LM311N: высокоточный компаратор напряжения для широкого спектра применений

Какие ключевые характеристики делают LM311N универсальным компаратором напряжения. Как его можно применять в различных электронных схемах. Почему LM311N считается надежным выбором для профессиональных разработчиков.

Содержание

Общее описание и ключевые особенности LM311N

LM311N — это высокопроизводительный дифференциальный компаратор напряжения, разработанный компанией Texas Instruments. Данная микросхема широко применяется в электронике благодаря своим универсальным характеристикам и надежности.

Ключевые особенности LM311N:

Широкий диапазон рабочего напряжения: 9-28 В
Малое время отклика: 200 нс
Низкий входной ток: максимум 150 нА
Выход с открытым коллектором
Возможность стробирования
Совместимость с различными логическими уровнями
Рабочая температура: от 0°C до +70°C

Что делает LM311N особенно привлекательным для разработчиков? Его способность работать в широком диапазоне напряжений позволяет использовать его как в схемах с традиционным питанием ±15 В, так и в современных низковольтных устройствах с однополярным питанием 5 В.

Принцип работы и основные параметры LM311N

LM311N относится к классу компараторов напряжения. Как работает этот компаратор? Он сравнивает два входных аналоговых сигнала и выдает дискретный выходной сигнал, показывающий, какой из входов имеет более высокое напряжение.

Основные параметры LM311N:

Входное напряжение смещения: максимум 10 мВ
Входной ток смещения: максимум 100 нА
Коэффициент усиления напряжения: 106.02 дБ (типовое значение)
Максимальное дифференциальное входное напряжение: 30 В
Выходной ток: до 50 мА

Какие преимущества дает выход с открытым коллектором? Он обеспечивает гибкость при подключении к различным логическим уровням и позволяет объединять выходы нескольких компараторов по схеме монтажного ИЛИ.

Применение LM311N в электронных схемах

Благодаря своим универсальным характеристикам, LM311N находит применение во множестве электронных устройств и систем. Рассмотрим некоторые типичные области применения:

1. Пороговые детекторы

Как использовать LM311N в качестве порогового детектора? Один вход компаратора подключается к опорному напряжению, а другой — к входному сигналу. Когда входной сигнал превышает пороговое значение, выход компаратора переключается, сигнализируя о превышении порога.

2. Преобразователи аналогового сигнала в цифровой

LM311N может служить основой простого аналого-цифрового преобразователя. Как это работает? Входной аналоговый сигнал сравнивается с опорным напряжением, которое меняется ступенчато. Момент переключения выхода компаратора соответствует определенному уровню входного сигнала.

3. Генераторы импульсов

Используя LM311N в сочетании с RC-цепочкой, можно создать простой генератор прямоугольных импульсов. Как построить такой генератор? Выход компаратора через резистор подключается к его инвертирующему входу, образуя петлю положительной обратной связи. Частота генерации определяется параметрами RC-цепи.

Особенности использования LM311N в схемотехнике

При разработке схем с использованием LM311N следует учитывать некоторые важные аспекты:

Питание: Хотя LM311N допускает широкий диапазон напряжений питания, рекомендуется использовать стабилизированные источники для обеспечения точной работы.
Защита входов: При работе с входными сигналами, которые могут выходить за пределы напряжения питания, необходимо использовать защитные диоды.
Подавление шумов: В схемах с высокой чувствительностью рекомендуется использовать фильтрующие конденсаторы на входах компаратора.
Гистерезис: Для предотвращения ложных срабатываний при наличии шумов в сигнале следует применять схему с гистерезисом.

Как реализовать гистерезис в схеме с LM311N? Это достигается путем добавления положительной обратной связи через резистор, соединяющий выход компаратора с его неинвертирующим входом.

Сравнение LM311N с другими компараторами

Чтобы лучше понять преимущества LM311N, сравним его с некоторыми аналогичными компараторами:

Параметр	LM311N	LM339	LM393
Количество компараторов в корпусе	1	4	2
Время отклика	200 нс	1.3 мкс	1.3 мкс
Диапазон напряжения питания	9-28 В	2-36 В	2-36 В
Входной ток смещения	100 нА	25 нА	25 нА

Какие выводы можно сделать из этого сравнения? LM311N выделяется своим быстродействием, что делает его предпочтительным выбором для высокоскоростных приложений. Однако в схемах, где требуется несколько компараторов, LM339 или LM393 могут быть более экономичным решением.

