比较器工作原理
什么是电路中的比较器

什么是电路中的比较器电路中的比较器是一种电子元件,它用于比较两个电压信号的大小,并输出相应的逻辑电平。
比较器广泛应用于模拟电路和数字电路中,是电子系统中常见的重要组成部分之一。
本文将从比较器的工作原理、种类以及应用等方面进行阐述。
一、工作原理在电路中,比较器的主要功能是对输入的电压信号进行比较,并将得到的比较结果转化为相应的输出信号。
一般来说,比较器具有两个输入端和一个输出端。
其中,一个输入端称为非反相输入端(-),另一个输入端称为反相输入端(+)。
比较器通过对这两个输入端电压的比较,确定输出端的电平状态。
比较器的工作原理可以归纳为以下几个步骤:1. 当非反相输入端的电压高于反相输入端时,输出为高电平(通常为正电压);2. 当非反相输入端的电压低于反相输入端时,输出为低电平(通常为零电压);3. 当非反相输入端的电压等于反相输入端时,输出可能会出现不稳定状态,即翻转现象。
二、比较器的种类常见的比较器有多种类型,包括普通比较器、窗口比较器、基准电压比较器等。
1. 普通比较器普通比较器是最常见的一种类型,通常由一个差分放大器和一个电压限幅器组成。
它能够在输入信号的幅度大于或小于某个阈值时,输出高或低电平。
普通比较器的工作可靠,响应速度快,适用于大多数基本比较需求。
2. 窗口比较器窗口比较器可以同时比较多个信号,并输出相应的逻辑电平。
它常用于电压范围检测或传感器数据处理等应用。
窗口比较器不仅可以判定输入信号是否在所规定的范围内,并且可以对超出范围的信号进行报警或处理。
3. 基准电压比较器基准电压比较器通过使用内部或外部参考电压来确定比较的基准电平。
它常用于需要准确定量测量的应用中,如精密测量仪器、数据采集系统等。
三、比较器的应用比较器在电子领域中有着广泛的应用,下面介绍几个常见的应用场景。
1. 电压比较比较器常被用于电压比较,例如测量信号的大小、电池电量检测、电压阈值判定等。
通过比较器,可以方便地进行电压的判断和控制。
比较器的原理及应用

比较器的原理及应用1. 比较器的基本原理比较器是一种电路或器件,用于将一个或多个模拟信号进行比较,并产生相应的数字输出。
其基本原理是将输入信号与参考电压进行比较,然后根据比较结果产生输出。
比较器通常用于测量模拟信号的大小、判断信号的正负性以及判定信号与参考值之间的关系。
2. 比较器的工作原理比较器通常是由一个或多个运放、电压参考源和输出电路组成。
其工作原理可以简单描述为以下几个步骤:1.输入信号与参考电压进行比较。
比较器会将输入信号与参考电压进行比较,并判定输入信号与参考电压的关系。
2.根据比较结果产生输出。
根据比较的结果,比较器会产生相应的数字输出,表明输入信号与参考电压的关系。
3.输出电路处理输出信号。
比较器的输出信号经过输出电路的处理,可以用于驱动其他数字电路或控制器,实现相应的功能。
3. 比较器的应用比较器广泛应用于各种电子设备和系统中。
以下是一些常见的比较器应用:3.1. 模拟信号测量比较器可以用于测量模拟信号的大小和幅度。
通过将输入信号与参考电压进行比较,可以判断输入信号的大小和与参考电压的关系,从而实现对模拟信号的测量。
3.2. 电压级别转换比较器可以用于电压级别的转换。
通过将输入信号与参考电压进行比较,可以将输入信号转换为相应的数字信号,实现电压级别的转换。
3.3. 正负判别比较器可以用于判别信号的正负性。
通过比较输入信号与参考电压的关系,可以判断输入信号是正值还是负值,从而实现正负判别。
3.4. 电压门限检测比较器可以用于电压门限的检测。
通过将输入信号与参考电压进行比较,可以判断输入信号是否超过了设定的门限值,从而实现电压门限的检测。
3.5. 触发器比较器可以用作触发器。
