Bộ so sánh (LM393) có thể được sử dụng làm bộ khuếch đại không?


8

Tôi đã thấy các mô-đun cho micrô (chẳng hạn như bên dưới) sử dụng LM393 và tuyên bố có khuếch đại.

hình chụp

Tôi đã xem phần này và nó là một so sánh. Tôi đã đọc rằng op amps có thể được sử dụng làm so sánh, nhưng tôi không hiểu nếu cách khác cũng có thể. Hiểu biết của tôi là bộ so sánh chỉ xuất ra V + hoặc Gnd.

Bộ so sánh hoặc LM393 này có thể được sử dụng cụ thể làm bộ khuếch đại cho tín hiệu micrô không? Những thông số nào trong thông số kỹ thuật sẽ làm cho một bộ so sánh như vậy áp dụng để sử dụng làm bộ khuếch đại?

Cập nhật :
Tôi đã theo dõi các kết nối trên mô-đun và tạo sơ đồ. Nó dựa trên nỗ lực tốt nhất của tôi và có thể không chính xác. Có vẻ như LM393 trong trường hợp này không được sử dụng để khuếch đại analog ra chỉ để số hóa nó. Tôi đoán rằng câu hỏi chung vẫn đứng mặc dù.

sơ đồ


1
Một bộ so sánh về cơ bản là một opamp được thiết kế đặc biệt để hoạt động trong một cấu hình so sánh, trong trường hợp này là một bộ thu mở. Vì vậy, có khả năng bạn đã nhìn thấy nó trong một amp D lớp
PlasmaHH

@PlasmaHH: trong ứng dụng đó tôi sẽ không gọi nó là bộ khuếch đại lớp D mà là mộtΔΣ chuyển đổi ...
Curd

@Arik Yavilevich: vui lòng hiển thị "các mô-đun để khuếch đại micrô sử dụng LM393" (sơ đồ).
Sữa đông

Tôi sẽ ngạc nhiên nếu bất cứ ai cũng có thể tạo ra một bộ chuyển đổi có thể sử dụng bằng LM393. Tôi đoán là LM393 là một chút quá chậm cho điều đó.
Bimpelrekkie

@Curd, tôi chưa thấy sơ đồ. Tôi chỉ thấy yêu cầu này trong danh sách trong ebay. Tôi không biết nếu thông tin được liệt kê là thực sự chính xác. Đây là lý do tại sao tôi hỏi. Tôi có một trong những cái đó ở đây, và có khả năng tôi có thể cố gắng theo dõi mạch điện, và đăng nó, nhưng nó có thể gây khó khăn cho tôi. Tôi là người mới. Tôi có nên làm điều đó?
Arik Yavilevich

Câu trả lời:


14

Hãy xem sơ đồ cơ bản của các phần bên trong được hiển thị trong bảng dữ liệu cho LM324 (op-amp thông thường) và LM393 (bộ so sánh) tương ứng: -

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Các giai đoạn đầu vào đều khá giống nhau nhưng sự khác biệt lớn đầu tiên là tụ bù bên trong bên trong op-amp LM324 (hiển thị với một hộp màu đỏ xung quanh nó). Việc bù này sẽ đảm bảo rằng với các loại phản hồi tiêu cực thông thường (bao gồm cả trường hợp xấu nhất là kết nối trực tiếp đầu ra với đầu vào đảo ngược), op-amp LM324 sẽ không ổn định và dao động.

Q10 và Q11 trong LM324 chỉ là những người theo dõi phát xạ nên không có "tăng thêm" (hay còn gọi là lo lắng về độ ổn định bổ sung) đến từ các bóng bán dẫn và Q12 (LM324), sẽ hoạt động khá giống Q7 trong LM393, tức là sản xuất rất nhiều của điện áp đạt được.

Rõ ràng, các giai đoạn đầu ra rất khác nhau với LM324 sử dụng các tín hiệu phát xạ kéo đẩy (không tăng) trong khi LM393 có một giai đoạn phát xạ chung tăng cao khác được hình thành bởi Q8.

