(清华大学)模拟电子技术基础-第五章集成运放的模拟运算电路

1 1 清华大学电子工程系李冬梅 5.8.5对数与反对数运算对数与反对数运算 iR R R - + vO iC 图 5.8.11 vI T ES I TO RI v Vvln TBE Vv ESC eIi / vO受限制受限制 ! 第五章第五章- 5.8 集成运放的模拟运算电路集成运放的模拟运算电路 2. 指数指数 T - + vO iF 图 5.8.13 vI R 思考思考: 乘法与除法运算乘法与除法运算 1. 对数对数 2 清华大学电子工程系李冬梅 5.9.1 基本概念基本概念 1功能功能 ?比较两电压相对大小，决定输出为高电平或低电 平。 比较两电压相对大小，决定输出为高电平或低电 平。 + - vO vI VREF (a)(a) 2. 组成：组成： ?运放运放 ?集成电压比较器 开环、无相位补偿 集成电压比较器 开环、无相位补偿 5.9 电压比较器电压比较器 第五章第五章 2 3 清华大学电子工程系李冬梅 3. 原理 理想情况下： 原理 理想情况下： AVD，IIB0 vP vNvO= VOH vP VREF2 第五章第五章- 5.9 电压比较器电压比较器 5.9.3 比较器的应用举例比较器的应用举例 8 清华大学电子工程系李冬梅 3. 滞回比较器（施密特触发器）滞回比较器（施密特触发器） + - vO vI VREF vO DZ1 DZ2 R1 R2 R3 R4 vN vP 分析分析: 32 2 RR R Fv + = 正反馈 + = 正反馈 NP vv = =临界点临界点: OREFP v RR R V RR R v 32 2 32 3 + + + = + + + = ZZDO VVvv + + = =)( ZREFP V RR R V RR R v 32 2 32 3 + + = + + = ZREFth V RR R V RR R V 32 2 32 3 1 + + + = + + + = ZREFth V RR R V RR R V 32 2 32 3 2 + + = + + = VZ -VZ Vth1Vth2 vO vI 0 第五章第五章- 5.9-5.9.3 比较器的应用举例比较器的应用举例 5 9 清华大学电子工程系李冬梅 + - vO vI VREF vO DZ1 DZ2 R1 R2 R3 R4 vN vP ?滞回特性滞回特性VTH1、VTH2 ?VTHVTH1VTH22FVVZ（回差电压）（回差电压） ?VREF将特性左右移动，不影响回差电压将特性左右移动，不影响回差电压 ?正反馈加速比较器的翻转正反馈加速比较器的翻转 ?应用：整形应用：整形 ?优点：抗干扰能力强 翻转速度快 优点：抗干扰能力强 翻转速度快 VZ -VZ Vth1Vth2 vO vI 0 第五章第五章- 5.9-5.9.3 比较器的应用举例比较器的应用举例 t Vth1 Vth2 vI 0 10 清华大学电子工程系李冬梅 5.9.5 例题分析例题分析 习题习题5.9.5 第五章第五章- 5.9 电压比较器电压比较器 + - vO 15K 10K R1 R2 vI DZ (+6V 30K ) R3 OOP vv RR R v 3 1 32 2 = + = + = 6 3 1 6= OPZNO vvVvv 3)9( 3 1 1 =+=+= th V VvO9= = 3)9( 3 1 2 = th V vO vI 0 9 -9 3-3 NP vv = = 6 11 清华大学电子工程系李冬梅 第五章 基本要求第五章 基本要求 第五章 基本要求第五章 基本要求 1掌握掌握OPA的主要指标（含义）；的主要指标（含义）； 2了解了解BJT、CMOS OPA的组成结构，典型电路 及二者异同之处； 的组成结构，典型电路 及二者异同之处； 3掌握掌握OPA线性、非线性两种应用的条件、特 点，会用两点结论分析应用电路。 线性、非线性两种应用的条件、特 点，会用两点结论分析应用电路。 4掌握模拟运算电路（电路形式、分析方法、函 数关系、特点）； 掌握模拟运算电路（电路形式、分析方法、函 数关系、特点）； 5掌握比较器传输特性的分析方法，会画传输特 性，重点是施密特触发器。 掌握比较器传输特性的分析方法，会画传输特 性，重点是施密特触发器。 12 清华大学电子工程系李冬梅 第第7章 脉冲波形的产生与处理电路章 脉冲波形的产生与处理电路 7.1 脉冲波形的基础知识脉冲波形的基础知识 1. 脉冲波形 狭义的说 持续时间极短的电压或电流波形 广义上讲 不具有连续正弦形状的波形 如 脉冲波形 狭义的说 持续时间极短的电压或电流波形 广义上讲 不具有连续正弦形状的波形 如: 特点: 时间的函数; 幅值变化有突变点。特点: 时间的函数; 幅值变化有突变点。 方波方波:矩形波矩形波:尖顶波尖顶波: 锯齿波锯齿波:钟形波钟形波:梯形波梯形波: 阶梯波阶梯波: 第七章第七章 7 13 清华大学电子工程系李冬梅 2. 主要参数主要参数 0.9Vm 0.1Vm Vm Vm 0.5VmtW tr tf T 脉冲幅度脉冲幅度: Vm 平均脉宽平均脉宽: tW 重复周期重复周期: T 上升时间上升时间: tr 下降时间下降时间: tf 占空比占空比: D 顶部降落顶部降落: Vm 脉冲休止期脉冲休止期: T-TW 第七章 脉冲波形的产生与处理电路第七章 脉冲波形的产生与处理电路 7.1 脉冲波形的基础知识（续一）脉冲波形的基础知识（续一） 14 清华大学电子工程系李冬梅 7.1 脉冲波形的基础知识（续二）脉冲波形的基础知识（续二） 3. 放大电路频域响应与时域响应关系 平顶部分下限截止频率 放大电路频域响应与时域响应关系 平顶部分下限截止频率 上升沿、下降沿高频分量上升沿、下降沿高频分量 低频分量 上限截止频率 低频分量 上限截止频率 = = RC t mO eVv1 RCtttr2 . 2 12 = = 35. 0 Hrf t