通过比较输入信号与参考电压的关系,可以在输入信号达到或超过设定的阈值时触发相应事件或操作。
3.6. 开关控制比较器可以用于开关控制。
通过比较输入信号与参考电压的关系,可以根据比较结果控制开关的状态,从而实现开关的控制。
比较器工作原理及应用

比较器工作原理及应用比较器通常由一个差分放大器和一个阈值电平产生器组成。
差分放大器接收两个输入信号:一个是待比较的信号,另一个是阈值电平。
差分放大器会将比较信号与阈值电平相减,输出一个差值。
如果差值为正值,则比较信号较大;如果差值为负值,则比较信号较小;如果差值为零,则说明两个信号相等。
根据差值的正负性,比较器会输出对应的逻辑电平。
比较器有许多不同的类型,其中最常见的类型是电压比较器、窗口比较器和比例比较器。
1.电压比较器:电压比较器是最基本的比较器类型,用于将两个输入电压进行比较,并将比较结果表示为高电平或低电平输出。
电压比较器通常用于比较模拟信号的大小,并将其转化为数字信号。
2.窗口比较器:窗口比较器是一种特殊的比较器,它可以比较一个输入信号是否在一个预定的范围内。
窗口比较器有两个阈值,用于定义一个上限和一个下限。
如果输入信号超出了这个范围,则比较器会输出一个逻辑电平表示超出范围。
3.比例比较器:比例比较器是一种特殊的比较器,用于比较两个输入信号的比例关系。
比例比较器通常用于模拟信号的比较,如音频信号的比较。
比较器在现代电子系统中有广泛的应用。
以下是一些比较器的应用领域:1.模数转换器:比较器常用于模数转换器(ADC)中,将模拟信号转换为数字信号。
模数转换器使用比较器来比较输入信号与参考电压的大小,并将比较结果表示为数字编码。
2.电压参考源:比较器可以用于生成稳定的参考电压。
通过比较输入信号与参考电压,比较器可以产生一个恒定的电压输出,用作系统中其他电路的参考电压。
3.触发器:比较器可以用于产生触发器信号,用于控制系统中的时钟和触发信号。
比较器可以比较输入信号与阈值电平,并在输入信号超过或低于阈值时产生一个触发信号。
4.门电路:比较器也可以用于实现门电路,如与门、或门和非门等。
比较器可以比较输入信号的大小,并产生一个逻辑电平作为输出。
总之,比较器是一种基本的电子设备,用于比较信号大小,并将结果表示为逻辑电平。
比较器工作原理

比较器工作原理比较器是一种常见的电子元件,用于对输入的两个信号进行比较,并输出相应的逻辑信号。
它在数字电路和模拟电路中都有广泛的应用,比如在逻辑电路中用于比较两个数字的大小,或者在模拟电路中用于实现电压的比较。
比较器通常由几个关键部分组成,包括比较器输入、比较器本体和比较器输出。
下面我们来详细了解一下比较器的工作原理。
首先,比较器的输入部分通常包括两个输入端和一个参考电压端。
两个输入端分别接收需要比较的信号,而参考电压端则提供一个基准电压,用于进行比较。
在数字电路中,这些输入信号通常是数字电平,而在模拟电路中则是模拟电压信号。
比较器的本体部分则是核心部件,它通常由一个差动放大器和一个输出级组成。
差动放大器用于对输入信号进行放大和处理,而输出级则负责输出比较结果的逻辑信号。
比较器的输出部分则是根据比较结果输出高低电平的信号,通常是数字电平或模拟电平。
比较器的工作原理可以简单描述为,当输入信号大于参考电压时,输出高电平;当输入信号小于参考电压时,输出低电平。
这种工作原理使得比较器可以实现对输入信号的快速、准确的比较。
在数字电路中,比较器常常用于实现数字大小的比较,比如在逻辑电路中用于判断两个数字的大小关系。
而在模拟电路中,比较器则可以实现对电压信号的比较,比如在电压比较器中用于检测输入电压是否超过设定阈值。
除了基本的比较功能外,比较器还可以通过一些特殊的设计实现其他功能。
比如,带有震荡器的比较器可以实现方波发生器的功能,带有滞回特性的比较器可以实现斜波发生器的功能。
