第6章运算放大器2案例.ppt

* * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * * 1. 有源低通滤波器 低通滤波器具有使 低频信号易通过，而抑 制高频信号的作用。 时， 时， 时， O ?0 ? 频率特性 2.有源高通滤波器 RF R1 C ui + – + – + – + R uo 由 RC 电路得出 由同相比例运算关系得出 故 称为截止角频率 式中 2.有源高通滤波器 其模为 幅角为 若 ? 为变量，则该电路的传递函数 时， 时， 时， 高通滤波器具有使高 频信号易通过，而抑制低 频信号的作用。 频率特性 O ? 0 ? 6.4.2采样保持电路 电压比较器的功能是将输入的模拟信号与一个 参考电压进行比较，当两者相等时产生跃变，由此 判别输入信号的大小和极性。 电压比较器用于自动控制、波形变换、模数转换及越限报警等。 集成运放构成电压比较器时，多处于开环或正 反馈的工作状态，即工作在非线性区。 6.4.3 电压比较器 将运放任一输入端加上输入信号，而另一输入端加入参考电压，即可构成电压比较器，如图所示。 电压传 输特性 6.4.3 电压比较器 Ui 为输入电压， UR 为参考电压 当 ui UR 时， uo = – Uo(sat) ui ? UR 时， uo = +Uo(sat) ui = UR 时， uo 发生跃变 uo O UO(sat) –UO(sat) uo R1 R2 ui + – + – UR + – + – + uR + 当 UR = 0 时，即输入电压和零电平比较，称为 过零比较器。 电压传 输特性 6.4.3 电压比较器 uo O UO(sat) –UO(sat) uo 若图中 ui 为正弦波，画出 uo 的波形。 O t R1 R2 ui – + – UR – + – + + uo O t UO(sat) –UO(sat) 在输出端与地之间接一个双向稳压管，即可把输出电压限制在某一特定值，以和接在数字电路的电平匹配。 电压传输特性 6.4.3 电压比较器 UO(sat) –UO(sat) UZ –UZ uo R R1 R2 + – + DZ ui + – + – uo O 限幅电压比较器 [例 1] 图中所示为运放组成的过温保护电路，R 是热敏电阻，温度升高阻值变小。KA 是继电器，温度升高，超过规定值，KA 动作，自动切断电源。分析其工作原理。 温度 超过 规定值， ui UR， uo= +UOM， T 导通。 KA 动作， 切断电源。 R1 R2 UR R R4 KA +UCC T R3 + – + ui uo 温度未超过规定值， Ui UR， uo= –UOM， T 截止。 KA 不动作。 电压传 输特性 uo O UO(sat) –UO(sat) [例 2] 电路如图所示，ui 是一正弦电压，画出 uo 的波形。 O t UO(sat) –UO(sat) R1 R2 ui uo + – + C D RL R [解] 运放为同相输入过零电压比较器 uo O t O t O t –UO(sat) UO(sat) 各电压波形如右图所示。 6.5.1振荡器自激振荡的条件 电路中无外加输入电压，而在输出端有一定频率和幅度 的信号输出，称这种现象为电路的自激振荡。 S 当 S 合于 1 时， 开环电压放大倍数 则输出电压保持不变。 反馈系数 又 所以自激振荡的条件是： A ud ui uo 1 2 F uf 若 当 S 合于 2 时， 6.5运算放大器在波形产生方面的应用 6.5.1 RC 正弦波振荡电路 (1) 相位条件： 反馈电压 与输入电压 同相, 为正反馈； 即 (2) 幅度条件： 即 1、自激振荡的条件： 反馈电压与输入电压的大小相等； 幅度特性 Uom= f(Ufm) 反馈特性 Ufm=FUom Uim Uom1 Ufm1 Uom2 A 自激振荡的建立过程 2、 振荡的建立和稳定 振荡建立时应满足： 即 S A ud ui uo 1 2 F uf Ufm Uom O 微小的扰动起始信号 不断通过放大 ? 反馈 ? 再放大? 再反馈，使 Uom不断增大，一直到达交点 A 时，稳定下来。 振荡稳定 不能振荡 (2)选频电路 同相比例运算电路 选频电路 其电压放大倍数为 (1)放大电路 由集成运放构成的 同相比例运算电路。 由 RC 串并联电路组 成，它也是正反馈电路。 uo + – + – + RF R1 u+ 6.5.2