比較器的應(yīng)用電路
發(fā)布時(shí)間:2011/12/20 9:48:56 訪問(wèn)次數(shù):5130
1.過(guò)熱感測(cè)電路
圖13.15顯示將運(yùn)算放大器比較器應(yīng)用在精準(zhǔn)過(guò)熱感測(cè)電路,H2009 以便判斷溫度是否到達(dá)某個(gè)臨界值。這個(gè)電路包含一個(gè)惠斯通電橋和運(yùn)算放大器,用來(lái)檢測(cè)電橋是否達(dá)成平衡。電橋的一臂包含一個(gè)熱敏電阻(Rl),這是一個(gè)溫度感測(cè)電阻,其溫度系數(shù)是負(fù)值(當(dāng)溫度增加,電阻值下降)。我們將電位計(jì)(R2)的電阻值設(shè)定為在臨界溫度時(shí)熱敏電阻的電阻值。在正常溫度下(低于臨界溫度),R1大于R2,因此使電橋處于不平衡狀態(tài),驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器輸出成為低飽和電平,并讓晶體管Q1保持關(guān)閉。
當(dāng)溫度增加,熱敏電阻的電阻值會(huì)降低。當(dāng)溫度到達(dá)臨界值,R1會(huì)等于R2,此時(shí)電橋達(dá)成平衡狀態(tài)(因?yàn)镽3=R4)。此時(shí)運(yùn)算放大器的輸出將切換到高飽和電平,使Q1導(dǎo)通。這樣會(huì)提供繼電器能量,以便啟動(dòng)警報(bào)器,或開(kāi)啟一個(gè)處理過(guò)熱現(xiàn)象的反應(yīng)機(jī)制。
2.A/D轉(zhuǎn)換
A/D轉(zhuǎn)換(AlD conversion)是一個(gè)常用的接口處理過(guò)程,通常是在線性的模擬(analog)系統(tǒng),必須為一個(gè)數(shù)字( digital)系統(tǒng)提供輸入信號(hào)時(shí)用到。A/D轉(zhuǎn)換有許多方法可供使用。然而在這個(gè)討論過(guò)程中,我們只選擇一種轉(zhuǎn)挨電路來(lái)說(shuō)明其概念。
同時(shí)型( simultaneous)或是快閃型(flash)的A/D轉(zhuǎn)換法是使用并聯(lián)的比較器,將線性輸入信號(hào)與利用分壓器產(chǎn)生的各種不同參考電壓加以比較。當(dāng)某一個(gè)比較器的輸入電壓超過(guò)參考電壓,該比較器的輸出將成為高電平。圖13.16所示為一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),其輸出為三位的2進(jìn)制代碼,用來(lái)表示模擬輸入電壓。這個(gè)轉(zhuǎn)換器需要七個(gè)比較器。一般而言,要轉(zhuǎn)換成挖位的2進(jìn)制數(shù)值碼需要2"-1個(gè)比較器。需要大量的比較器提供足夠的2進(jìn)制數(shù)值碼,是同時(shí)型ADC的一個(gè)主要缺點(diǎn)。而主要的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間比較快。
每一個(gè)比較器的參考電壓是由電阻性分壓器與VREF加以設(shè)定的。每一個(gè)比較器的輸出會(huì)連接到優(yōu)先權(quán)編碼器( priority encoder)的輸入端。優(yōu)先權(quán)編碼器是一個(gè)數(shù)字裝置,能夠在輸出端產(chǎn)生2進(jìn)制數(shù)值,用來(lái)代表各輸入的最大值。
當(dāng)編碼器的啟動(dòng)信號(hào)在線出現(xiàn)脈沖(取樣脈沖信號(hào)),編碼器會(huì)對(duì)輸入端進(jìn)行取樣,然后在編碼器輸出端出現(xiàn)一個(gè)正比于模擬輸入信號(hào)的三位2進(jìn)制代碼。
取樣率( sampling rate)將決定2進(jìn)制數(shù)代表變動(dòng)輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性。在指定的時(shí)間內(nèi)取樣次數(shù)越多,數(shù)字碼就能越準(zhǔn)確代表模擬信號(hào)。
