Komparator LM339

[cipoint]

Hallo,

wer kennt sich mit diesem Baustein oder mit Komparatoren allgemein aus? Die Dattenblätter, die bei Conrad zu finden sind, sagen mir leider nicht viel.

Wann liegt am Komparatorausgang eine logische 1 an? Wenn die Spannung am Eingang = 0V ist?

edit: Bitte verschieben!

[anders]

Wann liegt am Komparatorausgang eine logische 1 an?

Das hängt davon ab, was du also logische 1 definiert hast.

Der LM339 enthält vier gleiche Komparatoren.
Der Ausgang eines jeden ist der Kollektor eines npn-Transistors, dessen Emitter mit GND (Pin12) verbunden ist.

Jeder Komparator besitzt zwei Eingänge. Deren Spannungsdifferenz wird ausgewertet und zur Ansteuerung des Ausgangstransistors benutzt.
Wenn Input+ mindestens einige Millivolt positiver als Input- ist, dann ist der Ausgangstransistor gesperrt, leitet also nicht.
Wenn Input+ mindestens einige Millivolt negativer als Input- ist, dann leitet der Ausgangstransistor, könnte also z.B. ein LED ansteuern.

Wenn die Eingangsspannungsdifferenz annähernd Null ist, ist aufgrund von Exemplarstreungungen der Zustand des Ausgangs nicht vorhersehbar.
Dieser Unsicherheitsbereich wird im Datenblatt als Offset-Voltage bezeichnet.

Die Betriebsspannung darf 2..36V betragen und für korrekte Funktion muss sich die Spannung den Eingängen zwischen 0 und der um 2V verminderten tatsächlichen Betriebsspannung bewegen.

[cipoint]

Vielen Dank!

Was ist ein offener Kollektor? Warum muss man ihn durch ein Widerstand an Vs+ hängen? Wovon hängt der Wert diesen Widerstandes ab?

[anders]

Was ist ein offener Kollektor?

Das ist einfach der nirgendwo sonst angeschlossene Kollektor eines Transistors.
Wenn der Transistor leitet, nimmt der Kollektor annähernd die Spannung des Emitters - hier etwa 0V - an, aber wenn der Transitor sperrt, hängt der Kollektor sozusagen "in der Luft".
Er kann dann nahezu jede beliebige (positive) Spannung annehmen.
Deshalb ist ein Widerstand erforderlich, der eine definierte Spannung vorgibt. Diese Spannung muß nicht unbedingt die positive Betriebsspannung sein. Sie darf auch kleiner und sogar größer (aber nicht über 36V) sein.

Der Wert des Widerstandes errechnet sich aus der Spannung, an die der Widerstand angeschlossen wird, und dem Strom, der bei leitendem Transistor fliessen soll.
Für viele Zwecke reichen Ströme von weit weniger als 1mA aus, für LEDs wären 2..20mA richtig.

Der mögliche Kollektorstrom des Ausgangstransistors des LM339 beträgt garantiert 6mA, wobei aber die meisten Exemplare für 16mA gut sind. So sind die Angaben des "Output Sink Current" zu verstehen.

[cipoint]

Jetzt habe ich noch eine Frage zu den Widerständen der Spannungsteiler: Die müssen doch auch irgendwie klein genug sein, um eine stabile Referenzspannung zu gewährleisten und gleichzeitig nicht zu klein, um die Stromquelle nicht unnötig zu belasten, richtig?

Wie hoch dürfen die Widerstände der Spannungsteiler sein bzw. von welche Faktoren hängt das ab?

Anbei mal eine Schaltung, die ich entworfen habe. Kritik ist erwünscht.

Die Komparatoren werden als 741 bezeichnet, was auch immer das für welche sind. Sie zicken leider oft rum, vielleicht ist es aber auch das Programm.

[anders]

Die Komparatoren werden als 741 bezeichnet,

Der 741 ist ein uralter Operationsverstärker der aber oft auch als Komparator betrieben wird. Ich denke mit dem 339 bist du besser bedient.

der Spannungsteiler: Die müssen doch auch irgendwie klein genug sein, um eine stabile Referenzspannung zu gewährleisten und gleichzeitig nicht zu klein, um die Stromquelle nicht unnötig zu belasten, richtig?

Das stimmt, aber deine Spannungsteiler sind viel zu niederohmig. Der Eingangsstrom des 339 beträgt nur 25nA und so hättest du selbst bei Widerständen von 100kOhm nur etwa 1mV Fehler.

Außerdem musst du an die Eigenerwärmung des Messwiderstandes denken !

Sie zicken leider oft rum

Was erwartest du von der Schaltung ? Sie hat praktisch keinen Proportionalbereich und die Ausgangsspannung ist entweder voll positiv oder fast Null.
Wenn die Eingangsspannungsdifferenz annähernd Null ist, reicht schon das Verstärkerrauschen, damit der Ausgang zappelt.
Dagegen hilft es, etwas Hysterese durch positive Rückkopplung einzubauen.
Auch Brummeinstreungen durch benachbarte Netzspannung wollen wir nicht vergessen. Dagegen helfen Abschirmungen.

Andere Zickigkeiten können durch die fehlenden Entkopplung der Versorgungsspannung hervorgerufen werden. Aus diesem Grund baut man stets direkt am IC 100nF Kondensatoren von den Versorgungsspannungsanschlüssen nach Masse ein.