迟滞比较器-电子设计基础报告
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模拟电子技术课程设计报告专业:班级:级班姓名:学号:指导老师:XX学院日期: 年月教师评语:目录一、设计任务和要求 (1)二、比较器参数计算 (1)三、 Multisim单元电路设计及电路仿真 (3)1、滞回比较器部分 (3)2、窗口电压比较器部分 (3)(1)窗口比较器 (3)(2)窗口比较器的限幅 (4)3、直流稳压电源部分 (4)4、 LM317可调稳压电源 (5)5、总电路图 (5)6、仿真测试 (6)四、实体电路制作 (7)1、元件清单 (7)2、直流稳压电源改装 (8)3、电路元件焊接 (8)4、实体电路测试 (9)五、总结与体会 (10)一、设计任务和要求1、设计一个检测被测信号的电路;被测信号在2V-5V 内输出电平不变;小于2V 输出低电平,大于5V 输出高电平。
2、高电平为+3V ,低电平为-3V ;3、参考电压U REF 自行设计;4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V )。
二、比较器参数计算在任意电平比较器中,如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端,形成正反馈,就可以构成滞回比较器,如图(2-1) 所示。
它的门限电压随着输出电压的大小和极性而变。
从图(2-2)中可知,它的门限电压为: REF REF o C U R R R U u u U ++-==++211)(2121R R R U R u REF o +⋅+⋅= (1)而u o = ±U OM ,根据上式可知,它有两个门限电压(比较电平),分别为上门限电压U H 和下门限电压U L ,两者的差值称为门限宽度或迟滞宽度。
即:△U=U H – U L (2) 当集成运放的输出为+U OM 时,通过正反馈支路加到同相输入端的电压为:OM U R R R 211+则同相输入端的合成电压为: REF OM U R R R U R R R U 212211+++=+ = U H (上门限电压) (3)当u i 由小到大,达到或大于上门限电压U H 的时刻,输出电压u o 才从+U OM跃变到-U OM ,并保持不变。
《电子设计基础》课程报告设计题目:迟滞比较器学生班级:电子1001班学生学号:学生姓名:指导教师:时间:2011-2012-1学期11-18周成绩:西南科技大学信息工程学院一.设计题目及要求1.题目:迟滞比较器2.要求:上门限电压V T+=3V下门限电压V T-=2V二.题目分析与方案选择单门限电压比较器电路简单,灵敏度高,但其抗干扰能力差。
因此,有另一种抗干扰能力强的迟滞比较器。
迟滞比较器是一个具有迟滞回环传输特性的比较器,它是在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络。
因为比较器处于正反馈状态,因此一般情况下,输出电压v o与输入电压v i不成线性关系,只有在输出电压v o发生跳变瞬间,集成运放两个输入端之间的电压才可能近似为零,即v ID近似为零时,是输出电压v o转换的临界条件,当v i>v p时,输出电压v o为低电平V OH,反之v o为高电平,此时的v p即为门限电压V T。
三.主要元器件介绍运算放大器(型号:LM358AH),电源电压范围宽:单电源3-30V;低功耗电流适合于电池供电。
稳压管(由两个背靠背的二极管组成,其型号为:IN5229B,其稳压值是4.3V)四.电路设计及计算(图1)Multisim图该迟滞比较器中,选择其高平电压V OH=5V,低平电压V OL=-5V,根据上下门限电压值的运算:1.V T+=(R1V REF)/(R1+R2)+(R2V OH)/(R1+R2)V T-=(R2V REF)/(R1+R2)+(R2V OH)/(R1+R2)代入V T+=3V,V T-=2V,V OH=5V,V OL=-5V,算得:V REF=2.8V,R1=10KΩ,R2=70KΩV REF=VCCR7/2(R3+R7)L)/(R1+R2)五.仿真及结果分析(图2)从图中的通道A可以知道,V T+=3.076V,V T-=1.930V,其误差:33076.3-100%=2.5%,22930.1-100%=-3.5%误差来源可能是电路图中的R4的阻值,还有就是参考电压V REF的值的选取。
