集成运算放大器的微分和积分线性应用（课堂PPT）

1、.1制作：浙江广厦建设职业技术学院信息与控制工程学院.2一、微分运算电路与积分运算电路一、微分运算电路与积分运算电路u= u+= 0RuioFtuCiidd1Fii 1tuRCuiodduit0t0uou i+uoRR2i1iFCtuisin若输入：若输入：则：则：)90sin(costRCtRCuo1 1、微分运算、微分运算.3i1iFtui0Ruii1tuCioFddtuRCuiod1tuo0输入方波，输出是三角波。输入方波，输出是三角波。ui-+RR2Cuo2 2、积分运算、积分运算应用举例应用举例1 1：.4tui0tuo0totURCu0d1U-UomMomUTRCU1URCUTom

2、MTM积分时限积分时限应用举例应用举例2：如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将如果积分器从某一时刻输入一直流电压，输出将反向积分，经过一定的时间后输出饱和。反向积分，经过一定的时间后输出饱和。思考：思考：如果输入是正弦波，输出波形怎样，请自己计算。如果输入是正弦波，输出波形怎样，请自己计算。运放实验中请自己验证。运放实验中请自己验证。.5其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘法与除法其他一些运算电路：对数与指数运算电路、乘法与除法运算电路等，由于课时的限制，不作为讲授内容。运算电路等，由于课时的限制，不作为讲授内容。积分电路的主要用途：积分电路的主要用途：1. 在电子开关中用于延迟。在

3、电子开关中用于延迟。2. 波形变换。例：将方波变为三角波。波形变换。例：将方波变为三角波。3. A/D转换中，将电压量变为时间量。转换中，将电压量变为时间量。4. 移相。移相。.6二、运放的非线性应用电路二、运放的非线性应用电路电压比较器电压比较器 电压比较器是一种常见的模拟信号处理电路，它将一个模拟输入电压与一个参考电压进行比较，并将比较的结果输出。比较器的输出只有两种可能的状态：高电平或低电平，输出为数字量 ；而输入信号是连续变化的模拟量，因此比较器可作为模拟电路和数字电路的“接口”。 .7 由于比较器的输出只有高、低电平两种状态，故其中的运放常工作在非线性区。从电路结构来看，运放常处于开

4、环状态或加入正反馈。 根据比较器的传输特性不同，可分为单限比较器、滞回比较器及双限比较器等。.81、单限比较器单限比较器是指只有一个门限电压的比较器。 图1 单限比较器电路和其传输特性 .9 比较器输出电压由一种状态跳变为另一种状态时，所对应的输入电压通常称为阈值电压或门限电压，用UTH表示。可见，这种单限比较器的阈值电压UTH=UR。 若UR=0，即运放反相输入端接地，则比较器的阈值电压UTH=0。这种单限比较器也称为过零比较器。利用过零比较器可以将正弦波变为方波，输入、输出波形如图2所示。.10.112、 滞回比较器（迟滞比较器） 单限比较器电路简单，灵敏度高，但其抗干扰能力差。如果输入电

5、压受到干扰或噪声的影响，在门限电平上下波动，则输出电压将在高、低两个电平之间反复跳变，如图3所示。若用此输出电压控制电机等设备，将出现误操作。为解决这一问题，常常采用滞回电压比较器。.12图3 存在干扰时，单限比较器的输出、输入波形 .13 滞回电压比较器通过引入上、下两个门限电压，以获得正确、稳定的输出电压。 电压比较器有两个门限电平，故传输特性呈滞回形状 。 .14图4 反相滞回电压比较器 .15 滞回电压比较器用于控制系统时主要优点是抗干扰能力强。当输入信号受干扰或噪声的影响而上下波动时，只要根据干扰或噪声电平适当调整滞回电压比较器两个门限电平UTH1和UTH2的值，就可以避免比较器的输出电压在高、低电平之间反复跳变，如图5所示。 .16.17