Vraag:
Kunnen LM339-comparator-ingangen ver boven Vcc gaan?
SusanW
2019-12-26 22:32:24 UTC
view on stackexchange narkive permalink

De datasheet voor de LM339 quad open-drain comparator toont de absolute maximale waarden:

  • \ $ V_ {cc} \ le 36V \ $ (voedingsspanning)
  • \ $ V_ {I} \ le 36V \ $ (ingangsspanningsbereik (beide ingangen))

Ik wil een (redelijk zwak, 100k impedantie) \ $ 0V \ $ vergelijken met \ $ + 15V \ $ invoersignaal tegen een \ $ + 3V \ $ referentie, terwijl het apparaat wordt gevoed vanuit een \ $ + 5V \ $ levering. Volgens de specificaties zou dat in orde moeten zijn.

Ik ben echter verrast en op mijn hoede, omdat het gebruikelijk is dat apparaatingangen niet veel boven de toevoerrail uitkomen. Maar nogmaals, ik kan me voorstellen dat vergelijkers in dit opzicht ongebruikelijk zijn, en als dat hier het geval was, zou ik verwachten dat de invoer wordt gedefinieerd als \ $ V_ {I} \ le V_ {cc} + 0,6V \ $ of iets dergelijks.

Heb je op deze manier een LM339 gebruikt en ging het goed? Ik was op zoek naar een schakelschema van de binnenkant van het apparaat, maar ik heb moeite om iets te vinden dat het glashelder maakt. Ik wil er over een jaar niet achter komen dat we ze voorzichtig vernietigen!

Vier antwoorden:
bobflux
2019-12-26 23:13:44 UTC
view on stackexchange narkive permalink

"Absolute maximale beoordelingen" gaan over het niet vernietigen van het apparaat. "Elektrische kenmerken" of "Aanbevolen bedrijfsomstandigheden" gaan over de juiste functionaliteit. Een voedingsspanning van nul volt is bijvoorbeeld volkomen veilig (ruim binnen de maximale nominale waarden!) Maar het apparaat werkt natuurlijk niet ...

Dus je spanning lijkt toegestaan ​​door max. beoordelingen, maar zal de vergelijker vergelijken?

"Elektrische kenmerken" in het gegevensblad:

enter image description here

Er zijn kleine lettertjes:

enter image description here

Wat belangrijk is, is "zorgt voor een goede output". Sommige comparators / opamps zullen zich bijvoorbeeld misdragen of de output omkeren als de ingangsspanning buiten de juiste bedrijfsomstandigheden valt (maar nog steeds binnen de maximale nominale waarden). In dit geval zal het werken. Datasheet pagina 13 bevestigt:

enter image description here

Hoogstwaarschijnlijk zijn de interne transistors (geel gemarkeerd) ontworpen om een ​​vrij hoge Vebo-classificatie te hebben, zodat de b-e-junctie niet kapot gaat onder zo'n hoge inverse spanning. Gewoonlijk hebben discrete BJT's Vebo rond de 6V, dus de b-e-kruising zou kapot gaan en lawine rond 6V zou veroorzaken bij omgekeerde voorspanning.

Er zijn waarschijnlijk ook ESD-beveiligingsdiodes van inputs naar GND, maar niet van inputs naar positieve voeding.

enter image description here

Interessant onderscheid over "zal het functioneren?", Is logisch.Bedankt, heel duidelijk antwoord!
"Als de temperatuur werkt *** boven of onder *** 25C ..." Dus welke is het dan?
@alephzero Beide.Het is Vcc - 1,5 bij 25 graden, Vcc - 2 bij alle andere temperaturen.Natuurlijk zal daar een beetje een helling in zitten, maar dat zijn de waarden waarmee je werkt.
de ingangen hebben een B-C kruising van aarde, er is geen extra diode nodig om te aarden.
Transistor
2019-12-26 23:13:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

enter image description here

Figuur 7.7 van het LM339-gegevensblad.

