB1,IC1的负输入端(反相输入端④脚)获得7.1V电压,高于正输入端(同相输入端⑤脚)的6V电压,输出端②脚内的三极管充分饱和,使输出端②脚呈现低电平,这时指示灯LED2点亮,电压表V指示值≤0.1V。

  IC1~IC4全部测试完毕,即可根据附表数据判断待测电压比较器的质量如何。如果每一测试步骤均与表列结果一致,则可认为被测集成电路功能正常。

测试步骤与测试结果

  对于一批待测试电压比较器集成电路,应注意电压的指示值应相同,或非常接近。尤其在装配产品时,应对测试值异常的元件剔除不用,从而使产品顺利通过调试。

  3.功能扩展应用

  图1是集电极开路输出型电压比较器的测试电路,测试时可将其4个输出端并连在一起,而有些电压比较器像MC14574.以及用运算放大器代作电压比较器(运算放大器没有使用负反馈时,放大倍数接近无穷大,即具有电压比较器的特性)使用时,它们的输出端是不允许直接并联在一起的。其测试电路如图3那样改接,才能进行正常测试。图3是对四运放LM324用作电压比较器时的测试电路。也使用12V电源。图3中电阻Rl—RIO的阻值与图1相同。电源开关K刚合上时,4个输出端均为高电平,发光管LED12、LED14、LED16、LED18点亮。

LM324用作电压比较器时的测试电路

  图3 LM324用作电压比较器时的测试电路

  之后按下按钮SB1时,则②脚电压高过③脚,输出端①脚变为低电平,LED12熄灭.LED11点亮。再依次按压按钮SB2、SB3和SB4,对LM324的所有4个“比较器”进行功能测试,即可确认其功能正常与否。

  4.元件选择与制作

  图1中电阻的选择,可用0.125W的.阻值文中已有交代;对于与发光管串联的电阻,可用3.3k的,这样发光管约有3mA左右的电流。发光管可用φ3mm或φ5mm的普通型即可。按钮无有特殊要求。要注意的是集成电路老化测试插座,最好选测试专用插座,保证插入时省力,插入后接触良好。实在买不到,也可用普通的lC插座。

  若果嫌输入端电阻过多,可只要R1、R2-组分压,4个开关分别搭接在这个分压点上,而不搭接在12V上,依次闭合,测试各个集成块的好坏。

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