【正文】 平 .比較器可以組成非正弦 波形變換電路及應(yīng)用于模擬與數(shù)字信號轉(zhuǎn)換等領(lǐng)域 ， 電壓比較器 ， 它可用于報警器電路 , 自動控制電路 , 測量技術(shù) ,也可用于 V/F 變換電路 ,A/D 變換電路 ,高速采樣電路 ,電源電壓監(jiān)測電路 ,振 蕩器及壓控振蕩器電路 ,過零檢測電路等 . 如圖 所示為一電壓比較器 ， UR 為參考電壓 ,加在運(yùn)放的同相的 輸入端 ,輸入電壓 ui 加在反相的輸入端 . (a)電路圖 (b)傳輸特性 圖 4 電壓比較電路 （ 1） 當(dāng) uiUR 時 ,運(yùn)放輸出高電平 ,穩(wěn)壓管 Dz 反向穩(wěn)壓工作 .輸出端 電位被其箝位在穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓 UZ,即 uO=UZ （ 2） 當(dāng) uiUR 時 , 運(yùn)放輸出低電平 , 正向?qū)?, DZ 輸出電壓等于穩(wěn)壓管的正向 壓降 UD, uo 即 =UD 因此 ,以 UR 為界 ,當(dāng)輸入電壓 ui 變化時 ,輸出端反映出兩種狀態(tài) ,高電位和低電位 . （ 3） 表示輸出電壓與輸入電壓之間關(guān)系的特性曲線 ,稱為傳輸特性 . 圖 (b)為 (a)圖比較器 的傳輸特性 元器件選擇： 比較器選用 型號 LM339 R1=10 kΩ R2=30 kΩ R=20 kΩ Dz 選用 555單穩(wěn)態(tài)電路設(shè)計 555 時基電路的特性 555 集成電路開始是作定時器運(yùn)用 的，所以叫做 555 定時器或 555 時基電路。其 中 6 腳稱閾值端 (TH)，是上比較器的輸入； 2 腳稱觸發(fā)端 (TR)，是下 比較器的輸入； 3 腳是輸出端 (Vo)，它 有 O 和 1 兩種狀態(tài)，由輸入端所加的電平?jīng)Q定； 7 腳是放電端 (DIS)，它是內(nèi)部放電管的輸出，有懸空和接 地兩種狀態(tài)， 也是由輸入端的狀態(tài)決定； 4 腳是復(fù)位端 (MR)，加上低電日?？墒馆敵鰹榈碗娖剑?5 腳是控 制電壓端 (Vc),可用它改動上下觸發(fā)電平值； 8 腳是電源端， 1 腳是地端。經(jīng)過時間 TD 后， CT 上電壓上升到 amp。電路的定時時間 TD=。 直流穩(wěn)壓電源是一種將 220V 工頻交流電轉(zhuǎn)換成穩(wěn)壓輸出的直流電壓的裝置，它需要變壓、整流、濾波、穩(wěn)壓四個環(huán)節(jié)才能完成， 如 圖 7： 圖 7 直流穩(wěn)壓電源 的組成 設(shè)計原理 （ 1）電源變壓器：是降壓變壓器，它將 汽車發(fā)電機(jī) 交流電壓變換成符合需要的交流電壓，并送給整流電路，變壓器的變比由變壓器的副邊電壓確定。 變壓電源設(shè)計 變壓器原理： 變壓器是變換交流電壓、 電流和阻抗的器件，當(dāng)初級線圈中通有交流電變壓器原理圖流時，鐵芯（或磁芯）中便產(chǎn)生交流磁通，使次級線圈中感應(yīng)出電壓（或電流） 。 U2＞ 0 時， D1,D3導(dǎo)通， D2,D4截至。 濾波是信號處理非常。如圖 12。本次設(shè)計中，穩(wěn)壓系數(shù) Sr≤ 、內(nèi)阻 r0的要求不高，工作溫度變化不大，所以選用典型電路即可。 圖 17 直流穩(wěn)壓電源電路總圖 在滑動變阻器阻值為 7000 歐姆時的仿真波形如圖 18，輸出端（ out）的電壓為3V。還有的是在同一個基片上集成 2 個 555 如 556， 558 是在同一個基片上集成 4 個 555。它在波形的產(chǎn)生與變換、測量與控制、定時電路、家用電器、電子玩具、電子樂器等方面有廣泛的應(yīng)用。器件電源電壓推薦為 4． 5～ 12V，最大輸出電流 200mA 以內(nèi)，并能與 TTL、CMOS 邏輯電平相兼容。 