课程设计任务书学生姓名:专业班级:电子0803班指导教师:工作单位:信息工程学院题目:基于晶体管的迟滞电压比较器的设计初始条件:具较扎实的电子电路的理论知识及较强的实践能力;对电路器件的选型及电路形式有一定的了解;具备晶体管电路的基本设计及基本调试能力;能够正确使用实验仪器进行电路的调试与检测;使用适当的软件进行仿真和制作PCB板图。
要求完成的主要任务:1.采用晶体管设计电路完成一个迟滞电压比较器的设计;2.利用仿真软件Pspice或Multisim仿真电路,并学习PROTEL软件,并用其绘制电路的原理图和PCB图,要求图纸绘制清晰,布线合理,符合绘图规范;3.完成课程设计报告(应包含电路图,清单、调试及设计总结)。
时间安排:1.2011年6月12日分班集中,布置课程设计任务、选题;讲解课设具体实施计划与课程设计报告格式的要求;课设答疑事项。
2.2011年6月13日至2010年6月24日完成资料查阅、设计、制作与调试;完成课程设计报告撰写。
3. 2011年6月25日提交课程设计报告,进行课程设计验收和答辩。
指导教师签名:年月日系主任(或责任教师)签名:年月日目录摘要 (I)Abstract........................................................... I I 1绪论.. (1)2设计内容及要求 (2)2.1设计目的及主要任务 (2)2.1.1设计目的 (2)2.1.2设计任务及要求 (2)2.2设计思想 (2)3电路原理说明 (3)3.1电路组成 (3)3.2门限电压的估算 (3)4运算放大器 (7)4.1差分放大电路 (7)4.2中间级 (7)4.3射级跟随器 (8)5电路的仿真 (9)5.1Multisim的简介 (9)5.2电路的仿真 (9)6利用Protel软件制PCB版 (12)6.1Protel简介 (12)6.2Protel的使用 (12)结束语 (17)参考文献 (18)附录Ⅰ整体电路图 (19)附录ⅡPCB版图 (20)附录Ⅲ元件清单 (21)摘要本文介绍作品采用Multisim10对迟滞电压比较器进行绘制电路图及仿真工作以及protel进行绘制电路图制作PCB 板。
滞回比较器设计模拟电子技术课程设计-CAL-FENGHAI-(2020YEAR-YICAI)_JINGBIAN题是抗干扰能力差。
为克服这个缺点,可以采用具有滞回特性的比较器。
沈阳大学3、设计方案论证设计的电路图与参数计算图 1滞回比较器电路图V U R R R U R R R U Z F REF F F T 662001001006200100200222=⨯++⨯+=+++=+V U R R R U R R R U Z F REF F F T 262001001006200100200222=⨯+-⨯+=+-+=-V U U U T T T 426=-=-=∆-+沈 阳 大 学图 2滞回比较器的传输特性图滞回比较器基本工作原理在本电路中,当集成运放反相输入端与同相输入的电位差相等,即+-=u u 时,输出端发生跳变。
其中1u u =-,+u 则由参考电压REF U 及输出电压0u 二者共同决定,而0u 有两种可能的状态:+Z U 或-Z U 。
由此可见,使输出电压由+Z U 跳变为-Z U ,以及由-Z U 跳变+Z U 所需的输入电压值是不同的。
也就是说这种比较器有两个不同的门限电平,故传输特性呈滞回形状。
利用叠加原理可求得同相输入端的电位为0222u R R R U R R R u FREF F F +++=+沈 阳 大 学沈阳大学图 3滞回比较器原理电路图5、滞回比较器仿真分析利用Multisim的瞬态分析功能,测得其输入,输出波形。
再选择起始时间上,由于输入电压的频率为50HZ,则其周期为,为了便于观察,其终止时间选择为。
以上完成后,观察其输入,输出波形。
其图如下:图 4滞回比较器输入输出波形沈阳大学观察波形可知:当1u 增大时,在V u 61≈时0u 发生跳变,当1u 减小时V u 21≈时发生跳变,即滞回比较器的门限电平为V U T 6≈+ V U T 2≈-其传输特性如下图。
图 5滞回比较器传输特性误差分析:1.人眼观测数据时会估读,不可避免会由误差 2.机器本身不可避免的会有误差沈 阳 大 学沈阳大学课程设计任务书的主要问题是抗干扰能力差。