这些特殊设计使得比较器在各种电路中都有着重要的应用。
总的来说,比较器作为一种常见的电子元件,具有快速、准确比较输入信号的特点,广泛应用于数字电路和模拟电路中。
通过对比较器的输入、本体和输出部分的详细了解,我们可以更好地理解比较器的工作原理,为其在实际电路中的应用提供更多的可能性。
模拟电子技术基础知识比较器的工作原理与应用

模拟电子技术基础知识比较器的工作原理与应用比较器是一种常见的模拟电子元件,广泛应用于各种电路中。
它的主要功能是对两个或多个电压进行比较,并输出相应的逻辑信号。
在本文中,我们将介绍比较器的工作原理、常见类型以及应用场景。
一、比较器的工作原理比较器的工作原理基于输入电压与参考电压之间的比较。
它通常由运放、晶体管或其他电子元件构成。
比较器的输入端连接待比较的电压信号,而参考电压则连接到比较器的参考输入端。
当输入电压与参考电压之间存在差异时,比较器会根据差异的大小发出相应的输出信号,通常为高电平或低电平。
具体来说,比较器内部包含一个放大电路,用于放大输入电压和参考电压,使其能够进行比较。
放大后的信号经过一个比较器输出级,产生相应的输出信号。
比较器的输出通常为开关型信号,即只有两种状态,高电平或低电平。
当输入电压大于参考电压时,输出为高电平;反之,输出为低电平。
二、比较器的常见类型1. 差分比较器:差分比较器是最基本的比较器类型之一,它通过比较两个输入电压的差异来产生输出信号。
差分比较器的输出结果与输入电压之间的差异有关,通常使用运放作为比较器的核心元件。
2. 阻塞比较器:阻塞比较器采用阻塞放大器作为其核心元件。
通过引入正反馈,阻塞比较器可以实现较高的增益和更精确的比较效果。
它在一些需要高精度比较的应用中得到广泛应用。
3. 节能比较器:节能比较器是一种能够实现低功耗工作的比较器。
它通常通过引入器件的截止状态来降低功耗,并在需要时重新使器件工作。
三、比较器的应用场景1. 模拟信号处理:比较器可以用于模拟信号的判断与处理。
例如,在温度控制系统中,通过比较当前温度与设定温度的差异,控制系统可以进行相应的调节和控制。
2. 数字信号处理:比较器也可以用于数字信号的处理。
例如,在数字通信系统中,比较器可以用于判断接收到的信号是1还是0,并将其转换为相应的数字信号。
3. 触发器与计时器:比较器还可以用于触发器和计时器的设计。
比较器的工作原理及应用

比较器的工作原理及应用1. 引言比较器是一种用来比较两个数值的电子元件,常用于电子工程和自动控制系统中。
它可以将输入信号与参考信号进行比较,然后输出一个相应的逻辑信号,用来表示两个信号之间的关系。
本文将介绍比较器的工作原理和应用场景。
2. 比较器的工作原理比较器的工作原理基于电压的比较。
通常,比较器有一个或多个输入端口和一个输出端口。
比较器根据输入端口的电压值与参考电压进行比较,并生成一个逻辑信号输出。
具体来说,比较器有以下几个基本的工作模式:2.1. 差分输入模式差分输入模式是比较器最常用的工作模式之一。
在这种模式下,比较器的两个输入端口分别连接两个输入信号,通常称为非反相输入和反相输入。
比较器将对这两个输入信号进行比较,并将结果输出。
2.2. 单输入模式在单输入模式下,比较器的一个输入端口连接输入信号,另一个输入端口连接参考电压。
比较器将输入信号与参考电压进行比较,并输出相应的逻辑信号。
2.3. 阈值模式阈值模式是一种特殊的比较器工作模式。
在这种模式下,比较器将输入信号与一个或多个预设的阈值进行比较,并输出一个逻辑信号。
3. 比较器的应用场景由于比较器具有高速、精确和稳定的特性,它在许多领域中都有广泛的应用。
以下是比较器常见的应用场景:3.1. 模拟信号处理比较器常用于模拟信号的处理。
