基于紅外發(fā)射—接收的轉(zhuǎn)速測量系統(tǒng)(編輯修改稿)
2025-06-26 12:39 本頁面
【文章內(nèi)容簡介】 氏度。 三極管將微弱信號放大，采用 VT2 為 2SC218。 電壓比較器 電壓比較器就是集成運放在非線性狀態(tài)下的具體應(yīng)用．所謂電壓比較器，就是一種用來比較輸入信號電壓大小的電子電路．它可以將連續(xù)變化的模擬信號轉(zhuǎn)換成僅有兩個狀態(tài)的矩形波．集成運放工作在非線性區(qū)時，兩個 輸入端誰的電位高，輸出就反映誰的特征，這是構(gòu)成電壓比較器的理論基礎(chǔ)． (1)、 比較器的工作原理 比較器是由運算放大器發(fā)展而來的，比較器電路可看作是運算放大器的一種應(yīng)用電路。由于比較器電路應(yīng)用較為廣泛，所以開發(fā)出了專門的比較器集成電路。 基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 9 頁 共 24 頁 (2) 、 電壓比較器的分類 1)、 過零比較器：參考電壓為零，輸入信號每過零時，輸出發(fā)生躍變，它實際上是一個單限比較器．最簡單的應(yīng)用是可以將正弦波變?yōu)榉讲ǎ? 2)、 滯回比較器：利用正反饋來影響原來的參考電壓使參考電位與此時的輸出狀態(tài)有關(guān)，從而消除在原來的參考電位附近輸入信號由于 受干擾而產(chǎn)生的空翻現(xiàn)象． 3)、 雙限比較器：由兩個單限比較器組成所謂的雙限比較器 (也稱為窗口比較器 )，可以將輸入信號按需要范圍進行選取 (3) 比較器與運放的差別 運放可以做比較器電路，但性能較好的比較器比通用運放的開環(huán)增益更高，輸入失調(diào)電壓更小，共模輸入電壓范圍更大，壓擺率較高（使比較器響應(yīng)速度更快）。另外，比較器的輸出級常用集電極開路結(jié)構(gòu)，如圖 210 示，它外部需要接一個上拉電阻或直接驅(qū)動不同電源電壓的負(fù)載，應(yīng)用上更加靈活。但也有一些比較器為互補輸出，無需上拉電阻。 這里順便要指出的是，比較器電路本身也有技術(shù)指標(biāo)要求，如精度，響應(yīng)速度，傳播延遲時間、靈敏度等，大部分參數(shù)與運放的參數(shù)相同。在要求不高時可采用通用運放來作比較器電路。如 A/D 變換器電路中要求采用精密比較器電路。 圖 210 電平轉(zhuǎn)換與驅(qū)動繼電器 由于比較器與運放的內(nèi)部結(jié)構(gòu)基本相同，其大部分參數(shù)與運放的參數(shù)項基本一樣（如輸入失調(diào)電壓、輸入失調(diào)電流。輸入偏置電流等）。 (4) LM393 基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 10 頁 共 24 頁 LM393 是雙電壓比較器集成電路。 該電路的特點如下： 工作電源電壓范圍寬，可單電源供電，也可雙電源供電，單電源：為 2V～36V ，雙電源：177。 (1V～ 18V)。 消耗電流小， Icc=； 輸入失調(diào)電壓小， VIO=177。 2mV。 共模輸入電壓范圍寬， Vic=0～ 。 輸出與 TTL,DTL,MOS,COMS 等兼容； 輸出可以用開路集電極連接“或門”； 采用雙列直插 8腳塑料封裝（ DIP8）和微型的雙列 8腳塑料封裝（ SOP8） 。 圖 211 電壓比較器 LM393 內(nèi)部結(jié)構(gòu)圖 光耦合器 光耦合器（ optical coupler，英文縮寫為 OC）亦稱光電隔離器，簡稱光耦。光耦合器以光為媒介傳輸電信號。它對輸入、輸 出電信號有良好的隔離作用，所以，它在各種電路中得到廣泛的應(yīng)用。目前它已成為種類最多、用途最廣的光電器件之一。光耦合器一般由三部分組成：光的發(fā)射、光的接收及信號放大。