【正文】 , 在 PCB 設 計中 精 心布 局 合 理 布 線 , 正 確 處 理 地線等 ,以提 高 電 路 的抗 干擾 能 力 ,最大 限 度地發(fā) 揮 電 路的性 能 電壓比較器電路設計 電壓比較器原理 電壓比較器是集成運放非線性應用電路 , 他常用于各種電子設備中 , 它將一個模擬量電壓信號和一個參考固定電壓相比較 , 在二者 幅度相等的附近 ,輸出電壓將產(chǎn)生躍變 ,相應輸出高電平或低電平 .比較器可以組成非正弦 波形變換電路及應用于模擬與數(shù)字信號轉換等領域 ， 電壓比較器 ， 它可用于報警器電路 , 自動控制電路 , 測量技術 ,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 uiUR 時 ,運放輸出高電平 ,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 uiUR 時 , 運放輸出低電平 , 正向導通 , 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)電路設計 555 時基電路的特性 555 集成電路開始是作定時器運用 的，所以叫做 555 定時器或 555 時基電路。 這 是 因為仿真 電 路 的 性 能基本 上是 由 仿真器 件 的 性能和 電 路的結 構 形 式確 定 的 ,沒有 外 界干 擾 因 素 ,為理想條件 下的測試 。 表 1 仿 真 數(shù)據(jù) V s 最大輸入 V s最小輸入 最大增益 KCMRR 測試條 件 f=25HZ 。在 R1= R2, R3 = R4 , Rf = R5的條件下 , 圖 1 電路的增益為 : G= ( 1 +2 R1 / Rg ) ( Rf / R3 ) [ 3 ] 。 IC1 選用 LM7809 型三端集成穩(wěn)壓器 。 主電路元器件選擇 R1~R9 均選用 1/4W 碳膜電阻 器。 電源電路由二極管 VD三端集成穩(wěn)壓器 IC1 和濾波電容器 C1~C3 組成。惡劣的燃油環(huán)境是傳感器發(fā)展中的最大阻礙。 6 顯示單元 將檢測單元測量獲得的相關參數(shù)，以適當方式顯示給操作人員。 傳感器的原理 傳感器 ：能夠感受規(guī)定的被測量并按照一定規(guī)律轉換成可用輸出信號的器件或裝置。D和 d分別為外電極的內徑和內電極的外徑。 以上介紹的液位傳感器適用于電導率 ≥ 102S／ m 的液體，但被測液體的粘 度不能大，否則，當液位下降時，被測液體會在電極的套管上產(chǎn)生粘附層，該枯附層將繼續(xù)起著外電極的作用，從而產(chǎn)生虛假電容信號，以致形成虛假液位，使儀表指示液位高于實際液位。因此，通過測量傳感器的電容量大小就可獲知被測液體液位的高低。明白油量計的工作原理之后。當液位發(fā)生變化時，浮筒所受浮力相應改變，平衡狀態(tài)被打破，從而引起彈力變化，以達到新的平衡。 4實時性 能夠實時顯示系統(tǒng)狀態(tài)，沒有延時 5全中文界面 采用全中文圖形界面，直觀的屏幕提示，界面友好美觀，操作 簡單 方便 。 （ 3）當受損時易于發(fā)現(xiàn)，且容易處理的場所。 本設計實用新型結構簡單，成本低，使用壽命長，顯示的油量數(shù)據(jù)精確；具有低油量報警，提醒駕駛員適時加油的功能。 2 什么是油量檢測報警器 汽車油量檢測報警器 設計 本課題設計了一款簡易功能的監(jiān)控電路，該電路能對汽車油量進行監(jiān)控，當汽車油箱內油量過低時發(fā)出警報進行提醒，以防止在行駛時油量耗盡，而帶來的不便。 至 查閱資料，整理資料，確定設計方案 至 根據(jù)設計要求及查閱到的資料進行控制電路設計 至 和指導老師進行交流，對設計進行修改完善 至 請指導老師對完善后的設計進行審查修改 教師對進度計劃實施情況總評 簽名 年 月 日 本表作評定學生平時成績的 依據(jù)之一。為實現(xiàn)油量的監(jiān)測，本設計將油箱內油量變化轉換為電阻阻值的變化，首先通過電橋電路來轉換電壓信號實現(xiàn)油量采集，再通過比較器設置的比較電壓進行比較，判別是否低油量，再確定報不報警。實現(xiàn)的具體功能是當油箱的存油量達到預置的油量水平以下時警示燈常亮直至油量達到適當水平，聲音報警時間約 5S。當油箱中的油量水平下降時，可變 電阻 器的阻值被調高 (或調低 )，流過系統(tǒng)回路的電流將隨之變化，油量計的指針讀數(shù)也變小。 