模擬電子技術(shù) 課件 30 比較器綜合應(yīng)用案例

模擬電子技術(shù)梁長垠教授項目五波形產(chǎn)生與變換電路的制作與測試梁長垠教授超溫報警器應(yīng)用01溫度上下限報警02溫度回差控制03一、超溫報警器應(yīng)用1.案例描述使用負溫系數(shù)熱敏電阻（NTC）構(gòu)成溫度檢測與報警電路。已知熱敏電阻常溫（25℃）時電阻為10kΩ，在50℃時阻值為3.587kΩ（對應(yīng)分壓為3.168V）。設(shè)計要求：溫度上升超過50℃時報警指示燈亮，啟動風(fēng)扇散熱。2.電路設(shè)計3.電路原理采用單限電壓比較器實現(xiàn)，電路結(jié)構(gòu)如圖。在常溫25℃時，NTC熱敏電阻的阻值為10k，在NTC電阻兩端的分壓為6V，此時反向端電壓大于同相端的電壓，比較器輸出低電平，指示燈不亮，風(fēng)扇不啟動。當(dāng)溫度上升到50℃時，其分壓為3.168V，低于此時同相端的電壓（3.17V），比較器輸出高電平，指示燈亮，風(fēng)扇通電轉(zhuǎn)動。超溫報警器應(yīng)用01溫度上下限報警02溫度回差控制03二、溫度上下限報警電路1.任務(wù)描述2.電路設(shè)計利用PTC熱敏電阻進行溫度測量。在室溫下電阻值為10k，在20℃時電阻值為9.1k，50℃時為30k。要求環(huán)境溫度下降20℃時，綠色指示燈亮；當(dāng)溫度升高到高于50℃時，紅色指示燈亮采用兩個單限電壓比較器實現(xiàn)，電路如圖。3.電路原理在常溫25℃時，PTC熱敏電阻的阻值為10k，在PTC電阻兩端的分壓為6V，此時A1同向端電壓大于反相端的電壓，A1比較器輸出低電平，紅色指示燈不亮；A2反向端電壓大于反相端的電壓，A2比較器輸出低電平，綠色指示燈也不亮；當(dāng)溫度低于20°C時綠色指示燈亮，溫度上升到50℃時，紅色指示燈亮。超溫報警器應(yīng)用01溫度上下限報警02溫度回差控制03三、溫度回差控制應(yīng)用1.任務(wù)描述利用同相滯回比較器構(gòu)成溫度回差調(diào)節(jié)與控制電路。當(dāng)控制溫度上升到60℃時報警燈亮，啟動風(fēng)扇降溫；當(dāng)溫度降低到30℃時報警燈滅，關(guān)閉風(fēng)扇。2.電路設(shè)計假設(shè)溫度傳感器輸出電壓與溫度的變化關(guān)系為10mV/℃，則當(dāng)溫度控制范圍在30~60℃變化時，溫度傳感器輸出電壓變化對應(yīng)為300~600mV。對同相滯回比較器電路，若電路采用+5V供電，比較器輸出高電平為4.5V，低電平為0V，則按照上述分析計算得出的反饋電阻與輸入電阻的比值應(yīng)該為（4.5-0）/0.6-0.3）=15:1。三、溫度回差控制應(yīng)用3.調(diào)試過程首先調(diào)節(jié)電位器RP4，使加到同相滯回比較器反相端的參考電壓為0.3V左右。SW1打到“1”位置，利用電路產(chǎn)生的模擬溫度電壓信號作為控制信號。調(diào)節(jié)電位器RP3，使加到同相滯回比較器同相端的電壓從零開始逐漸增加，用萬用表進行監(jiān)測，觀察發(fā)光二極管點亮或風(fēng)扇啟動時RP3輸出電壓的數(shù)值；反方向調(diào)節(jié)RP3使加到同相端直流電壓逐漸降低，觀察發(fā)光二極管熄滅或風(fēng)扇停止轉(zhuǎn)動時RP3輸出的直流電壓大小。利用比較器的輸出控制MOS管通斷，進而再去控制發(fā)光二極管或風(fēng)扇的啟停，即可實現(xiàn)對一定溫度范圍進行調(diào)節(jié)與控制的目的。當(dāng)比較器輸出高電平時，M