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10.2LM339型四运放集成电路的创意制作LM339是将四个运算放大器集成在一起的电路，简称为四运放集成电路，也称为四电压比较器，可用于放大模拟信号，处理数字信号，制作各种振荡器，以及用于制作各种控制电路等，应用极其广泛。10.2.1LM339的特性LM339的外形如图10-7(a)所示，它是采用晶体管制造工艺在硅晶片上生产四个独立的精密电压比较器芯片，然后采用DIP-14标准封装成双列14脚直插式结构的G该集成电路14个引脚的排列及其名称如图10-7(b)所示。OUTbOUTcOUTaOUTdVccGNDINa-INd+INa+INd-INbINc+INb+INc(a)LM339的外形(b)LM339的引脚国10-7LM339的外形及引脚图LM339的内部电路结构如图10牛8(a)所示，它内部有四个电路形式完全相同且性能一致的精密运算放大器(电压比较器)a,b,c,d。除电源公用外，四个运放相互独立。每个运放都有两个输入端和-个输出端ο运放a的两个输入端设置在集成电路的④脚、⑤脚，其中④脚为它的反向输入端(亦称负输入端)，①脚为它的同向输入端(亦称正输入端)，②脚为它的输出端;运放b的两个输入端设置在集成电路的⑥脚、⑦脚，⑥脚为它的反向输入端，⑦脚为它的同向输入端，①脚为它的输出端:运放C的两个输入端设置在集成电路的③脚、⑨脚，⑧脚为它的反向输入端，⑨脚为它的同向输入端，⑩脚为它的输出端;运放d的两个输入端设置在集成电路的@脚、⑩脚，。脚为它的反向输入端，⑩脚为它的同向输入端，⑩脚为它的输出端。该集成电路工作电源正极输入端设置在它的③脚，公共地线端设置在它的@脚。LM339中每个运放的电路组成相同，性能→致图10-8(b)中示出了运放a的电路组成，其他三个运放的电路组成与此相同c川LM3川的内部电路纺构iO:L\UJ9叶ó、、去~~(吹大器的rt沱::rf.1~J10只i入\:;39!Y]内部电路给构1号!LM339的主要应用参数见表10--2表10-2lM339的主要应用参数表号声数名称r!tIJ、11'(qijÞ,!\'Jú\是大俏一一十一-一←一1818L竹lTI!l、飞飞)Y门I一作电流(m-'\){;:X1科;1也i饰、I也压增益Id13)飞偏寄电流(/，A)汗ll25输出饱和电ft，(01V)飞'()L-t1()一4m气|250可见，LM339具有适应电压范围宽，功率损耗低，电1:1':增益大，rlf单/双电游、应用龟ffì恪低廉等优点.广泛应用于家用电器、电子玩具、自动控制、仪器仪表反报警装罩中在运算放大器外连接不|司的反馈网络之后‘可设置许多复杂的功能电路‘女n放大器、电压比较器、模拟运算、有源滤波、振荡器、转换器、逻辑控制电路等由于LM339的应用极其广泛，故世界各大集成电路生产厂商、公司都推出了f'lc.的问运放器.并命名了自己的型号‘因此rrx面上就有rt,wLM339、uA339、!~PC339、[lL:)另付吁功能相同{日j四号不同的四运哎器，它们都可以相写:代换)，\Z用LM339型四运放集成电路多用于比较电店，我们在电压比较器某输人端)][11:→丁、固定的参考电压，而在另一端加I二一个叮变的输入信号电H~，当信号电!巨超过参考电FJ::时，比较器就导通c由于比较器有增益。因此即便是一个非常微弱的信号电!五、都足以传输ul1\端处于导通电流的状态乙可见，在需要对电路电压进行将测的场合应用LM339啦!因;远放集戒电路是最理嚣的选择310.2.2LM339创意制作一一组装交流自动稳压器下面介绍一种应用LM339制作的交流['1i;JJ稳压器1.电路组成用LM339制作的交流自动稳压器电路如图10-9所示，主要由直流电源电路、稳压电源、电路、基准电压电路、取样电压电路、电压比较电路、逻辑控制电路、电压调节电路等组成。