運放非線性應(yīng)用電壓比較器

1、1集成運算放大器集成運算放大器限幅器限幅器 電壓比較器電壓比較器 遲滯比較器遲滯比較器 集成運放的非線性應(yīng)用集成運放的非線性應(yīng)用 2集成運放的非線性應(yīng)用集成運放的非線性應(yīng)用所謂非線性應(yīng)用是指：由運放組成的所謂非線性應(yīng)用是指：由運放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。是非線性函數(shù)。3電壓比較器電壓比較器+uouiURuoui0+Uom-UomURUR為參考電壓為參考電壓當(dāng)當(dāng)ui UR時時 , uo = +Uom當(dāng)當(dāng)ui UR時時 , uo = -Uom 特點特點:運放處于運放處于 開環(huán)狀態(tài)開環(huán)狀態(tài)4+uouiURuoui0+

2、Uom-UomUR當(dāng)當(dāng)ui UR時時 , uo = -Uom 若若ui從反相端輸入從反相端輸入電壓比較器電壓比較器(續(xù)續(xù))5uoui0+UOM-UOM+uoui過零比較器過零比較器: 當(dāng)當(dāng)UR =0時時+uouiuoui0+UOM-UOM電壓比較器電壓比較器(續(xù)續(xù))6+uouituituo+Uom-Uom例題：利用電壓比例題：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)檩^器將正弦波變?yōu)榉讲ā７讲ā?+uiuoui0+UZ-UZ用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓uo UZuoui0+UOM-UOM+uoui忽略了忽略了UF8遲滯比較器遲滯比較器1.遲滯比較器遲滯比較器(下行下行)特點特點:電路中使用正反饋電

3、路中使用正反饋, 運放處于非線性狀態(tài)運放處于非線性狀態(tài)1、因為有正反饋，所以輸、因為有正反饋，所以輸出飽和。出飽和。2、當(dāng)、當(dāng)uo正飽和時正飽和時(uo =+UOM) ：Hom211+UURRRU+ += =+ += =3、當(dāng)、當(dāng)uo負飽和時負飽和時(uo =-UOM) ：Lom211+UURRRU+ += =+ +- -= =+uoRR2R1uiU+9+uoRR2R1uiU+遲滯比較器遲滯比較器(下行下行)(續(xù)續(xù))uoui0+Uom-UomU+HU+L設(shè)設(shè)ui , 當(dāng)當(dāng)ui = U+H , uo從從+UOM -UOM10傳輸特性傳輸特性uoui0+Uom-UomU+HU+LU+H上門限電壓上

4、門限電壓U+L下門限電壓下門限電壓U+H - U+L稱為回差稱為回差om211URRR+ += =HU+ +om211URRR+ += -= -LU+ +11tuiU+HU+LtuoUom-Uom例例:設(shè)輸入為正弦波設(shè)輸入為正弦波, 畫出輸出的波形。畫出輸出的波形。+uoRR2R1uiU+12R212om211HURRRURRRU+ + + += =+ +R212om211LURRRURRRU+ + + +- -= =+ +加上參考電壓后的遲滯比較器加上參考電壓后的遲滯比較器(下行下行) ：+uoRR2R1uiUR上下限：上下限：uoui0U+HU+L傳輸特性傳輸特性+UOM-UOM13例題：

5、例題：R1=10k ，R2=20k ，UOM=12V， UR=9V當(dāng)當(dāng)輸入輸入ui為如圖所示的波形時，畫為如圖所示的波形時，畫 出輸出出輸出uo的波形。的波形。uoui0U+HU+L+uoRR2R1uiUR傳輸特性傳輸特性上下限：上下限：R212om211HURRRURRRU+ + + += =+ +=10VR212om211LURRRURRRU+ + + +- -= =+ +=2V142V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L傳輸特性傳輸特性+UOM-UOM+uoRR2R1uiUR15+uoRR2R1uiURuoui0U+HU+L+uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-Uo

6、mU+HU+L遲滯比較器遲滯比較器(下行下行)兩種電路兩種電路傳輸特性傳輸特性的比較的比較:162.遲滯比較器遲滯比較器(上行上行)u+=0 時翻轉(zhuǎn)，可以求出時翻轉(zhuǎn)，可以求出上下門限電壓。上下門限電壓。0URRRuRRRom211i212= =+ + + +uoRR2R1ui當(dāng)當(dāng)u+ u- =0 時時, uo= +UOM當(dāng)當(dāng)u+ u- =0時時, uo= -UOM0URRRRRRom211212= =+ +- -+ +ui當(dāng)當(dāng)uo= -UOM當(dāng)當(dāng)uo= +UOMom21HURRU= =+ +ui=om21LURRU- -= =+ +ui=17U+HU+Luoui0Uom-Uom傳輸特性曲線傳輸

7、特性曲線+uoRR2R1ui遲滯比較器遲滯比較器(上行上行)(續(xù)續(xù))om21HURRU= =+ +om21LURRU- -= =+ +上下門限電壓上下門限電壓18加上參考電壓后的遲滯比較器加上參考電壓后的遲滯比較器(上行上行) ：+uoRR2R1uiURom21HURRU= =+ +om21LURRU- -= =+ +上下門限電壓上下門限電壓URURRRuRRRom211i212= =+ + + +當(dāng)當(dāng)uo= +UOM當(dāng)當(dāng)uo= -UOMURRRRRRom211212= =+ +- -+ +uiURUR R2RR21+ + +UR R2RR21+ + +19加上參考電壓后的遲滯比較器加上參考電壓后的遲滯比較器(上行上行)傳輸特性傳輸特性：+uoRR2R1uiUR+uoRR2R1ui對照對照U+HU+Luoui0Uom-UomU+HU+Luoui0Uom-Uom20當(dāng)運放當(dāng)運放開環(huán)工作開環(huán)工作或引入或引入正反饋時正反饋時，運放工作在非線，運放工作在非線性狀態(tài)。其分析方法為：性狀態(tài)。其分析方法為： 若若U+U- 則則UO=+UOM； 若若U+U- 則則UO=-UOM。 虛斷（運放