第4章集成运算放大器电路的应用.ppt

一阶高通有源滤波器 截止角频率： 4.2.2 采样保持电路 采样阶段：控制信号uG出现时，电子开关接通，输入模拟信号ui经电子开关使保持电容C迅速充电，电容电压即输出电压uo跟随输入模拟信号电压ui的变化而变化。 保持阶段：uG=0，电子开关断开，保持电容C上的电压因为没有放电回路而得以保持。一直到下一次控制信号的到来，开始新的采样保持周期。 采样保持电路的工作过程： 集成运放的非线性工作区 运放处于开环应用（即没有引入反馈），加有正反馈的运放电路，运放处于非线性状态。 uo u+–u– uo + + ∞ u+ u– – ? 4.2.3 电压比较器 比较器作用：对输入端的两个电压进行比较，判断哪一个电压大，输出端输出比较结果。 输入端的两个电压： 参考电压或基准电压UR ，被比较的输入电压ui 输出电压：高电平或低电平，即数字信号1或0。 电压比较器的电压传输特性 输入电压ui是模拟量，输出电 压uo为高电平UOH或低电平 UOL。 参考电压（或基准电压）UR： 是指输出电压uO从UOH跃变为 UOL，或从UOL跃变为UOH时的 输入电压值。 uo ui UR UOH UOL uo ui UR UOH UOL 电压比较器的种类 单限比较器 uo ui O UOL UOH UR 滞回比较器 UH2 uo ui O UOL UOH UH1 窗口比较器 uo ui O UOH UH1 UH2 1. 简单比较器 时， 时， 基准电压UR=0时，输入电压ui与零电位比较，称为过零比较器。 uo ui 0 +Uz –UD UR 输出端接稳压管限幅。设稳压管的稳定电压为UZ，忽略正向导通电压，则uiUR时， uo=+UZ ; uiUR ， uo=-UD 。 要使输出电压正负对称，输出端接双向稳压管进行双向限幅。 设稳压管的稳定电压为UZ，则uiUR时，稳压管正向导通，uo=－UZ；uiUR时，稳压管反向击穿，uo=＋UZ时。UR =0，为过零比较器。 电压比较器广泛应用在模-数接口、电平检测及波 形变换等领域。如图所示为用过零比较器把正弦 波变换为矩形波的例子。 2. 滞回比较器 设比较器初始状态uo=+UOM，此时同相输入端的电压为： 当ui由低向高变化直至uiuH1时，比较器的输出电压uo由＋UOM跳变至－UOM，此时同相输入端的电压为： 当ui由高向低变化直至uiuH2时，比较器的输出电压uo由－UOM跳变至＋UOM，此时同相输入端的电压又变为uH1。 uH1称为上门限电压，uH2称为下门限电压，两者的差值称为回差电压，用uH表示，即： 与简单比较器相比，滞回比较器具有以下两个优点： （1）引入正反馈后能加速输出电压的转变过程，改善输出电压在跳变时的波形。 （2）提高了电路的抗干扰能力。由于回差电压的存在，输出电压uo一旦转变为＋UOM或－UOM后，运算放大器同相输入端的电压u+随即自动变化，因此，输入电压ui必须有较大的反向变化才能使输出电压uo转变。 画电压传输特性必求的三要素： （1）输出电压高电平UOH和低电平UOL； （2）基准电压UR； （3）当ui的值经过UR时，uO跃变的方向，即是从 UOH变为UOL， 还是从UOL变为UOH。 uo ui UR UOH UOL uo ui UR UOH UOL 本章小结 模拟运算电路的输出电压与输入电压之间有一定的函数关系，如比例运算、加减运算、积分、微分运算以及他们的组合运算。 信号处理电路包括有源滤波、电压比较器、采样保持电路等。 有源滤波器是由无源网络和带有深度负反馈的放大电路组成，具有高输入阻抗、低输出阻抗和良好的滤波特性等特点。 电压比较器是一种差动输入的开环运算放大器，对两个输入电压进行比较，输出规定的高、低电平。 作业 课后题： 4.15（P112） 4.22（P114） 4.23（P114） 练习题 1.图1同相比例运放的放大倍数Auf= ；R2≈ kΩ。 图2同相比例运放的放大倍数Auf= ；R2≈ kΩ。 2.有用信号的频率低于1000Hz，可选用 滤波器；在理想的情况下，当f→∞时电压增益就是它的带通电压增益；这是 滤波器。 ? 3.按幅频特性不同，滤波器可分为 滤波器、 滤波器、 滤波器、 滤波器 等四种。 4.为避免50Hz电网电压的干扰进入放大器，应选用（ ） A．低通滤波器 B．带阻滤波器 C．高通滤波器 D．带通滤波器 5.