例如,在音频处理领域,音频比较器可以用来判断音频信号的强度和频率,从而实现音频信号的增强或滤波。
3.2. 传感器接口比较器可以用于传感器接口电路。
当传感器输出的电压超过或低于一定的阈值时,比较器可以检测到并触发相应的动作,例如报警、自动控制等。
3.3. 电压监测比较器可以用于电源检测和电池管理系统中。
通过比较输入信号与预设的阈值,比较器可以判断电压是否处于安全范围,并触发相应的保护措施。
3.4. 数字信号处理比较器在数字信号处理中也有广泛的应用。
例如,比较器可以用于比较两个数字信号的大小,从而实现电子比较器、数字滤波器等。
单片机比较器的工作原理
单片机比较器的工作原理比较器是一种常见的电子元件,用于比较两个电压的大小,并输出相应的逻辑电平。
在单片机中,比较器常常被用于判断输入信号的高低电平,从而实现不同的控制逻辑。
本文将详细介绍单片机比较器的工作原理,帮助读者了解其工作原理和应用。
一、比较器的基本原理比较器的基本原理是将输入信号与参考电压进行比较,并输出相应的逻辑电平。
常见的比较器有两个输入端:一个是非反相输入端(+IN),另一个是反相输入端(-IN)。
同时,比较器还有一个输出端(OUT),用于输出比较结果。
当+IN端的电压高于-IN端的电压时,输出端将输出高电平(通常为正电压,如VCC);当+IN端的电压低于-IN端的电压时,输出端将输出低电平(通常为零电压,如GND)。
二、单片机比较器的工作原理在单片机中,比较器常常被用于判断输入信号的高低电平,从而实现不同的控制逻辑。
单片机比较器的工作原理如下:1. 输入信号采样单片机的比较器通常通过一个模拟输入引脚(AIN)接收输入信号。
输入信号可以是模拟信号,也可以是数字信号。
比较器会将输入信号与参考电压进行比较,并输出相应的逻辑电平。
2. 参考电压设置单片机比较器的参考电压可以通过内部参考电压或外部引脚来设置。
内部参考电压通常由单片机内部的电压参考模块提供,可以通过软件配置来选择参考电压的大小。
外部引脚可以连接一个外部电压源,用于设置参考电压。
3. 比较结果输出根据输入信号与参考电压的比较结果,单片机比较器将输出相应的逻辑电平。
输出电平可以直接用于驱动其他电路或触发中断。
比较器的输出端通常可以配置为推挽输出或开漏输出,以适应不同的应用场景。
三、单片机比较器的应用单片机比较器广泛应用于各种电子系统中,常见的应用场景包括:1. 电压检测比较器可以用于检测电压的高低,并输出相应的逻辑电平。
例如,可以使用比较器检测电池电压是否低于一定阈值,从而实现低电量报警功能。
2. 温度控制比较器可以用于检测温度传感器输出的模拟信号,并输出相应的逻辑电平。
比较器的工作原理
比较器的工作原理
比较器是一种用于比较两个对象的工具,它根据特定的比较规则对两个对象进行比较,并返回一个比较结果。
比较器可以用于对对象进行排序或者判断两个对象的相等性。
比较器的工作原理如下:
1. 定义比较规则:比较器需要定义一个比较规则来确定两个对象的大小关系。
这个规则可以根据对象的某个属性进行比较,也可以根据多个属性的组合来比较。
2. 实现比较方法:比较器需要实现一个比较方法,用于对两个对象进行比较。
这个比较方法需要接收两个对象作为参数,并根据比较规则确定它们的大小关系。
3. 返回比较结果:比较方法需要返回一个比较结果,用于表示两个对象的大小关系。
通常情况下,比较结果是一个整数,表示两个对象的相对大小。
如果结果为负数,则表示第一个对象小于第二个对象;如果结果为正数,则表示第一个对象大于第二个对象;如果结果为零,则表示两个对象相等。
4. 应用比较器:比较器可以应用于各种需要比较对象大小的场景,例如对对象进行排序、查找最大值或最小值等。
在这些场景中,比较器会根据比较规则对对象进行比较,并根据比较结果进行相应的操作。
