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第六章 集成运算放大器及其应用电路 6.1 集成运放应用电路的组成原理 非线性应用电路 关于虚短、虚断的说明： 集成运放基本应用电路 同相放大器 同相跟随器 6.1.2 运算电路 同相加法器 积分和微分电路 有源微分器 对数、反对数变换器 反对数变换器 乘、除法器 分析方法二： 6.1.3 仪器放大器 6.1.4 精密整流电路 精密转折点电路 6.3 有源滤波电路 一阶有源低通滤波器 幅频特性及幅频特性曲线 电路特点: 二阶有源低通滤波器 二阶低通电路的幅频特性曲线 高通有源滤波器 幅频特性及幅频特性曲线 2. 二阶有源高通滤波器 有源带通滤波器 有源带阻滤波器 6.4 集成电压比较器 理想比较特性 6.4.1 具有不同比较特性的电压比较器 单限比较器 单限比较器优、缺点： 迟滞比较器（施密特触发器） 同相输入迟滞比较器 迟滞比较器优点： 窗孔比较器 电压比较器的作用 比较两输入信号大小，并以输出高、低电平来指示。 电压比较器的特点 输入模拟量，输出数字量。实现模拟量与数字量间的转换。 6.4.1 电压比较器的作用 电压比较器工作原理 只要开环Avd很大，则v+、v-间的微小差值，即可使运放输出工作在饱和状态。 由 可知 v+ v- 时， vo=Vomax（正饱和值） v+ v- 时， vo=Vomin （负饱和值） v+ = v- 时，逻辑状态转换 因此 - + A vo vI VREF vI vo VREF Vomax Vomin 0 vI VREF 时， vo=Vomax vI VREF 时， vo=Vomin vI = VREF 时，逻辑状态转换 理想特性 vI vo VREF Vomax Vomin 0 实际比较特性 实际特性 vI VREF -Vomax/Avd 时， vo=Vomax vI VREF -Vomin /Avd 时， vo=Vomin 注：Avd 越大，比较特性越接近理想特性， VREF作为门限值的比较精度越高。 单限电压比较器 特点：运放开环工作。 过零比较器 - + A vo vI + - R1 D1 D2 R R （VREF =0） R1限流电阻，与D1、D2共同构成电平变换电路。 VOH = VZ + VD(on) VOL= -( VZ + VD(on) ) vI vo VOH VOL 0 比较特性 t vO 0 t vI 0 - + A vo vI + - R3 D1 D2 R1//R2 VREF R1 R2 i1 i2 分析方法： 1）令v-= v+求出的输入电压vI 即门限电平。 2）分别分析vI大于门限、小于门限时的输出vO电平。 令 得门限电平 即v+ v- 若 则vO = VOL 即v+ v- 若 则vO = VOH 比较特性 vI vo VOH VOL VREF R2 R1 - 优点：电路结构简单，可不计有限KCMR的影响。 缺点：电路抗干扰能力差。 例如：过零比较器，当门限电平附近出现干扰信号时，输出会出现误操作。 t vO 0 vI t 0 - + A vo vI + - R3 D1 D2 R VREF R1 R2 特点 正反馈电路。 具有双门限。 令 得门限电平： 反相输入迟滞比较器 迟滞宽度： vI vo VOH 0 比较特性 VOL VIL VIH - + A vo vI + - R3 D1 D2 R VREF R1 R2 令 得门限电平： 迟滞宽度： vI vo VOH 0 比较特性 VOL VIL VIH 将反相迟滞比较器中的vI与VREF交换，即得同相输入迟滞比较器。 电路抗干扰能力强。 例：反相输入迟滞比较器的比较特性如图示，在已知输入信号时，试画输出信号波形。 vI (V) vo(V) 0 比较特性 7 -7 -6 6 vI (V) t 0 10 -10 6 - 6 t vO (V) 0 7 -7 * * 6.3 集成电压比较器 6.2 集成有源滤波器 6.1 集成运放应用电路的组成原理 根据集成运放自身所处的工作状态，运放应用电路分：线性应用电路和非线性应用电路两大类。 线性应用电路 Z1或Zf采用非线性器件（如三极管），则可构成对数、反对数、乘法、除法等运算电路。 Z1或Zf采用线性器件(R、C)，则可构成加、减、积分、微分等运算电路。 组成：集成运放外加深度负反馈。 因负反馈作用，使运放小信号工作，故运放处于线性状态。 - + A Z1 Zf vo vs1 vs2 i 组成特点：运放开环工作。 由于开环工作时运放增益很大，因此较小的输入电压就可使运放输出进入非线