Перспективы развития и альтернативы LM311N

Несмотря на то, что LM311N остается популярным выбором для многих приложений, развитие электроники не стоит на месте. Какие тенденции наблюдаются в области компараторов напряжения?

Снижение энергопотребления
Увеличение скорости работы
Интеграция дополнительных функций
Уменьшение размеров корпуса

Существуют ли современные альтернативы LM311N? Да, на рынке представлены более новые модели компараторов, такие как TLV3201 от Texas Instruments или MCP6561 от Microchip, которые отличаются меньшим энергопотреблением и работой при более низких напряжениях питания. Однако LM311N по-прежнему остается востребованным благодаря своей надежности и проверенной временем конструкции.

Заключение и рекомендации по использованию LM311N

LM311N представляет собой надежный и универсальный компаратор напряжения, который находит применение в широком спектре электронных устройств. Его ключевые преимущества включают:

Высокую скорость работы
Широкий диапазон напряжений питания
Гибкость в применении благодаря выходу с открытым коллектором
Совместимость с различными логическими уровнями

Какие рекомендации можно дать разработчикам, планирующим использовать LM311N? Прежде всего, внимательно изучите документацию производителя и примеры типовых схем применения. Экспериментируйте с различными конфигурациями для достижения оптимальной производительности в вашем устройстве. Не забывайте о важности правильного выбора сопутствующих компонентов, таких как резисторы и конденсаторы, которые могут существенно влиять на работу схемы с LM311N.

В заключение можно сказать, что LM311N остается отличным выбором для многих приложений, где требуется надежное сравнение аналоговых сигналов. Его проверенная временем конструкция и широкая доступность делают его привлекательным компонентом как для опытных разработчиков, так и для начинающих электронщиков.

LM311N/NOPB Texas Instruments, Компаратор, O/P с открытым коллектором, 0,2 мкс 9 → 28 В, 8-контактный MDIP

Посмотреть все Компараторы

Продукт снят с производства

Альтернатива

Этот продукт в настоящее время недоступен. Вот наша альтернативная рекомендация. 1 шт.

1168 фунтов стерлингов

(без НДС)

1402 фунтов стерлингов

(включая НДС)

RS Артикул:: 533-8186
M. Часть №:: LM311N/NOPB
Бренд:: Texas Instruments

Технический справочник

DOCZIPSCHEMAT Компараторы

LM111, LM211 и LM311 от Texas Instruments представляют собой дифференциальные компараторы входного напряжения с широким диапазоном рабочего напряжения и временем отклика 200 нс. Входы этих устройств могут быть изолированы от заземления системы, а незадействованные выходы могут управлять нагрузками, относящимися либо к шине питания, либо к земле. Эти одиночные компараторы снабжены функциями балансировки и стробирования.

Компараторы, Texas Instruments

Ассортимент компараторов напряжения Texas Instruments включает не только обычные одинарные, двойные и счетверенные компараторы, но также оконные компараторы и устройства контроля повышенного и пониженного напряжения.

Хотя компараторы и операционные усилители внешне похожи, их работа на практике сильно различается. Операционные усилители предназначены для линейной работы с соответствующей обратной связью, тогда как компараторы рассчитаны на быстрое переключение и обычно работают в режиме без обратной связи. Специализированные компараторы напряжения имеют значительно более короткие задержки распространения и способны к более быстрому времени отклика в условиях насыщения. Большинство компараторов также более устойчивы к высоким дифференциальным входным напряжениям, и многие из них имеют выходы с открытым коллектором, позволяющие работать параллельно с другими устройствами.

Specifications

Максимум.0085555585858588.

8585833333. Минимальная рабочая температура

Attribute	Value
Comparator Type	General Purpose
Mounting Type	Through Hole
Package Type	MDIP
Power Тип питания	Двойной, одинарный
Тип выхода	Открытый коллектор
Количество каналов на чип	1
Typical Response Time	0. 2µs
Pin Count	8
Typical Single Supply Voltage	9 → 28 V
Dimensions	9.27 x 6.35 x 3.3mm
Длина	9,27 мм
Ширина	6,35 мм
Высота	3,3 мм
+70 ° C
Типичное усиление напряжения	106,02 дБ
Типичное напряжение двойного снабжения	± 12 В, ± 15 В, ± 3 V, ± 5 В, ±	0 °C

LM311N-14 техническое описание — LM111 — компаратор напряжения, упаковка: Lcc, № контакта = 20

