機械電子技術第二章-2

第四章集成運算放大器2.6信號變換電路

2.5精密整流運算電路2.7電路有源濾波電路

2.8組合集成電路

2.9集成運放的非線性應用2.10集成運放其它應用

(1).半波整流電路~+-uiDRL+-uo在普通的二極管線性檢波電路中，由于硅二極管的正向?qū)妷翰恍∮?.5V，當Ui小于1V時，UO誤差很大。并且，二極管作為一個半導體元件，它很容易受到溫度的影響，它還具有非線性特性，所有這些先天不足，都是形成檢波誤差的根源。2.5精密整流電路tuio工作原理：ui>0時,uo1

<0,D2導通,ui<0時,uo1>0,D2

截止,D1

導通，此時:tuoo－++uiuoR1RFR2D1D2Auo1VD2＝0.5V;

D1

截止uo

=RFIRF=

0與D1

導通壓降無關顯然，只要運放的輸出電壓大于二極管的正向電壓，D1

和D2中總有一個導通，另一個截止，這個電路就能正常整流。這個電路所要求的最小輸入電壓峰值為：UD/AuUD為二極管的正向電壓Au=RF/R1－++uiuoR1RFR2D1D2Auo1故：Au越大，整流效果越好，RF斷開

或R1＝0思考題：如果我們希望獲得正半波性的輸入信號，怎么辦？二極管反向－++uiuoR1RFR2D1D2(2).全波整流電路(絕對值電路)在半波整流電路的基礎上，加一級加法運算放大器，就組成了絕對值電路：－++uiuoR1RF1R21D1D2－++R11RF2R22R12A1A2u1左圖中A1

構成半波整流電路，在R1＝RF1

的條件下，有：0(當ui<0)(當ui>0)-uiu1=tui0tu1o－++uiuoR1RF1R21D1D2－++R11RF2R22R12A1A2u1tuootuiotu1o－++uiuoR1RF1R21D1D2－++R11RF2R22R12A1A2u1（R1=RF1）還要滿足的一定的條件從要求知：R12=RF2R11=0.5RF2

A2構成反相比例加法器絕對值電路2原理：N1構成反相半波整流電路；N2構成同相半波整流電路二、峰值運算電路N1∞UiUoUCVDSCN2∞N1∞UiUoUCR1VDSCN2∞電路1電路2缺點：1）二極管正向壓降會影響存儲電容上電壓。2）放電開關S可能使N1輸出短路，燒壞二極管。改進：二極管引入N1反饋回路中，電容充放電路引入電阻R1Ui>Uc時；D導通；通過R1對C充電，Uc＝Ui＝Uo；Ui<=Uc時；D截止；無電流對C充電，Uc＝Uo保持不變。電路3N1∞UiUoUCR1VDSCN2∞RN1構成半波整流電路N1∞UiUoUCR2VD1SCN2∞R1VD2U1R1R1引入閉環(huán)反饋，改善性能。電路42.6信號變換電路1、電流-電壓(I-U)變換器1）簡單電流-電壓(I-U)變換器Uo=IiR負載能力差負載能力強缺點：Ｒ阻值的大小僅受運放的輸出電壓范圍和它的輸入電阻的限制。2）大電流-電壓變換器電路電路中，利用小阻值的取樣電阻Ｒs把電流轉(zhuǎn)變?yōu)殡妷汉?，再用差動放大器進行放大。輸入電流在0.1~1A范圍當：R1=R2=RF,R3=R4=R5=R6=Rf,有放大倍數(shù)：3）微電流-電壓變換電路例：要求電路只需輸入5pA電流，就能得到5V電壓輸出輸入級CH3130本身輸入阻抗極高，同相端輸入，輸入端漏電流可以小于1pA。電路引入電壓并聯(lián)負反饋。電路放大倍數(shù)：1）簡單變換器_++RfR1VOI_++RLR1VIIO2、電壓-電流（U-I)變換器2）帶三極管驅(qū)動的變換器3）負載接地的U-I變換器作業(yè)：當R1=R2，R3=R4+R7時，輸出電流為＝？3、電阻-電壓（R-U或Ω-U)變換器1）簡單變換器2）恒流源變換器§2.7有源濾波器1)濾波電路的種類:按信號性質(zhì):模擬濾波器和數(shù)字濾波器按電路功能:低通濾波器高通濾波器帶通濾波器帶阻濾波器按所用元件:無源濾波器和有源濾波器按電路組成分：LC無源、RC無源、由特殊元件構成的無源濾波器、RC有源濾波器按傳遞函數(shù)的微分方程階數(shù)分：一階、二階、高階傳遞函數(shù)：幅頻特性相頻特性filter濾波電路的特性可由傳遞函數(shù)來描述。傳遞函數(shù)是輸出與輸入信號電壓或電流（拉氏變換）之比。按頻率特性進行分類：低通高通帶通帶阻c)a)b)OA()OA()OA()d)OA()實際濾波器的頻率特性只能是逼近理想狀態(tài)濾波器的主要特性指標1、特征頻率：①通帶截頻fp=wp/(2)為通帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點信號增益下降到一個人為規(guī)定的下限。②阻帶截頻fr=wr/(2)為阻帶與過渡帶邊界點的頻率，在該點信號衰耗(增益的倒數(shù))下降到一人為規(guī)定的下限。③轉(zhuǎn)折頻率fc=wc/(2)為信號功率衰減到1/2(約3dB)時的頻率，在很多情況下，常以fc作為通帶或阻帶截頻。④固有頻率f0=w0/(2)為電路沒有損耗時，濾波器的諧振頻率，復雜電路往往有多個固有頻率。2、增益與衰耗濾波器在通帶內(nèi)的增益并非常數(shù)。①對低通濾波器通帶增益Kp一般指w=0時的增益；高通指w→∞時的增益；帶通則指中心頻率處的增益。②對帶阻濾波器，應給出阻帶衰耗，衰耗定義為增益的倒數(shù)。③通帶增益變化量△Kp指通帶內(nèi)各點增益的最大變化量，如果△Kp以dB為單位，則指增益dB值的變化量。3、阻尼系數(shù)與品質(zhì)因數(shù)