模拟电子技术课程设计报告专业:班级:级班姓名:学号:指导老师:XX学院日期: 年月教师评语:目录一、设计任务和要求 (1)二、比较器参数计算 (1)三、 Multisim单元电路设计及电路仿真 (3)1、滞回比较器部分 (3)2、窗口电压比较器部分 (3)(1)窗口比较器 (3)(2)窗口比较器的限幅 (4)3、直流稳压电源部分 (4)4、 LM317可调稳压电源 (5)5、总电路图 (5)6、仿真测试 (6)四、实体电路制作 (7)1、元件清单 (7)2、直流稳压电源改装 (8)3、电路元件焊接 (8)4、实体电路测试 (9)五、总结与体会 (10)一、设计任务和要求1、设计一个检测被测信号的电路;被测信号在2V-5V 内输出电平不变;小于2V 输出低电平,大于5V 输出高电平。
2、高电平为+3V ,低电平为-3V ;3、参考电压U REF 自行设计;4、用桥式整流电容滤波集成稳压块电路设计电路所需的正负直流电源(±12V )。
二、比较器参数计算在任意电平比较器中,如果将集成运放的输出电压通过反馈支路加到同相输入端,形成正反馈,就可以构成滞回比较器,如图(2-1) 所示。
它的门限电压随着输出电压的大小和极性而变。
从图(2-2)中可知,它的门限电压为: REF REF o C U R R R U u u U ++-==++211)(2121R R R U R u REF o +⋅+⋅= (1)而u o = ±U OM ,根据上式可知,它有两个门限电压(比较电平),分别为上门限电压U H 和下门限电压U L ,两者的差值称为门限宽度或迟滞宽度。
即:△U=U H – U L (2) 当集成运放的输出为+U OM 时,通过正反馈支路加到同相输入端的电压为:OM U R R R 211+则同相输入端的合成电压为: REF OM U R R R U R R R U 212211+++=+ = U H (上门限电压) (3)当u i 由小到大,达到或大于上门限电压U H 的时刻,输出电压u o 才从+U OM跃变到-U OM ,并保持不变。
迟滞比较器电路课程设计一、课程目标知识目标:1. 让学生掌握迟滞比较器电路的基本原理,理解其工作状态及特点。
2. 使学生了解迟滞比较器在模拟电子技术中的应用,掌握相关电路分析方法。
3. 帮助学生掌握迟滞比较器电路参数对电路性能的影响,能够进行简单的参数计算。
技能目标:1. 培养学生能够运用所学知识设计简单的迟滞比较器电路,具备实际操作能力。
2. 培养学生通过仿真软件对迟滞比较器电路进行仿真分析,提高实践操作能力。
3. 提高学生运用所学知识解决实际问题的能力,培养创新思维和团队协作精神。
情感态度价值观目标:1. 培养学生对电子技术的兴趣,激发学生学习热情,形成主动学习的态度。
2. 培养学生严谨的科学态度,注重实验数据的真实性,遵循实验操作规范。
3. 增强学生的环保意识,培养学生节约资源、爱护公共财物的价值观。
课程性质分析:本课程为电子技术基础课程,通过学习迟滞比较器电路,使学生掌握模拟电子技术的基本知识,为后续相关课程学习打下基础。
学生特点分析:学生具备一定的电子技术基础知识,具有较强的学习能力和动手操作欲望,对实际应用有较高的兴趣。
教学要求:1. 理论联系实际,注重培养学生的实践操作能力。
2. 注重启发式教学,引导学生主动思考,培养解决问题的能力。
3. 强化团队合作,培养学生的沟通与协作能力。
二、教学内容1. 迟滞比较器电路原理:讲解迟滞比较器的定义、工作原理,分析其与普通比较器的区别和优势。
- 教材章节:第二章第四节“迟滞比较器”2. 迟滞比较器电路分析:介绍迟滞比较器的电路结构,分析电路中各个元件的作用,探讨不同参数对电路性能的影响。
- 教材章节:第二章第五节“迟滞比较器的性能分析”3. 迟滞比较器电路设计:讲解如何根据实际需求设计迟滞比较器电路,包括参数计算、元件选型等。
- 教材章节:第二章第六节“迟滞比较器的设计与应用”4. 迟滞比较器电路仿真:指导学生使用仿真软件(如Multisim、Proteus 等)对迟滞比较器电路进行仿真分析,验证理论知识的正确性。
实验报告课程名称:电路与电子技术实验II指导老师:沈连丰 成绩:__________________ 实验名称:电压比较器的应用实验 实验类型:________________同组学生姓名:__________ 一、实验目的和要求(必填) 二、实验内容和原理(必填) 三、主要仪器设备(必填) 四、操作方法和实验步骤 五、实验数据记录和处理 六、实验结果与分析(必填) 七、讨论、心得一、 实验目的和要求1、了解电压比较器与运算放大器的性能区别;2、掌握电压比较器的结构及特点;3、掌握电压比较器电压传输特性的测试方法;4、学习比较器在电路设计中的应用。