总之,比较器通过定义比较规则和实现比较方法,可以对两个
对象进行比较,并返回一个比较结果。
它是一种非常常用的工具,可以应用于各种需要比较对象大小的场景。
比较器的工作原理
比较器的工作原理比较器是一种电子电路,它的功能是比较两个电压的大小,并将比较的结果输出出去。
它的主要用途有控制电路的延时、比较时序信号和比较脉冲宽度等等。
在控制系统中,比较器也被称为比较器元件,是控制系统中一个重要的部件。
比较器的工作原理可以分为四个步骤:首先,设置比较器的参考电压,接着输入被比较的电压,接着比较这两个电压的大小,最后,根据比较结果,生成一个比较输出信号。
第一步,设置比较器的参考电压。
比较器的参考电压是固定的,一般可以使用可调电阻或是一个可调电压供应器来实现。
设置完参考电压之后就可以进入下一步。
第二步,输入被比较的电压。
被比较的电压可以是固定的,也可以是可变的,因此可以根据具体应用需求进行调整。
第三步,比较这两个电压的大小。
由于参考电压和被比较电压的大小不同,因此可以从电路中检测出这种电压差异。
一般情况下,当被比较电压大于参考电压时,比较器就会产生一个高电平输出,表示被比较电压比参考电压高;反之,当被比较电压低于参考电压时,比较器就会产生低电平输出,表示被比较电压比参考电压低。
第四步,根据参考电压和被比较电压的比较结果生成比较输出信号。
当被比较电压比参考电压高的时候,比较器就会产生一个高电平输出信号;反之,当被比较电压比参考电压低的时候,比较器就会产生一个低电平输出信号。
以上就是比较器的工作原理,它是一种简单又重要的控制电路,在日常生活中可以产生很多帮助。
比较器的应用范围很广,可以用于调节设备的功率输出、检测电压的大小,以及实现时间延时、比较脉冲宽度等等。
比较器能够提高设备的精度和可靠性,并且尽可能的减少系统故障的可能性,从而带给人们更加安全可靠的生活环境。
比较器的工作原理
比较器的工作原理比较器是一种在数字电子系统中广泛应用的电子元件,它主要用于对输入信号进行比较和判断,从而实现不同逻辑电平的输出。
比较器通常由几个主要部分组成,包括输入端、比较电路、输出端等。
下面将详细介绍比较器的工作原理。
首先,比较器的输入端通常包括两个输入端口,分别为正输入端和负输入端。
正输入端和负输入端分别接收待比较的两个信号,一般情况下,正输入端接收的信号为参考电压,而负输入端接收的信号为待比较的输入信号。
比较器会对这两个输入信号进行比较,并产生相应的输出信号。
其次,比较器内部的比较电路会根据输入信号的大小关系,产生不同的输出电平。
当正输入端的电压大于负输入端的电压时,比较器的输出电平为高电平;反之,当正输入端的电压小于负输入端的电压时,比较器的输出电平为低电平。
这样,比较器就可以根据输入信号的大小关系,产生相应的逻辑电平输出。
最后,比较器的输出端通常包括一个输出端口,用于输出比较器产生的逻辑电平。
这个输出端口可以连接到其他数字电路中,用于控制其他电子元件的工作状态。
比较器的输出端口还可以连接到数字显示器或者其他输出设备上,用于显示比较器的输出状态。
总的来说,比较器通过对输入信号进行比较,根据大小关系产生不同的逻辑电平输出,从而实现对输入信号的判断和控制。
比较器在数字电子系统中有着广泛的应用,例如在模拟信号的数字化处理、电压比较、开关控制等方面都有着重要的作用。
在实际应用中,比较器的工作原理可以根据具体的需求进行调整和优化,例如可以通过外部电阻、电容等元件对比较器进行调节,从而实现不同的比较功能。
同时,比较器的工作稳定性、响应速度、功耗等性能指标也是需要重点考虑的问题。
总之,比较器作为一种重要的电子元件,在数字电子系统中有着广泛的应用。
了解比较器的工作原理,对于理解数字电子系统的工作原理和应用具有重要的意义,也有助于对比较器的性能进行合理的设计和优化。