阻尼系數(shù)是表征濾波器對角頻率為w0信號的阻尼作用，是濾波器中表示能量衰耗的一項指標。阻尼系數(shù)的倒數(shù)稱為品質(zhì)因數(shù)，是評價帶通與帶阻濾波器頻率選擇特性的一個重要指標，Q=w0/△w。式中的△w為帶通或帶阻濾波器的3dB帶寬，w0為中心頻率，在很多情況下中心頻率與固有頻率相等。4、靈敏度濾波電路由許多元件構成，每個元件參數(shù)值的變化都會影響濾波器的性能。濾波器某一性能指標y對某一元件參數(shù)x變化的靈敏度記作Sxy，定義為：Sxy=(dy/y)/(dx/x)。該靈敏度與測量儀器或電路系統(tǒng)靈敏度不是一個概念，該靈敏度越小，標志著電路容錯能力越強，穩(wěn)定性也越高。

5、群時延函數(shù)當濾波器幅頻特性滿足設計要求時，為保證輸出信號失真度不超過允許范圍，對其相頻特性∮(w)也應提出一定要求。在濾波器設計中，常用群時延函數(shù)d∮(w)/dw評價信號經(jīng)濾波后相位失真程度。群時延函數(shù)d∮(w)/dw越接近常數(shù)，信號相位失真越小。RCR一階低通濾波器010.7070截止頻率此電路的缺點：1、帶負載能力差。2、無放大作用。3、特性不理想，邊沿不陡。截止頻率處：對數(shù)幅頻特性（波特圖）畫法：橫坐標為頻率采用對數(shù)坐標縱坐標為電壓放大倍數(shù)的對數(shù)：20lg|Av|,單位為分貝(db)|AV|=Uo/Ui0.010.10.707121010020lg|AV|-40-20-3062040可見：|AV|每增大10倍，20lg|AV|增加20db|AV|=1時，20lg|AV|＝0db|AV|>1時，20lg|AV|>0db|AV|<1時，20lg|AV|<0db20lg一階低通濾波器的波特圖因為：幅頻特性：當:有：20lg=0(1)當:有：20lg=-20lg即斜率為：－20dB/十倍頻(2)-20-4010當:有：20lg=-3dB(誤差最大)－20dB/十倍頻0dB相頻特性：當:有：=00(1)當:有：=-900當:10-450-90有：=-4500.1－450/十倍頻一般當:用－45/十倍頻的直線來代替將兩級一階低通濾波器串接？RCRRCR各級互相影響！2)一階有源低通濾波器RR1RFC+-+幅頻特性：相頻特性：1、時：有放大作用2、時：3、運放輸出，帶負載能力強。幅頻特性與一階無源低通濾波器類似3)二階有源低通濾波器RR1RFC+-+CRP03dBR1=時：AF=1時：RC+-+CR如何組成高通濾波器？RC對調(diào)RR1RFC+-+4)二階有源濾波器的一般形式

