垃圾車集成運算放大器 文檔.doc

1.1垃圾車集成運算放大器之集成運算放大器術語概念：反饋：把垃圾車電子系統(tǒng)的輸出量(電壓或電流)的一部分或全部，經(jīng)過一定的電路送回到它的輸入端，稱為反饋。如果引入的反饋使放大電路的放大倍數(shù)降低，就稱為負反饋；如果引入的反饋使放大電路的放大倍數(shù)增大，就稱為正反饋。 負反饋雖然降低了放大倍數(shù)，但是它對提高放大電路的工作穩(wěn)定性和改善電路性能指標起到了重要作用，一般多級放大電路都要引入負反饋。隨著電子技術的不斷發(fā)展，分立元件的多級放大器已經(jīng)被集成在一塊半導體芯片內(nèi)，構成了集成運算放大器(簡稱集成運放)。 1.2垃圾車集成運算放大器之幾種基本放大器電路通常集成運放必須外接負反饋網(wǎng)絡，才能正常工作。根據(jù)輸入方式的不同，構成三種最基本的實用放大器電路，成為其他各種應用電路的基礎。 1反相放大器反相放大器的放大倍數(shù) Af = - Rf/R1 式中，Af為負值，表明集成運放輸出電壓與輸入電壓反相，所以叫反相放大器。而且，Af僅取決于Rf/R1的比值，而與集成運放本身無關。電阻R：叫平衡電阻，其作用是保證放大器穩(wěn)定工作。 2同相放大器放大倍數(shù):Af = 1 + Rf / R1Af大于零，表明輸出電壓uo與輸入電壓u1同相。如果將R1=(開路)或Rf=0，則Af=l。構成的電路稱為電壓跟隨器。電壓跟隨器一般作為信號與其負載之間的緩沖隔離。 3差分放大器如果兩個輸入端都有信號輸入，就構成了差分放大器，如圖65所示。差分放大器放大能是兩個輸入信號的差，輸出電壓uo與兩個輸入電壓的關系是 U0= Af ( uI11-uI12 ) 放大倍數(shù)為Af = Rf / R1提示：在垃圾車電子電路中，差分放大器常被用作傳感器信號放大器。將傳感器信號放大后，傳送到ECU。 1電橋信號放大電路 如果需要對溫度、壓力或形變等進行檢測，可采用如圖所示的電橋信號放大電路。圖中電橋的一個臂是由傳感器構成的。 垃圾車電噴發(fā)動機中，用來測量進氣量的進氣壓力傳感器就是由壓敏電阻和集成運放制成的。這種傳感器被美國通用汽車公司、日本豐田汽車公司等汽車公司廣泛采用，國產(chǎn)桑塔納2000Gli型轎車也采用了該傳感器。 1.3垃圾車集成運算放大器之電壓比較器垃圾車集成運算放大器的一個特殊應用就是構成電壓比較器。電壓比較器是能夠對兩個輸入電壓大小進行比較的一種集成運放。它的兩個輸入電壓中，一個是基準電壓，另一個是被比較的輸入電壓，當兩個電壓不相等時，集成運放輸出的電壓不是等于正電源電壓就是等于零(如果采取正負電源供電，就等于負電源電壓)。即在輸出端只輸出兩種電壓值，或者正電源電壓，或者零。在汽車電路中用于信號測量、越限報警等電路中。幾種典型電壓比較器集成運放被用作電壓比較器時，常見于汽車電子電路中。最常用的比較器有以下幾種：LM741、LM324和LM339。1、LM741 LM741是雙列直插式封裝，一共8個引腳?？梢宰龇糯笃饕部梢宰鲭妷罕容^器。7腳接正電源。4腳接負電源，在放大交流信號時接負電位信號，保證信號的完整性，在汽車電路中作放大器或電壓比較器時直接搭鐵。2腳是放大器的反相輸入端，3腳是同相輸入端，6腳是放大器輸出端，1、5腳是在放大交流信號時電路調(diào)零端，汽車電路中不用，8腳是空腳。