Компаратор это усилитель с инвертирующим и неинвертирующим входами и цифровым выходом. Компаратор (от английского compare - сравнивать) делает сравнение напряжений на входах. На неинвертирующий(+) вход подается опорное напряжение, формируемое делителем напряжения, а на инвертирующий(-) вход поступает изменяющееся напряжение. Если напряжение на инвертирующем(-) входе станет равным или превысит опорное, на выходе компаратора появиться сигнал логической единицы.
Микросхема lm393 содержит 2 компаратора, а lm339 4 компаратора в одном корпусе.
Распиновка микросхемы lm393
Питание компаратора lm393 однополярное от 2 до 36В, либо двуполярное от +-1 до +-18В. Выходной какскад с открытым коллектором, максимальный выходной ток до 20мА.
Схема реле времени на компараторе:
Подаем на схему питание. Резисторы R2, R3 формируют опорное напряжение равное 40% от напряжения питания. Оно будет чуть меньше, так как выходной транзистор компаратора открыт и резистор обратной связи R4 оказывается подключен параллельно резистору R3. На инвертирующем входе будет напряжение близкое к напряжению питания и по мере заряда конденсатора C1, оно будет уменьшаться. Когда оно станет меньше напряжения на неинвертирующем входе(примерно 4,5В) выходной транзистор компаратора закроется, резистор R4 теперь не соединен параллельно с R3, поэтому опорное напряжение увеличится на 0,27В тем самым обеспечивая гистерезис. То есть если теперь напряжение на конденсаторе начнет падать, то ему нужно будет упасть на те самые 0,27В чтобы опять переключить компаратор.
Для нахождения гистерезиса нужно пересчитать напряжение делителя для случая когда R3 и R4 соединены параллельно. Сопротивление двух резисторов соединенных параллельно находится по формуле:
R = 1 / (1/R3 + 1/R4 ) = 1 / (1/100кОм + 1/1000кОм) = 90,9кОм
Теперь пересчитываем напряжение делителя R2R3, взяв вместо R3 90,9кОм:
U1 = Uпит. * [ R3 / (R2 + R3) ] = 12 * [ 90,9 / (150 + 90,9) ] = 12 * 0,377 = 4,53В
Напряжение делителя R2R3 без резистора R4:
U2 = Uпит. * [ R3 / (R2 + R3) ] = 12 * [ 100 / (150 + 100) ] = 12 * 0,4 = 4,8В
Гистерезис будет равен разнице полученных напряжений:
H = U2 - U1 = 4,8 - 4,53 = 0,27В
Если нужно чтобы светодиод наоборот зажигался через определенное время, то нужно поменять местами C1 и R1, а также резисторы R2 и R3:
При кратковременном отключении питания отсчет времени начинается не с начала, так как конденсатор разряжается долго. Ускорить разряд конденсатора можно добавив диод:
Теперь при отключении питания конденсатор разряжается питая схему. В основном ток проходит через светодиод. Добавим еще один диод, чтобы конденсатор не питал компаратор:
Теперь светодиод при отключении питания не горит, но разряд конденсатора идет значительно медленнее через резисторы R2, R3.
2626