二、实验内容和原理实验内容:1、过零电压比较器;2、单门限电压比较器;3、滞回电压比较器;4、窗口电压比较器;5、三态电压比较器。
理想比较器 :A od → ∞,R id → ∞,R ic → ∞,K CMR → ∞,f H → ∞,R o → 0;I IB(+) = I IB(-)→ 0,U IO → 0,I IO → 0,且温漂、噪声和干扰均忽略。
强调:灵敏度(分辨率,鉴别度),工作速度 [ 转换速率 SR , 响应时间],输入过激励,输出只有两个电平 (高电平, 低电平)。
器件处于非线性工作状态。
比较器构成: ① 运放构成比较器。
② 专用比较器。
电压比较器与运算放大器的性能区别:专业:电子信息工程 姓名:彭嘉乔学号:3130104084 日期:2015.06.04 地点:东3-211运算放大器一般可作电压比较器使用,但电压比较器原则上不能作为运算放大器使用。
电压比较器的输出结构比较器的输出级主要有开路输出(包括:集电极开路输出(Open-Collector Outputs)、集电极/发射极开路输出(Open-Collector/Emitter Outputs)、漏极开路输出(Open-Drain Output))和推挽式输出(Push-Pull Output)两种输出电路结构。
《电子设计基础》课程报告设计题目:迟滞比较器学生班级:学生学号:学生姓名:指导教师:时间:成绩:西南科技大学信息工程学院一.设计题目及要求1.迟滞比较器。
2.V T-=2V,V T+=3V。
二.题目分析与方案选择1.迟滞比较器是单门限比较器的抗干扰方向上的提升。
它较单门限比较器抗干扰能力强,但灵敏度较迟滞比较器弱。
当输入的信号不稳定时,采用迟滞比较器可以提高抗干扰能力。
2.迟滞比较器是一个具有迟滞回还传输特性的比较器,在反相输入单门限电压比较器的基础上引入了正反馈网络,组成了具有双门限的反向输入迟滞比较器。
当把输入V i和V REF互换就可组成同相输入比较器。
3.由于要求要有上下门限值,且上门限值为3V下门限值为2V。
经过筛选我选择反相输入单门限比较器。
即当输入信号V i从小逐渐增大直到V i大于3V输出最小值V OL,在V i大于3V之前都输出最大值V OH。
当信号从大到小逐渐变化时当输入信号大于2V时输出最小值V OL当输入信号小于2V时输出最大值V OH。
三.主要元器件介绍1.LM358AH的运算放大器:内部包括有两个独立的、高增益、内部频率补偿的双运算放大器,适合于电源电压范围很宽的单电源使用,也适用于双电源工作模式,LM358的封装形式有塑封8引线双列直插式和贴片式。
直流电压增益高(约100dB) 。
单位增益频带宽(约1MHz) 。
电源电压范围宽:单电源(3—30V);双电源(±1.5一±15V) 。
提供很大的增益让输入与V P有差别时就输出V OH(正的最大)或V OL(负的最小)。
2.1N5226B的一对稳压管的,稳压值是3.3V。
加上一管的正向导通值0.7V 使输出电压V OH保持在4V,V OL保持在-4V。
四.电路设计及计算依据计算:(V0-V P)/R1=V P-V REF/R2R2V0-R2V P=R1V P-R1V REFR2V0+R1V REF=V P(R1+R2)选择1N5226B的一对稳压管进行计算,正常工作时其稳压值为3.3V,把它们串联反接。
课程设计说明书课程名称:电子技术课程设计设计题目:滞回比较器电路设计专业:电气工程及其自动化班级:电气1502班*名:***学号: ************ 指导教师:设计时间: 2017年6月19日—2017 年6月30日目录1 . 概述 (1)2 . Multisim单元电路设计、仿真及原理介绍 (1)2.1.电源设计 (1)2.2.滞回比较器 (2)2.3.窗口比较器电压部分 (4)3.2.1窗口比较器 (4)3.2.1窗口比较器的限幅 (5)3.2.1总电路图 (5)3. 仿真测试 (6)4. 设计心得体会 (7)5. 参考文献 (9)6. 附录 (10)1 概述压比较器可以看作是放大倍数接近"无穷大"的运算放大器。
