电压比较器电路——使用双运放构建与测试
简介
电压比较器是模拟电子学中的基础构建模块,使电路能够判断两个输入电压哪个更高。在本教程中,您将使用单个双运算放大器构建一个简单的实战比较器,用LED观察结果,并探索风速报警等实际应用。
元件与材料
- 运算放大器:1458或353型号(Radio Shack目录#276-038 / 900-6298)——8引脚DIP封装的双运放
- 三节6V电池(提供0V至+18V供电轨)
- 两个10kΩ线性电位器(Radio Shack #271-1715)
- 1个LED(Radio Shack #276-026或等效型号)
- 1个330Ω电阻
- 1个470Ω电阻
即使设计只需要一个通道,使用双运放也是最佳实践。它节省元件,并保持实验箱为未来项目保持灵活性。
交叉参考
电路课程,第3卷,第8章:"运算放大器"
学习目标
- 理解运放如何作为电压比较器工作
- 构建比较器电路并用LED直观验证其操作
- 探索比较器必不可少的实际场景
原理图
实物接线图
比较器工作原理
运放的输出饱和于接近正电源(+18V)或接近地(0V)。当同相输入(+)接收的电压高于反相输入(-)时,输出变高,LED点亮。如果反相输入更高,输出变低,LED熄灭。
为获得更深入的见解,可将电压表连接到两个输入端子(参考地)。您将看到数值随电位器调节而变化,与LED的开/关状态相匹配。
实际应用示例
想象一个将风速转换为成比例电压的风速计。将此信号输入同相输入,固定参考电压输入反相输入,当风速超过设定阈值时,比较器可触发大风报警。
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