第6章 集成运算放大器的非线性应用.ppt

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-,-UOM当u+0,-UOM当ui0,uo=UOM,ui0,-UZ当uiu-,-UZ当u+UR,+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,UR,uiu-,-UZ当u+-3V,+UZ当uiu-,-UOM当u+Uth2,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，阈值为Uth2,Uth1,+UOM,-UOM,（2）ui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+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，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,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ucUth1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+=Uth2,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,周期和频率的计算：,单管放大电路（例题1）,电路如图所示，试求（1）Q点；（2）电路的动态参数。,单管放大电路（例题1续）,单管放大电路（例题1续