測試儀器,以數(shù)字示波器為例,很多用戶可能都知道示波器的一些傳統(tǒng)的指標(biāo),比如帶寬,采樣率,存儲深度等等,甚至出現(xiàn)在選型的時候根據(jù)指標(biāo)”比數(shù)大小”,以為數(shù)大的就比數(shù)小的好。
LM339(四路差動比較器)是在電壓比較器芯片[1] 內(nèi)部裝有四個獨立的電壓比較器,是一種常見的集成電路,主要應(yīng)用于高壓數(shù)字邏輯門電路。利用lm339可以方便的組成各種電壓比較器電路和振蕩器電路。一起來了解一下LM339設(shè)計的測試儀電路。
1.測試儀電路
介紹電路見圖1。粗黑線方框內(nèi)是待測比較器LM339.其中的4個比較器在方框內(nèi)分別被標(biāo)注為IC1、1C2、IC3和IC4,方塊四周的數(shù)字是引腳編號。其中③腳和12腳是電源引腳,可使用5V~36V之間的任何電壓數(shù)值,也可使用雙電源測試,這里使用12V單電源。
LM339輸出端是三極管集電極0C開路型的,如圖2所示。當(dāng)其正輸入端(同相輸入端)電位高于負輸入端(反相輸入端)10mV或以上時,輸出三極管處于截止?fàn)顟B(tài),這時電阻R11作為上拉電阻將輸出端電位置為高電平:相反情況時,輸出端為低電平,即圖2中的輸出三極管處于導(dǎo)通狀態(tài)。
由于LM339輸出端是三極管集電極開路型的無源輸出端,所以,LM339的四個輸出端可以直接短路連接,而不影響其正常工作。圖1的測試電路就是基于這樣的原理設(shè)計的。
圖1中有4個按鈕SB1—SB4,用于對4個電壓比較器IC1~IC4進行測試。電阻R9=R10=10kΩ,兩個電阻分壓使得4個電壓比較器的正輸入端(同相輸入端⑤腳、⑦腳、⑨腳、11腳)電壓等于6V。由于電壓比較囂輸入端電流僅有nA級大小,所以對分壓值幾乎不產(chǎn)生影響。電阻R1 =R3=R5=R7=6.8kn,R2=R4=R6=R8=10kΩ,這樣電壓比較器4個負輸入端(反相輸入端④腳、⑥腳、⑧腳、⑩腳)電壓,在相應(yīng)按鈕按下時為7.1V。
測試時,首先將待測比較器LM339插入雙列直插封裝的集成電路測試14腳插座,并鎖緊,接通測試儀電源開關(guān)K,測試儀進入工作狀態(tài),這時指示燈LED1點亮,LED2不亮。由于4個電壓比較器的負輸入端均通過電阻接地,為低電平,而正輸入端有6V電壓,對應(yīng)的輸出端三極管均截止;電壓表V有指示,指示值比電源電壓12V略低。
準(zhǔn)確數(shù)值則由發(fā)光管LED2的正向壓降,以及電阻R11和電壓表的內(nèi)阻分壓決定。接著依次按壓按鈕SB1~SB4,對IC1~IC4分別進行檢測。例如,按下按鈕SB1,IC1的負輸入端(反相輸入端④腳)獲得7.1V電壓,高于正輸入端(同相輸入端⑤腳)的6V電壓,輸出端②腳內(nèi)的三極管充分飽和,使輸出端②腳呈現(xiàn)低電平,這時指示燈LED2點亮,電壓表V指示值≤0.1V。
IC1~IC4全部測試完畢,即可根據(jù)附表數(shù)據(jù)判斷待測電壓比較器的質(zhì)量如何。如果每一測試步驟均與表列結(jié)果一致,則可認(rèn)為被測集成電路功能正常。
對于一批待測試電壓比較器集成電路,應(yīng)注意電壓的指示值應(yīng)相同,或非常接近。尤其在裝配產(chǎn)品時,應(yīng)對測試值異常的元件剔除不用,從而使產(chǎn)品順利通過調(diào)試。
2.功能擴展應(yīng)用
圖1是集電極開路輸出型電壓比較器的測試電路,測試時可將其4個輸出端并連在一起,而有些電壓比較器像MC14574.以及用運算放大器代作電壓比較器(運算放大器沒有使用負反饋時,放大倍數(shù)接近無窮大,即具有電壓比較器的特性)使用時,它們的輸出端是不允許直接并聯(lián)在一起的。其測試電路如圖3那樣改接,才能進行正常測試。圖3是對四運放LM324用作電壓比較器時的測試電路。也使用12V電源。圖3中電阻Rl—RIO的阻值與圖l相同。電源開關(guān)K剛合上時,4個輸出端均為高電平,發(fā)光管LED12、LED14、LED16、LED18點亮。
之后按下按鈕SB1時,則②腳電壓高過③腳,輸出端①腳變?yōu)榈碗娖剑琇ED12熄滅.LED11點亮。再依次按壓按鈕SB2、SB3和SB4,對LM324的所有4個“比較器”進行功能測試,即可確認(rèn)其功能正常與否。
3.元件選擇與制作
圖1中電阻的選擇,可用0.125W的.阻值文中已有交代;對于與發(fā)光管串聯(lián)的電阻,可用3.3k的,這樣發(fā)光管約有3mA左右的電流。發(fā)光管可用φ3mm或φ5mm的普通型即可。按鈕無有特殊要求。要注意的是集成電路老化測試插座,最好選測試專用插座,保證插入時省力,插入后接觸良好。實在買不到,也可用普通的lC插座。
若果嫌輸入端電阻過多,可只要R1、R2-組分壓,4個開關(guān)分別搭接在這個分壓點上,而不搭接在12V上,依次閉合,測試各個集成塊的好壞。
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