高階濾波器可以由低階濾波器串聯(lián)得到。二階濾波器中，常見的兩種形式為:有限電壓放大型和多路負反饋型。有限電壓放大型二階有源濾波器:(a)一般形式(b)低通(c)高通(d)帶通有限電壓放大型濾波器的一般形式如圖所示。Y是各元件的導納，根據(jù)電路可以寫出它的頻率特性函數(shù)為：其中：在Y1—Y5個元件中選2個為電容，其它選為電阻，則可組合出二階低通、高通、帶通和帶阻等不同類型的濾波器?！?-+NR0Ruo(t)ui(t)C1C2R2R1低通濾波電路高通濾波器uo(t)R0Rui(t)C2C1R1R2∞+-+Nui(t)R0Ruo(t)C1C2R1R2R3∞+-+N帶通濾波器R1C3R0Ruo(t)ui(t)C2C1R3R2∞+-+N帶阻濾波器無限增益多路反饋型濾波電路∞-++NY4Y1Y3Y2Y5Rui(t)uo(t)根據(jù)多路負反饋型二階有源濾波器的一般形式，可寫出它的頻率特性函數(shù)為：在Y1－Y5，5個元件中選2一3個為電容，其它選為電阻，則可組合出二階低通、高通和帶通等不同類型的濾波器多路負反饋型二階有源濾波器如圖所示：（a）一般形式(b)低通(c)高通(d)帶通低通濾波電路∞-++NC2R1R3R2C1Rui(t)高通濾波器∞-++NR2C1C3C2R1Ruo(t)帶通濾波器∞-++NR3R1C2C1R2Rui(t)uo(t)雙二階環(huán)濾波電路∞-++N1∞-++N2∞-++N3R1R0R2C1R3R4R5ui(t)C2u3(t)u2(t)u1(t)1)低通與帶通濾波電路2、可實現(xiàn)高通、帶阻與全通濾波的雙二階環(huán)電路∞-++N1∞-++N2∞-++N3uo(t)ui(t)R01R1R2C1R3R4R5R02R03C23、低通、高通、帶通、帶阻與全通濾波電路∞-++N1∞-++N3∞-++N2∞-++N4ui(t)uh(t)ub(t)ul(t)ux(t)R01R02R04R03R1R2R05R06R07R0C2C1二階有源濾波器頻率特性函數(shù)的普遍形式為:其中：ξ稱阻尼系數(shù)；ω0稱固有頻率多路負反饋型濾波器的特點是運放工作在負反饋狀態(tài)，由于ξ

<0，其動態(tài)穩(wěn)定性不存在問題。

有限電壓放大型濾波器對放大器的要求不高，是一種經(jīng)濟實用的形式，它的不足之處在于電路結(jié)構中存在正反饋，為了保證濾波器性能穩(wěn)定，要求<0，放大器的閉環(huán)增益Af要小。ξ二階濾波器的特性與阻尼系數(shù)ξ關系密切；ξ越大，幅頻特性和相頻特性隨ω的變化越緩慢。ξ越小，幅頻特性曲線在固有頻率附近的凸出越明顯，通頻帶的增益波動也越大。二階低通濾波器幅頻特性與阻尼系數(shù)關系如圖。根據(jù)ξ取值的不同,濾波器可分為巴特沃斯(Butterwoth)、切比雪夫(Chobyshev)、貝塞爾(Bessel)型濾波器巴特沃斯型濾波器要求在濾波器的通帶內(nèi)具有最平直的幅頻特性，當ξ＝0.707時，可得到此特性;但巴特沃斯型相頻特性是非線性的。

