該直流電壓檢測器電路由兩個精密運算放大器(MAX4236)、一個電壓基準(MAX6143)、一個NAND柵極和相關元件組成,當輸入在±100mV窗口內(以0V為中心)時,電路將數字輸出信號置位。
介紹
工業和科學應用中的一個重要功能是檢測安全聯鎖、自動定序器等中直流電壓的存在(或不存在)。為了檢測是否存在大的雙極性直流電平,當檢波器的輸入位于零伏左右的穩定且精確定義的窗口內時,檢波器必須置位信號。窗口寬度應為最大可容忍誤差電壓的兩倍,并以零伏為中心。
檢測電路必須具有高阻抗輸入,以避免影響其插入的系統。它還必須容忍等于其監控的最大電壓加上可能出現的任何瞬態幅度的輸入電平。滿足這些要求的一個電路(圖1)在輸入電壓在±100mV窗口內時產生數字輸出信號。
圖1.該雙極性直流電壓檢測器在輸入在以0V為中心的±100mV窗口內時置位數字輸出信號。
其輸入電阻為22MΩ,其最大輸入電壓由22.1MΩ串聯輸入電阻的電弧規格定義。其定義明確的窗口邊緣具有大約 10mV 的遲滯,從而消除了任何噪聲引起的輸出顫振(圖 2)。響應速度由10nF輸入電容(低漏膜型)和兩個22.1MΩ輸入分壓器/移位電阻的并聯組合(約11MΩ)形成的10ms時間常數決定。
圖2.圖1電路的這些波形顯示了檢波器輸出對輸入電壓斜坡的響應。
電路采用+5V單電源供電,這得益于運算放大器(MAX4236)能夠工作在低失調電壓、低失調電壓溫度系數、低偏置電流和包括負供電軌的輸入電壓。在0°C至+85°C范圍內,觸發門限的溫度依賴性小于1mV (總值)。 為了確保這些觸發電壓在整個溫度范圍內的穩定性,兩個22.1MΩ電阻的溫度系數應較低,并盡可能緊密匹配。
非常高的輸入阻抗使該電路對漏電流敏感。每個運算放大器的負輸入必須由特氟龍支架支撐,并且應在整個組件上應用高質量的保形涂層絕緣。如果檢波器電路必須與系統控制電路電氣隔離,請考慮圖3所示電路。
圖3.如圖1所示修改后,圖1的輸出信號與監控電壓電氣隔離。
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