電壓比較器原理
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將模擬電壓信號與一個基準電壓相比較的電路。
1、電壓比較器是對兩個模擬電壓比較其大小(也有兩個數字電壓比較的,這裏不介紹),並判斷出其中哪一個電壓高
2、同相輸入端(“+” 端) 及反相輸入端(“-”端),有一個輸出端Vout(輸出電平信號)。
3、另外有電源V+及地(這是個單電源比較器),同相端輸入電壓VA,反相端輸入VB。
4、在時間0~t1時,VAVB;在t1~t2時,VBVA;在t2~t3時,VAVB。在這種情況下,Vout的輸出:VAVB時,Vout輸出高電平(飽和輸出);VBVA時,Vout輸出低電平。根據輸出電平的高低便可知道哪個電壓大。
電壓比較器的工作原理是什麼?爲什麼不接到反相接入端
電壓比較器簡單理解爲:運放工作於非線性工作狀態,假如基準電壓在負端輸入,輸入的電壓在正端輸入的話,比較電壓高於基準電壓,運放就輸出高電平(接近於運放的工作電源電壓),輸入的電壓在正端輸入的話,比較電壓低於基準電壓,運放就輸出低電平。(接近於地),基準電壓加在正端,比較電壓加在負端也可以的,輸出剛好相反。
總之,就是正端電壓高,就輸出高電平,負端電壓高,就輸出低電平。
有的還加正反饋電阻,接成具有遲滯功能的比較器。
比較器工作原理 電壓比較器的工作原理
1、可以將比較器當作一個1位模/數轉換器(ADC)。運算放大器在不加負反饋時從原理上講可以用作比較器,但由於運算放大器的開環增益非常高,它只能處理輸入差分電壓非常小的信號。而且,一般情況下,運算放大器的'延遲時間較長,無法滿足實際需求。
比較器經過調節可以提供極小的時間延遲,但其頻響特性會受到一定限制。爲避免輸出振盪,許多比較器還帶有內部滯回電路。比較器的閾值是固定的,有的只有一個閾值,有的具有兩個閾值。
2、通俗來講電壓比較器的基本功能是能對兩個輸入電壓的大小進行比較,判斷出其中哪一個比較大。比較的結果用輸出電壓的高和低來表示。
簡述單限電壓比較器的工作原理
單限比較器的工作原理是兩個輸入端之間的電壓在過零時輸出狀態將發生改變,由於輸入端常常疊加有很小的波動電壓,這些波動所產生的差模電壓會導致單限比較器輸出發生連續變化,爲避免輸出振盪,新型單限比較器通常具有幾mV的滯回電壓。
可以將單限比較器當作一個1位模/數轉換器(ADC)。運算放大器在不加負反饋時從原理上講可以用作單限比較器,但由於運算放大器的開環增益非常高,它只能處理輸入差分電壓非常小的信號。而且,一般情況下,運算放大器的延遲時間較長,無法滿足實際需求。
單限比較器經過調節可以提供極小的'時間延遲,但其頻響特性會受到一定限制。爲避免輸出振盪,許多單限比較器還帶有內部滯回電路。單限比較器的閾值是固定的,有的只有一個閾值,有的具有兩個閾值。
擴展資料:
電壓單限比較器輸入是線性量,而輸出是開關(高低電平)量。並且它的輸入輸出特性曲線是非線性關係的。
1、運放的靜態工作點電流只有在負反饋條件下保持穩定。當輸入電壓不等時將出現直流偏置。
2、單限比較器的作用爲數字電路產生輸入信號,使用運放單限比較器時需要考慮與數字電路接口的兼容性,多節運放的不同頻率間可能產生干擾。
比較器和運放雖然在電路圖上符號相同,但這兩種器件確有非常大的區別,一般不可以互換,區別如下:
1)運放可以接入負反饋電路,而比較器則不能使用負反饋,雖然比較器也有同相和反相兩個輸入端,但因爲其內部沒有相位補償電路,所以,如果接入負反饋,電路不能穩定工作。內部無相位補償電路,這也是比較器比運放速度快很多的主要原因。
