红外感应毕业设计论文 王畅(4)

基于红外发射—接收的转速测量系统

(2) 、电压比较器的分类

1)、过零比较器：参考电压为零，输入信号每过零时，输出发生跃变，它实际上是一个单限比较器．最简单的应用是可以将正弦波变为方波． 2)、滞回比较器：利用正反馈来影响原来的参考电压使参考电位与此时的输出状态有关，从而消除在原来的参考电位附近输入信号由于受干扰而产生的空翻现象．

3)、双限比较器：由两个单限比较器组成所谓的双限比较器(也称为窗口比较器)，可以将输入信号按需要范围进行选取 (3) 比较器与运放的差别

运放可以做比较器电路，但性能较好的比较器比通用运放的开环增益更高，输入失调电压更小，共模输入电压范围更大，压摆率较高（使比较器响应速度更快）。另外，比较器的输出级常用集电极开路结构，如图2-10示，它外部需要接一个上拉电阻或直接驱动不同电源电压的负载，应用上更加灵活。但也有一些比较器为互补输出，无需上拉电阻。

这里顺便要指出的是，比较器电路本身也有技术指标要求，如精度，响应速度，传播延迟时间、灵敏度等，大部分参数与运放的参数相同。在要求不高时可采用通用运放来作比较器电路。如A/D变换器电路中要求采用精密比较器电路。

图2-10 电平转换与驱动继电器

由于比较器与运放的内部结构基本相同，其大部分参数与运放的参数项基本一样（如输入失调电压、输入失调电流。输入偏置电流等）。

(4) LM393

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LM393是双电压比较器集成电路。 该电路的特点如下：

工作电源电压范围宽，可单电源供电，也可双电源供电，单电源：为2V～36V ，双电源：±(1V～18V);

消耗电流小，Icc=0.8mA； 输入失调电压小，VIO=±2mV;

共模输入电压范围宽，Vic=0～Vcc-1.5V; 输出与TTL,DTL,MOS,COMS等兼容； 输出可以用开路集电极连接“或门”；

采用双列直插8脚塑料封装（DIP8）和微型的双列8脚塑料封装（SOP8）;

图2-11 电压比较器LM393内部结构图

2、光耦合器

光耦合器（optical coupler，英文缩写为OC）亦称光电隔离器，简称光耦。光耦合器以光为媒介传输电信号。它对输入、输出电信号有良好的隔离作用，所以，它在各种电路中得到广泛的应用。目前它已成为种类最多、用途最广的光电器件之一。光耦合器一般由三部分组成：光的发射、光的接收及信号放大。输入的电信号驱动发光二极管（LED），使之发出一

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定波长的光，被光探测器接收而产生光电流，再经过进一步放大后输出。这就完成了电—光—电的转换，从而起到输入、输出、隔离的作用。由于光耦合器输入输出间互相隔离，电信号传输具有单向性等特点，因而具有良好的电绝缘能力和抗干扰能力。又由于光耦合器的输入端属于电流型工作的低阻元件，因而具有很强的共模抑制能力。所以，它在长线传输信息中作为终端隔离元件可以大大提高信噪比。在计算机数字通信及实时控制中作为信号隔离的接口器件，可以大大增加计算机工作的可靠性。

（1)、光耦合器工作原理

用于传递模拟信号的光耦合器的发光器件为二极管、光接收器为光敏三极管。当有电流通过发光二极管时，便形成一个光源，该光源照射到光敏三极管表面上，使光敏三极管产生集电极电流，该电流的大小与光照的强弱，亦即流过二极管的正向电流的大小成正比。由于光耦合器的输入端和输出端之间通过光信号来传输，因而两部分之间在电气上完全隔离，没有电信号的反馈和干扰，故性能稳定，抗干扰能力强。发光管和光敏管之间的耦合电容小（2pf左右）、耐压高(2.5KV左右)，故共模抑制比很高。输入和输出间的电隔离度取决于两部分供电电源间的绝缘电阻。此外，因其输入电阻小（约10Ω），对高内阻源的噪声相当于被短接。因此，由光耦合器构成的模拟信号隔离电路具有优良的电气性能。

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（2）、光耦合器的优点

信号单向传输，输入端与输出端完全实现了电气隔离，输出信号对输入端无影响，抗干扰能力强，工作稳定，无触点，使用寿命长，传输效率高。光耦合器是70年代发展起来产新型器件，现已广泛用于电气绝缘、电平转换、级间耦合、驱动电路、开关电路、斩波器、多谐振荡器、信号隔离、级间隔离 、脉冲放大电路、数字仪表、远距离信号传输、脉冲放大、固态继电器(SSR)、仪器仪表、通信设备及微机接口中。在单片开关电源中，利用线性光耦合器可构成光耦反馈电路，通过调节控制端电流来改变占空比，达到精密稳压目的。

（3）、光耦4N35

4N35 ， 4N36 ， 4N37系列光耦合隔离器包括红外光发光二极管和硅光电晶体管的NPN在一个标准的6针双线塑料封装。

图2-13 4N35顶视图

管脚：1.阳极 2.阴极 3.不相连 4.发射集 5.集电极 6.基极 输入二极管最大额定值：正向电流六十毫安；反向电压6V；功耗105mW； 输出晶体管最大额定值：集电极发射极电压BVCEO 30V；集电极基电压BVCBO 70V；辐射源集电极电压BVECO至6V；功耗160mW

功率消耗：总功率消耗200mW；（线性减少2.67mW / ℃25 ℃ 以上）。

3 、计数器

同步加计数器CD4518

CD4518 为双BCD 加计数器，该器件由两个相同的同步4 级计数器组成。计

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数器级为D 型触发器。具有内部可交换CP 和EN 线，用于在时钟上升沿或下降沿加计数。在单个单元运算中，EN 输入保持高电平，且在CP 上升沿进位。CR 线为高电平时，计数器清零。计数器在脉动模式可级联，通过将Q3 连接至下一计数器的EN 输入端可实现级联。同时后者的CP输入保持低电平。CD4518 提供了16引线多层陶瓷双列直插、熔封陶瓷双列直插、塑料双列直插和陶瓷片状载体4种封装形式。

图2-22 CD4518管脚图

工作条件：电源电压范围3V～15V；输入电压范围0V～VDD 工作温度范围：M 类－55℃～125℃；E 类－40℃～85℃

极限值：电源电压－0.5V～18V；输入电压－0.5V~VDD+0.5V；输入电流±10mA；

储存稳定－65℃～150℃

图2-24 波形图

引出端功能符号：1CP、2CP 时钟输入端

1CR、2CR 清除端

1EN、2EN 计数允许控制端 1Q0~1Q3 计数器输出端

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