电压比较器的功能:比较两个电压的大小(用输出电压的高或低电平,表示两个输入电压的大小关系): 当"+"输入端电压高于"-"输入端时,电压比较器输出为高电平; 当"+"输入端电压低于"-"输入端时,电压比较器输出为低电平。
电压比较器的作用:它可用作模拟电路和数字电路的接口,还可以用作波形产生和变换电路等。
利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。
简单的电压比较器结构简单,灵敏度高,但是抗干扰能力差,因此人们就要对它进行改进。
改进后的电压比较器有:滞回比较器和窗口比较器。
运放,是通过反馈回路和输入回路的确定"运算参数",比如放大倍数,反馈量可以是输出的电流或电压的部分或全部。
而比较器则不需要反馈,直接比较两个输入端的量,如果同相输入大于反相,则输出高电平,否则输出低电平。
电压比较器输入是线性量,而输出是开关(高低电平)量。
一般应用中,有时也可以用线性运算放大器,在不加负反馈的情况下,构成电压比较器来使用。
可用作电压比较器的芯片:所有的运算放大器。
常见的有LM324 LM358 uA741 TL081\2\3\4 OP07 OP27,这些都可以做成电压比较器(不加负反馈)。
迟滞比较器迟滞比较器又可理解为加正反馈的单限比较器。
单限比较器,如果输入信号Uin 在门限值附近有微小的干扰,则输出电压就会产生相应的抖动(起伏)。
在电路中引入正反馈可以克服这一缺点。
图1a 给出了一个迟滞比较器,人们所熟悉的史密特电路即是有迟滞的比较器。
图1b 为迟滞比较器的传输特性。
不难看出,当输出状态一旦转换后,只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU 之值,输出电压的值就将是稳定的。
但随之而来的是分辨率降低。
因为对迟滞比较器来说,它不能分辨差别小于ΔU 的两个输入电压值。
迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度,这是它的一个优点。
除此之外,由于迟滞比较器加的正反馈很强,远比电路中的寄生耦合强得多,故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。
迟滞比较器迟滞比较器的输出VO 与输入VI 不成线性关系,输出电压的转换临界条件是门限电压VP(同相输入端的电压)≈VN(反相输入端的电压)=VI(参考基准电压)VP=VN=[(R1 乘以VREF)/(R1+R2)]+[(R2 乘以VO)/(R1+R2)] (公式-1)根据输出电压VO 的不同值(VOH 或VOL)可以分别求出上门限电压VT+和下门限电压VT-分别为:VT+={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOL] (公式-2)VT-={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOH] (公式-3)那么门限宽度为:ΔVT=(R1/R2)乘以(VOH-VOL) (公式-4)已知工作电压=12V基准电压VREF=1V输入电压VI=1~5VR1=1000Ω=1KΩR2=1000000Ω=1MΩ反馈系数=R1/(R1+R2)=0.000999比较器输出电压VOH=12V, VOL=0V而比较器的门限宽度/输出电压=反馈系数即反馈系数乘以输出电压=门限宽度0.000999 乘以12=0.011988≈0.012V根据(公式-2)VT+={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOL] ={[1+(1000/1000000)]乘以1}-[(1000/1000000)乘以0]=1.001-0=1.001(V)根据(公式3)VT-={[1+(R1/R2)]乘以VREF}-[(R1/R2)乘以VOH] ={[1+(1000/1000000)]乘以1}-[(1000/1000000)乘以12]=1.001-0.012=0.989(V)根据(公式-4)ΔVT=(R1/R2)乘以(VOH-VOL)=(1000/1000000)乘以12=0.012(V)验证VT+-VT- =1.001-0.989=0.012(V)可以通过改变R2 达到改变反馈系数来调节ΔVT 的范围。
