第3章模擬集成電路的非線性應(yīng)用1

集成電路原理及應(yīng)用

PrincipleandApplicationofIntegratedCircuits第3章：模擬集成電路的非線性應(yīng)用電壓比較器對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器模擬乘法器及其應(yīng)用限幅器精密整流電路電路共性：輸出與輸入之間呈非線性關(guān)系兩類電路電路中使用的集成運(yùn)放工作在運(yùn)放的非線性區(qū)（即飽和區(qū)），比如電壓比較器電路中使用的集成運(yùn)放工作在運(yùn)放的線性區(qū)，依靠集成運(yùn)放外圍元件的非線性特性實(shí)現(xiàn)電路輸出與輸入之間的非線性關(guān)系。比如指數(shù)器、對(duì)數(shù)器、乘法器、檢波器、限幅器以及函數(shù)變換器等。3.1電壓比較器電壓比較器的功能：電壓比較器的功能是比較兩個(gè)電壓的大小。即將一個(gè)輸入的模擬信號(hào)與一個(gè)參考電壓進(jìn)行比較，視輸入信號(hào)是大于還是小于參考電壓來決定輸出狀態(tài)。用途：數(shù)模轉(zhuǎn)換、數(shù)字儀表、自動(dòng)控制和自動(dòng)檢測(cè)等技術(shù)領(lǐng)域，以及波形產(chǎn)生及變換等場(chǎng)合。集成運(yùn)放用作比較器時(shí)，工作于開環(huán)狀態(tài)，只要兩端輸入電壓有差別（差動(dòng)輸入），輸出端就立即飽和。為了改善輸入、輸出特性，常在電路中引入正反饋。3.1電壓比較器鑒別靈敏度：又稱為分辨率或轉(zhuǎn)換精度。是指電壓比較器的輸出狀態(tài)發(fā)生跳變所需要的輸入模擬信號(hào)電壓的最小變化量。響應(yīng)速度：反映比較器從高電平跳變到低電平或從低電平跳變到高電平時(shí)所需時(shí)間的長短。帶負(fù)載能力：表征這一指標(biāo)的主要參數(shù)是：輸出電阻Ro、輸出高電平時(shí)的漏電流IoR和輸出端吸入電流Isink電壓比較器的性能指標(biāo)電壓比較器可分為單門限電壓比較器、遲滯電壓比較器與窗口電壓比較器。3.1.1單限電壓比較器特點(diǎn)：

只有一個(gè)門限電壓。由于電路工作在開環(huán)狀態(tài)，可知

ui>UREFuo=-Uom

ui<UREF

uo=+Uom

根據(jù)實(shí)際需要可選擇UREF為正、負(fù)或零（稱過零比較器），或把UREF接在反相端而輸入信號(hào)接在同相端。

1.基本電路和輸入輸出特性單門限電壓比較器的基本電路如圖3.1所示圖3.1單門限電壓比較器基本電路3.1.1單限電壓比較器[例3.1]圖3.2中所示為運(yùn)放組成的過溫保護(hù)電路，R是熱敏電阻，溫度升高阻值變小。KA是繼電器，溫度升高，超過規(guī)定值，KA動(dòng)作，自動(dòng)切斷電源。分析其工作原理。溫度超過規(guī)定值，ui

>UR，uo=+UOM，T導(dǎo)通。KA動(dòng)作，切斷電源。R1R2URRR4KA+UCCTR3–+uiuo溫度未超過規(guī)定值，Ui

<UR，uo=–UOM，T截止。KA不動(dòng)作。3.1.1單限電壓比較器圖3.2過溫保護(hù)電路3.1.1單限電壓比較器2.限幅單限比較器uo'RDZURuouiR2++–R1+–++––ui<UR時(shí)，uo'

=+Uo

(sat)

ui

>UR

時(shí)，uo'

=–

Uo

(sat)

設(shè)穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓為UZ，忽略穩(wěn)壓管的正向?qū)▔航祫tui