希望本文对比较器的工作原理有所帮助,谢谢阅读!。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性,平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益,请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间:9:00-18:30)。
电压比较器(以下简称比较器)是一种常用的集成电路。
它可用于报警器电路、自动控制电路、测量技术,也可用于V/F变换电路、A/D变换电路、高速采样电路、电源电压监测电路、振荡器及压控振荡器电路、过零检测电路等。
本文主要介绍其基本概念、工作原理及典型工作电路,并介绍一些常用的电压比较器。
什么是电压比较器
简单地说,电压比较器是对两个模拟电压比较其大小(也有两个数字电压比较的,这里不介绍),并判断出其中哪一个电压高,如图1所示。
图1(a)是比较器,它有两个输入端:同相输入端(“+” 端) 及反相输入端(“-”端),有一个输出端Vout(输出电平信号)。
另外有电源V+及地(这是个单电源比较器),同相端输入电压VA,反相端输入VB。
VA和VB的变化如图1(b)所示。
在时间0~t1时,VA>VB;在t1~t2时,VB>VA;在t2~t3时,VA>VB。
在这种情况下,Vout的输出如图1(c)所示:VA>VB时,Vout 输出高电平(饱和输出);VB>VA时,Vout输出低电平。
根据输出电平的高低便可知道哪个电压大。
如果把VA输入到反相端,VB输入到同相端,VA及VB的电压变化仍然如图1(b)所示,则Vout 输出如图1(d)所示。
与图1(c)比较,其输出电平倒了一下。
输出电平变化与VA、VB的输入端有关。
图2(a)是双电源(正负电源)供电的比较器。
如果它的VA、VB输入电压如图1(b)那样,它的输出特性如图2(b)所示。
VB>VA时,Vout输出饱和负电压。
如果输入电压VA与某一个固定不变的电压VB相比较,如图3(a)所示。
此VB称为参考电压、基准电压或阈值电压。
如果这参考电压是0V(地电平),如图3(b)所示,它一般用作过零检测。
比较器的工作原理
比较器是由运算放大器发展而来的,比较器电路可以看作是运算放大器的一种应用电路。
由于比较器电路应用较为广泛,所以开发出了专门的比较器集成电路。
图4(a)由运算放大器组成的差分放大器电路,输入电压VA经分压器R2、R3分压后接在同相端,VB通过输入电阻R1接在反相端,RF为反馈电阻,若不考虑输入失调电压,则其输出电压Vout与VA、VB及4个电阻的关系式为:Vout=(1+RF/R1)·R3/(R2+R3)VA-(RF/R1)VB。
若R1=R2,R3=RF,则Vout=RF/R1(VA-VB),RF/R1为放大器的增益。
当R1=R2=0(相当于R1、R2短路),R3=RF=∞(相当于R3、RF开路)时,Vout=∞。
增益成为无穷大,其电路图就形成图4(b)的样子,差分放大器处于开环状态,它就是比较器电路。
实际上,运放处于开环状态时,其增益并非无穷大,而Vout输出是饱和电压,它小于正负电源电压,也不可能是无穷大。
从图4中可以看出,比较器电路就是一个运算放大器电路处于开环状态的差分放大器电路。
同相放大器电路如图5所示。
如果图5中RF=∞,R1=0时,它就变成与图3(b)一样的比较器电路了。
图5中的Vin相当于图3(b)中的VA。
比较器与运放的差别
运放可以做比较器电路,但性能较好的比较器比通用运放的开环增益更高,输入失调电压更小,共模输入电压范围更大,压摆率较高(使比较器响应速度更快)。
另外,比较器的输出级常用集电极开路结构,如图6所示,它外部需要接一个上拉电阻或者直接驱动不同电源电压的负载,应用上更加灵活。
