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五月 28 2019

LM311的工作原理及应用电路

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产品图片产品型号品牌商比较器类型响应时间输出类型
LM311LM311TexasInstruments(德州仪器)通用200nsTTL/DTL/RTL/MOSCompatible


目录

1.工作原理

2.应用电路

2.1简单带电路

2.2晶体振荡器电路

2.3光控器电路

2.4TTL逻辑电平接口电路

  LM311工作于单电源SV~30V 或土15V双电源; 正电源工作电流为2. 4m A(典型值)、负电源工作电流为-1.3mA(典型值); 输人失调电压典型值为2mV; 输人失调电流典型值为1.7nAy输人偏置电流典型值为45nA; 电压增益典型值为200V/mVi 响应时间典型值为200ns; 输人电压范围为-14.7~13.8V。

LM311内部结构图

  图1 LM311内部结构图

  1.工作原理

LM311电压比较器原理原理图

  (a)                                                (b)

  图2 LM311电压比较器原理原理图

  (a) 表示输出电压与输入电压之间关系的特性曲线,称为传输特性。(b)为(a)图比较器的传输特性。

  (b)传输特性当ui<UR时,运放输出高电平,稳压管Dz反向稳压工作。输出端电位被其箝位在稳压管的稳定电压UZ,即 uO=UZ

  当ui>UR时,运放输出低电平,DZ正向导通,输出电压等于稳压管的正向压降UD,即uo=-UD

  因此,以UR为界,当输入电压ui变化时,输出端反映出两种状态,高电位和低电位。

  2.应用电路

  2.1简单带电路

基本电路图

  图3 基本电路图

  网上找了很多的LM311的应用电路这里给大家一个亲测成功的电压比较器

  滑动变阻器分压,最大阻值可自选

  若要作过零比较器,3脚直接接地就OK

  输出端的上拉电阻和1脚接地不要省略

  LM311,8引线,其第7脚为输出,是集电极开路的结构,即所谓集电极开路门,简称OC门,其作用是为了满足一些特殊的需要,如推动LED、灯、继电器,及与后随的数字电路等在电平上兼容。

  因此,在应该输出高电平的时候,就不会得到高电平,需要在7脚与正电源8脚之间接入一个电阻,如1kΩ左右,使集电极不再开路。

  2.2晶体振荡器电路

由LM311N构成的晶体振荡器电路图

  图4 由LM311N构成的晶体振荡器电路图

  能工作于5.0 到30 伏单个电源或土15 伏分离电源,如通常的运算放大器运用- 一样,使LM211/LM311成为- -种真正通用的比较器、该设备的输入可以是与系统地隔离的,而输出则可以驱动以地为参考或以VCC 为参考,或以Vee 电源为参考的负载、此灵活性使之可以驱动DTL.RTL.TTL.或MOS逻辑、在电流达50毫安时,该输出还可以把电压切换到50伏。因此该LM211/LM311可用于驱动继电器,灯或螺线管。

电源图

  图5 电源图

  (1) 失调电压平衡(图a)。调平衡时两输人端接地,调5kQ电位器,使输出为最小电压值(接近0V)。

  (2) 单电源供电(图b)。此时V。EE与GND连接。图a图b中,负载电阻R.接在VCC 与Output之间。

  (3) R接在1脚与地之间(图c)。按图c接法输入极性是颠倒的(即3脚作为同相端)。

  (4)R.接在1脚与Vg之间(图d)。E按图d接法输人极性是颠倒的。

  (5) 正负电源时R.的一般接法(图e)。

  (6) 选通比较器接法(图f)。在6脚接一个三极管作选通接法。在三极管基极接TTL高电平时,比较器被选通(正常工作); 基极加低电平时比较器不工作。

  2.3光控器电路

  该电路是基于电压比较器集成电路LM311,IC1同相输入端的电阻R3和R4 给出一个6V的参考电压。因为光敏电阻在黑暗时阻值可达几兆欧,反相输入端的电位呈高电位,比较器呈低电位,Q1不导通,继电器不吸合。反之,因为光敏电阻在照亮时阻值为5-10K,反相输入端的电位呈低电位,比较器输出端呈高电位,Q1导通,继电器吸合。如果将LM311输入端+ - 对换情况与上面所述正好相反。调节R1可设定多大照度时起控继电器。

光控器电路图

  图6 光控器电路图

  2.4TTL逻辑电平接口电路

  由LM311构成的TTL逻辑电平接口电路

TTL逻辑电平接口电路图

  图7 TTL逻辑电平接口电路图

  所示为由运算放大器(LM311)构成的TTL接口电路。该电路可以将不标准的输入信号变成符合rrrL逻辑电平要求的脉宽信号,即高电平为5v,低电平为Ov。

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