[教育]电工与电子技术.ppt

图10-23 方波发生器 返回 10.3 集成运算放大器的非线性应用 如果电压比较器用于数字电路，就要考虑电平匹配问题。只要在原电压比较器的基础上，加入限幅电路，就可以将输出电压稳定到所需的电平值。图10-21（a）所示电路就是具有限幅环节是过零比较器，与输出端并联的VDZ为双向稳压管，具有双向稳压作用，保证了输出电压uo为需要的电平值。此时的电压传输特性如图10-21（b）所示。 返回 下一页 上一页 10.3 集成运算放大器的非线性应用 在许多应用电路中，要求电压比较器的传输特性具有滞回特性。例如输入电压为变化缓慢的信号或信号幅值较小时，由于干扰，输出电压可能出现颤动现象。图10-22（a）电路为基本型过零滞回比较器，它具有防止输出电压颤动的功能，具有一定的抗干扰能力。 返回 下一页 上一页 10.3 集成运算放大器的非线性应用 图10-22（a）中输出端至反相输入端没有反馈电路，属开环应用，输出电压必为高、低两种电平。而RF、R2组成的正反馈电路，只是为了加快电压比较器状态的翻转过程，使电压传输特性变得更陡峭些。 返回 下一页 上一页 10.3 集成运算放大器的非线性应用 二、方波发生器 方波发生器是电子电路中经常使用的一种信号源。一个滞回比较器加上负反馈电路就构成了基本方波发生器，如图10-23（a）所示。图中VDZ是双向稳压管，稳压值为?±UZ；R1和R2构成正反馈电路；是稳压管的限流电阻。 由图10-23（a）可知，输出电压u0被箝位在+ UZ或- UZ 。R1和R2组成的正反馈电路，为同相输入端提供了一个参考电压u+，这就是滞回比较器的阈值电压。当输出为+UZ时，有 返回 下一页 上一页 10.3 集成运算放大器的非线性应用 当输出为- UZ时，有 而集成运算放大器的反相输入电压u-为电容电压UC。运算放大器作为电压比较器，将uc与u+进行比较，根据比较结果确定输出电压： 当uc ＞ u+时，uo=- UZ； 当uc ＜ u+时，uo =+ UZ 。 电路接通瞬间，输出电压是不确定的，既可能为+ UZ ，也可能为- UZ 。若设u0=+UZ，则同相输入端电压u+=+UthH ，因而uc ＜ u+ ，所以维持u0=+UZ 。 返回 下一页 上一页 10.3 集成运算放大器的非线性应用 输出电压u0经电阻RF向电容C充电，充电电流方向如图中实线箭头所示，uc按指数规律增长。当UC增加到等于上限阈值UthH时，uc≥u+，输出电压uo就从+ UZ下跳为- UZ ，同时u+变为UthL。 uc与uo的波形如图10-23（b）的0～t1区间所示。在t1≤t≤t2区间，因为电容电压uc为正值，而输出电压uo=- UZ为负值，所以电容C开始通过RF向u0放电，并在uc过零后被反向充电到uc≤ UthL ，此时，因uc＜u+，输出电压u0就又从- UZ上跳到+ UZ ，uc与u0的波形如图10-23（b）的t1～t2区间所示。 返回 下一页 上一页 10.3 集成运算放大器的非线性应用 以上过程将周期性地重复进行，电路产生自激振荡。因充、放电时间常数为定值，输出电压u0就是连续的有固定周期的方波。方波的周期和频率分别为 周期 频率 （10-20） 方波发生器是无需任何外加信号，就可以输出稳定方波的装置，由式（10-20）可知，只要适当改变集成运算放大器的外接电阻和电容器的参数，就可以得到不同频率的方波。 返回 上一页 图10-1 集成运算放大器的外形 返回 （a）双列直插式；（b）扁平式；（c）圆壳式 图10-2 运算放大器的方框图 返回 图10-3 集成运算放大器的简化示意电路图 返回 图10-4 集成运算放大器的图形符号及F007管脚图 返回 （a）图形符号；（b）F007管脚图 图10-5 集成运算放大器的电压传输特性 返回 图10-4 集成运算放大器的图形符号及F007管脚图 返回 （a）图形符号；（b）F007管脚图 图10-6 反相比例运算电路 返回 图10-7 同相比例运算电路 返回 图10-12 加法运算电路 返回 图10-13 差动减法运算电路 返回 图10-14 积分运算电路及波形图 返回 （a）积分运算电路； （b）波形图 图10-14 积分运算电路及波形图 返回 （a）积分运算电路； （b）波形图 图10-14 积分运算电路及波形图 返回 （a）积分运算电路； （b）波形图 图10-14 积分运算电路及波形图 返回 （a）积分运算电路； （b）波形图 图10-15 积分求和电路 返回 图10-16 微分运