幅頻特性為:n階巴特沃斯低通濾波器的傳遞函數(shù)為:其中:切比雪夫型濾波器是在通帶允許紋波的情況下，由通帶到阻帶所給定的衰減值所需的過渡帶最小。當通帶允許的紋波為1dB,ξ＝0.522728時,可得到此特性。貝塞爾型濾波器的相頻特性是線性的，即各種頻率信號的相移與頻率成正比。當ξ＝時，可得到此特性幅頻特性為:其基本原則是使通帶內(nèi)相頻特性線性度最高，群時延函數(shù)最接近于常量，從而使相頻特性引起的相位失真最小。有源濾波器設計有源濾波器的設計主要包括以下四個過程：確定傳遞函數(shù)選擇電路結(jié)構選擇有源器件計算無源元件參數(shù)以無限增益多路反饋二階巴特沃斯濾波器為例⑴在給定的fc下，參考下表選擇電容C1;⑵根據(jù)C1的實際值，按下式計算電阻換標系數(shù)K;K=100/fcC1

⑶由表確定C2及歸一化電阻值ri，再換算出Ri?！?++NC2R1R3R2C1Rui(t)f/Hz<100100~1000(1~10)k(10~100)k>100kC1/uF10~0.10.1~0.010.01~0.001(1000~100)×10-6(100~10)×10-6126103.1112.5651.6971.6254.0723.2924.9774.7233.1115.13010.18016.252

0.20.150.050.033⑴在給定的fc下，參考下表選擇電容C1;⑵根據(jù)C1的實際值，按下式計算電阻換標系數(shù)K;K=100/fcC1

⑶由表確定C2及歸一化電阻值ri，再換算出Ri。f/Hz<100100~1000(1~10)k(10~100)k>100kC1/uF10~0.10.1~0.010.01~0.001(1000~100)×10-6(100~10)×10-6126103.1112.5651.6971.6254.0723.2924.9774.7233.1115.13010.18016.252

0.20.150.050.0334.5開關電容濾波器開關電容濾波器的基本原理是采用開關和電容來取代傳統(tǒng)RC有源濾波器中的電阻，而等效電阻的阻值由開關頻率來決定。

2U1U2C1原理電路如圖，當開關打向“1”時，電容上的電荷：Q1＝CU1，當開關打向"2"時，Q2＝CU2開關重復動作，每一次通過電容C由“1”向“2”傳遞的電荷量為：Q＝Q1－Q2＝C（U1－U2）如果開關的動作周期為T，動作頻率f=1/T

在"1"和"2"之間的等效電阻為:在集成電路中開關是用MOS場效應管來實現(xiàn)的

圖(b)為開關電容濾波器,(a)為等效的有源低通濾波器集成電路開關電容濾波器

MAX29X系列有源濾波器。是MAXIM公司研制的八階開關電容有源低通濾波器。其中:MAX291/295是巴特沃斯濾波器;MAX292/296是貝塞爾濾波器;MAX293/294/297是切比雪夫濾波器。其截止頻率既可由外部時鐘控制，也可利用片內(nèi)時鐘源(需外接一電容)產(chǎn)生時鐘信號對它進行控制。截止頻率范圍是0.1Hz~25Hz(MAX291~294)，或者是0.1Hz~50kHz(MAX25~297)。MAX29X系列有源濾波器內(nèi)部結(jié)構

MAX29X系列器件的使用方法十分簡便。只要按如圖所示的典型電路連接電路，根據(jù)截止頻率fo確定時鐘頻率fCLK，截止頻率和時鐘頻率的關系為：fCLK=l00foMAX291~294fCLK=50foMAX295~297MAX29X系列器件的使用如要采用內(nèi)部時鐘，則再由時鐘頻率確定外接電容的數(shù)值，外接電容應采用漏電小，非極化的高質(zhì)量電容。

