集成运放的非线性应用.pptx

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1、0uiuO一、过零比较器-+uiuORR根据虚断：UOLUOH阈值电压：1、反相过零比较器电压传输特性第1页/共31页0uiuO一、过零比较器-+uiuORR根据虚断：UOLUOH阈值电压：1、反相过零比较器电压传输特性+UZ-UZ2、有限幅的反相过零比较器限流电阻R0第2页/共31页0uiuO根据虚断：-UZ+UZ-+uiuORRRO3、同相过零比较器电压传输特性0uiuO-UZUZ反相过零比较器-+uiuORRR0第3页/共31页二、单限比较器根据虚断：-+uiuORRROUR0uiuO-UZ+UZ阈值电压：UR1、反相单限比较器电压传输特性第4页/共31页2、求和型单限比较器根据虚断：阈

2、值电压。-+uiuOR1RR0URR20uiuO-UZ+UZUTH电压传输特性电路状态发生改变，第5页/共31页3、单限比较器的特点单限电压比较器具有电路简单、灵敏度高等优点，存在的主要问题是输出电压波形不够陡，抗干扰能力差。0tui阈值电压0tuO错误的输出+UZ-UZ干扰输出波形不够陡实际运放的开环增益不是，所以状态的跃变必须经过线性区，并需要经过一定的时间。第6页/共31页三、迟滞比较器（施密特触发器）Rf引入正反馈，-+uiuOR2R1R0URRfif反相迟滞比较器运放工作在非线性区。引入正反馈有两个作用：1、正反馈加快了uO的转换速度，输出电压波形很陡。2、电路有两个阈值电压。+UZ

3、-UZ+说明U有两种取值，由叠加原理，第7页/共31页-+uiuOR2R1R0URRfif反相迟滞比较器+UZ-UZ+ui 很小时，输出ui 很大时，输出电路状态发生跳变，ui由小增大，使uO从+UZ跳变为-UZ所需的阈值电压为UTH+：ui由大变小，使uO从-UZ 跳变为+UZ所需的阈值电压为UTH-：上限阈值电压、下限阈值电压和回差电压：（与参考电压无关）正向阈值电压负向阈值电压回差电压第8页/共31页-+uiuOR2R1R0URRfif反相迟滞比较器电压传输特性：0uiuO传输特性-UZ+UZUTH+UTH-第9页/共31页-+uiuOR2R1ROURRfif同相迟滞比较器-+uiuOR

4、2R1R0URRfif反相迟滞比较器0uiuO传输特性（反相）-UZ+UZUTH+UTH-0uiuO传输特性（同相）+UZ-UZUTH+UTH-求阈值电压、电压传输特性？第10页/共31页0uiuO-UZ+UZUTH+UTH-0tui门限电压0tuO+UZ-UZ单限比较器0tuiUTH+0tuO+UZ-UZ迟滞比较器UTH-迟滞比较器可用于产生矩形波、三角波和锯齿波等各种非正弦波信号，也可用于波形变换电路。迟滞比较器用于控制系统时的主要优点是抗干扰能力强，但与单限比较器相比灵敏度下降了。第11页/共31页+-uiuORRUR1-+RRUR2RLuO1uO2四、窗口比较器或门电路输入信号输入信号

5、uO1uO2uOuiUR1 UR2uiUR2 UR1UR2 uiUR2 UR1UOHUOLUOHuiUR1 UR2UOLUOHUOHUR1 uiUR2UOHUOHUOH电压传输特性：0uiuOUOHUR1UR2第13页/共31页电压比较器小结1、在电压比较器中，集成运放一般工作在非线性区，输出电压只有高电平和低电平两种可能的情况。2、通常用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系。3、电压传输特性有三个要素：（1）阈值电压：（2）输出的高、低电平：（3）输出电压的跃变方向：决定于限幅电路。决定于ui作用于运放的哪个输入端。第14页/共31页【例题】电路如图示，输入为正弦信号，画出输出信号

6、波形。0tui/V0tuO-+uiuORRROUR10已知：UR=6V0uiuO-UZ+UZUR6V+UZ-UZ第15页/共31页【例题】电路如图示，输入为正弦信号，画出输出信号波形。0tui/V0tuO-+uiuORRROUR10已知：UR=-3V-3V+UZ-UZ0uiuO-UZ+UZUR第16页/共31页-+uiuOR2R1ROURRfif反相迟滞比较器0uiuO传输特性-UZ+UZUTH+UTH-【例题】电路如图示，输入信号为正弦波，画出输出信号波形。0tui/V0tuO10UTH+UTH-+UZ-UZ第17页/共31页【例题】题713（P271）假设稳压管截止，则集成运放必然工作在开

