汽车上有几十到上百个传感器,它们将各种物理量(如温度、压力、转速、位置等)转换成对应的电信号。这些电信号很多是电压或电流之类的模拟信号,往往幅度很小(mV、mA级)。在进入单片机之前,首先需要进行放大处理,将小的电信号变成“标准”的电信号(0~5V、0~10V、4~20mA等)。若传感器输出的是电流信号,还要经过Ⅰ/U转换即电流电压转换,变成电压信号后再进行A/D转换,将标准幅度的电信号转换成对应的数字信号,最后才能送入单片机处理。实际上,常常是多路传感器和放大器共用一个A/D转换器,中间设置多路模拟开关,允许多个模拟量分时输入A/D转换器进行处理,也就是说,各传感器信号是按时间顺序轮流进行A/D转换的。各种模拟信号从传感器→放大器→AD转换器→单片机的输入通道,如图2-7所示。
一、集成运算放大器：
实际应用中,为了使电路简单、提高抗干扰能力和便于调试,一般对传感器信号的放大都采用集成运算放大器(集成运放)作为放大元件,这是一种高放大倍数、高输入阻抗、低输出阻抗的放大电路元件。集成运放的应用十分广泛,目前在汽车电子控制系统中主要用于
二、集成运放电路：
通过外接电阻、电容等元件,可以组成不同功能的电路,如放大、运算、微分、积分、电压比较等。集成运放可以有两种基本接法,即反相输入与同相输入,这两种接法就可以组成简单的比例运算电路(图2-9)。图中使用的是LM324,其内部有四个相同的运放单元,图2-9(a)或图2-9(b)仅用到其中一个运放单元,也就是只用了LM324的1/4,所以写成1/4LM324。
为了满足各种功能需要,实际的运放电路常常比较复杂。图2-10给出了两个应用实例。
图2-10(a)是一个同相输入的基准电压源电路,其中MC1403是参考电压芯片,它可产生稳定的2.5V电压。通过选用不同的R1和R2电阻值,可以得到不同的输出电压。图2-10(b)是一个典型的测量放大电路,常用于小信号测量、参数检测或仪表中。在这些场合,传感器
输出的信号往往比较弱,或传感器与测量仪表距离比较远,而且其中还常包含工频干扰、静电干扰和电磁干扰等,所以这种场合就要求放大电路具有高输入阻抗、高增益以及很强的抗干扰能力等性能。