ЛМ311Н-14 Категория Обработка аналоговых и смешанных сигналов =>

Компараторы => Общее назначение Описание LM111 — компаратор напряжения, упаковка: Lcc, № контакта = 20 Компания Национальная полупроводниковая корпорация Техническое описание Загрузить LM311N-14 Техническое описание Цитата

Где купить

Функции, приложения

LM111, LM211 и LM311 — это компараторы напряжения, входные токи которых почти в тысячу раз ниже, чем у устройств, подобных LM710 или LM710. Они также предназначены для работы в более широком диапазоне напряжений питания: от стандартных 15-вольтовых источников питания операционных усилителей до одиночных 5-вольтовых источников питания, используемых для логики микросхем. Их выход совместим со схемами RTL, DTL и TTL, а также с МОП-схемами. Кроме того, они могут управлять лампами или реле, коммутируя напряжения 50 В при токах до 50 мА. И входы, и выходы LM211 или LM311 могут быть изолированы от заземления системы, а выход может управлять нагрузками, относящимися к земле, положительному или отрицательному источнику питания. Предусмотрена балансировка смещения и возможность стробирования, а выходы могут быть объединены проводным ИЛИ. Хотя они медленнее, чем LM106, и (время отклика 200 нс против 40 нс), эти устройства гораздо менее подвержены паразитным колебаниям. LM111 имеет ту же конфигурацию контактов, что и LM106 и LM710. LM211 идентичен LM111, за исключением того, что его рабочие характеристики указаны в диапазоне температур до +85°C, а не до +125°C.

LM311 имеет диапазон температур до +70С.

Работает от одного источника питания 5 В Входной ток: макс. 150 нА. перегрев Ток смещения: макс. 20 нА. Перегрев Диапазон дифференциального входного напряжения: 30 В Потребляемая мощность: 15 В

Примечание. Не заземляйте контакт стробоскопа. Выход отключается, когда ток снимается с вывода стробоскопа.
Примечание 1: Увеличивает типичное нарастание синфазного сигнала с до 18 В/с.
(Примечание 3) (продолжение) Драйвер реле со стробоскопом

*Поглощает индуктивную отдачу реле и защищает микросхему от резких скачков напряжения на линии V++. Примечание. Не заземляйте контакт стробоскопа.

Отключение входного и выходного каскадов (Примечание 2)

Примечание. Не заземляйте контакт стробоскопа. Примечание 2: Типовой входной ток 50 пА при отключенных входах. Примечание 3: Штыревые соединения, показанные на принципиальной схеме, и типичные области применения относятся к корпусу металлической банки H08.

Если требуются устройства, указанные в военных/аэрокосмических целях, обратитесь в офис/дистрибьюторов National Semiconductor для получения информации о наличии и спецификациях.

Суммарное напряжение питания (V84) Отрицательное выходное напряжение питания (V74) От земли к отрицательному напряжению питания (V14) Дифференциальное входное напряжение Входное напряжение (Примечание 4) Выходная длительность короткого замыкания 15 В 10 с

Диапазон рабочих температур до 85°C Температура свинца (пайка, 10 сек) 260°C Напряжение на выводе стробоскопа V+-5V Информация для пайки Пайка в корпусе Dual-In-Line (10 секунд) 260°C Малый корпус в паровой фазе (60 секунд) 215C Инфракрасный (15 секунд) ) 220C См. AN-450 «Методы поверхностного монтажа и их влияние на надежность продукта» для других методов пайки устройств поверхностного монтажа. Класс защиты от электростатического разряда (Примечание 11) 300 В

для LM111 и LM211 Параметр Входное напряжение смещения (Примечание 7) Входное смещение Ток Входное смещение Ток Усиление напряжения Время отклика (Примечание 8) Напряжение насыщения Строб Ток включения (Примечание 9)) Выходной ток утечки Входное напряжение смещения (Примечание 7) Входной ток смещения (Примечание 7) Входной ток смещения Диапазон входного напряжения Напряжение насыщения Выходной ток утечки Положительный ток питания Отрицательный ток питания V- = -15 В, контакт 7 Pull-Up May =0 VIN -6 мВ, мА VIN5 мВ, VOUT =25C VIN-5 мВ, IOUT =25C VIN5 мВ, VOUT TA =25C, ISTROBE nA 40 Условия =25C, RS50k Мин Тип Макс 10 100 Единицы мВ нА В/мВ нс В

