第六章集成运算放大器的非线性应用.ppt

第6章集成运算放大器的非线性应用 本章要求 运放非线性应用的条件与特点（1） 运放非线性应用的条件与特点（2） 单限电压比较器（1） 单限电压比较器（2） 单限电压比较器（3） 单限电压比较器（4） 单限电压比较器（5） 单限电压比较器（6） 单限电压比较器（7） 滞回电压比较器（1） 滞回电压比较器（2） 滞回电压比较器（3） 滞回电压比较器（4） 滞回电压比较器（5） 滞回电压比较器（6） 滞回电压比较器（7） 滞回电压比较器（8） 矩形波发生电路 矩形波发生电路 矩形波发生电路 三角波发生电路 三角波发生电路 * 运放非线性应用条件与分析特点 电压比较电路 非正弦波发生电路 理解理想集成运算放大器非线性工作的条件和分析特点，掌握 单限电压比较器和滞回电压比较器的工作原理、电压传输特性 及一般分析方法。了解矩形波发生电路以及三角波发生电路的 组成和工作原理。 + + - ui1 ui2 uo Δ A +U -U 在图示运放电路中，有 uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui 0 ui(mV) uo(V) 其传输特性如图所示 线性区 非性区 非性区 结论：在开环与正反馈条件下，运放工作在非线性区。 运放工作在非线性状态的条件 6.1运放非线性应用的条件和分析特点 运放工作在非线性状态下的两个特点 设+UOM与-UOM为运放输出的正、负最大值 ，有 uo= +UOM 当u+u- -UOM 当u+u- 虚接跳变 设I+与I-为运放同相与反相端的输入电流 ，因为对于理想运放有rid=∞，所以 I+=I- 虚断 {end} 电压比较器的功能： 利用输出信号的变化，比较两个电压的大小 电压比较 ui UR uo 参考电压 比较信号电压 输出电压 = +UOM -UOM 电压比较器的阈值： 指ui与UR比较时，使输出发生跳变时的ui值。 电压比较器的分类： 单限比较器 滞回比较器 窗口比较器 三态比较器 6.2电压比较电路 过零电压比较器 + + - Δ ∞ R1 R2 ui u0 结构特点： 运放工作于开环状态 参考电压UR=0 UR=0 分析方法： 第一步： 由运放非线性工作特点，有 uo= +UOM 当u+u- -UOM 当u+u- 第二步： 由电路求u+与u- 对图示电路，有u+=ui 、u-=0 第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=0，所以 Uth=ui=0 比较器的传输特性 uo= +UOM 当ui0 -UOM 当ui0 0 ui uo 过零电压比较器可将正弦波变换为矩形波 0 t uo ui0 uo=UOM ui0 uo=-UOM + UOM - UOM + + - Δ ∞ R1 R2 ui u0 R ±UZ 带限幅的过零电压比较器 传输特性 uo= +UZ 当ui0 -UZ 当ui0 R有何作用？ 任意电压比较器 结构特点： 运放工作于开环状态 参考电压UR≠0 UR≠0 分析方法： 第一步： 由运放非线性工作特点，有 uo= +UZ 当u+u- -UZ 当u+u- 第二步： 由电路求u+与u- 对图示电路，有u+=UR、u-= ui 第三步： 求阈值，得出比较器的传输特性 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=UR，所以 Uth=ui=UR 比较器的传输特性 uo= -UZ 当uiUR +UZ 当uiUR + + - Δ ∞ R1 R2 ui u0 R ±UZ UR ui 0 uo UR +UZ -UZ 改变参考电压，可实现占空比可调的矩形波 0 t uo uiUR uo=UZ uiUR uo=-UZ UR uiUR uo=UZ +UZ -UZ UR’ 例：有一电压比较器如图所示，试求阈值电压、并作传输特性。 + + - Δ ∞ R R/2 ui u0 R ±UZ R +3V 解： （1） 由非线性工作特点，有 uo= +UZ 当u+u- -UZ 当u+u- （2） 由电路求u+与u- 对图示电路，有 u+=0 （3） 求阈值，得出比较器的传输特性 因为当u+=u-时输出发生跳变，此时: 1.5+0.5ui=0，所以 Uth=ui=-3V {end} 比较器的传输特性 uo= -UZ 当ui-3V