<

UR，uo

=UZ

ui>UR，uo

=–UZUZ–UZ電壓傳輸特性–Uo(sat)+Uo(sat)uiuoOUR在輸出端與地之間接一個(gè)雙向穩(wěn)壓管，即可把輸出電壓限制在某一特定值，以和接在數(shù)字電路的電平匹配。單限電壓比較器狀態(tài)翻轉(zhuǎn)的門限電壓是在某一個(gè)固定值上。在實(shí)際應(yīng)用時(shí)，如果實(shí)際測(cè)得的信號(hào)存在外界干擾，即在正弦波上疊加了高頻干擾，過零電壓比較器（理想波形轉(zhuǎn)換特性見圖3.3）就容易出現(xiàn)多次誤翻轉(zhuǎn)，如圖3.4所示。3.1.2遲滯電壓比較器圖6.3理想過零電壓比較器的波形轉(zhuǎn)換特性圖3.4外界干擾的影響3.1.2遲滯電壓比較器3.1.2遲滯電壓比較器

解決問題的辦法是采用遲滯電壓比較器。在過零比較器的基礎(chǔ)上，從輸出端引一個(gè)電阻分壓支路到同相輸入端，形成正反饋。這樣，作為參考電壓的同相端電壓U+不再是固定的，而是隨輸出電壓uo而變。遲滯電壓比較器的組成如圖3.5（a）所示。圖3.5遲滯電壓比較器1．電路特點(diǎn)

當(dāng)輸出為正向飽和電壓+Ｕom時(shí)，將集成運(yùn)放的同相端電壓稱為上門限電平，用UTH1表示，則有（3.1）

當(dāng)輸出為負(fù)向飽和電壓-Ｕom時(shí)，將集成運(yùn)放的同相端電壓稱為下門限電平，用UTH2表示，則有（3.2）通過式（3.1）和（3.2）可以看出，上門限電平UTH1的值比下門限電平UTH2的值大。3.1.2遲滯電壓比較器2．傳輸特性和回差電壓ΔUTH

遲滯比較器的傳輸特性如圖3.5（b）所示，由于其具有遲滯回線形狀，電路由此得名。顯然遲滯比較器存在兩個(gè)比較門限（故該電路又稱雙限比較器），上門限電壓UTH1與下門限電壓UTH2之差稱為回差電壓，用

回差電壓的存在，大大提高了電路的抗干擾能力。只要干擾信號(hào)的峰值小于半個(gè)回差電壓，比較器就不會(huì)因?yàn)楦蓴_而誤動(dòng)作。3.1.2遲滯電壓比較器解：對(duì)圖（1）

上門限電壓

下門限電壓[例3.2]電路如圖所示，Uo(sat)

=±6V，UR

=5V，RF

=20k，R2=10k，求上、下門限電壓。（1）RFR2uoui++–R1+–+–+UR–RFR2uoui++–R1+–+–（2）3.1.2遲滯電壓比較器解：對(duì)圖（2）

[例3.2]電路如圖所示，Uo(sat)

=±6V，UR

=5V，RF

=20k，R2=10k，求上、下門限電壓。（1）RFR2uoui++–R1+–+–+UR–RFR2uoui++–R1+–+–（2）3.1.2遲滯電壓比較器uiuoO-6-226圖(1)的電壓傳輸特性圖(2)的電壓傳輸特性u(píng)ouiO-661.335.33（1）RFR2uoui++–R1+–+–+UR–RFR2uoui++–R1+–+–（2）3.1.2遲滯電壓比較器3.1.2遲滯電壓比較器遲滯電壓比較器的特點(diǎn):當(dāng)輸入信號(hào)發(fā)生變化且通過門限電平時(shí)，輸出電壓會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，門限電平也隨之變換到另一個(gè)門限電平。當(dāng)輸入電壓反相變化，而通過導(dǎo)致剛才翻轉(zhuǎn)那一瞬間的門限電平值時(shí)，輸出不會(huì)發(fā)生翻轉(zhuǎn)，直到ui繼續(xù)變化到另一個(gè)門限電平時(shí)，電路才能翻轉(zhuǎn)，出現(xiàn)轉(zhuǎn)換遲滯，遲滯比較器又叫施密特觸發(fā)器。3.1.3窗口電壓比較器用集成運(yùn)放實(shí)現(xiàn)的窗口比較器用專用電壓比較器構(gòu)成的窗口比較器采用絕對(duì)值變換器的窗口電壓比較器

