模块详解

1.直流稳压电路

此部分电路的最终电压是2.73V，由于一般电源供应多器件之后是带杂波的，因此使用齐纳二极管作为稳压元件，滑动变阻器RV1用于调节电阻分压，以达到输出电压的要求。并联的发光二极管用于检查电源电路是否正常供电。其电路原理图如图4-2所示。

为了使直流稳压电路输出的最终电压为2.73V，通过不断调节滑动变阻器RV1，使此部分电路终端电压为2.73V，采用直流电压表测量，如图4-3所示。

图4-2　直流稳压电路原理图

图4-3　直流稳压源仿真

2.电流转换电压电路

AD590是电流输出型集成温度传感器。在设计测量温度电路时，必须将电流转换为电压。根据AD590的特性，温度每升高1K，电流增加1μA，当负载电阻为10kΩ时，这个电阻上的压降为10mV。其中，由AD590、R2和运算放大器U1∶B组成电流转换电压电路，此运算放大器连接为电压跟随器形式，主要目的为增加信号的输入电阻。电流转换电压电路原理图如图4-4所示。

AD590的输出电流I＝（273+T）μA（T为摄氏温度），因此测量的电压V为

（273+T）μA×10kΩ＝（2.73+T/100）V

为了将电压测量出来而输出电流I不分流，使用电压跟随器，其输出电压V2等于输入电压V。为了方便电流转换电压电路在整个电路中的仿真，因AD590和滑动变阻器均具有将电流转换成电压的功能，所以可以用滑动变阻器来代替AD590。AD590产生的电流与热力学温度成正比，它可接受的工作电压为4～30V，检测的温度范围为-55～150℃，有非常好的线性输出性能，温度每增加1℃，其电流增加1μA，如图4-5所示。

图4-4　电流转换电压电路原理图

图4-5　电流转换电压电路仿真原理图

3.差动放大电路

运算放大器U1∶A为热力学温度转换为摄氏温度的核心器件，其转换原理为摄氏零度对应热力学273K，第一部分稳压电路设置的基准电压已将热力学温度转换为摄氏温度的零度。接下来使用差动放大器使其输出Vo为（100kΩ/10kΩ）×（V2-V1）＝T/10，如果现在为28℃，输出电压为2.8V，输出电压接A/D转换器，那么A/D转换输出的数字量就和摄氏温度成线性比例关系。其原理图如图4-6所示。

AD590的温度测量电路原理图如图4-7所示。

通过AD590检测当时的环境温度，检测出对应的输出电压，如图4-8所示，电压为2.83V，此时的温度为28.3℃，也可以通过改变外部环境温度来检测出相应的输出电压。在仿真电路中，通过改变电流转换电压电路中滑动变阻器的电压值，来检测出当前对应的电压值，从而得出相应的外部温度，如图4-9所示。此时的电压值为3.90V，温度值为39.0℃。

图4-6　差动放大电路原理图

图4-7　AD590的温度测量电路原理图

图4-8　仿真电路1

图4-9　仿真电路2