集成运算放大器的非线性应用.ppt_第1页
集成运算放大器的非线性应用.ppt_第2页
集成运算放大器的非线性应用.ppt_第3页
集成运算放大器的非线性应用.ppt_第4页
集成运算放大器的非线性应用.ppt_第5页
已阅读5页,还剩33页未读 继续免费阅读

下载本文档

版权说明:本文档由用户提供并上传,收益归属内容提供方,若内容存在侵权,请进行举报或认领

文档简介

1、集成运算放大器的非线性应用,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,集成运算放大器应用综合,运放非线性应用的条件与特点(1),在图示运放电路中,有 uo=Aod(ui2-ui1)=Aodui,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,运放非线性应用的条件与特点(2),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+

2、=I-,虚断,end,单限电压比较器(1),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,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,单限电压比较器(2),过零电压比较器,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=,+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

3、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,单限电压比较器(3),过零电压比较器可将正弦波变换为矩形波,ui0,uo=UOM,ui0,uo=-UOM,+ UOM,- UOM,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?,单限电压比较器(4),任意电压比较器,结构特点:,运放工作于开环状态,参考电压UR0,UR0,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+

4、=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,单限电压比较器(5),改变参考电压,可实现占空比可调的矩形波,uiUR,uo=UZ,uiUR,uo=-UZ,UR,uiUR,uo=UZ,+UZ,-UZ,UR,单限电压比较器(6),例:有一电压比较器如图所示,试求阈值电压、并作传输特性。,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

5、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,单限电压比较器(7),end,比较器的传输特性,uo=,-UZ 当ui-3V,+UZ 当ui-3V,滞回电压比较器(1),单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高,但抗干扰能力较差。,优点,缺点,干扰引起系统误动作,采用滞回比较器,滞回电压比较器(2),反相滞回比较器,结构特点:,运放工作于正反馈状态,比较信号加入反向输入端,分析过程:,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-,(1) 对图示电路,有 u-=ui,(

6、2) 用叠加原理求u+,uo单独作用,UR单独作用,注意:对于不同的输出值,U+有两个取值,滞回电压比较器(3),第三步:,求阈值,因为当u+=u-时输出发生跳变,此时ui=Uth,所以,当uo=+UOM时, u+1=u-=ui=Uth1,即,当uo=-UOM时, u+2=u-=ui=Uth2,即,注意:Uth1Uth2,滞回电压比较器(4),第四步:,分析传输特性,(1)ui由-逐渐增大,ui=-时,uo=+UOM,阈值为Uth1,-uiUth1时,uo=+UOM,ui=Uth1时,跳变,uo=-UOM,uiUth1时,uo=-UOM,阈值为Uth2,Uth1,+UOM,-UOM,(2)ui

7、由+逐渐减小,ui=+时,uo=-UOM,阈值为Uth2,Uth2ui+时,uo=-UOM,ui=Uth2时,跳变,uo=+UOM,uiUth2时,uo=+UOM,阈值为Uth1,Uth2,定义:回差电压 uth=Uth1-Uth2,滞回电压比较器(5),0,t,uo,回差电压越大,比较器抗干扰能力越强。,Uth1,Uth2,+UOM,-UOM,只要干扰大小在回差以内,电路不受影响,滞回电压比较器(6),同相滞回比较器,结构特点:,运放工作于正反馈状态,比较信号加入同相输入端,(1) 阈值计算,对图示电路,有 u-=UR,用叠加原理求u+,uo单独作用,ui单独作用,注意:对于不同的输出值,U

8、+有两个取值,滞回电压比较器(7),当uo=-UZ时, u+1=u-=UR、Uth=ui,即,所以,当uo=+UZ时, u+2=u-=UR、Uth=ui,即,所以,滞回电压比较器(8),(2) 分析传输特性,ui由-逐渐增大,ui=-时,uo=-UZ,阈值为Uth1,-uiUth1时,uo=-UZ,ui=Uth1时,跳变,uo=+UZ,uiUth1时,uo=+UZ,阈值为Uth2,Uth1,+UZ,-UZ,(2)ui由+逐渐减小,ui=+时,uo=+UZ,阈值为Uth2,Uth2ui+时,uo=+UZ,ui=Uth2时,跳变,uo=-UZ,uiUth2时,uo=-UZ,阈值为Uth1,Uth2

9、,end,例题:R1=10k,R2=10k ,UZ=6V, UR=10V。当输入ui为如图所示的波形时,画 出输出uo的波形。,阈值:,滞回电压比较器(9),滞回电压比较器(10),矩形波发生电路,一、电路结构:,二、工作原理:,(1)阈值电压计算:,滞回比较器, 负反馈网络,矩形波发生电路,(2)波形发生过程分析:,1. 设 uo = + UZ, uC =0,此时,输出给C 充电!,则:u+=Uth1,一旦 uc =Uth1 ,在 uc Uth1 时,,u- u+ ;,uo 保持 + UZ 不变;,uo 立即由UZ 变成UZ,此时,C 经输出端放电。,2. 当uo = -UZ时,,u+=Ut

10、h2,当uc = Uth2时,uo = UZ 。,当uo 重新回到UZ 以后,电路又进入另一个周期性的变化。,矩形波发生电路,0,输出波形:,矩形波发生电路,矩形波发生电路,矩形波发生器各部分的作用:,RC电路:起反馈和延迟作用,获得一定的频率。,滞回比较器:起开关作用, 实现高低电平的转换。,三、周期与频率的计算,f=1/T,uc上升阶段表示式:,uc下降阶段表示式:,矩形波发生电路,三角波发生电路,电路一:方波发生器 方波积分电路三角波,此电路要求前后电路的时间常数配合好,不能让积分器饱和。,uo,三角波的周期由矩形波发生器确定,其幅值也由周期T和参数R、C决定。,三角波发生电路,三角波发生电路,电路二:,特点:由滞回比较器和反相积分器级联构成,滞回比较器的输出作为反相积分器的输入,反相积分器的输出又作为滞回比较器的输入。,滞回比较器,反向积分电路,滞回比较器,回顾:,阈值电压:,三角波发生电路,回顾:,反相积分器,三角波发生电路,三角波发生电路,周期和频

温馨提示

  • 1. 本站所有资源如无特殊说明,都需要本地电脑安装OFFICE2007和PDF阅读器。图纸软件为CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.压缩文件请下载最新的WinRAR软件解压。
  • 2. 本站的文档不包含任何第三方提供的附件图纸等,如果需要附件,请联系上传者。文件的所有权益归上传用户所有。
  • 3. 本站RAR压缩包中若带图纸,网页内容里面会有图纸预览,若没有图纸预览就没有图纸。
  • 4. 未经权益所有人同意不得将文件中的内容挪作商业或盈利用途。
  • 5. 人人文库网仅提供信息存储空间,仅对用户上传内容的表现方式做保护处理,对用户上传分享的文档内容本身不做任何修改或编辑,并不能对任何下载内容负责。
  • 6. 下载文件中如有侵权或不适当内容,请与我们联系,我们立即纠正。
  • 7. 本站不保证下载资源的准确性、安全性和完整性, 同时也不承担用户因使用这些下载资源对自己和他人造成任何形式的伤害或损失。

最新文档

评论

0/150

提交评论