cmos电压迟滞比较器电路摘要:一、引言二、CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理1.基本结构2.工作原理三、CMOS 电压迟滞比较器电路的特性1.输入电压范围2.输出电压3.灵敏度四、CMOS 电压迟滞比较器电路的应用1.电源监控电路2.窗口比较器五、CMOS 电压迟滞比较器电路的设计1.设计步骤2.设计实例六、总结正文:一、引言CMOS 电压迟滞比较器电路是一种广泛应用于电子设备中的电路,具有较高的性能和较低的功耗。
本篇文章将详细介绍CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理、特性、应用以及设计方法。
二、CMOS 电压迟滞比较器电路的工作原理1.基本结构CMOS 电压迟滞比较器电路主要由NMOS 和PMOS 晶体管组成。
其中,NMOS 晶体管作为负载,PMOS 晶体管作为传输门。
此外,还有一个参考电压源用于提供基准电压。
2.工作原理当输入电压高于基准电压时,PMOS 晶体管导通,使得NMOS 晶体管的导通电阻减小,从而使得输出电压上升;反之,当输入电压低于基准电压时,PMOS 晶体管截止,使得NMOS 晶体管的导通电阻增大,从而使得输出电压下降。
三、CMOS 电压迟滞比较器电路的特性1.输入电压范围CMOS 电压迟滞比较器电路的输入电压范围较宽,可以满足不同应用场景的需求。
2.输出电压CMOS 电压迟滞比较器电路的输出电压具有较高的分辨率,可以实现较高的比较精度。
3.灵敏度CMOS 电压迟滞比较器电路的灵敏度较高,可以实现对输入电压的快速响应。
四、CMOS 电压迟滞比较器电路的应用1.电源监控电路CMOS 电压迟滞比较器电路可以用于监控电源电压,当电源电压发生波动时,通过控制相应的电路开关实现对电源电压的稳定。
2.窗口比较器CMOS 电压迟滞比较器电路可以应用于窗口比较器,实现对输入信号的波形检波和幅度比较。
五、CMOS 电压迟滞比较器电路的设计1.设计步骤CMOS 电压迟滞比较器电路的设计主要包括确定电路结构、选择合适的元件参数以及进行仿真验证等步骤。
利用迟滞比较器实现蓄电池充放电电路设计蓄电池是一种能够储存电能的装置,广泛应用于车辆、太阳能系统和备用电源等领域。
为了有效地控制蓄电池的充放电过程,通常需要使用比较器来监测和调节电压。
而迟滞比较器是一种特殊的比较器,能够提供一定的带电压差的滞后效果,从而可以有效地控制电压的波动。
本文将使用迟滞比较器设计一个蓄电池充放电电路,并详细介绍其原理和实现过程。
首先,我们需要确定蓄电池的充电电压范围和充电电流。
假设我们使用的是一个12V的铅酸蓄电池,其最大充电电压为14.4V,最大充电电流为2A。
在设计充电电路时,我们希望能够实现以下功能:-当蓄电池电压低于13.6V时,启动充电过程;-当蓄电池电压达到14.4V时,停止充电过程;-充电电流控制在2A以内。
为了实现以上功能,我们可以设计如下的充电电路:首先,使用一个交流-直流电源将交流电转换为12V的直流电压,作为充电电源。
接下来,将电源的正极连接到一个迟滞比较器的正极引脚,同时将蓄电池的正极连接到比较器的负极引脚。
通过调节比较器的阈值电压和迟滞时间,可以实现对蓄电池的充电控制。
当蓄电池电压低于13.6V时,比较器输出低电平,启动充电过程;当蓄电池电压达到14.4V时,比较器输出高电平,停止充电过程。
同时,通过连接一个电流传感器到充电回路中,可以实时监测电流大小,从而控制充电电流在2A以内。
在设计放电电路时-当蓄电池电压低于11.0V时,停止放电过程;-放电电流控制在2A以内。
为了实现以上功能,我们可以设计如下的放电电路:首先,将蓄电池的正负极连接到一个迟滞比较器中,同时连接一个电流传感器到放电回路中。
通过调节比较器的阈值电压和迟滞时间,可以实现对蓄电池的放电控制。
当蓄电池电压低于11.0V时,比较器输出高电平,停止放电过程;当蓄电池电压达到11.5V时,比较器输出低电平,启动放电过程。
同时,通过电流传感器监测放电电流大小,控制放电电流在2A以内。
通过以上设计,我们可以实现对蓄电池充放电过程的有效控制,保证蓄电池的使用安全和稳定性。
迟滞比较器设计1.设计需求分析:电路工作描述:例如:当Vin<300mmHg 压力对应电压值(如:2.7V)时,Vout 为低电平,当Vin>2.7V 时,Vout 为高电平,使Q7导通,Valve 信号为低电平,气阀打开。
直到Vin<0.3V 时,Vout 才恢复为低电平。
