第五章(X33)集成运放概要.ppt

微分电路输入、输出波形 处于非线性状态运放的特点 1、虚短路不成立。 2、输入电阻仍可以认为很大。 3、输出电阻仍可以认为是0。 1. 限幅器 t ui u0 t UZ +UD -(UZ +UD) - + A uo R1 RF ui DZ R + 1.双向稳压管接于输出端 R限流电阻 一般取100 ? 特点：电路中的运放处于线性放大状态，但外围电路有非线性元件（二极管、稳压二极管）。 DZ双向稳压管 UZ稳压值, UD正向压降 uo ui 0 传输特性 DZ - + A uo R1 RF ui + 2.双向稳压管接于负反馈回路上 UZ +UD -(UZ +UD) +UOM -UOM 2. 电压比较器 电压比较器的基本功能是比较两个或多个模拟量的大小,并由输出端的高、低电平来表示比较结果。 当 时, Uo=+U0m (正向饱和) 当 时, Uo=-U0m (负向饱和) 当 时, -U0m＜Uo＜+U0m (状态不定) ＋ － ＋ u i R U REF u o ∞ 若输入电压uI从运放的“-”端输入, 则称为反相比较器；若输入电压uI从运放的“+”端输入, 则称为同相比较器。  比较器的阈值: 比较器的输出状态发生跳变的时刻, 所对应的输入电压值叫作比较器的阈值电压, 简称阈值；或叫门限电压,简称门限。记作UTH。 比较器的传输特性: 比较器的输出电压uO与输入电压uI之间的对应关系叫作比较器的传输特性, 它可用曲线表示, 也可用方程式表示。 比较器的组态: * § 5.2集成运算放大器 一、集成运算放大器的组成 二、集成运放的传输特性 三、理想运算放大器 四、基本运算电路（线性应用之一） 1. 反相比例运算电路 2. 反相加法运算电路 3．同相比例运算电路 4. 减法运算电路 （差动输入） 5．积分运算电路 6. 微分运算电路 u-= u+= 0 i1 iF u i - + + R RP C uo uc uc = -uo ib+ =0 ib- =0, iF =C duc dt -C duo dt ui R = 5．积分运算电路 当输入电压为常数(ui= UI) 时： 虚地点 如果u i=直流电压U,输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。 t ui 0 U t uo 0 -Uom TM 积分时限 = – t U RC 设Uom=15V,U=3V, R=10k? ,C=1?F =0.05秒 反相积分器：如果ui =-U=-3V，画出uo的波形图。 t ui 0 t uo 0 +Uom -U ò - = t 0 o (-U)dt RC 1 u = t U RC 0.05秒 设Uom=15V,U=3V, R=10k? ,C=1?F u-= u+= 0 u i － + + uo R R2 i1 iF C 6. 微分运算 虚地点 t ui 0 t uo 0 例： ,求uo。 u i － + + uo R R2 i1 iF C 90° 例12：在图（a）所示电路中，已知输入电压uI的波形如图（b）所示，当t＝0时uO＝0。试画出输出电压uO的波形。 解：输出电压的表达式为: 当uI为常量时: ??? 因此输出波形如解图所示: ＋ － ＋ u i R C i C A i R R u o ∞ 例13: 推导u0与uI的关系式。 ??? 例14:电路如图所示,C1=C2=C,推导u0与uI的关系式。 解： 结点N: 结点P: ??? PID调节器电路如图, 试分析u0与uI的运算关系式。 例15: 解： 电路中含有比例、积分和微分运算，故称为 PID调节器。 ??? 例16:在图所示电路中，已知R1＝R＝R＝100kΩ，R2＝Rf＝100kΩ，C＝1μF。 （1）试求出uO与 uI的运算关系。 （2）设t＝0时uO＝0，且uI由零跃变为－1V，试求输出电压由零上升到＋6V所需要的时间。 解： ??? 输出电压: （2）uO＝－10uIt1＝[－10×（－1）×t1]V＝6V，故t1＝0.6S。即经0.6秒输出电压达到6V。 滤波电路的种类: 按信号性质: 模拟滤波器和数字滤波器 按电路功能: 低通滤波器高通滤波器带通滤波器带阻滤波器 按所用元件: 无源滤波器和有源滤波器 按阶数: 一阶,二阶 … 高阶 五、有源滤波电路（线性应用之二） 滤波: 就是保留信号中所需