ACIN图10-9用LM339制作的交流自动稳压器电路直流电源电路由WH0812型AC-CD变换模块Al、滤波电容器Cl和α组成。稳压电源电路由LM7805型三端稳压集成电路A2、滤波电容器C3和c4组成。基准电压电路由RP2等构成。取样电压电路由6V稳压二极管VD、电阻器阳1R41R5，以及可调电位器RPl组成。电压比较电路由LM339型四运放集成电路A4等构成。逻辑控制电路由CD4070型异或门集成电路A3，以及偏压电阻器Rl、R2、R6、R7组成。电压调节电路由HS220-1型固态继电器KI-K3组成。2.工作原理图10-9中用LM339制作的交流自动稳压器接人市电交流电后，先经WH0812型ACE汇模块变换和经电容器Cl滤波，形成12V直流电压，但此12V电压并不稳定，它将随市电电压的波动而波动。该电压产生后分三路输往不同的单元电路供它们应用。一路加到VD、R3、R4、R5、RPl串联的电路上，通过它们分压，LM339型四运放集成电路的⑩脚、⑨脚、⑤脚、⑦脚依次由高至低取得不同的电压，加到LM339内部四个运算放大器的反向输入端，作为它们输入的取样电压信号。另一路经LM7805型三端稳压集成电路稳压后输出稳定的5V直流电压，加到RP2两端，又由RP2的调整触点取得电压加到LM339型四运放集成电路的④脚、⑥脚、③脚、⑩脚，送到LM339内部四个运算放大器的同向输入端。由于该电压取自稳压集成电路A2的输出端，电压稳定且不随市电电压变化，故作为LM339内部四个电压比较器同向输入端的基准电压。AC-DC模块WH0812输出电压的第三路直接加到LM339型四运放集成电路③脚的Vcc端，作为该集成电路的工作电压。虽然第三路电压并不稳定，但LM339内部设置有稳压电路，所以并不影响该集成电路的正常工作。当AC端输入的交流电压发生变化时，LM339型四运放集成电路④脚、⑤脚、③脚、⑩脚的基准电压值稳定不变，但LM339⑩脚、⑨脚、⑤脚、⑦脚的取样电压却随市电发生波动，于是控制LM339内部四个电压比较器输出端的电压做相应的变化，即对应地控制LM339⑩脚、⑩脚、②脚、①脚电压发生相应变化。LM339⑩脚、⑩脚、②脚、①脚电压的变化，是由输入的AC电压状况及RP1，R凹的调整状态确定的。LM339⑩脚、⑩脚、②脚、①脚输出变化的电压后，又加到逻辑控制电路中CD4070型异或门集成电路A3的相应引脚上。由图10-9中C凶070型异或门集成电路设置的连接可知，只应用了二个异或门ac,d，异或门b并没有应用，并且异或门a、c、d的六个输入端是串联应用的，即α)4070的③脚、⑩脚连接，α)4070的⑩脚、①脚连接，CD4070②脚、⑤脚不与其他异或门的输入端连接。LM339⑩脚、⑩脚、②脚、①脚输出高/低变化的电压对应加在CD4070的②脚、①脚与⑩脚、⑧脚与⑩脚、⑨脚上，之后就由异或门集成电路C凶070根据输入端的电压进行逻辑运算，再从三个异或门a、c、d中的一个输出端送出高电压，即对应从异或门集成电路CD4070③脚、⑩脚、⑩脚之一送出高电压，并且只有惟一的一个引脚输出高电压，相应控制固态继电器K1、K2，K3之一导通，将自祸变压器。、P、Q三端之一连接到插座X上，以调节插座X输出的市电电压接近220V，达到稳、压的目的。在自动稳压器调整电压的过程中，逻辑控制电路CD4070的工作状态是关键，它既取决于CD4070输入端的连接方式，同时又取决于对各端输入电压进行的逻辑运算，之后才控制C凶。70中各异或门输出端的状态。对CD4070单个的异或门来说，在门的两个输入端加上相同的电压时，该门的输出端就为低电压;当门的两个输入端加土不同的电压时，该门的输出端就为高电压。在图10-9所示的电路中，当AC端输入交流电压为某值时，对二个异或门a、c、d来说，其中只有→个异或门的两个输入端电压为一高一低，也只有该异或门输出高电压，控制对应固态继电器的输出端连通，将自南变压器相应抽头连接到输出电源的插座X上，也就由该抽头输出调节的电压，使其接近220V的标准电压值，最终达到稳压目的。