第六章集成运算放大器的非线性应用.ppt

第六章集成运算放大器的非线性应用
第1页，本讲稿共35页
本章要求
理解理想集成运算放大器非线性工作的条件和分析特点，掌握
单限电压比较器和滞回电压比较器的工作原理、电压传输特性
及一般分析方法。了解矩形波发生电路以及三角波发 当u+<u-
（2）
由电路求u+与u-
对图示电路，有 u+=0
（3）
求阈值，得出比较器的传输特性
因为当u+=u-时输出发生跳变，此时: +=0，所以
Uth=ui=-3V
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单限电压比较器（7）
{end}
比较器的传输特性
uo=
-UZ 当ui>-3V
+UZ 当ui<-3V
ui
0
uo
-3V
+UZ
-UZ
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滞回电压比较器（1）
单限电压比较器电路结构简单、灵敏度高，但抗干扰能力较差。
优点
缺点
0
t
uo
干扰引起系统误动作
解决措施
采用滞回比较器
比较器对输入
电压的分辨能力
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课前回顾
1、集成运放非线性应用的条件和特点？
2、单限电压比较器的结构特点及分析方法？
3、滞回电压比较器的结构特点？
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滞回电压比较器（2）
反相滞回比较器
+
+
-
Δ ∞
R1
R2
UR
u0
ui
R3
结构特点：
运放工作于正反馈状态
比较信号加入反向输入端
分析过程：
第一步：
由运放非线性工作特点，有
uo=
+UOM 当u+>u-
-UOM 当u+<u-
第二步：
由电路求u+与u-
(1) 对图示电路，有 u-=ui
(2) 用叠加原理求u+
uo单独作用
UR单独作用
注意：对于不同的输出值，U+有两个取值
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滞回电压比较器（3）
第三步：
求阈值
因为当u+=u-时输出发生跳变，此时ui=Uth，所以
当uo=+UOM时， u+1=u-=ui=Uth1，即
当uo=-UOM时， u+2=u-=ui=Uth2，即
注意：Uth1>Uth2
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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
-∞<ui<Uth1时，uo=+UOM
ui=Uth1时，跳变，uo=-UOM
0
ui
uo
ui>Uth1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
Uth2<ui<+∞时，uo=-UOM
ui=Uth2时，跳变，uo=+UOM
ui<Uth2时，uo=+UOM，阈值为Uth1
Uth2
定义：回差电压
Δuth=Uth1-Uth2
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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
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滞回电压比较器（6）
同相滞回比较器
+
+
-
Δ ∞
R3
R1
ui
u0
R
±UZ
UR
R2
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
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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
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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
-∞<ui<Uth1时，uo=-UZ
ui=Uth1时，跳变，uo=+UZ
0
ui
uo
ui>Uth1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
Uth2<ui<+∞时，uo=+UZ
ui=Uth2时，跳变，uo=-UZ
ui<Uth2时，uo=-UZ，阈值为Uth1
Uth2