电子电路中的反馈及集成运算放大器的应用.ppt

利用积分运算的基本关系实现不同的功能 方波变三角波 17.3 集成运放的非线性应用 7.3.1 电压比较器 17.3.2 信号产生电路 高频段：反馈电压相位滞后趋近于-900，幅值趋近于0 二、 RC正弦波振荡电路 1. RC串并联选频网络 R R C C + + - - R C + + - - R C + + - - 0 0 低频段：反馈电压相位超前趋近于+900，幅值趋近于0 在频率从0～∞中必有一个频率f0，φF＝0o。 整理可得 令 代入上式，得 幅频特性 相频特性 R R C C + + - - +900 -900 f ?F 00 f0 f f0 幅频特性 相频特性 A － ＋ Rf R1 R R C C Rf R1 + - 2. RC桥式正弦波振荡电路（文氏桥振荡器） 放大电路 + - R R C C 满足幅值条件 满足相位条件 0 A = j 0 f = j 用同相比例运算电路作放大电路。 改变电容以粗调，改变电位器滑动端以微调。 加稳压管可以限制输出电压的峰-峰值。 同轴 电位器 3.振荡频率可调的RC桥式正弦波振荡电路 + C1 C2 C3 C4 RW R RW R C1 C2 C3 C4 - + - [例] 在图中所示的电路中，已知电容的取值分别为0.01?F、 0.1?F 、 1?F 、 10?F ，电阻R=50?，电位器RW=10k? 。试问：f0的调节范围？ 用双层波段开关接不同的电容，作为振荡频率f0的粗调；用同轴电位器实现f0的微调。振荡频率的可调范围能够从几赫兹到几百千赫。 解： f0的调节范围约为1.59Hz～318kHz。 能自行启振的电路 R21、R22略大于2R1,随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降。副值趋于稳定 uo _ + R21 R C R C R1 D1 D1 R22 1)是否可用共射放大电路？ 2)是否可用共集放大电路？ 3)是否可用共基放大电路？ 4)是否可用两级共射放大电路？ 讨论： 应为RC 串并联网路配一个电压放大倍数略大于3、输入电阻趋于无穷大、输出电阻趋于0的放大电路。 不符合相位条件 不符合幅值条件 输入电阻小、输出电阻大，影响f0 可引入电压串联负反馈，使电压放大倍数大于3，且Ri大、Ro小，对f0影响小 频率特性： +90? –90? f f f0 在fo处： ? ? ? ? _ + ? + ? R2 uo R1 3. 用运放组成的RC振荡器： 0 A = j 在f0 处： 0 f = j 满足相位条件。 AF=1 3 1 F = R R 1 A 1 2 + = R C R C uf 在f0 处： 满足幅值条件。 如何启振？ Uo 是振荡器的电压输出幅度，B是要求输出的幅度。起振时Uo=0，达到稳定振荡时Uo=B。 起振并能稳定振荡的条件： 1 AF B U o 时， 1 AF B U o = = 时， 1 AF B U o 时， 为了输出信号不无限增长而逐渐趋于稳定，振荡电路中必须有稳幅环节，一般是利用非线性元件的非线性特性来完成。 能自行启振的电路 _ + ? + ? R21 uo R C R C R1 D1 D1 R22 R21+R22略大于2R1, A3，AF1，随着uo的增加，R22逐渐被短接，A自动下降。 输出频率的调整 _ + ? + ? Rf uo R C C R K2 K1 R1 R1 R2 R2 R3 R3 改变R或C，可改变输出频率 ！ 正弦波振荡器的组成： 放大环节 A 正反馈环节 F 选频网络 稳幅环节 + + A uo ui = u+ - u- 运放工作在非线性状态。 uo +UO（sat） -UO（sat） ui = u+ - u- u+ u－ ，uo = +UO（sat） u+ u－ ，uo = -UO（sat） 非线性应用 开环或有正反馈 由于处于线性与非线性状态的运放的分析方法不同，所以分析电路前，首先确定运放的状态，主要由有无负反馈决定。 处于非线性状态运放的特点： 1）虚短路不成立。 u+与u-的数值由外电路决定。 2）输入电阻仍可以认为很大。 i+ = i-= 0 3）输出电阻仍可以认为是0。 ui UR + + uo 运放：开环状态 ui：输入的模拟信号 UR：基准电压 u+=ui， u-= UR ui uR ，uo = +UO（sat） ui uR ，uo = -UO（sat） uo ui 0 -Uo(sat) UR Uo(sat) 传输特性 1. 基本电压比较器 保持 如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。 t ui 0 t uo 0