作業(yè)設計一個低通濾波器：－3db截至頻率為1Khz通帶內(nèi)增益20db；波動小于1db。10KHz時衰減大于－20db輸入信號Ui=100mV1）測量放大器集成電路美國AnalogDevices公司生產(chǎn)的AD612和AD614型測量放大器，是根據(jù)測量放大器原理設計的典型的三運放結(jié)構單片集成電路。其它型號的測量放大器，雖然電路有所區(qū)別，但基本性能是一致的，如AD521、AD522等?，F(xiàn)以AD612和AD614為例將測量放大器的集成電路作一簡單介紹。2.8組合集成電路

AD612和AD614內(nèi)部電路結(jié)構

AD612和AD614是一種高精度、高速度的測量放大器，能在惡劣環(huán)境下工作，具有很好的交直流特性。電路中所有電阻都是采用激光自動修刻工藝制作的高精度薄膜電阻，用這些網(wǎng)絡電阻構成的放大器增益精度高，，用戶可很方便地連接這些網(wǎng)絡的引腳，獲得1~1024倍二進制關系的增益。AD612和AD614的增益控制，有二進制和非二進制兩種增益狀態(tài)。二進制增益狀態(tài)是利用精密電阻網(wǎng)絡獲得的。當A1的反相端(1)和精密電阻網(wǎng)絡的各引出端(3)~(12)不相連時，RG＝∞,Af=1。當精密電阻網(wǎng)絡引出端(3)~(10)分別和(1)端當精密電阻網(wǎng)絡引出端(3)~(10)分別和(1)端相連時，按二進制關系建立增益，其范圍為21~28。當要求增益為29時，需把引出端(10)、(11)均與(1)端相連。若要求增益為210，需把(10)、(11)和(12)端均與(1)端相連。所以，只要在(1)端和(2)~(12)端之間加一個多路轉(zhuǎn)換開關，用數(shù)碼去控制開關的通與斷，可方便地進行增益控制。另一種非二進制增益關系與一般三運放測量放大器一樣，只要在(1)端和(2)端之間外接一個電阻RG，則增益為:

2、測量放大器的使用

a)差動輸入端的連接測量放大器不論是三運放結(jié)構還是單片結(jié)構，它的兩個輸入端都是有偏置電流的，使用時要特別注意為偏置電流提供回路。如果沒有回路，則這些電流將對分布電容充電，造成輸出電壓不可控制的漂移或處于飽和。因此，對于浮置的，例如變壓器耦合、熱電偶以及交流電容耦合的信號源，必須對測量放大器每個輸入端構成到電源地的直流通路，電路正確連接如圖所示。測量放大器輸入端的正確連接當測量放大器通過電纜與信號源連接時，如果電纜的屏蔽層不接護衛(wèi)端而接地，如圖所示,則不能有效地抑制共模干擾。2·護衛(wèi)(guard)端的連接因為電纜的信號傳輸線與屏蔽層間分布電容C1C2和傳輸線電阻Ri1，Ri2，分別構成兩個RC分壓器。由于兩個RC分壓器并不完全相等，使共模干擾電壓在測量放大器兩輸入端以差模形式呈現(xiàn)，形成干擾。15腳guard由圖可見，護衛(wèi)端15腳（GUARD）引自測量放大器前級兩運放輸出的中點。其電位即為共模輸入電壓VCm=(Vi2-Vi1)/2，屏蔽層接護衛(wèi)端就使RC分壓器兩端電位都是VCm，電位差為零，分壓值也必為零，這樣就有效地消除了共模干擾。3·R端、S端的連接測量放大器通常設有R端和S端,其中S端稱為敏感(Sence)端，R端稱為參考(Reference)端。一般情況下，R端接電源地，S端接輸出端，如圖1所示。當測量放大器的輸出信號要遠距離傳輸時，可按圖2加接跟隨器，并將S端與負載端相連，把跟隨器包括在反饋環(huán)內(nèi)，以減小跟隨器漂移的影響。R端可用于對輸出電平進行偏移，產(chǎn)生偏移的參考電壓V，應經(jīng)跟隨器接到R端，以隔離參考源內(nèi)阻，防止其破壞測量放大器末級電阻的上下對稱性而導致共模抑制比降低。++A-+ARRRGui1ui2uo1uo2ab+R1R1-+AR2R2uo+SR圖1+測量ARLSR++測量ARLuouC-+ASR-+A+圖2測量放大器的應用實例2)隔離放大器AD277隔離放大器內(nèi)部結(jié)構隔離放大器應用實例3）光電耦合放大器光電耦合放大器的基本接法4）運算放大器的相關說明（1）實際放大器的特性參數(shù)1。開環(huán)放大倍數(shù)Ao很大:104~109