1 腳是接地端 GND， 2 腳是低電平觸發(fā)端（也稱觸發(fā)端）， 3 腳是輸出端OUT， 4 腳是復(fù)位端 ft， 5 腳是電 壓控制端， 6 腳是高電平觸發(fā)端（也稱閾值端），7 腳是放電端， 8 腳是 電源 端 VCC。為高電平。 表 3 555 定時器功能表 555定時器的電路調(diào)試 當(dāng)汽車油箱內(nèi)剩余油量為 45%時，即 油箱內(nèi)油量足夠 ， 比較器輸出端輸出高電平 ，光報警電路不工作。另一方面使 555 內(nèi)部的單穩(wěn)態(tài)觸發(fā)器翻轉(zhuǎn)，由穩(wěn)態(tài)變?yōu)闀簯B(tài)， 555 的 3 腳輸出高電平，使蜂鳴器 HA 發(fā)出蜂鳴聲。 結(jié)束語 本畢業(yè)論文是要設(shè)計一個汽車油量監(jiān)測報警器，能夠采集汽車油量信號，并在油量不足時發(fā)出聲、光兩路報警信號，提醒駕駛員注意。在該電路中即 LM741 比較器的 2 腳電壓小于 6V時， 6腳輸出高電平， 555 輸出低電平，這時蜂鳴器與報警燈不工作，不實行報警功能?？傮w看來都遵循性價比原則。再一次對我的母校表示感謝。畢業(yè)論文從初稿經(jīng)過逐步地修改， 到最終的畢業(yè)論文成稿，她都付出了很大的心血。聲音報警 5S結(jié)束，燈泡持續(xù)報警直到油箱內(nèi)油量達(dá)到適當(dāng)值。此電路能設(shè)置在任意所需的低油量水平上而被觸發(fā)，電路一旦被觸發(fā)，內(nèi)接的蜂鳴器首先發(fā)出 5S 的響聲，與此同時，警告燈將常亮，提醒駕駛員油量不足盡快加油，直到油量達(dá)到適當(dāng)值時警告燈 熄滅。 圖 22 555 時基電路為暫態(tài)時測得的輸入、輸出端的波形 結(jié)論、性價比 通過測試，所設(shè)計的電路滿足了設(shè)計任務(wù)及指標(biāo)要求。圖 21 為 555 時基電路為穩(wěn)態(tài)時測得的輸入和輸出兩端的波形。 當(dāng) uil＜ (2/3)Vcc,ui2＞ (1/3)Vcc 時， 電路 亦保持原狀態(tài)不變。只有當(dāng) RD 為高電平時，輸出的狀 態(tài)將由 2 腳低電平觸發(fā)端和 6 腳高電平觸發(fā)端電壓的大小來決 定，因此，在正常工作時，應(yīng)將 4 腳接高電平。它由 分壓器 、兩個電壓 比較器 、基本 RS 觸發(fā)器 、 晶體管 及 緩沖器 組成。 集成 555 定時器有雙極性型和 CMOS 型兩種產(chǎn)品。其內(nèi)部結(jié)構(gòu)如圖 2所示，邏輯符號和引腳如圖 3所示。經(jīng)過仿真得出如下波形，在滑動變阻器的阻值為 7000 歐時輸出端電壓為 3V， 阻值接近于 0時輸出電壓為 15V，符合設(shè)計要求。 圖 14 穩(wěn)壓電路圖 經(jīng)過仿真，得到如圖 15 所示的波形圖，輸出端（ out）的參數(shù)為 015V，如圖 16符合設(shè)計要求。 根據(jù)設(shè)計需要，如圖 14 所示，是一個串聯(lián)三極管穩(wěn)壓電路。而濾波電路只允許一定頻率范圍內(nèi)的信號成分正常通過，而另一部分頻率成分不能通過的電路。電流通路： D2→ R1→ D4→ A 加上 中的變壓電路得到了如圖 10 所示的電路。 圖 8 變壓電源電路圖 仿真后的波形圖 9 圖 9 變壓電源仿真波形圖 整流電路設(shè)計 整流電路的作用是把 交流電能轉(zhuǎn)換為直流電能的電路。 （ 4）穩(wěn)壓電路：穩(wěn)壓電路的功能是使輸出的直流電壓穩(wěn)定，不隨交流電網(wǎng)電壓和負(fù)載的變化而變化。它的供電電源大都是交流電源，當(dāng)交流供電電源的電壓或負(fù)載電阻變化時，穩(wěn)壓器的直流輸出電壓都會保持穩(wěn)定 。