Vì vậy, trong ngắn hạn, LM324 có bù tần số để cho phép nhiều cấu hình phản hồi khác nhau trong khi LM393 không có bù này và, để làm cho mọi thứ tồi tệ hơn từ quan điểm ổn định, nó có thêm một giai đoạn tăng điện áp.

Nếu bạn lấy sơ đồ của bảng dữ liệu làm hướng dẫn tốt cho phần bên trong của cả hai chip, bạn phải kết luận rằng việc áp dụng lượng phản hồi âm "bình thường" (để tạo bộ khuếch đại loại op-amp thông thường), sẽ dẫn đến dao động hoặc mất ổn định đáng kể các vấn đề cụ thể ở mức tăng vòng kín thấp.

Nhìn sâu hơn vào chi tiết của các bảng dữ liệu, LM393 có mức tăng điện áp tối thiểu là 50 V trên mỗi milli volt được nhập vào trong khi LM324 chỉ được nhập 15 V mỗi millivolt. Điều này chứng minh sự nghi ngờ về mức tăng cao hơn (đối với LM393) ngụ ý bởi sơ đồ trong các bảng dữ liệu.

Đã nói tất cả, luôn có các phương pháp tạo bộ so sánh thành bộ khuếch đại, nhưng, không có đủ manh mối trong bảng dữ liệu LM393 gợi ý về một phương pháp vững chắc.


11

Các mô-đun LM393 mà bạn thấy được quảng cáo trên eBay không phải là bộ khuếch đại micrô.

Chúng được quảng cáo là các mô-đun phát hiện âm thanh, cung cấp một thông số kỹ thuật số (ít nhiều).

Mô-đun đó có LM393 trên đó và được quảng cáo là máy dò âm thanh. Nó có đầu ra hoạt động thấp, phù hợp với các capabilties của LM393 - LM393 chỉ có thể kéo xuống.

Nó sẽ không làm bạn tốt như một bộ khuếch đại micro. Đó không phải là công việc của nó, và (thật kỳ diệu) nó được quảng cáo là làm những gì nó thực sự tốt cho.


Do LM393 là bộ so sánh kép, nên các mô đun LM393 có đầu ra tương tự cũng có thể sử dụng bộ so sánh thứ hai làm bộ khuếch đại (xấu) cho micrô.


Với sơ đồ được thêm vào, bạn có thể thấy rằng 393 hoàn toàn không được sử dụng làm bộ khuếch đại trong các mô-đun này.

AO là trực tiếp từ micro, như tôi nghi ngờ.

Hai bộ so sánh đang cung cấp các tín hiệu bật / tắt đơn giản để đáp ứng âm lượng của âm thanh mà micro thu được.


JRE, bạn nói đúng về mục bạn đã tham chiếu, nhưng cũng có những mẫu có 4 chân. Một trong số họ là một pin ra tương tự. Và một nồi đứng, nhiều lượt trang trí. ebay.com/itm/ từ
Arik Yavilevich

2
Nó vẫn được liệt kê như là một mô-đun phát hiện âm thanh. Nó có đầu ra kỹ thuật số, do đó, từ LM393. Không có bộ khuếch đại nào khác, do đó, âm thanh analog có thể chỉ là âm thanh micrô mà không cần khuếch đại.
JRE

@ArikYavilevich - Tôi đồng ý với JRE. Tôi đã cố gắng sử dụng các mô-đun đó, và đầu ra tương tự rất kém (gần như vô dụng). Đầu ra kỹ thuật số không có vấn đề gì đối với tiếng ồn lớn, như đèn 'vỗ tay, tắt tiếng' đã từng được quảng cáo trên TV (nhưng bạn có thể còn quá trẻ để nhớ).
xe cứu thương

Tất cả các dấu hiệu cho thấy bạn đúng. Tôi đang cố gắng theo dõi các dấu vết và đăng một sơ đồ để điều này có thể được xác nhận.
Arik Yavilevich

@JRE, tôi đã thêm một sơ đồ. Bạn có thể vui lòng xem qua?
Arik Yavilevich

5

Khi bạn đăng câu hỏi đầu tiên, tôi đã tự hỏi rất nhiều lý do tại sao một bộ so sánh sẽ được sử dụng làm bộ khuếch đại (ngay cả khi có thể) bởi vì có OpAmps rẻ như LM393 nhưng chắc chắn sẽ làm việc tốt hơn. Vì vậy, nó không có ý nghĩa.