(一般可取106

)2。輸入電阻ri高:200k200M(一般可取2M)

3。輸出電阻ro?。簬资畘幾百(一般可取75)4。KCMRR很大70~100dB(一般可取90dB)5。輸出電壓為有限值（最高輸出電壓<電源電壓）（2）實際運算放大器的電路模型riroAo(u+-u-)u+u-uo－＋＋u－u+uoA0等效電路符號5）運算放大器的分類：（1）按工作原理分類電壓放大型（F324、C4573)用于電壓放大電流放大型（LM3900、F1900）用于電流放大跨導放大型（LM3038、F3038）用于電壓變電流跨阻放大型（AD8009、AD8011）用于電流變電壓（2）按性能指標分類通用型：適用于一般信號放大。高阻型：輸入電阻高達106M用于測量放大、采樣保持電路高速型:帶寬高達103MHz,轉(zhuǎn)換速率達kV/uS,適用于AD,DA轉(zhuǎn)換高精度型:溫漂,失調(diào),噪聲低;共模抑制,增益高;微弱信號放大精確運算低功耗型：靜態(tài)功耗,工作電壓低；適用于遙控等電池供電電路（4）按放大倍數(shù)控制方式分類單電壓供電、雙電壓供電、不對稱雙電源供電（5）按集成度分類單運放、雙運放、四運放（3）按制造工藝分類雙極型：功耗大，輸入偏置電流大，響應快，種類多。CMOS型：功耗小，輸入偏置電流小，輸入電阻高BiFET型：雙極型與CMOS型管混合搭配，具有兩種類型管的優(yōu)點。（6）按供電方式分類增益數(shù)控、增益可控、增益固定放大器等等等等。。。。。。。。6）運放及放大器電路形式的選擇（1）根據(jù)信號源的選擇根據(jù)信號幅值，頻率變化范圍；內(nèi)阻大小及信號源是電壓源還是電流源等進行選擇。根據(jù)負載性質(zhì)及大小，確定輸出信號的形式及幅值。（2）根據(jù)負載的性質(zhì)進行選擇（3）根據(jù)精度要求進行選擇根據(jù)控制精度的要求，對電路及器件精度進行選擇（4）根據(jù)工作環(huán)境進行選擇根據(jù)環(huán)境溫度、電源情況對電路功耗、元件進行選擇7）運放外接電阻的選擇（1）根據(jù)典型電路進行選擇（2）根據(jù)信號源的選擇（3）根據(jù)最佳電阻進行選擇可查閱芯片產(chǎn)品資料，相關應用資料仿照典型電路進行選擇。對反向放大器，可根據(jù)信號源的負載能力，先選擇R1電阻。在不信號源及輸出信號的情況下，盡量小一些的R1電阻。進而據(jù)放大倍數(shù)確定反饋電阻。反向放大器最佳電阻Rf亦可先計算Rf。為使放大器輸出誤差最小，應使負反饋電阻＝最佳電阻。再據(jù)放大倍數(shù)確定R1同向放大器最佳電阻Rf§2.9集成運放的非線性應用所謂非線性應用是指，由運放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。由運放組成的非線性電路有以下三種情況。（1）、電路中的運放處于非線性狀態(tài)。++Auo比如：運放開環(huán)應用uo加有正反饋的運放電路，運放處于非線性狀態(tài)。（2）電路中的運放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件（二極管、三極管）。ui>0時：ui<0時：_+AuoR1RF1RF2Dui+傳輸特性uoui0（3）另一種情況，電路中的運放處于非線性狀態(tài)，外圍電路也有非線性元件（二極管、三極管）。由于處于線性與非線性狀態(tài)的運放的分析方法不同，所以分析電路前，首先確定運放的狀態(tài)，主要由有無負反饋決定。處于非線性狀態(tài)運放的特點1）、虛短路成立。2）、輸入電阻仍可以認為很大。3）、輸出電阻仍可以認為是0。