电子技术第09讲(运放非线性应用).ppt

1、1,第9讲,第12章 集成运算放大器,12.5.1限幅器,12.5.2电压比较器,12.5.3 迟滞比较器,12.6 信号发生器 12.6.1方波发生器,12.5 集成运放的非线性应用,2,12.5 集成运放的非线性应用,所谓非线性应用是指：由运放组成的电路处于非线性状态，输出与输入的关系uo=f(ui)是非线性函数。,3,12.5.1 限幅器,1.双向稳压管接于输出端,R限流电阻 一般取100 ,特点：电路中的运放处于线性放大状态，但外围电路有非线性元件（二极管、稳压二极管）。,DZ双向稳压管,UZ稳压值, UF正向压降,4,传输特性,2.双向稳压管接于负反馈回路上,5,12.5.2 电压比

2、较器,UR,UR为参考电压,当ui UR时 , uo = +Uom 当ui UR时 , uo = -Uom,特点:运放处于 开环状态,6,UR,当ui UR时 , uo = -Uom,若ui从反相端输入,电压比较器(续),7,过零比较器: 当UR =0时,电压比较器(续),8,例题：利用电压比较器将正弦波变为方波。,9,用稳压管稳定输出电压,忽略了UF,10,电压比较器的另一种形式： 将双向稳压管接在负反馈回路上,R =R,11,12.5.3 迟滞比较器,1.迟滞比较器(下行),特点:电路中使用正反馈, 运放处于非线性状态,1、因为有正反馈，所以输出饱和。,2、当uo正饱和时(uo =+UOM

3、) ：,3、当uo负饱和时(uo =-UOM) ：,12,迟滞比较器(下行)(续),设ui , 当ui = U+L, uo从-UOM +UOM,这时, uo =-UOM , U+= U+L,设初始值: uo =+UOM , U+= U+H 设ui , 当ui = U+H , uo从+UOM -UOM,13,传输特性,U+H上门限电压 U+L下门限电压 U+H - U+L称为回差,14,例:设输入为正弦波, 画出输出的波形。,15,加上参考电压后的迟滞比较器(下行) ：,上下限：,16,例题：R1=10k，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V当输入ui为如图所示的波形时，画 出输出uo的

4、波形。,上下限：,=10V,=2V,17,18,迟滞比较器(下行)两种电路传输特性的比较:,19,2.迟滞比较器(上行),u+=0 时翻转，可以求出上下门限电压。,当u+ u- =0 时, uo= +UOM 当u+ u- =0时, uo= -UOM,当uo= -UOM,当uo= +UOM,ui=,ui=,20,传输特性曲线,迟滞比较器(上行)(续),上下门限电压,21,加上参考电压后的迟滞比较器(上行) ：,上下门限电压,22,加上参考电压后的迟滞比较器(上行)传输特性：,23,1.电路结构,12.6.1方波发生器,下行的迟滞比较器，输出经积分电路再输入到此比较器的输入端。,上下限:,12.6

5、 信号发生电路,24,2.工作原理：,(1) 设 uo = + UOM ,此时，输出给C 充电, uc ,则：u+=U+H,一旦 uc U+H , 就有 u- u+ ,在 uc U+H 时，,u- u+ ,uo 立即由UOM 变成UOM, 设uC初始值uC(0+)= 0,方波发生器,uo保持+UOM不变,25,此时，C 经输出端放电,再反向充电,(2) 当uo = -UOM 时，,u+=U+L,uc达到U+L时，uo上翻,当uo 重新回到UOM 以后，电路又进入另一个 周期性的变化。,26,周期与频率的计算：,f = 1/T,此期间是分析问题时的假设,实际上用示波器观察波形时看不到这段波形.,27,周期与频率的计算：,T= T1 + T2 =2 T2， 因正反向充电条件一样T1 = T2。,T2阶段uc(t)的过渡过程方程为:,28,UC ()=+UOM,周期与频率的计算：,29,思考题：点 b 是电位器 RW 的中点，点