无人机电子技术基础课件 3.4.1.集成运算放大器的非线性应用一

《无人机电子技术基础》集成运算放大器的非线性应用（一）一、电压比较器二、单限比较器目录电压比较器01一、电压比较器1.集成运放非线性应用条件及分析方法非线性区应用条件：集成运放处于开环或引入正反馈状态。uo++u+u--++uou+u-反馈网络-一、电压比较器1.集成运放非线性应用条件及分析方法集成运放工作在非线性区的特点：i+=i–≈

0（有虚断，无虚短）+UOMuOu+-u-O-UOM当u+>u-时，uo=+UOM；当u+<u-时，uo=-UOM；

当u+=u-时,uo发生跳变。一、电压比较器2.电压比较器概述电压比较器的作用是对输入信号进行幅度鉴别和比较，它是组成非正弦波发生电路的基本单元，是模拟电路与数字电路联系的桥梁。在测量、控制、D/A和A/D转换电路中应用广泛。一、电压比较器2.电压比较器概述输入信号和参考电压分别送到输入端，输入电压与参考电压相关电压值进行比较，结果有两种情况：输出高电平用UOH表示、输出低电平用UOL表示、或用逻辑量1和0表示。电压比较器输入信号uI参考电压UREFuOUOH（1）UOL（0）（1）作用：比较两个信号电压大小一、电压比较器2.电压比较器概述实质是一个接口电路、逻辑判定电路。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。广泛用于各种报警电路中。（1）作用：比较两个信号电压大小电压比较器输入信号uI参考电压UREFuOUOH（1）UOL（0）模拟量数字量一、电压比较器2.电压比较器概述（2）电压比较器的描述方法①电压传输特性曲线uo=f(ui)►输出电压的高电平UOH和低电平UOL的数值。►阈值电压UT的数值。►当uI变化且经过UT时，uO跃变的方向。画电压传输特性曲线三要素：②瞬时波形：已知ui(t)波形，画出uo(t)波形一、电压比较器2.电压比较器概述（3）常用电压比较器单限比较器：一个阈值电压，输出只跳变一次；滞回比较器：两个阈值电压，输出也只跳变一次，当输入信号增大或减小时，对应阈值电压不同；窗口比较器：有两个阈值电压，输出电压跳变两次。——单限比较器、滞回比较器、窗口比较器单限比较器02二、单限比较器1.电路构成特征：开环接在不同输入端，称差动型电压比较器接在同一输入端，称求和型电压比较器UR—参考电压，其大小和极性按需接入URuOuIR2++

–

R1URuOuIR2++

–

R1差动型求和型二、单限比较器2.单限比较器电压传输特性曲线uo=f(ui)电压传输特性–UOM

+UOMuiuoOUR虚断：i+=i-=0u+=URu-=uI当u+>u-时，即uI<

UR,uo=+UOM当u+<u-时，即uI>

UR,uo=-UOM令u+=u-，UT=URURuOuIR2++

–

R1当UR=0时，即输入电压与零电平比较，称为过零比较器。二、单限比较器3.过零比较器uOuI0+UOM-UOM当uI<0时，uO=+UOM当uI>

0时，uO=-UOM

URuOuIR2++

–

R1二、单限比较器3.过零比较器uOuI0+UOM-UOM若在过零比较器的输入端加入正弦波电压，则其输出为同频率的方波。tuiuot+UOM-UOMURuOuIR2++

–

R1二、单限比较器4.带限幅器的单限比较器双向限幅电路：双向稳压管VZ限流电阻RO稳压管稳定电压为UZ当uI<

UR时,

uo=+UZ当uI>

UR

时,uo=-UZ–UOM

+UOMUR

+UZ–UZ电压传输特性uIuoOuO=±UZURuOuIR2++

–

R1RoVZ二、单限比较器4.带限幅器的单限比较器►过零比较器：电压传输特性–UOM

+UOMuIuoO

+UZ–UZtuIuot+Uz-UzuO=±UZ当uI<

0时,

uo=+UZ当uI>

0

时,uo=-UZURuOuIR2++

–

R1RoVZ二、单限比较器4.带限幅器的单限比较器集成运放的净输入电压最大值为±UD保护电路：并联两个二极管URuOuIR2++–R1RoVZ

由限幅电路确定电压比较器的输出高电平UOH和输出低电平UOL

。写出up和uN的电位表达式，令up=uN

，解得输入电压就是阈值电压UT。u0在uI

过UT时的跃变方向决定于输入信号作用于集成运放的哪个输入端。当uI从反向输入端输入时，uI<UT,u0=U0H

;uI>UT,u0=U0L

。二、单限比较器5.电压比较器分析方法小结123反之，结论相反。单限电压比较器灵敏度高，但是抗干扰能力差，当输入信号在阈值电压附近时，只要有微小的干扰信号，输出电压就会来回跳变。单限电压比