第3章信号产生与变换电路的分析与制作1.ppt

微分运算电路条件： ＜＜tp 积分运算电路条件： ＞＞tp 输入矩形波： 脉冲宽度tp 微分和积分电路常常用以实现波形变换。例如，微分电路可将方波电压变换为尖脉冲电压，积分电路可将方波电压变换为三角波电压，如图3.2.15所示。图（a）为微分电路的输出电压波形，图（b）为积分电路的输出电压波形。 微分运算电路条件： 积分运算电路条件： 图3.2.15 微分、积分电路用于波形变换 课堂练习 1、求输出电压Uo 2、求输出电压uo 返回 1. 图3.2.11所示为同相输入加法运算电路，它是利用同相比例运算电路实现的。运用上述“虚短”和“虚断”分析方法，思考如何获得输出电压uO与输入电压uI1、uI2的关系。 图3.2.11 同相输入加法运算电路 图3.2.12 减法运算电路 2. 图3.2.12所示为减法运算电路，输入信号uI1和uI2分别加至反相输入端和同相输入端，这种形式的电路也称为差分运算电路。请同样运用“虚短”和“虚断”的分析方法，思考如何获得输出电压uO与输入电压uI1、uI2的关系。同时请尝试用叠加定理等线性电路的分析方法来分析此电路。看看能不能得到相同的结论。 （1）反相比例运算 （2）同相比例运算 回顾复习 （3）反相加法运算 （4）同相加法运算 若 R2 = R3 = R4 ， Rf = 2R1 时间常数? = RfC1 微分电路输出电压: （5）微分运算 uI t O uO t O R2 = Rf （6）积分运算 积分电路输出电压： t uI O t uO O 时间常数 ? = R1Cf 介绍5：集成运放的非线性应用电路 图3.6.9（a）即为一个过零比较器。同相端接地，输入信号经电阻R1接至反相端。图中DZ是双向稳压管。 图3.6.9 简单过零比较器　 图3.6.10 简单过零比较器波形图 （1）过零比较器 当 　uI＞0时，u－＞0，uO＝－UZ 当 　uI＜0时，u－＜0，uO＝＋UZ 可见，uI＝0处（即u－＝u＋处）是输出电压的转折点。其传输特性如图3.6.9（b）所示。显然，若输入正弦波，则输出为正负极性的矩形波。如图3.6.10所示。 在运放反相端另接一个固定的电压UREF，就成为图3.6.11（a）所示的电平检测比较器。 由叠加原理得　　　　 由前述知，u－＝u＋（＝0）点为输出电压的过零点（正负输出的转折点），所以令上式等于零，可得　　 图3.6.11 电平检测比较器 令　　 UT为参考电压，则 当 ui＞UT时，U－＞0，uo＝－UZ 当 ui＜UT此时，U－＜0，uo＝＋UZ 其传输特性如图3.6.11（b）所示。由图可见，当输入电压在参考电压UT附近有微小变化时，输出电压即在正负最大值之间跃变。由此，该电路可用来检测输入信号的电平。 过零比较器非常灵敏，但其抗干扰能力较差。特别是当输入电压处于参考电压附近时，由于零漂或干扰，输出电压会在正负最大值之间来回变化，甚至会造成检测装置的误动作。为此，引入下面的迟滞比较器。 令　　 UT为参考电压，则 当 ui＞UT时，U－＞0，uo＝－UZ 当 ui＜UT此时，U－＜0，uo＝＋UZ 其传输特性如图3.6.11（b）所示。由图可见，当输入电压在参考电压UT附近有微小变化时，输出电压即在正负最大值之间跃变。由此，该电路可用来检测输入信号的电平。 迟滞比较器（也叫滞回比较器），如图3.6.12（a）所示。它是从输出端引出一个反馈电阻到同相输入端，使同相输入端电位随输出电压而变，达到移动过零点的目的。　　　　　　　　 图3.6.12 迟滞比较器 （2）迟滞比较器 当输出电压为正最大UOM时，同相端电压为　　　　　　 只要uI＜UT，输出总是UOM。一旦uI从小于UT加大到刚大于UT，输出电压立即从UOM变为－UOM。 此后，当输出为－UOM时，同相端电压为　　　　　　　 只要uI＞－UT，输出总是－UOM。一旦uI从大于－UT减小到刚刚小于－UT，输出电压立即从－UOM变为UOM。 可见，输出电压从正变负，又从负变正，其参考电压UT，与－UT是不同的两个值。这就使比较器具有迟滞特性，传输特性具有迟滞回线的形状，如图3.6.12（b）所示。两个参考电压之差UT－（－UT）称为“回差”。 图3.6.