Микросхема lm393 представляет собой сдвоенный дифференциальный компаратор компании Texas Instruments выполненный в едином пластиковом корпусе. В нем содержатся два независимых между собой операционных усилителя, которые применяются для сравнения поступающих на их входы аналоговых сигналов. Положительным результатом такой работы становится появление напряжения на их выходах (логическая единица), отрицательным – его отсутствие (ноль).
В данной статье рассмотрена микросхема lm393 и приведено её техническое описание, схема включения. На примере простой схемы ночного светильника показано как она работает. Компаратор выпускается в корпусе для поверхностного монтажа на плату в SOIC (SO-8), который промаркирован символами «lm 393». В прайс-листах на устройство в конце обозначения указаны буквы «D» или «DR».
Основные характеристики
Согласно описания на lm393 из datasheet, она способна функционировать как от одного, так и от двухполярного источника питания. Включение и работа компаратора начинается с подачи на его контакты Gnd и VCC постоянного напряжения. Сравниваемые сигналы подают на операционные усилители, каждый из которых имеет три контакта: по два входа (+IN, -IN) и по одному выходу (Output).
Максимальные параметры
Рассмотрим основные максимальные значения параметров lm393:
- напряжение: интервал питающих (VI) от 0,3 до 36 В (на любой вход); дифференциальное входное (VID) ±36 В; на выходе (VO) до 36 В;
- выходной ток (IO) до 20 мА;
- температура при хранении (TSTG) от -65 oC до +150 oC;
- время задержки до 300 нс.
Здесь приведены максимальные параметры, но это не значит, что они допустимы в штатном режиме эксплуатации. Кратковременные всплески скорее всего не смогут повредить микросхему, однако длительное превышение любого из указанных значений безусловно негативно скажется на работе устройства.
Микросхема lm393 не допускает короткое замыкания выходов на VCC, так как это может вызвать её перегрев и в конечном итоге – разрушение.
В даташит также не рекомендуется подключать микросхему к питанию превышающему значение более 30 В, так как в этом случает заявленное напряжение смещения (VIO) в 5 мВ уже не гарантируется. Обязательным условием стабильной работы является соблюдение рабочей температуры (ТА) от 0 до +70 oC, потому перегревать её также не стоит. Максимальная рассеиваемая мощность устройства (PD) ограничена тепловым сопротивлением корпуса (θJC), в котором она находится и рассчитывается по классической формуле PD = (TJ (max) — TC) / θJC
Аналоги
У lm393 есть современный аналог — это сдвоенный компаратор lm2903B с улучшенными тепловыми параметрами. Найти такой в продаже не трудно, но стоить он будет в разы дороже. В любом большом магазине радиодеталей его можно приобрести по цене от 90 р.
Стоит учитывать, что иногда рассматриваемый компаратор меняют на lm2903 или lm293. Они незначительно уступают ему по напряжению и большему току потребления. По остальным характеристикам практически идентичны, поэтому максимальные и электрические характеристики указываются в одном и том же даташит.
Российскими аналогами считаются к1401Са3 и 1040са1. Но в продаже их сейчас уже не найти. Постепенно с российского рынка их вытеснили более современные зарубежные устройства.
Схема включения
Ниже приведена простая схема одного из способов включения lm393. Она даёт необходимое представление и понимание того, как работает данное устройство. Собрать её можно самостоятельно используя небольшое количество дополнительных электронных компонентов:
- фоторезистор;
- резисторы на 33 кОм и 330 Ом;
- потенциометр от 1 до 20 кОм;
- светодиод;
- батарейка типа АА – 3 шт.
Компаратор lm393 в представленной схеме полезен тем, что сверяет уровень поступающих сигналов с эталонным (пороговым) значением для принятия решения о подаче питания на светодиод. Используя дополнительный фоторезистор, можно сделать миниатюрный электронный ночник. В темноте он будет светится, а с появлением света гаснуть.
Потенциометр в схеме используется в качестве калибратора. С его помощью настраивается сопротивление включения (когда ночью) и выключения (при свете) светодиода. После такой настройки компаратор сможет сравнивать опорное питание с напряжением от делителя, которое он получает по линии подключённой между резистором 33 кОм и фоторезистором.
Когда на фоторезистор попадёт свет, его сопротивление падает ниже 30 кОм. Таким образом, большая часть напруги попадает на обычный резистор 33 кОм. В результате на входе микросхемы, через резистивный делитель, напряжение будет меньше опорного. На выходе выводится высокий уровень и светодиод гаснет.
В темноте фоторезистор будет иметь очень большое сопротивление, поэтому большая часть напруги передастся уже ему. Напряжение получаемое от резистивного делателя будет выше опорного. В результате на выходе микросхемы выводится низкий уровень и светодиод светится.
Пример работы в схеме
По схеме представленной выше делают датчик освещённости lm393, работающий с arduino. В продаже существуют уже готовые одноименные электронные модули в названии которых присутствует имя микросхемы. Пример реализации такого решения (без контроллера) представлен в видеоролике.
Производители
Скачать datasheet на lm393 можно кликнув по ссылке с наименованием производителя. Все крупные зарубежные компании выпускают рассмотренную микросхему. Наиболее известными являются Texas Instrument, ON Semiconductor, ST Microelectronics.
Спасибо, добрый человек!