血压模块过压保护电路模型如下:说明:图中Vin 为压力传感器压力电压值对应于迟滞比较器的电压传输特性图,VTL=0.3V ,VTH=2.7V ,VOL=0V ,VOH=VCC 。
2.电路模型计算:从电压传输特性图可以看出,Vout=VOL 时,Vin=VTH 。
由运放的虚短和虚断特性可以得出,其中2R VCC Vref +=()1*IRin IRfIRin 算式VOL Rin Vref Rf Rin VTH RfVOLVref Rin Vref VTH VOL Vref IRf Rin VrefVTH −+=−=−−=−==当Vout=VOH 时,Vin=VTL ,同理可得。
()2*IRin IRfIRin 算式Rf VOH Rin Vref Rf Rin VTL RfVOHVref Rin Vref VTL RfVOH Vref IRf Rin VrefVTL −+=−=−−=−==将VTH 与VTL 相减得:()3........*算式RfRin VOL VOH VTL VTH −=−将需求分析中的VTL=0.3V ,VTH=2.7V ,VOL=0V ,VOH=VCC(实际为3.3V),代入上面的算式3中,可得4..........375.1算式Rin Rf =。
将算式4代入算式1中,可得到Vref=1.563V3.参数选择:vR1,R2电阻的选择:根据212*R R R VCC Vref +=R1=1.111*R2。
考虑到实际电阻阻值和功耗方面要求,有以下电阻可选:R 2(K Ω)R 1(K Ω)22.2222.22.444233.3335.15.66612022.222224.4423033.335156.661300333.3510566.61为了达到精确的目的,可以用两个串联电阻代替R1。
迟滞比较器
图 1
不难看出,当输出状态一旦转换后,只要在跳变电压值附近的干扰不超过ΔU之值,输出电压的值就将是稳定的。
但随之而来的是分辨率降低。
因为对迟滞比较器来说,它不能分辨差别小于ΔU的两个输入电压值。
迟滞比较器加有正反馈可以加快比较器的响应速度,这是它的一个优点。
除此之外,由于迟滞比较器加的正反馈很强,远比电路中的寄生耦合强得多,故迟滞比较器还可免除由于电路寄生耦合而产生的自激振荡。
图 2
图3为某电磁炉电路中电网过电压检测电路部分。
电网电压正常时,1/4LM339的U4<2.8V,U5=2.8V,输出开路,过电压保护电路不工作,作为正反馈的射极跟随器BG1是导通的。
当电网电压大于242V
时,U4>2.8V,比较器翻转,输出为0V,BG1截止,U5的电压就完全决定于R1与R2的分压值,为2.7V,促使U4更大于U5,这就使翻转后的状态极为稳定,避免了过压点附近由于电网电压很小的波动而引起的不稳定的现象。
由于制造了一定的回差(迟滞),在过电压保护后,电网电压要降到242-5=237V时,U4<U3,电磁炉才又开始工作。
这正是我们所期望的。
图 3。
一种自适应迟滞性比较器的设计关键词:迟滞电路,比较器摘要:设计了一种由滤波器和迟滞比较器构成的传输频率信号电路。
设计使用滤波器将输入信号改变适当的相位作为迟滞比较器标准端的信号,而原信号输入比较器的另一端。
那么由于迟滞比较器的电压同时随输入信号改变。
迟滞电路(hysteresis circuit)又称施密特触发电路(schmitt trigger circuit)。
因他能滤除干扰噪声而获得很广泛的运用。
在一些应用场合中,特别在某些模/数转换电路中[1],迟滞比较器作为抗干扰的比较器应用较多。
为了获得更好的转换效果,需要较好地选择迟滞比较器正端输入的基准电压。
而信号的未知为确定基准电压带来麻烦。
本文设计的一种加入滤波器的迟滞比较器解决了这个问题。
1 迟滞比较器的设计迟滞性是比较器的一种特性,他使比较器的输入阈值随输入(出)电平而改变。
比较器实现的方法很多。
他们都有不同形式的正反馈。
最常见的即是由放大器接成正反馈组成。
这类迟滞比较器由于方便的设计和放大器的标准生产成为主流。
设计选用了最常见的由放大器正反馈的设计,如图1所示。
由米尔曼公式可得输入电压升高和降低时的基准电压如下式:而电路能滤掉的噪声即迟滞性为:由上式可知,迟滞性由电源电压和R4,R5阻值决定。
本设计中V r的大小是变成的,因此正负基准电压也随V r变化,为了达到自适应的目的希望基准电压对输入有好的跟随性同时减小输出端的影响。