2/3VDD 時，輸入又成為 R=1， S=1，這時負(fù)脈沖已經(jīng)消散，輸出又翻轉(zhuǎn)成 Vo=0，暫穩(wěn)態(tài)結(jié)束。 555 脈沖啟動型 單穩(wěn) 態(tài) 電路 的設(shè)計 單穩(wěn)電路有一個穩(wěn)態(tài)和一個暫穩(wěn)態(tài)，是運(yùn)用 電容的充放電形成暫穩(wěn)態(tài)的，因此它的輸入端都帶有定時 電阻和定時電容 ， 將 555 電路的 7 腳并接起來接在定時電容 CT 上，用 2 腳作輸入就成為脈沖啟動型單穩(wěn)電路，如圖 6(a)所示，電路的 2 腳日常接高電平，當(dāng)輸入接低電平或輸入負(fù)脈沖時才啟動電路，用等效觸發(fā)器替代 555 后見圖 6（ b） 所示，下面剖析它的工作原理： 穩(wěn)態(tài)：接上電源后， R=1， S=1，輸出 Vo=0， DIS 端接地， CT 上的電壓為 0 即 R=0，輸出仍保持 Vo= 0，這是它的穩(wěn)態(tài)。此外，還可以組成脈沖 振蕩、單穩(wěn)、雙 穩(wěn)和脈沖調(diào)制電路，用于交流信號源、電源變換、頻率變換、脈沖調(diào)制等。 選 用電 阻 時 ,應(yīng)該使 用 低溫 度系 數(shù)的 電 阻 ,以獲 得 盡可能 低 的 漂移 。 在實際電 路 設(shè)計過 程 中 ,仿 真 與實際 測 試 各有 所 長 。 (3) 表 格中的 表示 以 L M741為 核 心組成 的 儀表放 大 器電路 。Rp=5kΩ ； V s = 100 μ V； Rp = 5 kΩ； V cm = 10 V 15 . 2 mV 2 μ V 204 204 123 dB 表 2 實測 數(shù)據(jù) V s 最大輸入 V s最小輸入 最大增益 KCMRR測 測試條 件 f=25HZ 。最 大 增益是指在 給 定測試條 件 下 ,使 輸出不失 真 時可以實 現(xiàn) 的電 路 最 大 增 益 值 。 （ 其中A1 ～ A3都是使用 L M741） 油量采集及放大電路 采用 4個電阻組成電橋電路的形式 ,將雙端差分輸入變?yōu)閱味说男盘栐摧斎搿?差分輸入可以使電路只對差模信號放大 ,而Uo 對共模輸入信號只起跟隨作用 ,使得送到后級的差模信號與共模信號的幅值之比 (即共模抑制比 CM R R) 得到提高。 BL 選用 ~、 8Ω 電動式揚(yáng)聲器。 V1選用 S8550 或 C8550 型硅 PNP晶體管 。 C C4~C C9 均選用耐壓值為 16V 的鋁 電解 電容器 。 聲音報警 5S 結(jié)束，燈泡持續(xù)報警直到油箱內(nèi)油量達(dá)到適當(dāng)值。 在 汽車油箱內(nèi)儲滿燃油時， RP2 的阻值在浮標(biāo)的作用下滑向最小值，使 V2~V7 均導(dǎo)通，發(fā)光二極管 VL2~VL7 均點亮。 油位顯示電路由發(fā)光二極管 VL2~VL 晶體管 V2~V7 等組成。因此，兼顧價格，改善和提高浮筒式油位傳感器構(gòu)件自身性能的嘗試非常多。 油位傳感器的發(fā)展方向 在油品情況復(fù)雜的中國市場，應(yīng)用最為廣泛的浮筒式油位傳感器也顯示出了其局限性，在售后失效中， 80%以上是由于觸電腐蝕而引 起的電阻輸出不正確或不穩(wěn)定。 誤差分類 (1). 系統(tǒng)誤 差：指測量器件或方法引起的有規(guī)律的誤差，體現(xiàn)為與真值之間的偏差。 15V DC 或 420mA DC 模擬信號或數(shù)字信號 5 調(diào)節(jié)單元 將變送器輸來的檢測信號與給定值進(jìn)行比較，并對比較結(jié)果進(jìn)行調(diào)節(jié)運(yùn)算，以輸出作為控制信號。 檢測的分類 1 被測量值的物理屬性： 電量、非電量。目前，電容量的測量方法很多，常用的有交流電橋法、充放電法、調(diào)頻法和諧振法等。