Примечание 4: этот рейтинг применим для 15 расходных материалов. Предел положительного входного напряжения составляет 30 В выше отрицательного источника питания. Предел отрицательного входного напряжения равен отрицательному напряжению питания или на 30 В ниже положительного напряжения питания, в зависимости от того, что меньше. Примечание 5: Максимальная температура перехода составляет 150°C, а температура перехода — 110°C. Для работы при повышенных температурах номинальные характеристики устройств в корпусе H08 должны быть снижены на основе теплового сопротивления 165°C/Вт, переход к окружающей среде, или 20°C/Вт, переход к корпусу. Термическое сопротивление двухрядного корпуса составляет 110C/Вт, переход к окружающей среде. Примечание 6. Эти характеристики применимы для 15 В и заземления, а также для -55CTA+125C, если не указано иное. Однако для LM211 все температурные характеристики ограничены -25CTA+85C. Спецификации напряжения смещения, тока смещения и тока смещения применимы для любого напряжения питания от одного источника питания 5 В. Источники питания 15 В. Примечание 7. Приведенные напряжения смещения и токи смещения являются максимальными значениями, необходимыми для управления выходным сигналом в пределах вольта от любого источника при нагрузке 1 мА. Таким образом, эти параметры определяют диапазон ошибок и учитывают наихудшие эффекты усиления по напряжению и RS. Примечание 8. Указанное время отклика (см. определения) относится к входному шагу 100 мВ с перегрузкой 5 мВ. Примечание 9: Эта спецификация указывает диапазон тока, который должен быть снят с вывода стробоскопа, чтобы обеспечить правильное отключение выхода. Не замыкайте контакт стробоскопа на землю; он должен управляться током до 5 мА. Примечание 10: Обратитесь к RETS111X за военными спецификациями LM111H, LM111J и LM111J-8. Примечание 11: Модель человеческого тела, k последовательно с 100 пФ.

Связанные продукты с тем же паспортом

5962-8687701QGA

5962-8687701QPA

5962-8687701QZA

5962P0052401ВПА

5962P0052401VZA

ДЖЛ111СГА

ДЖМ38510/10304БКА

ДЖМ38510/10304БГА

ДЖМ38510/10304БХА

ДЖМ38510/10304БПА

ДЖМ38510/10304СГА

ДЖМ38510/10304ША

Номер детали того же производителя National Semiconductor Corporation

LM311N/LM311M LM111 — компаратор напряжения, упаковка: Lcc, № контакта = 20

Операционный усилитель LM312 (снято с производства)

Операционные усилители LM312H

LM313 LM113 — прецизионный эталон, упаковка: TO-46, штифт Nb=2

LM3146 Высоковольтная транзисторная матрица (снято с производства)

LM3146M Lm3146 Массив высоковольтных транзисторов

LM317 LM117 — 3-контактный регулируемый регулятор, комплектация: TO-3, № контакта = 3

Регулируемый регулятор LM317A с 3 клеммами

LM317AEMP LM117 — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-3, № контакта = 3

LM317AMDC 3-контактный регулируемый регулятор

LM317AMDT LM117 — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-3, № контакта = 3

LM317DT 3-контактный регулируемый регулятор

LM317EMP LM117 — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-3, № контакта = 3

ЛМ317ХМДК

LM317HV LM117HV — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-39, № контакта = 3

LM317HVKSTEEL 3-контактный регулируемый регулятор

LM317HVKSTEEL LM117HV — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-39, штифт Nb=3

Регулируемый регулятор LM317K с 3 выводами

LM317K LM117 — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-3, № контакта = 3

ЛМ317КМДК

LM317KSTEEL LM117 — 3-контактный регулируемый регулятор, упаковка: TO-3, № контакта = 3

54F10FM : Тройной вентиль И-НЕ с 3 входами

5962-9098501BSA : Military/Aerospace->FACT AC 54AC521 — 8-битный компаратор идентификационных данных, упаковка: Lcc, номер контакта = 20

CLC400 : CLC400 — широкополосный монолитный операционный усилитель с низким коэффициентом усиления, быстроустанавливающийся, корпус: Lcc, номер контакта = 20

DS90CR216MTD: Channel Link DS90CR215 — +3,3 В строб данных нарастающего фронта LVDS 21-битный канал Link — 66 МГц, упаковка: Tssop, № контакта = 48

LM1973MX: LM1973 — Микропотенциальный 3-канальный аттенюатор звука 76 дБ с отключением звука, упаковка: Soic Wide, номер контакта = 20

MCP810M3X-3.

Общее описание и ключевые особенности LM311N

Принцип работы и основные параметры LM311N