2)比較器輸出是集電極開路(OC)結構,需要上拉電阻纔能有對外輸出電流的能力.而運放輸出級是推輓的結構,有對稱的拉電流和灌電流能力.另外比較器爲了加快響應速度,中間級很少,也沒有內部的頻率補償.運放則針對線性區工作的需要加入了補償電路.所以比較器不適合作運放用。
比較器典型應用電路
這裏舉兩個簡單的比較器電路爲例來說明其應用:
散熱風扇自動控制電路
一些大功率器件或模塊在工作時會產生較多熱量使溫度升高,一般採用散熱片並用風扇來冷卻以保證正常工作。這裏介紹一種極簡單的溫度控制電路。負 溫度係數(NTC)熱敏電阻RT粘貼在散熱片上檢測功率器件的溫度(散熱片上的溫度要比器件的溫度略低一些),當5V電壓加在RT及R1電阻上時,在A點 有一個電壓VA。
當散熱片上的溫度上升時,則熱敏電阻RT的阻值下降,使VA上升。它的電阻與溫度變化曲線雖然線性度並不好, 但是它是單值函數(即溫度一定時,其阻值也是一定的單值)。
如果我們設定在80℃時應接通散熱風扇,這80℃即設定的閾值溫度TTH,在特性曲線上可找到 在80℃時對應的RT的阻值。R1的阻值是不變的(它安裝在電路板上,在環境溫度變化不大時可認爲R1值不變),則可以計算出在80℃時的VA值。
與RP組成分壓器,當5V電源電壓是穩定電壓時(電壓穩定性較好),調節RP可以改變VB的電壓(電位器中心頭的電壓值)。VB值爲比較器設定的.閾值電壓,稱爲VTH。
設計時希望散熱片上的溫度一旦超過80℃時接通散熱風扇實現散熱,則VTH的值應等於80℃時的K值。一旦VA》VTH,則比較器輸出低電平,繼電器K吸合,散熱風扇(直流電機)得電工作,使大功率器件降溫。
VA、VTH電壓變化及比較器輸出電壓Vout的特性。這裏要說清楚的是在VA開始 大於VTH時,風扇工作,但散熱體有較大的熱量,要經過一定時問才能把溫度降到80℃以下。
要改變閾值溫度TTH十分方便,只要相應地改變VTH值即可。VTH值增大,TTH增大;反之亦然,調整十分方便。只要RT確定,RT的溫度特性確定,則R1、R2、RP可方便求出(設流過RT、R1及R2、RP的電流各爲0.1~0.5mA)。
窗口比較器
窗口比較器常用兩個比較器組成(雙比較器),它有兩個閾值電壓VTHH(高閾值電壓)及VTHL(低閾值電壓),與VTHH及VTHL比較的電壓VA輸入兩 個比較器。若VTHL≤VA≤VTHH,Vout輸出高電平;若VA《VTHL,VA》VTHH,則Vout輸出低電平,一個冰箱報警器電路。
冰箱正常工作溫度設爲0~5℃,(0℃到5℃是一個“窗口”),在此溫度範圍時比較器輸出高電平(表示溫度正常);若冰箱溫度 低於0V或高於5℃,則比較器輸出低電平,此低電平信號電壓輸入微控制器(μC)作報警信號。
溫度傳感器採用NTC熱敏電阻RT,已知RT在0℃時阻值爲333.1kΩ;5℃時阻值爲258.3kΩ,則按1.5V工作電壓及流過R1、RT的電流約1.5 uA,可求出R1的值。R1的值確定後,可計算出0℃時的VA值爲0.5V(按10中R1=665kΩ時),5℃時的VA值爲0.42V,則VTHL=0.42V,VTHH=0.5V。
若設R2=665kΩ,可求出流過R2、R3、R4電阻的電流I=(1.5V- 0.5V)/665kΩ=0.0015mA,按R4×I/=0.42V,可求出R4=280kΩ再按0.5V=(R3+R4)0.0015mA, 則可求出R3=53.3kΩ。
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