Một ý tưởng là bộ so sánh được sử dụng trong ΔΣ bộ chuyển đổi để chuyển đổi tín hiệu ở dạng kỹ thuật số đơn giản, mạnh mẽ chống nhiễu.

Đó là lý do tại sao tôi yêu cầu sơ đồ.
Bây giờ bạn đã cung cấp sơ đồ, chúng tôi thấy rằng nó không được sử dụng để khuếch đại nó thành tín hiệu tương tự mà chỉ biến nó thành tín hiệu số đơn giản. Điều đó có thể hữu ích cho một số ứng dụng khi đủ để phát hiện sự hiện diện của một tần số âm thanh chi phối hoặc dưới dạng cảm biến để phát hiện sự hiện diện của bất kỳ tiếng ồn nào; nhưng tôi sẽ không gọi sự khuếch đại này của tín hiệu âm thanh.

Vì vậy, câu hỏi vẫn còn: khuếch đại được tuyên bố là ở đâu trên bảng?

Rõ ràng, chúng có nghĩa là JFE (hoặc thậm chí là một IC hoàn chỉnh) mà hầu hết các viên nang micro được tích hợp:

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Hình ảnh lấy từ tài liệu đó .


Nếu như được đề xuất bởi @JRE, mục đích chính của mô-đun là phát hiện âm thanh, nó sẽ cần phải có bộ so sánh trong mọi trường hợp. Vì LM393 có hai bộ so sánh trên chip, điều này có nghĩa là có một bộ so sánh dự phòng để chơi. Khi thêm các thành phần gắn trên bề mặt rất nhỏ thường được yêu cầu sử dụng op-amp sẽ tốn hầu như không có gì ở kích thước hoặc ngân sách, tại sao bạn không thử làm điều đó? Nó có thể là một bộ khuếch đại đặc biệt kém, nhưng nếu ai đó ở đâu đó tìm thấy việc sử dụng nó thì đó có thể là một ý tưởng tốt để làm điều đó.
Jules

5

Một bộ so sánh thiếu bù, do đó, nói chung, nó không thể được ổn định để hoạt động như một bộ khuếch đại khi đạt được sự thống nhất một cách dễ dàng, nếu có, tùy thuộc vào cấu trúc bên trong.

Tuy nhiên, trong trường hợp cụ thể của LM393 nó có thể sử dụng nó như là một thực sự dể thương op-amp bằng cách thêm một BFC đến đầu ra. (Tôi tin rằngμbị thiếu trong biểu dữ liệu và các giá trị tụ điện phải là 0,5uF - không phải là B ig và F tại một apacitor C. ).

nhập mô tả hình ảnh ở đây

Điều này chỉ có thể bởi vì mạch bên trong họ LM393 rất đơn giản, do đó, nút bên trong thường được sử dụng trong op-amp có thể truy cập một cách hiệu quả.

nhập mô tả hình ảnh ở đây


4

Bộ so sánh IS là bộ khuếch đại nên thường có thể sử dụng nó làm bộ khuếch đại. Tôi không nói rằng nó sẽ thực tế hoặc dễ dàng!

LM393 IS là bộ khuếch đại nhưng nó được thiết kế để sử dụng làm bộ so sánh và do đó nó được thiết kế để có mức tăng rất cao và đầu ra của bộ thu mở. Bạn có thể tải đầu ra của bộ thu mở bằng một điện trở để cung cấp và áp dụng phản hồi (để giảm mức tăng) để nó trở thành bộ khuếch đại tuyến tính. Nhìn vào mạch bên trong của LM393 là điều có thể.