系統(tǒng)組成 目前汽車油量檢測報警器主要有以下幾種結構組成 原理框圖如圖 1 所示。 方案一： 浮筒液位計也稱為沉浸式浮筒液位計，是根據(jù)阿基米德定律進行液位測量的儀表，可用來測量液位、界位和密度。 在結構上浮筒液位計分為側裝和頂裝式，側裝式需要一個外筒，將液位引到設備外側進行測量，可大大減少液面波動和介質流動帶來的干擾；而頂裝式直接從罐頂將浮筒投入，結構簡單。傳感器部分實際上是一個可變電容器，這種電容器多為 圓柱形，只是根據(jù)被測液體的不同性質，在具體結構和原理上有所差異。 因此．當容器內的液位由零增加到 H時，傳感器的電容變化量 ?C 為 通常， D。適合的測量對象包括：電導率＜ 109S／ m 的液體 (如輕油類 )、部分有機 溶劑和液態(tài)氣體。傳感器的電容變化 量 ?C 為 （ 914） 可見．當電極給定后，參數(shù) ε、 D 和 d 均為定值，故傳感器的電容變化量只是液位 H的單值函數(shù)，亦即測取傳感器的電容量就可確定被測液位。 2 檢測原理（物理的、化學的、生物學的）： 電磁法、光學法、微波法、超聲法、核輻射法、 電化學分析、色譜分析、質譜 分析等。 (2). 隨機誤差：除可排除的系統(tǒng)誤差外，另外由隨機因素引起的，一般無法排除并難以校正的誤差。例如使用貴金屬材料和高分子復合材料等。 當油箱內油量降為一半時， RP2 的中心頭滑至中間位置，使 V2~V4 導通， V5~V7截止， VL2~VL4 仍亮， VL5~VL7 熄滅。C C3 和 C8 均選用滌綸電容器或 獨石電容 器。 各組合電路的設計及其工作原理 油量采集及放大電路設計 油量采集及放大電路圖如圖 3 所示 ： 圖 3 油量采集及放大電路 油量采集及放大電路的構成及原理 儀表放大器電路的典型結構如圖 3 所示。性能測試主要是從信號源 V s 的最大輸入和 V s 最小輸入、電路的最大增益及共模抑制比幾方面進 行仿真和實際電路性能測試。 G=4100 。 一般先 通過 仿 真 測 試 ,初步確定電 路 的結 構及器 件 參 數(shù) ,再 通過實際 電 路測 試 ,改進其具 體性能 指標及參 數(shù) 設 置 。由于它工作可 靠、運用方便、價錢低廉，當前被廣泛用于各種電子產(chǎn)品中， 555 集成電路內部有幾十個元器件，有分壓 器、比較器、基本 RS 觸發(fā)器、放電管以及緩沖器等，電路比較龐雜，是模擬電路和數(shù)字電路的混合體， 如 圖 5 所示 圖 5 555 集成電路的內部結構圖 555 集成電路是 8 腳封裝，雙列直插型，如圖 5 所示，按輸入輸出的排列可看成如圖 2(B)所示。這時內部放電開關接通， DIS 端接地，CT 上電荷很快放到零， 為下一次定時控打造準備。 直流穩(wěn)壓電源電路 *注：設計過程中的仿真圖均由調試完后的結果而來。 圖 10 整流電路圖 仿真測試后波形如圖 11 圖 11 整流電路仿真波形圖 濾波電路設計 濾波電路其 基本原理就是利用電路的頻率特性實現(xiàn)對信號中頻率成分的選擇。 主要依據(jù) 質量指標選擇電路方案，電路應當盡量簡單而又滿足指標要求。 圖 19 當滑動變阻器阻值為 7000Ω時的直流穩(wěn)壓電路波形仿真圖 555定時器的工作原理 常用的 555 定時器 有雙極型和 CM0S 兩種類型，其型號分別有 NE555（或5G555）和 C7555 等多種，它們的結 構及工作原理基本相同。一般雙極性型產(chǎn)品型號的最后三位數(shù)都是 555， CMOS 型產(chǎn)品型號的最 后四位數(shù)都是 列完全相同。 當 uil＜ (2/3)Vcc,u2＜ (1/3)Vcc 時，放電晶體管 VT 截止，輸出端仍。 圖 21 555時基電路為穩(wěn)態(tài)時測得的輸入和輸出兩端的波形 油箱內剩余油量不足時，報警電路發(fā)出聲光報警信號，比較器 的 6 腳將由高電平變?yōu)榈碗娖?，點亮發(fā)光二極管 。該電路已達到任務要求及性能指標。 另外，感謝校方給予我這樣一次機會，能夠獨立地完成一個課題，并在這個過程當中，給予我們各種方便，使我們在即將離校的最后一 段時間里，能夠更多學習一些實踐應用知識，增強了我們實踐操作和動手應用能力，提高了獨立思考的能力。 該設計用到的運算放大器與 555 等都是日常所常用的器件，設計思路明確易懂， 電路圖可讀性好，從器件選擇到設計整體都考慮器件的常見度與成本。 5 主電路的調試 第一節(jié) 主電路的調試 該電路的調試較簡單，在油箱內油位 最高時，調節(jié)