2、TM324 LM324是雙列直插式封裝，一共14個引腳，可以用作放大器和電壓比較器。內(nèi)部是四個獨立的運算放大器。11腳接正電源，4腳接負電源，在汽車電路中作比較器時，4腳搭鐵。四個比較器可以單獨使用，但使用時一定要加上電源。 3、LM339LM339是雙列直插式封裝，一共14個引腳，它專用作電壓比較器。內(nèi)部是四個獨立比較器，而且只需接單電源。3腳接正電源，12腳搭鐵。四個比較器可以單獨使用。 1.4垃圾車集成運算放大器之電壓比較器在汽車電子電路中的應用比較器最常見的應用電路有三種形式：簡單電壓比較器、滯回電壓比較器和窗口比較器。1、簡單電壓比較器(1) 基本電路 簡單電壓比較器的電路，輸入信號加在反相端，是一個反相輸入電壓比較器。UTH是基準電壓，uI=u，UTH=u。當uIUTH時，即uu，比較器輸出等于零。該電路由集成運放LM741、穩(wěn)壓管、發(fā)光二極管及一些電阻組成。電阻R2與穩(wěn)壓管VZ組成電壓基準電路，向比較器提供5 V 的基準電壓。R1、R3組成分壓電路，中間點作為電壓檢測點。當垃圾車蓄電池電壓高于10 V 時，比較器輸出電壓為12V，發(fā)光二極管不發(fā)光，指示電壓正常；當蓄電池電壓低于10 V時，比較器輸出電壓為零，發(fā)光二極管發(fā)光，指示電壓過低。如果基準電壓UTH=0V，那么當輸入信號等于零時，輸出電壓就會發(fā)生跳變，這種比較器又稱為過零比較器。當輸入信號從集成運放的同相端輸入，基準信號從反相端輸入時，就構成了一個同相輸入電壓比較器，其傳輸特性與反相輸入電壓比較器正好相反。1.5垃圾車集成運算放大器之滯回電壓比較器(1) 基本電路 在簡單電壓比較器的基礎上加正反饋就構成了滯回電壓比較器，輸入信號從反相端輸入，反饋信號作用于同相端，為反相滯回比較器。(2) 滯回比較器在汽車電子電路中的應用 在垃圾車ABS(電控防抱死)系統(tǒng)中，車輪的速度是靠輪速傳感器來傳遞給 ECU 的?；魻栞喫賯鞲衅骶褪禽喫賯鞲衅鞯囊环N。它的結構主要由與車輪或傳動系統(tǒng)連接在一起的觸發(fā)齒圈、霍爾元件、永久磁鐵和電子電路等組成。將霍爾元件產(chǎn)生的微弱的正弦波信號放大整形為11.512V的標準脈沖信號，就是通過由集成運放構成的電子電路來實現(xiàn)的。 電路分四個部分：由霍爾元件構成的信號產(chǎn)生部分；由 A1、R1、Rf1 組成的放大部分；由 A2、R2、R3、Rf2 組成的滯回比較器和三極管 VT 構成的輸出級?；魻栐惺苡|發(fā)齒輪轉動帶來的磁場變化而產(chǎn)生微弱的正弦波信號。1.6垃圾車集成運算放大器之窗口電壓比較器(1) 基本電路 簡單電壓比較器和滯回電壓比較器的共同特點是：當輸入電壓 uI 單方向變化時，輸出電壓uO只跳變一次，只能檢測一個電平，如果要判斷輸入電壓 uI 是否在兩個電平之間，應該采用窗口比較器。窗口比較器是有兩個閾值電壓不等的簡單比較器組成的，閾值小的采用反相接法，閾值大的采用同相接法。(2) 窗口比較器在汽車電子電路中的應用在垃圾車充電系統(tǒng)電路中，當電壓過低或過高時，報警器發(fā)出警報，這就是汽車充電系統(tǒng)電壓監(jiān)視器電路。電路主要是由LM339 構成的一個窗口比較器