Nhưng một thách thức có thể là làm cho nó ổn định và hoạt động như bạn muốn (đối với bộ khuếch đại phản hồi tuyến tính).


Có - như FakeMoustache đã chỉ ra, tính ổn định chủ yếu sẽ là một vấn đề vì các bộ so sánh không được bù tần số (vì đặc tính xoay cao). Do đó, chỉ cho phép phản hồi từ nhỏ đến trung bình.
LvW

Bạn không thể giảm thiểu điều đó bằng cách sử dụng bộ lọc thông thấp trong đường dẫn phản hồi?
jbord39

Một phản hồi với đặc tính thông thấp thậm chí sẽ hạ cấp tình hình. Biên độ ổn định sẽ giảm hơn nữa. Xem vòng lặp đạt được respsonse! Không - thậm chí tệ hơn: Mạch sẽ không ổn định nhất!
LvW

1
Bạn có thể tạo một cực tần số RẤT thấp trong vòng phản hồi, sau đó nó sẽ là cực chi phối và bộ khuếch đại sẽ ổn định. Nhưng điều đó sẽ hạn chế nghiêm trọng băng thông của toàn bộ bộ khuếch đại.
Bimpelrekkie

Có - tôi thậm chí sẽ nói rằng một thiết bị như vậy không thể được coi là một bộ khuếch đại hữu ích.
LvW

1

Một bộ so sánh có một giai đoạn đầu ra collector mở với dòng điện giới hạn.

Bạn có thể sử dụng pullup R như 1K và tỷ lệ phản hồi âm có giá trị cao hơn nhiều để làm cho bộ khuếch đại của người nghèo bị sai lệch tương tự như ampe kế.


0

Sau khi chơi với một trong những cảm biến âm thanh này một chút, tôi có một vài quan sát.

  • LM393 được sử dụng vì nó rất rẻ - có thể <10 xu trong qt.

  • LM393 có thể có thể được sử dụng với một số phản hồi tiêu cực như một bộ khuếch đại nhưng điều này chưa được thử. Có lẽ bởi vì bảng được cho là bảng đa năng - cũng có giá là $ 2,00

  • Không có mức tăng nào trên micrô - ngoại trừ fet tích hợp trên electret - như đã lưu ý ở trên. Mong đợi kết quả đầu ra dưới 100mv - nhưng vẫn có thể sử dụng được nếu bạn đọc điện tử một cách khác biệt và không chỉ cố gắng đạt ngưỡng đầu ra, như một loạt các hướng dẫn trực tuyến hiển thị. Họ phải hét lên hoặc búng ngón tay bên cạnh thứ để khiến nó làm bất cứ điều gì. Tuy nhiên, bạn cũng có thể mua một electret và thiên vị nó với một số ít điện trở.

  • Đầu ra kỹ thuật số hầu như không ổn định, và có xu hướng dao động. Tôi đã có ít tiếng ồn hơn khi thêm một số điện trở pullup 10K vào VCC (đây là từ các quan sát có phạm vi).

  • Cuối cùng, toàn bộ điều này thực sự cảm động và điều chỉnh nồi xoay 25 để đèn xanh nhấp nháy (về cơ bản là thiên vị DC của phần tử mic) là hoàn toàn cần thiết.

  • Rác Trung Quốc chi phí thấp - sử dụng op-amp và một vài mũ sẽ mang lại cảm biến vượt trội hơn rất nhiều - nhưng này - bạn sẽ có được những gì bạn phải trả cho. Tôi nghi ngờ ngay cả AC ghép đầu vào của bộ so sánh sẽ có những thứ được cải thiện vô cùng. Với chi phí khoảng 1-2 xu và ba phần.

Khi sử dụng trang web của chúng tôi, bạn xác nhận rằng bạn đã đọc và hiểu Chính sách cookieChính sách bảo mật của chúng tôi.
Licensed under cc by-sa 3.0 with attribution required.