与此同时，另外两个异或门都输出低电压，另外的两个固态继电器也就不动作。根据图10-9中电路设计，当AC端输入市电电压低于160V时，LM339型四运放集成电路中四个电压比较器都输出低电压，CD4070型异或门集成电路中三个异或门也都输出低电压，三个国态继电器的输出端都处于开路状态，插座X中无交流电压输出O当AC端输入市电电压高于230V时，LM339型四运放集成电路中四个运算放大器都输出高电压，又控制CD4070型集成电路中三个异或门都输出低电压，三个国态继电器的输出端也处于开路状态，插座X中无交流电压输出O上述两种情况，由于CD4070中三个异或门a，c,d都输出低电压，使插座X中无交流电压输出C可见，该自动稳压器在输入的交流电压AC过低(160V)或过高(230V)时都将切断插座X中的交流电源，从而具有自动保护功能。调节电路中的可调电位器RP1或R凹，可以改变该自动稳压器输出电压的控制范围c图10-9，在电压取样电路中接一个稳压二极管VD，使输入到LM339⑩脚、⑨脚、⑤脚、⑦脚的取样电压能更精确地反映市电电压的波动情况，以使稳压器能够精确地自动调节c3.元件选择在图10-9所示的用LM339制作的自动稳压器电路中，Al选用WH0812型AC-[汇转换模块，它的输出电压为直流12V;A2选用LM7805型兰端稳压集成电路，它输出的稳压值为稳定的直流5V;VD选用稳压值为6V的稳压二极管，如可选用2CWI04型稳压二极管等RI-R7选用R]-lI2W型金属膜电阻器，RPl、RP2选用WSW型有机实心可调电位器。Cl、C3选用CDll-25V型铝电解电容器;α、C4选用CL1型圆片式涤纶电容器cX选用普通的家用电源插座。T可购买市售的成品自稠变压器，也可阅读本人编写的《元器件自学通}(电子工业出版社出版，各地新华书店有售)一书，按其中介绍的变压器制作方法自制。KI-K3选用HS220-1型固态继电器。HS220-1型固态继电器的原理图如图10-10所示.主要由发光二极管、光电接收管、过零触发电路、双向晶闸管构成.④脚、①脚为控制直流电压输入端，其中④脚为输入直流控制电压的正极，①脚为输入直流控制电压的负报:②脚、③脚为控制交流负载的输出端代它的符号如因10-9所示这种闰态继电器的特点是:体和、小;从④脚、①脚输入的驱动电流小:为无触点开关;响应极快;功花低d它广泛应用于军事、工业及民用电子产品中，但它的负载功率限于100W..M选用CD4070型四异或门集成电路，它的内部结构、引脚排列、引脚的功能名称如图10-11所示，它的内部集成了四个异或门电路。异或是一种逻辑运算.用符号E9表示3规定AE9B=A'B+Ã'Bo由此式很容易得出，当某个异或门两个输入端A、日的状态相同时，它的输出端为低电压;当某个异或门两个输入端A、B的状态相反时，它的输出为高电压;并且有AE91=A，AI⑦O=A。异或门的真值表见表10-30111222ABSSAB矶，E444333飞ABOESAB图10-10HS220-1型固态继电器原理图图10-11C凶070型四异或门集成电路表10-3异或门的真值表输入端A的电压输入端B的电压输出端S的电压。。。。丁一一一。斗i一一→一一一→一o一一-一一-图10-9中选用CD4070型四异或门集成电路来制作稳压器，就是利用它的逻辑运算功能叫图10-9中A4选用LM339型四运放集成电路.LM339可与严气339、/J.PC339、DL339等型号四运放集成电路相互替换使用。在选用LM339型四运放集成电路时，可根据图10-12中的原理来检测。图10-12中由电阻器R5，R6对12V电源G进行分压，在R6上端取得约7.1V的电压，加到LM339内部四个运算放大器的反向输入端，作为它们的基准电压之由单结晶体管VT、电阻器Rl、电容器C构成一个锯齿波振荡发生器，产生的锯齿波信号将通过电阻器R2送到各运放的同向输入端。由于四个运放的同向输入端并联在一起，所以四个运放同时受到锯齿技信号的控制。当锯齿波上升阶段电