Opmerking 3 zegt:

(3) De spanning bij ingang of common-mode mag niet meer dan 0,3 V negatief worden. De bovenkant van het common-mode spanningsbereik is V CC + - 1,5 V;één ingang kan echter V CC overschrijden, en de comparator zorgt voor een goede uitgangstoestand zolang aangezien de andere ingang in het common-mode bereik blijft.Een van beide of beide ingangen kunnen zonder schade naar 30 V gaan.

enter image description here

Figuur 6 van de datasheet toont de interne schakelingen.

In figuur 6 kunnen we zien dat de ingangstransistors tegen overspanning worden beschermd door de basis-emitter omgekeerde beschermingsdiodes.We kunnen alleen maar vermoeden dat de volgende transistors en basis-emitterdiodes niet kapot gaan, op voorwaarde dat de ingangen niet hoger zijn dan 30 V.

Het kan de moeite waard zijn om ook sectie 9.2.2.1 te bestuderen.

Ik zag dat diagram, maar ik kon niet zien hoe die diodes het konden vergelijken met hogere spanningen op * beide * ingangen (wat trouwens niet mijn use-case is), dus ik nam dom genoeg aan dat het een vereenvoudiging was.Maar je hebt mijn aandacht gevestigd op het common-mode-bereik (dat ik niet goed had begrepen) en die opmerking, en nu is het allemaal logisch.Veel dank!
SteveSh
2019-12-26 23:10:10 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Dit is opmerking (3) uit tabel 7.6 van het TI-gegevensblad.

(3) De spanning op ingang of common-mode mag niet meer dan 0,3 V negatief worden. De bovengrens van het common-mode spanningsbereik is VCC + –1,5 V;één ingang kan echter VCC overschrijden en de comparator zal een goede uitgangstoestand leveren zolang de andere ingang in het common-mode bereik blijft.Een of beide ingangen kunnen zonder schade naar 30 V gaan.

Op basis van deze informatie zou u akkoord moeten gaan met het beoogde gebruik van de '339.

Ik snap het.Ik had de betekenis van het common-mode-spanningsbereik bij het bepalen hiervan niet goed ingezien, dus ik had dit gedeelte eigenlijk genegeerd.Bedankt, perfect!
TimWescott
2019-12-27 01:18:57 UTC
view on stackexchange narkive permalink

Volgens de specificatie zou dat in orde moeten zijn.

(Bewerken) Ik miste hier mijn eerste keer een opmerking in het gegevensblad over. Het lijkt erop dat u VCC op één invoerpin kunt overschrijden (maar niet op beide). Als het niet belangrijk is om de 100k-ohm-ingang te laden, wil je misschien controleren hoeveel stroom er in deze omstandigheid vloeit. Het is vrijwel zeker anders dan normaal, hoewel het mij niet duidelijk is hoeveel anders het is.

Ik heb ontelbare keren op internet geraasd over het zorgvuldig lezen van de datasheet, voor elke clausule. In dit geval heb ik duidelijk gefaald ...

Ik wil een (redelijk zwak, 100k impedantie) 0 tot +15 ingangssignaal vergelijken met een +3 referentie, terwijl het apparaat wordt gevoed vanuit een +5 voeding.

Er zijn hier twee problemen. Een daarvan is of je met het signaal kunt rotzooien - dat wil zeggen, is het oké om het te laden, of zijn andere dingen afhankelijk van het feit dat het niet wordt gestoord. De andere is hoe nauwkeurig uw meting moet zijn.

De LM339 heeft tussen 25nA en 300nA biasstroom die uit de ingangspennen vloeit, afhankelijk van temperatuur en geluk. Als je werkt tegen een \ $ 100 \ mathrm {k \ Omega} \ $ bronimpedantie, dat is 2,5 mV tot 30 mV fout in je schakelpunt - kun je dat verdragen? Als dit niet het geval is, kunt u dit corrigeren met een weerstand in de tegenovergestelde leiding (R2 in het onderstaande schema). Dat brengt de fout terug tot \ $ 100 \ mathrm {k \ Omega} \ $ maal de ingangsbiasstroom, of 0,3mV tot 10mV.