7、环状态，输出电压为UOH或UOL，只要输出电压的绝对值大于稳压管的击穿电压，必将导致其中的一个稳压管击穿而工作在稳压状态，DZ构成反馈通路，使运放工作在线性区，u+=u-。-+uiuORR限幅DZ可见，虽然运放工作在线性区，但由于稳压管的特性，使之仍然具有电压比较器的特性。假设稳压管截止必使右管击穿，左管导通，“-”端虚地，假设稳压管截止必使左管击穿，右管导通，“-”端虚地，第18页/共31页ui R1R1R1R3R2R2R39V9VLED1LED2LED33VuB6VuAuiuAuBLED3 LED2 LED16VLHLLHH亮亮亮灭灭灭灭灭灭【例题】电路如图所示，试分析电路中的发光二极管各

8、在什么情况下发光？窗口比较器第19页/共31页7-6 集成运放其他应用简介 滤波器的功能是使所需特定频率范围内的信号能够顺利通过，而阻止其它频率范围的信号通过。被广泛应用于通信和信号处理等领域。7-6-1 有源滤波器 有源滤波器：由有源器件构成的滤波器。滤波器分类：低通（LPF）高通（HPF）带通（BPF）带阻（BEF）全通（APF）AA0Ow1ww2通带阻带通带A0A1阻带通带Ow1wA2A0阻带通带Ow2wAA0Ow2ww1通带阻带阻带？希望抑制50Hz的干扰信号，应选用哪种类型的滤波电路？放大音频信号，应选用哪种类型的滤波电路？第20页/共31页一阶有源低通滤波器:第21页/共31页一阶

9、有源高通滤波器:第22页/共31页第23页/共31页反向积分电路-+RR2Cuo2、非正弦波信号发生器（1）方波发生器：迟滞电压比较器+RC充放电回路。（2）三角波发生器：方波发生器+积分电路。（3）锯齿波发生器：将三角波发生器稍作改动，使积分电路的充、放电时间常数不同。方波发生器+RR1R2C+uc第24页/共31页第七章 小结一、集成运放的基本组成输 入 级：差动放大电路中 间 级：有源负载共射放大电路输 出 级：互补推挽功率输出级偏置电路：恒流源电路二、理想运放的参数AOdridrOKCMRIIBIIOUIOBW零点漂移零点漂移 0 000 0第25页/共31页三、理想运放工作在线性区和

10、非线性区的特点：（必须要在电路中引入深度负反馈）（运放工作在开环状态或引入正反馈）1、线性区：虚断和虚短：2、非线性区：开关特性：虚断：在分析运放的各种应用电路时，首先必须判断其中的运放工作在哪个区域。线性区：非线性区：必须要在电路中引入深度负反馈。运放工作在开环状态。第26页/共31页四、理想运放的线性应用：比例运算电路：反相比例运算电路同相比例运算电路差分比例运算电路求 和 电 路：反相求和电路同相求和电路微分、积分运算电路：对数、指数运算电路：1、掌握运放运算电路的分析方法，能确定输出信 号与输入信号的运算关系。要求：2、能应用运放实现给定的运算关系。3、掌握平衡电阻的概念和计算方法。用

11、它们组成的放大器各有什么特点？第27页/共31页五、理想运放的非线性应用：分析电压比较器主要是分析其电压传输特性，然后能根据给定的输入信号画出输出信号的波形。电压比较器：过零比较器单限比较器迟滞比较器窗口比较器（1）令u+=u-，计算阈值电压；（2）根据限幅电路确定输出的高、低电平；（3）根据输入信号所加的输入端确定信号的跃变方向。第28页/共31页【例题】集成运放为理想运放，最大输出电压UOPP=12V各运放各组成何种基本应用电路?各工作什么区域?10k20k20kui+-+-+-A1RuO36VA3A210kA1A2A3输入信号为ui=10sint(V)，画出uO3的波形。反相比例运算电路过零比较器同相比例运算电路电压跟随器线性区非线性区线性区第29页/共31页10k20k20kui+-+-+-A1RuO36VA3A210k输入信号为ui=10sint(V)，画出uO3的波形。uO1uO2uit10-100uO3t0-66第30页/共31页感谢您的观看！第31页/共31页