1、限幅器tuiu0tUZ-UZ-+AuoR1RFuiDZR+另一種形式的限幅器：uoui0+UZ+UZ傳輸特性-+AuoR1RFuiDZ+2、電壓比較器++uouiURuoui0+Uom-UomURuoui0+UZ-UZ++uoui過零比較器++uouituituo+Uom-Uom例：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲ā?+uiuoUZuoui0+UZ-UZ穩(wěn)定輸出電壓電壓比較器的另一種形式++uiuoUZR′R_總結(jié)1）、電路簡單。2）、當Ao不夠大時，輸出邊沿不陡。3）、容易引入干擾。tuituo過零附近仍處于放大區(qū)Ao不夠大時的情況3、遲滯比較器（施密特觸發(fā)器）1）下行的遲滯比較器分析：1、因為有正反饋，所以輸出飽和。(uo=+－Uom)2、當uo正飽和時：3、當uo負飽和時：門限電壓由原來的輸出決定－++uoRR2R1uiUR（上門限）（下門限）4、兩個門限電平之差稱門限寬度或回差工作原理及傳輸特性U+HU+L跳轉(zhuǎn)后增大了U+-U-加速跳轉(zhuǎn)U+H-U+L稱為回差小于回差的干擾不會引起跳轉(zhuǎn)下限上限uoui0Uom-Uom－++uoRR2R1uiUR1.工作原理：若原來uo=Uom，則u＋=UR=U+H；只有當ui>U+H(u－>u＋)時，輸出才能翻轉(zhuǎn)，使uo=－Uom2.工作原理：若原來uo=－Uom，則u＋=UR=U+L；只有當ui<U－L(u－<u＋)時，輸出才能翻轉(zhuǎn)，使uo=UomtuiU+HU+LtuoUom-Uom輸入正弦波的情況加上參考電壓后的上下限－++uoRR2R1uiUR據(jù)疊加原理：加上參考電壓后的傳輸曲線uoui0U+HU+L2）上行的遲滯比較器1)uo=Uom>0時,－++uoRR2R1ui據(jù)疊加原理有：當u+=u－=0，時電路翻轉(zhuǎn),此時ui即為門限電平2)同理uo=Uom<0時,即：uo>0時,ui<U+L翻轉(zhuǎn);uo<0時,ui>U+H翻轉(zhuǎn)U+HU+Luoui0Uom-Uom傳輸特性曲線為了穩(wěn)定輸出電壓，可以在輸出端加上雙向穩(wěn)壓管？如何計算上下限？不變！－++RR2R1uiuoUZ另一種電路形式？如何計算上下限？用UZ代替Uom－++RR2R1uiuoUZ另一種電路形式？如何計算上下限？上下限不同！(uo＝UZoruo=0)－++RR2R1uiuoUZ電路結(jié)構：下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的輸入端。4、方波發(fā)生器上下限：－++RR1R2C+ucuo工作原理：(a)設uo=+Uom電容初始uc=0此時，輸出給C充電!U+Huc0t則：u+=U+H>uc

－++RR1R2C+ucuo一旦

uc>U+H

,

就有

u->u+

uo立即由＋Uom變成－Uom!U+Huc0t0tuoUom-Uom在uc<U+H

時，u-<u+,

uo

保持+

Uom

不變；C經(jīng)輸出端放電，U+HuctU+L(b)當uo=-Uom時，u+=U+Luc達到U+L時，uo上翻。－++RR1R2C+ucuo當uo

重新回到＋Uom

以后，電路又進入另一個周期性的變化：U+Huc0tU+LUomuo0t-Uom周期與頻率的計算：TU+Huc0tU+LUomuo0t-Uom－++RR1R2C+ucuo思考題：點b是電位器RW的中點，點a和點c是b的上方和下方的某點。試定性畫出點電位器可動端分別處于a、b、c三點時的uo～uc相對應的波形圖。－++RWR