Als je dat wilt vermijden, kun je een rail-rail comparator met CMOS-input gebruiken, maar je zult waarschijnlijk geen geluk hebben als je een input hoger dan VCC kunt trekken, en je laadt het signaal naar beneden. Als u het ding kunt laden, kan het onderstaande circuit voor u werken - D1 zal niet significant geleiden totdat het ingangssignaal positief boven 3V is, en het zal de niet-inverterende ingang van de comparator beperken tot ongeveer 3,7V .

R1 is er alleen voor het geval je de bron minder wilt laden (maar wees voorzichtig met de LM339-ingangsvoorinstelstroom - ik weet niet wat het is, dus je moet controleren hoeveel het zal gooienvan uw meting, of u wilt een JFET- of CMOS-invoerapparaat gebruiken).

schematic

simuleer dit circuit - Schema gemaakt met CircuitLab

Hey Tim, als je zegt "Zoals je is verteld, nee" - mijn lezing van de andere antwoorden is dat het een "Ja" is (dwz de LM339 is een van die speciale gevallen).Is dat wat je bedoelt, of heb ik het verkeerd begrepen?
Bedankt;bewerkt.
Alleen voor de achtergrond is mijn input echt een sterke 3A 15V PWM-spanningsbron die al dan niet aangesloten kan zijn.De comparator detecteert of er stroompulsen omhoog gaan, dus we hebben hem met de comparator verbonden via een weerstand van 100k (vandaar de impedantie).De comparatoruitgang gaat naar een digitale vergrendelingsfase.Het schakelpunt is dus erg bij benadering, en de input kan met plezier worden geladen (we kunnen er een kleinere weerstand in plaatsen; de 100k is gekozen om de digitale kant te beschermen tegen de stroomzijde, ruis enz.).
... Maar eigenlijk is wat je hebt gezegd een cool antwoord gezien de details in de vraag.Ik leer meer over het gebruik van vergelijkers dan ik dacht, en dat is allemaal goed!Bedankt!
U zult zien dat er een afweging is tussen hoe groot uw beschermingsweerstand is en hoe snel de pulsen kunnen zijn voordat u ze mist.Overigens is de LM339 een oude goedkope langzame comparator en zou hij zijn eigen beperkingen hebben.Aangezien het een \ $ 1.3 \ mu \ mathrm {s} \ $ schakeltijd voor kleine signalen adverteert, zou ik aarzelen om het te gebruiken bij frequenties boven 75 kHz (slechts een vuistregel: \ $ 75 \ mathrm {kHz} \ simeq 0.1 /1.3 \ mu \ mathrm {s} \ $), en het is gegarandeerd onbruikbaar voor pulsbreedtes die korter zijn dan de schakeltijd.
Leuk punt.We voeren dit uit vanaf een L6206-driver, gevoed door een PCA9635 LED PWM-generator, die 100 kHz PWM produceert via een klok van 25 MHz, dus de dunnere pulsen * zouden * veel te snel zijn.Normaal gesproken zouden we de PWM nooit onder de 30% laten lopen, dus de pulsen zouden meer op 3us lijken.Welnu, we kunnen de weerstand naar beneden laten vallen (~ 10k) en in plaats daarvan zoiets als dit gebruiken: [LM2901AQ] (https://uk.rs-online.com/web/p/comparators/1333358/) die 300 ns claimt voor grote schommelingen....
De 339 claimt ook hogere snelheden voor hogere schommelingen.Als je alleen op zoek bent naar de aanwezigheid van pulsen, en als ze altijd 15V zullen zijn en niet hoger, dan zou ik serieus overwegen om een resistieve verdeler te gebruiken met een beetje capacitieve boost, die een 74AC-serie schmitt-triggerbuffer of omvormer.Of een common-emitter-transistortrap, wederom met wat capacitieve boost, die een 74AC schmitt-trigger voedt.


Deze Q&A is automatisch vertaald vanuit de Engelse taal.De originele inhoud is beschikbaar op stackexchange, waarvoor we bedanken voor de cc by-sa 4.0-licentie waaronder het wordt gedistribueerd.
Loading...