1.過(guò)熱感測(cè)電路
圖13.15顯示將運(yùn)算放大器比較器應(yīng)用在精準(zhǔn)過(guò)熱感測(cè)電路,H2009 以便判斷溫度是否到達(dá)某個(gè)臨界值。這個(gè)電路包含一個(gè)惠斯通電橋和運(yùn)算放大器,用來(lái)檢測(cè)電橋是否達(dá)成平衡。電橋的一臂包含一個(gè)熱敏電阻(Rl),這是一個(gè)溫度感測(cè)電阻,其溫度系數(shù)是負(fù)值(當(dāng)溫度增加,電阻值下降)。我們將電位計(jì)(R2)的電阻值設(shè)定為在臨界溫度時(shí)熱敏電阻的電阻值。在正常溫度下(低于臨界溫度),R1大于R2,因此使電橋處于不平衡狀態(tài),驅(qū)動(dòng)運(yùn)算放大器輸出成為低飽和電平,并讓晶體管Q1保持關(guān)閉。
當(dāng)溫度增加,熱敏電阻的電阻值會(huì)降低。當(dāng)溫度到達(dá)臨界值,R1會(huì)等于R2,此時(shí)電橋達(dá)成平衡狀態(tài)(因?yàn)镽3=R4)。此時(shí)運(yùn)算放大器的輸出將切換到高飽和電平,使Q1導(dǎo)通。這樣會(huì)提供繼電器能量,以便啟動(dòng)警報(bào)器,或開(kāi)啟一個(gè)處理過(guò)熱現(xiàn)象的反應(yīng)機(jī)制。
2.A/D轉(zhuǎn)換
A/D轉(zhuǎn)換(AlD conversion)是一個(gè)常用的接口處理過(guò)程,通常是在線性的模擬(analog)系統(tǒng),必須為一個(gè)數(shù)字( digital)系統(tǒng)提供輸入信號(hào)時(shí)用到。A/D轉(zhuǎn)換有許多方法可供使用。然而在這個(gè)討論過(guò)程中,我們只選擇一種轉(zhuǎn)挨電路來(lái)說(shuō)明其概念。
同時(shí)型( simultaneous)或是快閃型(flash)的A/D轉(zhuǎn)換法是使用并聯(lián)的比較器,將線性輸入信號(hào)與利用分壓器產(chǎn)生的各種不同參考電壓加以比較。當(dāng)某一個(gè)比較器的輸入電壓超過(guò)參考電壓,該比較器的輸出將成為高電平。圖13.16所示為一個(gè)模擬數(shù)字轉(zhuǎn)換器(ADC),其輸出為三位的2進(jìn)制代碼,用來(lái)表示模擬輸入電壓。這個(gè)轉(zhuǎn)換器需要七個(gè)比較器。一般而言,要轉(zhuǎn)換成挖位的2進(jìn)制數(shù)值碼需要2"-1個(gè)比較器。需要大量的比較器提供足夠的2進(jìn)制數(shù)值碼,是同時(shí)型ADC的一個(gè)主要缺點(diǎn)。而主要的優(yōu)點(diǎn)是轉(zhuǎn)換時(shí)間比較快。
每一個(gè)比較器的參考電壓是由電阻性分壓器與VREF加以設(shè)定的。每一個(gè)比較器的輸出會(huì)連接到優(yōu)先權(quán)編碼器( priority encoder)的輸入端。優(yōu)先權(quán)編碼器是一個(gè)數(shù)字裝置,能夠在輸出端產(chǎn)生2進(jìn)制數(shù)值,用來(lái)代表各輸入的最大值。
當(dāng)編碼器的啟動(dòng)信號(hào)在線出現(xiàn)脈沖(取樣脈沖信號(hào)),編碼器會(huì)對(duì)輸入端進(jìn)行取樣,然后在編碼器輸出端出現(xiàn)一個(gè)正比于模擬輸入信號(hào)的三位2進(jìn)制代碼。
取樣率( sampling rate)將決定2進(jìn)制數(shù)代表變動(dòng)輸入信號(hào)的準(zhǔn)確性。在指定的時(shí)間內(nèi)取樣次數(shù)越多,數(shù)字碼就能越準(zhǔn)確代表模擬信號(hào)。
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