輸入的電信號驅(qū)動發(fā)光二極管（ LED），使之發(fā)出一基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 11 頁 共 24 頁 定波長的光，被光探測器接收而產(chǎn)生光電流，再經(jīng)過進一步放大后輸出。這就完成了電 — 光 — 電的轉(zhuǎn)換，從而起到輸入、輸出、隔離的作用。由于光耦合器輸入輸出間互相隔離，電信號傳輸具有單向性等特點，因而具有良好的電絕緣能力和抗干擾能力。又由于光耦合器的輸入端屬于電流型工作的低阻元件，因而具有很強的共模抑制能力。所 以，它在長線傳輸信息中作為終端隔離元件可以大大提高信噪比。在計算機數(shù)字通信及實時控制中作為信號隔離的接口器件，可以大大增加計算機工作的可靠性。 （ 1)、 光耦合器工作原理 用于傳遞模擬信號的光耦合器的發(fā)光器件為二極管、光接收器為光敏三極管。當(dāng)有電流通過發(fā)光二極管時，便形成一個光源，該光源照射到光敏三極管表面上，使光敏三極管產(chǎn)生集電極電流，該電流的大小與光照的強弱，亦即流過二極管的正向電流的大小成正比。由于光耦合器的輸入端和輸出端之間通過光信號來傳輸，因而兩部分之間在電氣上完全隔離，沒有電信號的反饋和干擾，故性 能穩(wěn)定，抗干擾能力強。發(fā)光管和光敏管之間的耦合電容?。?2pf 左右）、耐壓高 ( 左右 )，故共模抑制比很高。輸入和輸出間的電隔離度取決于兩部分供電電源間的絕緣電阻。此外，因其輸入電阻?。s 10Ω），對高內(nèi)阻源的噪聲相當(dāng)于被短接。因此，由光耦合器構(gòu)成的模擬信號隔離電路具有優(yōu)良的電氣性能。 基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 12 頁 共 24 頁 （ 2）、 光耦合器的優(yōu)點 信號單向傳輸，輸入端與輸出端完全實現(xiàn)了電氣隔離，輸出信號對輸入端無影響，抗干擾能力強，工作穩(wěn)定，無觸點，使用壽命長，傳輸效率高。光耦合器是 70年代發(fā)展起來產(chǎn)新型器件，現(xiàn)已廣泛用于電氣絕緣、電平轉(zhuǎn) 換、級間耦合、驅(qū)動電路、開關(guān)電路、斬波器、多諧振蕩器、信號隔離、級間隔離 、脈沖放大電路、數(shù)字儀表、遠(yuǎn)距離信號傳輸、脈沖放大、固態(tài)繼電器 (SSR)、儀器儀表、通信設(shè)備及微機接口中。在單片開關(guān)電源中，利用線性光耦合器可構(gòu)成光耦反饋電路，通過調(diào)節(jié)控制端電流來改變占空比，達到精密穩(wěn)壓目的。 （ 3）、 光耦 4N35 4N35 ， 4N36 ， 4N37 系列光耦合隔離器包括紅外光發(fā)光二極管和硅光電晶體管的 NPN 在一個標(biāo)準(zhǔn)的 6針雙線塑料封裝。 圖 213 4N35 頂視圖 管腳： 輸入二極管最大額定值：正向電流六十毫安；反向電壓 6V；功耗 105mW； 輸出晶體管最大額定值：集電極發(fā)射極電壓 BVCEO 30V；集電極基電壓 BVCBO 70V；輻射源集電極電壓 BVECO 至 6V；功耗 160mW 功率消耗： 總功率消耗 200mW；（線性減少 / ℃ 25 ℃ 以上）。 3 、 計數(shù)器 同步加計數(shù)器 CD4518 CD4518 為雙 BCD 加計數(shù)器，該器件由兩個相同的同步 4 級計數(shù)器組成。計基于紅外發(fā)射 — 接收的轉(zhuǎn)速 測量系統(tǒng) 第 13 頁 共 24 頁 數(shù)器級為 D 型觸發(fā)器。具有內(nèi)部可交換 CP 和 EN 線，用于在時鐘上 升沿或下降沿加計數(shù)。在單個單元運算中， EN 輸入保持高電平，且在 CP 上升沿進位。 CR 線為高電平時，計數(shù)器清零。計數(shù)器在脈動模式可級聯(lián)，通過將 Q3 連接至下一
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