运放-过零比较器-输出电压限幅
1.普通比较器:反相端接任意固定电压(比如2V、-3V)信号跨过这个电压才翻转;比如只保留 0.5V~2V 的传感器信号高于 2V 或低于 0.5V 都输出报警电平2.过零比较器:专门把参考电压设为0V只检测信号是否穿过0V专门处理交流正负交替波形。输入同相端XFG1 函数信号发生器输出正弦交流信号50HZ幅值10V。反向端接地--0V输出1,双电源±16V工况(你当前电路供电) LM324 是非轨到轨运放开环饱和输出固定两种电平当输入信号阈值电压(U Uref) :输出正向饱和电平x 14V当输入信号阈值电压(U Uref) :输出负向饱和电平-14VUref全称Reference Voltage(参考电压/阈值电压)就是你给比较器反相端固定输入的那个基准电压(比如2V、0V、-3V)输入信号每一次跨过阈值输出就在 14V/-14V 之间瞬间跳变得到高低电平方波。Uref的获取方式(实物电路怎么产生)1.接地:最简单Uref0V仅用于过零检测;2.电阻分压:VCC通过两个电阻分压,得到稳定固定电压(如5V分压出2.5V);3.电位器可调:分压支路串电位器手动滑动就能改变Uref灵活调整触发阈值;4.专用基准源芯片:高精度场景用TL431输出温漂极小的标准电压。我觉得蛮实用的解释R1R1 串联在输入回路限制流入运放 3 脚的最大电流把电流钳在安全范围保护 LM324 输入引脚不被损坏抑制静电、浪涌冲击个人觉得这个考虑的比较多实物调试时人体静电、接线瞬间电压浪涌会产生瞬时大电流R1 靠电阻限流削弱冲击电流降低静电损坏芯片概率。平衡电阻比较器场景不需要平衡电阻只有闭环线性放大电路才需要匹配电阻抵消偏置电流误差--电压比较器完全不需要平衡阻抗匹配电阻普通开环比较器:不用阻抗匹配平衡电阻;闭环线性放大/电压跟随器(LM324双极运放大输入电阻):建议匹配。限幅1)输出正向高压:D2反向击穿稳压D1正向导通钳位5.6V;2)输出负向高压:D1反向击穿稳压D2正向导通钳位-5.6V;正负双向同时被限制输出对称。多余的电量R5消耗掉了产生的电流驱动稳压管驱动稳压管进入稳压区的工作电流反向击穿稳压区(我们限幅电路要用的状态)阴极电位远高于阳极反向电压达到稳压值Vz后管子不会被击穿烧毁两端电压牢牢固定在Vz前提:反向电流必须落在最小~最大稳压电流之间。稳压管想要稳定锁住 5.6V 电压必须有一股合适大小的反向电流 “撑住” 击穿状态具体的管子稳压电流需要看看手册找一下稳压二极管管的稳压特性1.正向导通区(第一象限U0)电压正向超过0.7V左右电流急剧上升和普通二极管正向特性完全一致无稳压作用。2.反向截止区(左侧-UzU0)反向电压小于稳压值Uz反向漏电流极小曲线贴近横轴管子近似开路不具备稳压能力。3.反向稳压击穿区(第三象限U≤-Uz)反向电压达到稳压值Uz后进入雪崩可逆击穿:1.曲线几乎水平:电压基本恒定为Uz电流大范围变化电压几乎不变这就是稳压核心特性;2.Iz:最小稳定工作电流电流必须大于Iz稳压效果才稳定;3.IzM:最大允许稳压电流电流超过IzM管子功耗超标发热烧毁;4.有效稳压区间:Iz|I|IzM。说一个工程的应用工频交流电检测、频率采集(最常用)1.场景:220V市电经降压变压器得到正弦交流小信号2.原理:正弦波正负交替送入过零比较器每次穿过0V输出电平翻转限幅后得到标准±5V方波送入单片机(或者抬高反相端接任意固定电压(比如2V、-3V)信号跨过这个电压才翻转)3.工程用途:。测量电网频率;。过零同步触发可控硅、双向晶闸管调压/调光;。电机测速(交流测速发电机正弦信号整形)。4.限幅意义:把运放±12/±16V高压压缩为单片机安全电平防止I0口击穿。
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