因此将R4取值得比R5要小一个数量级。
2 滤波器的设计设计滤波器往往要考虑下列因素:(1)工作频率范围。
(2)参数变化的灵敏度及稳定度。
(3)实际元件的重量和大小。
(4)运算放大器的电压源。
2.1 滤波器的选择[2]本设计是工作在低频的比较器。
此时当信号频率是低频时可以考虑的方式有低通、带通或全通,同时还可选择一阶或多阶。
在考虑此设计后,一阶滤波器在此设计中是较好的,且低通滤波器是相对比较简单的,所以设计选择低通滤波器。
滞回比较器实验报告滞回比较器实验报告引言:滞回比较器是一种常见的电子元件,广泛应用于自动控制系统中。
它通过比较输入信号与设定阈值的大小关系,输出高电平或低电平信号,从而实现对系统的控制。
本实验旨在通过搭建滞回比较器电路,并观察不同参数对其性能的影响,进一步理解和掌握滞回比较器的工作原理。
实验步骤:1. 实验材料准备:- 电压源:提供稳定的直流电压;- 滞回比较器芯片:如LM393;- 电阻:用于调整比较器的阈值;- 电容:用于滞回延迟;- 示波器:用于观察电路的输出信号。
2. 搭建电路:将滞回比较器芯片、电阻和电容按照电路图连接起来。
注意正确连接芯片的引脚,确保电路连接无误。
3. 调整阈值:通过调整电阻的阻值,可以改变滞回比较器的阈值。
首先将阻值设定为一个较小的值,然后逐渐增加,观察输出信号的变化。
记录不同阻值下的阈值大小和输出信号。
4. 观察滞回现象:在实验中,我们可以通过改变输入信号的大小和方向,观察输出信号的变化。
当输入信号超过阈值时,输出信号发生翻转;当输入信号再次降低到另一个较小的阈值时,输出信号再次翻转。
这种现象称为滞回现象,是滞回比较器的特性之一。
5. 测量滞回带宽:滞回带宽是滞回比较器的重要指标之一,它表示输入信号在滞回过程中的变化范围。
通过改变输入信号的频率,可以测量滞回带宽。
记录不同频率下的滞回带宽,并绘制成图表进行分析。
实验结果与分析:通过实验,我们观察到滞回比较器的工作原理和性能特点。
调整阈值电阻的阻值可以改变滞回比较器的阈值大小,从而影响输出信号的翻转点。
当输入信号超过阈值时,输出信号由高电平翻转为低电平;当输入信号再次降低到另一个较小的阈值时,输出信号再次翻转为高电平。
这种滞回现象可以有效地抑制噪声信号对系统的干扰,提高系统的稳定性。
另外,我们还测量了滞回带宽,发现随着输入信号频率的增加,滞回带宽逐渐减小。
这是因为高频信号在电路中传输的时间较短,无法触发滞回比较器的翻转。
LM339——迟滞比较器一、功能描述本电路是将LM339制作成一个反相迟滞比较器,通过在反相端输入信号,与同相端的基准电压比较,当U+> U-时,输出端相当于开路,输出高电平;当U+<U-时,输出管饱和,相当于输出端接低电平。
二、数据说明1、测试条件:TDS1012示波器、SG1020A数字合成信号发生器、TH-SS3022型数显直流稳压电源2、测试工具:万用表、TDS1012示波器、SG1020A数字合成信号发生器、TH-SS3022型数显直流稳压电源3、测试方法:测试前用万用表检测电路的通路与断路,测试时用示波器观察输入和输出波形并记录。
4、测试数据:表1 输入频率与输出的关系测试条件:单电源输入Vcc=12V,输入正弦波,峰峰值为2V,加1V偏置,Vref=1V)图1 输入频率与输出的关系表2 输入电压与输出的关系测试条件:单电源输入Vcc=12V,输入正弦波,频率为5K,Vref=1V)5、结果分析:迟滞比较器中加入正反馈可以克服输出端的抖动,所以在输入电压幅值增加时,输出端的幅值没有发生任何改变。
输出电压的幅值不会随频率的改变而改变,但是保持高低电平的时间高度随着频率的增大而减小,并且波形随频率的增大开始产生失真,在我们的测量中,最大可以达到210KHZ。
同时从上面的数据可以看出,上升时间总是大于下降时间。
三、芯片介绍1、芯片特点:内部装有四个独立的电压比较器,工作电源电压范围宽,单电源、双电源均可工作(单电源: 2~36V ,双电源:±1~±18V );消耗电流小,I CC =1.3mA;输入失调电压小,V IO =±2mV ; 共模输入电压范围宽, Vic=0~Vcc-1.5V;输出与TTL ,DTL ,MOS ,CMOS 等兼容; 输出可以用开路集电极连接“或”门.2、芯片用途:满足比较器的基本用途,可以用作单限比较器,迟滞比较器,窗口比较器等,用来比较电压,用得最多的是在电磁炉中,做过压过热保护。