集成運(yùn)算放大器的微分和積分線性應(yīng)用（課堂PPT）

1、.1制作：浙江廣廈建設(shè)職業(yè)技術(shù)學(xué)院信息與控制工程學(xué)院.2一、微分運(yùn)算電路與積分運(yùn)算電路一、微分運(yùn)算電路與積分運(yùn)算電路u= u+= 0RuioFtuCiidd1Fii 1tuRCuiodduit0t0uou i+uoRR2i1iFCtuisin若輸入：若輸入：則：則：)90sin(costRCtRCuo1 1、微分運(yùn)算、微分運(yùn)算.3i1iFtui0Ruii1tuCioFddtuRCuiod1tuo0輸入方波，輸出是三角波。輸入方波，輸出是三角波。ui-+RR2Cuo2 2、積分運(yùn)算、積分運(yùn)算應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例1 1：.4tui0tuo0totURCu0d1U-UomMomUTRCU1URCUTom

2、MTM積分時(shí)限積分時(shí)限應(yīng)用舉例應(yīng)用舉例2：如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，輸出將如果積分器從某一時(shí)刻輸入一直流電壓，輸出將反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。反向積分，經(jīng)過一定的時(shí)間后輸出飽和。思考：思考：如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣，請自己計(jì)算。如果輸入是正弦波，輸出波形怎樣，請自己計(jì)算。運(yùn)放實(shí)驗(yàn)中請自己驗(yàn)證。運(yùn)放實(shí)驗(yàn)中請自己驗(yàn)證。.5其他一些運(yùn)算電路：對數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路、乘法與除法其他一些運(yùn)算電路：對數(shù)與指數(shù)運(yùn)算電路、乘法與除法運(yùn)算電路等，由于課時(shí)的限制，不作為講授內(nèi)容。運(yùn)算電路等，由于課時(shí)的限制，不作為講授內(nèi)容。積分電路的主要用途：積分電路的主要用途：1. 在電子開關(guān)中用于延遲。在

3、電子開關(guān)中用于延遲。2. 波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣?。波形變換。例：將方波變?yōu)槿遣ā?. A/D轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。轉(zhuǎn)換中，將電壓量變?yōu)闀r(shí)間量。4. 移相。移相。.6二、運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路二、運(yùn)放的非線性應(yīng)用電路電壓比較器電壓比較器 電壓比較器是一種常見的模擬信號(hào)處理電路，它將一個(gè)模擬輸入電壓與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，并將比較的結(jié)果輸出。比較器的輸出只有兩種可能的狀態(tài)：高電平或低電平，輸出為數(shù)字量 ；而輸入信號(hào)是連續(xù)變化的模擬量，因此比較器可作為模擬電路和數(shù)字電路的“接口”。 .7 由于比較器的輸出只有高、低電平兩種狀態(tài)，故其中的運(yùn)放常工作在非線性區(qū)。從電路結(jié)構(gòu)來看，運(yùn)放常處于開

4、環(huán)狀態(tài)或加入正反饋。 根據(jù)比較器的傳輸特性不同，可分為單限比較器、滯回比較器及雙限比較器等。.81、單限比較器單限比較器是指只有一個(gè)門限電壓的比較器。 圖1 單限比較器電路和其傳輸特性 .9 比較器輸出電壓由一種狀態(tài)跳變?yōu)榱硪环N狀態(tài)時(shí)，所對應(yīng)的輸入電壓通常稱為閾值電壓或門限電壓，用UTH表示?？梢?，這種單限比較器的閾值電壓UTH=UR。 若UR=0，即運(yùn)放反相輸入端接地，則比較器的閾值電壓UTH=0。這種單限比較器也稱為過零比較器。利用過零比較器可以將正弦波變?yōu)榉讲ǎ斎?、輸出波形如圖2所示。.10.112、 滯回比較器（遲滯比較器） 單限比較器電路簡單，靈敏度高，但其抗干擾能力差。如果輸入電

5、壓受到干擾或噪聲的影響，在門限電平上下波動(dòng)，則輸出電壓將在高、低兩個(gè)電平之間反復(fù)跳變，如圖3所示。若用此輸出電壓控制電機(jī)等設(shè)備，將出現(xiàn)誤操作。為解決這一問題，常常采用滯回電壓比較器。.12圖3 存在干擾時(shí)，單限比較器的輸出、輸入波形 .13 滯回電壓比較器通過引入上、下兩個(gè)門限電壓，以獲得正確、穩(wěn)定的輸出電壓。 電壓比較器有兩個(gè)門限電平，故傳輸特性呈滯回形狀 。 .14圖4 反相滯回電壓比較器 .15 滯回電壓比較器用于控制系統(tǒng)時(shí)主要優(yōu)點(diǎn)是抗干擾能力強(qiáng)。當(dāng)輸入信號(hào)受干擾或噪聲的影響而上下波動(dòng)時(shí)，只要根據(jù)干擾或噪聲電平適當(dāng)調(diào)整滯回電壓比較器兩個(gè)門限電平UTH1和UTH2的值，就可以避免比較器的輸出電壓在高、低電平之間反復(fù)跳變，如圖5所示。 .16.17