[решено] Непонятки в работе компаратора

Купил микросхему компаратора lm339
http://amperka.ru/product/lm339-comparator

Я думал, что она должна работать таким образом, что сравнивать довольно точно два значения, на неинвертирующем и инвертирующем входе, и открывать на выходе транзистор (там открытый коллектор на выходе), или закрывать его.

Соответственно если на входе, обозначенном "+", напряжение больше, чем на входе "-", то транзистор должен быть закрыт, и напряжение должно браться с подтягивающего резистора, тоесть быть высоким.

Вот посмотрите, пожалуйста, на схему
http://c2n.me/iZUBMs.png

Почему-то достаточно подать +3.91В на вход "-", чтобы компаратор переключился с +5В на выходе на 0В.

Есть подозрение, что это связано с тем, что напряжение питания тоже +5В, но ничего про этот эффект не нашел в интернете.

 

Есть такая особенность у "обычных" операционников и компараторов, которые не "Rail-toRail". Они работают не во всем диапазоне напряжений вплоть до напряжения питания, а в несколько меньшем. У LM339 есть такой параметр в даташите "Input Common-Mode", максимальное напряжение V+ -1.5V, т.е. при питании 0..5V нормальная работа возможна в диапазоне напряжений 0..3.5V на входах компаратора. Ближе к напряжению питания начинаются сюрпризы в виде нелинейного поведения, инверсии, и т.п.

При максимальном напряжении питания компаратора в 36V эти 1.5V особой роли не играют, а от 5V они отъедают значительную часть диапазона. Выходов несколько - питать компаратор от большего напряжения и ограничивать выход, сравнивать меньшие напряжения, поискать компаратор с "Rail-to-Rail" функцией.

 

Ого, спасибо большое! Вот этого мы ни в школе ни в универе не проходили.

 

Этой беде подвержены не все устройства, некоторые не делают инверсию, а просто режут выход несколько ниже питающего напряжения. У какого устройства какие особенности есть не всегда сходу можно сказать, иногда просто нужен опыт работы с разными сериями и моделями.

 

На lm339 очень много устройств, сравнивая уровень напряжения во всем диапазоне, в том числе и до +5в. И отлично срабатывает. Собирал схему защиты- так называемый "электронный предохранитель"- работает без сбоев во всем диапазоне с точностью до милливольт. И открывает транзистор именно тогда когда надо. Возможно не правильно подобраны эл.компаненты схемы. Советую доработать свою схему , и воспользуйтесь даташитом.

 

По даташиту на выходе установлено 3к сопротивление, при питании 5V. В схеме преобразователя уровней ТТL стоит как раз 10к- но это скроее всего преобразователь TTL c 5V до 3,3V.
ps\\ незабываем всегда дорабатывать схему под свои нужды, в том числе подбором номиналов сопротивлений.

 

Потому-что ваше сопротивление 10к имеет погрешность в 5% - это приблизительно ~0.5v .Ну а так как выше уже писал вы подобрали не тот номинал , по даташиту 10к в схеме преобразователя уровней 3.3v +~0.5v=3.8v но это математика, а в частности сумма всех неточностей измерений и т.п. и погрешностей - получаем 3,91B, по вашему прибору вольтметру. (Опять же в каком поддиапазоне измерения напряжения установлен переключатель вольтметра- там тоже погрешность)

 

Спасибо большое за ваше мнение, но я не силён в математике, уточните, пожалуйста, всё ли я правильно понял: 10кОм * 5% = 0.5 В ? Вы это посчитали по закону Ома или правилам Кирхгофа?

 

Не, погодите. Какой вообще смысл в схеме http://c2n.me/iZUBMs.png имеет допуск переменного резистора? Он тут вообще любой может быть, как и линейность.

 

Просто необходимо подобрать номинал резисторов, вот и вся теория.
ps// +-5% от номинала резистора - это указано в даташите на сам резистор. Это величина в процентах, в пределах которой может отклонятся его номинал.
Возможно криво посчитал, признаю.

 

Согласен . Поэтому и посоветовал ему доработать схему и подобрать другие номиналы- которые ему необходимы.

 

Я бы посоветовал убрать резистор 10к подключенный к выходу - и увидите совсем другой результат. Чтобы увидеть как срабатывает компаратор - дополнительно в схеме добавьте переменный резистор на вход "+" компаратора. Включенный также как вы включили на "-" компаратора.

 

Выходной резистор может влиять, только если компаратор пересиливает источник питания, что здесь мне видится крайне маловероятным, т.е. можно считать, что линия +5V гвоздями прибита. Опять же, какая разница? Обратной связи через питание нет, в остальном выходной резистор выполняет просто роль подтяжки для открытого коллектора и на питание никак не влияет, там более на вход.

 

Вот единственное, с чем я пока что согласился бы, что на приведенной схеме идеальный компаратор не должен срабатывать никогда.