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　　一、LM393工作原理

　　LM393是雙電壓比較器集成電路。

　　輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內的任何電源電壓上，不受Vcc端電壓值的限制。此輸出能作為一個簡單的對地SPS開路（當不用負載電阻沒被運用），輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制。當達到極限電流（16mA）時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。

　　LM393主要特點如下：

　　●工作電源電壓范圍寬，單電源、雙電源均可工作，單電源：2～36V，雙電源：±1～±18V；

　　●消耗電流小，Icc=0.8mA；

　　●輸入失調電壓小，VIO=±2mV；

　　●共模輸入電壓范圍寬，Vic=0～Vcc-1.5V；

　　●輸出與TTL，DTL，MOS，CMOS等兼容；

　　●輸出可以用開路集電極連接“或”門；

　　二、LM393引腳圖及內部框圖

　　采用雙列直插8腳塑料封裝（DIP8）和微形的雙列8腳塑料封裝（SOP8）

　　LM393內部結構圖

　　LM393引腳功能排列表：

　　三、LM393主要參數表：

　　電特性（除非特別說明，VCC=5.0V，Tamb=25℃）

　　應用說明：

　　LM393是高增益，寬頻帶器件，象大多數比較器一樣，如果輸出端到輸入端有寄生電容而產生耦合，則很容易產生振蕩。這種現象僅僅出現在當比較器改變狀態時，輸出電壓過渡的間隙。電源加旁路濾波并不能解決這個問題，標準PC板的設計對減小輸入—輸出寄生電容耦合是有助的。減小輸入電阻至小于10K將減小反饋信號，而且增加甚至很小的正反饋量（滯回1.0~10mV）能導致快速轉換，使得不可能產生由于寄生電容引起的振蕩。除非利用滯后，否則直接插入IC并在引腳上加上電阻將引起輸入—輸出在很短的轉換周期內振蕩，如果輸入信號是脈沖波形，并且上升和下降時間相當快，則滯回將不需要。

　　比較器的所有沒有用的引腳必須接地。

　　LM393偏置網絡確立了其靜態電流與電源電壓范圍2.0~30V無關。

　　通常電源不需要加旁路電容。

　　差分輸入電壓可以大于Vcc并不損壞器件。保護部分必須能阻止輸入電壓向負端超過-0.3V.

　　LM393的輸出部分是集電極開路，發射極接地的NPN輸出晶體管，可以用多集電極輸出提供或ORing功能。輸出負載電阻能銜接在可允許電源電壓范圍內的任何電源電壓上，不受Vcc端電壓值的限制。此輸出能作為一個簡單的對地SPS開路（當不用負載電阻沒被運用），輸出部分的陷電流被可能得到的驅動和器件的β值所限制。當達到極限電流（16mA）時，輸出晶體管將退出而且輸出電壓將很快上升。輸出飽和電壓被輸出晶體管大約60ohm的γSAT限制。當負載電流很小時，輸出晶體管的低失調電壓（約1.0mV）允許輸出箝位在零電平。

　　四、應用電路

　　基于LM393的電機保護電路設計

　　1、LM393用作電壓比較器，當A點電壓大于B點電壓時，LED點亮，用以警告電機負載過大；

　　2、由于芯片輸出端的內部電路為三極管的集電極，因此根據手冊Vout需接入10K上拉電阻；

　　3、輸出端接一個白色LED，以指示電平轉換，由于芯片輸出能力不強，不需接入限流電阻；

　　4、LM393正輸入端電壓來自“微機-11型電源”的+6V~26V在R1上的分壓，R1和電機代替電阻根據具體情況配置；

　　5、LM393負輸入端電壓來自“微機-11型電源”的+5V在R4上的分壓，R3和R4根據具體情況配置；

　　6、據手冊說明，LM393只用單路運放時，閑置管腳需進行接地處理。

　　7、以下測試用來確定LM393用作比較器時能夠正常工作的最大和最小基準電壓（兩路均做測試）：

　　第一路：（1，2，3腳）

　　當負端輸入為0.164V（分壓電阻為R3=10K，R4=330），芯片可以正常工作，正負端壓差為12mV。

　　當負端輸入為0.272V（分壓電阻為R3=10K，R4=560），芯片可以正常工作，正負端壓差為8mV。

　　當負端輸入為2.0V（分壓電阻為R3=10K，R4=6.8K），芯片可以正常工作，正負端壓差為6mV。

　　第二路：（5，6，7腳）

　　當負端輸入為0V（6腳接GND），芯片可以正常工作，正負端壓差為2.1mV。

　　當負端輸入為0.0506V（分壓電阻為R3=10K，R4=100），芯片可以正常工作，正負端壓差為2mV。

　　當負端輸入為1.540（分壓電阻為R3=10K，R4=4.3K），芯片可以正常工作，正負端壓差為3mV。

　　當負端輸入為3.580V（分壓電阻為R3=4.3K，R4=10K），芯片可以正常工作，正負端壓差為4mV。

　　當負端輸入為3.936V（分壓電阻為R3=4.3K，R4=14.3K），芯片可以正常工作，正負端壓差為8mV。

　　當負端輸入為4.133V（分壓電阻為R3=4.3K，R4=18K），芯片可以正常工作，正負端壓差為180mV。

　　當負端輸入為4.214V（分壓電阻為R3=4.3K，R4=20K），芯片不能正常工作，輸出均為低電平。

　　結論：LM393用作比較器時，負端基準電壓在0.05--4.1V范圍內可正常工作。

　　功能驗證

　　1、依據圖示電路在面包板上搭建2個獨立的電路，必要時需在電源和電機間串入電流表，以檢測電流變化；

　　2、2個電路分別使用了LM393的兩個單元，以實現兩個單元的同時測試；

　　3、運放實際供電為5.12V（微機-11型電源+5V輸出）；

　　4、B點實際電壓為5.12*1.2/（6.8+1.2）=0.768V;

　　5、當A點電壓大于0.768V，Vout輸出高電平，LED點亮，此時通過電機電流I=0.768/5.1=150mA；

　　（借住工具阻礙電機轉鈾轉動，當萬用表示數高于150mA時，LED點亮）

　　6、將面包板固定在紙盒上，以保護電路、方便測試；

　　7、R1電關鍵元件，采用1%、1W5、5.1歐金屬膜電阻；LM393采用TI公司SO-8封裝；