但也有一些比较器为互补输出,无需上拉电阻。
这里顺便要指出的是,比较器电路本身也有技术指标要求,如精度、响应速度、传播延迟时间、灵敏度等,大部分参数与运放的参数相同。
在要求不高时可采用通用运放来作比较器电路。
如在A/D变换器电路中要求采用精密比较器电路。
由于比较器与运放的内部结构基本相同,其大部分参数(电特性参数)与运放的参数项基本一样(如输入失调电压、输入失调电流、输入偏置电流等)。
比较器典型应用电路
这里举两个简单的比较器电路为例来说明其应用。
1.散热风扇自动控制电路
一些大功率器件或模块在工作时会产生较多热量使温度升高,一般采用散热片并用风扇来冷却以保证正常工作。
这里介绍一种极简单的温度控制电路,如图7所示。
负温度系数(NTC)热敏电阻RT粘贴在散热片上检测功率器件的温度(散热片上的温度要比器件的温度略低一些),当5V电压加在RT及R1电阻上时,在A点有一个电压VA。
当散热片上的温度上升时,则热敏电阻RT的阻值下降,使VA上升。
RT的温度特性如图8所示。
它的电阻与温度变化曲线虽然线性度并不好,但是它是单值函数(即温度一定时,其阻值也是一定的单值)。
如果我们设定在80℃时应接通散热风扇,这80℃即设定的阈值温度TTH,在特性曲线上可找到在80℃时对应的RT的阻值。
R1的阻值是不变的(它安装在电路板上,在环境温度变化不大时可认为R1值不变),则可以计算出在80℃时的VA值。
R2与RP组成分压器,当5V电源电压是稳定电压时(电压稳定性较好),调节RP可以改变VB 的电压(电位器中心头的电压值)。
VB值为比较器设定的阈值电压,称为VTH。
设计时希望散热片上的温度一旦超过80℃时接通散热风扇实现散热,则VTH的值应等于80℃时的K值。
一旦VA>VTH,则比较器输出低电平,继电器K吸合,散热风扇(直流电机)得电工作,使大功率器件降温。
VA、VTH电压变化及比较器输出电压Vout的特性如图9所示。
这里要说清楚的是在VA 开始大于VTH时,风扇工作,但散热体有较大的热量,要经过一定时问才能把温度降到80℃以下。
从图7可看出,要改变阈值温度TTH十分方便,只要相应地改变VTH值即可。
VTH值增大,TTH 增大;反之亦然,调整十分方便。
只要RT确定,RT的温度特性确定,则R1、R2、RP可方便求出(设流过RT、R1及R2、RP的电流各为0.1~0.5mA)。
2.窗口比较器
窗口比较器常用两个比较器组成(双比较器),它有两个阈值电压VTHH(高阈值电压)及VTHL(低阈值电压),与VTHH及VTHL比较的电压VA输入两个比较器。
若VTHL≤VA≤VTHH,Vout输出高电平;若VA<VTHL,VA>VTHH,则Vout输出低电平,如图10所示。
图10是一个冰箱报警器电路。
冰箱正常工作温度设为0~5℃,(0℃到5℃是一个“窗口”),在此温度范围时比较器输出高电平(表示温度正常);若冰箱温度低于0V或高于5℃,则比较器输出低电平,此低电平信号电压输入微控制器(μC)作报警信号。
温度传感器采用NTC热敏电阻RT,已知RT在0℃时阻值为333.1kΩ;5℃时阻值为258.3kΩ,则按1.5V工作电压及流过R1、RT的电流约1.5 uA,可求出R1的值。
R1的值确定后,可计算出0℃时的VA值为0.5V(按图10中R1=665kΩ时),5℃时的VA值为0.42V,则VTHL=0.42V,VTHH=0.5V。
若设R2=665kΩ,则按图11,可求出流过R2、R3、R4电阻的电流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,则可求出R3=53.3kΩ。
本例中两个比较器采用低工作电压、低功耗、互补输出双比较器LT1017,无需外接上拉电阻。