窗口電壓比較器可以用來判斷輸入信號(hào)是否位于兩個(gè)指定電位之間，把其中較小的一個(gè)電位稱為下門限電位，較大的一個(gè)電位稱為上門限電位，二者之差稱為門限寬度。當(dāng)輸入信號(hào)落入門限寬度（或“窗口”）之內(nèi)時(shí)，輸出為一種邏輯電平（比如高電平），而輸入信號(hào)在“窗口”之外時(shí)，為另一種邏輯電平（如為低電平），具有這種傳輸特性的比較器稱為窗口電壓比較器。[例3.3]運(yùn)放A1、A2組成圖3.6(a)所示電路。已知Ａ１、Ａ2的輸出uomax=5Ｖ，uomin=0Ｖ，U1=3Ｖ，U2=6Ｖ，ＶＤ１、ＶＤ2為二極管正向?qū)妷?，可忽略不?jì)。作出電路的傳輸特性曲線。U1A1＋A2＋＋－U2uo1uiuouo2VD1VD2(a)uo/Vui/V0(b)36U1U25＋－

圖3.6(a)例3.3電路；(b)例3.3電路傳輸特性3.1.3窗口電壓比較器[解]從電路中可以看出：只要uo1、uo2

中任有一個(gè)為高電平，輸出uo即為高電平；只有uo1、uo2均為低電平，輸出uo才為低電平。具體分析如下：(1)ui＜U1=3Ｖ時(shí)，uo1=uomax=5Ｖ，uo2=uomin=0Ｖ，輸出uo=uomax=5Ｖ。(2)ui＞U2=6Ｖ時(shí)，u01=uomin=0Ｖ，u02=uomax=5Ｖ，輸出uo=uomax=5Ｖ。(3)3Ｖ＜ui＜6Ｖ時(shí)，uo1=uomin=0，u02=uomin=0Ｖ，輸出uo=uomin=0Ｖ。3.1.3窗口電壓比較器由此可得該電路的傳輸特性如圖3.6(b)所示。顯然，只有當(dāng)ui取值介于3~6Ｖ間時(shí)，電路輸出uo為零；否則，電路輸出uo

為高電平5Ｖ。故該電路是一種窗口電壓比較器。若將電路中U1、U2電位對(duì)調(diào)，則電路的傳輸特性又會(huì)怎么變化呢?3.1.3窗口電壓比較器電壓比較器可由通用運(yùn)放組成，也可做成專用集成器件。單片集成電壓比較器的電路符號(hào)見圖3.7。3.1.4專用集成電壓比較器圖3.7專用集成電壓比較器符號(hào)

(1)專用集成電壓比較器特點(diǎn)。相對(duì)而言，專用集成電壓比較器有以下特點(diǎn)：轉(zhuǎn)換速度快，可達(dá)到3~5ns；輸出電平可與TTL、CMOS電路兼容，甚至可直接驅(qū)動(dòng)繼電器、指示燈等；電源選擇范圍寬，電源電壓幾伏至幾十伏，單雙電源均可。(2)專用集成電壓比較器內(nèi)部結(jié)構(gòu)。集成電壓比較器一般加入了電平移動(dòng)及數(shù)字驅(qū)動(dòng)電路，其內(nèi)部電路結(jié)構(gòu)如圖3.8所示。其中包括：差動(dòng)輸入級(jí)、電平轉(zhuǎn)換級(jí)、輸出邏輯電平控制級(jí)以及偏置電路幾個(gè)基本部分。3.1.4專用集成電壓比較器圖3.8集成電壓比較器電路結(jié)構(gòu)框圖圖3.9LM139/339系列集成電壓比較器(a)外引腳圖；(b)基本比較器電路3.1.4專用集成電壓比較器國產(chǎn)LM139/339系列集成電壓比較器如圖3.9所示。它由4個(gè)獨(dú)立的精密電壓比較器組成，具有低功耗低失調(diào)的特點(diǎn)，輸入失調(diào)電壓2mV，失調(diào)電流3nA，可在單雙電源下工作。

SN52510(國產(chǎn)BGJ510)系列為集成單限電壓比較器，輸出高電平+4V，輸出低電平-0.5Ｖ，典型應(yīng)用電路如圖3.10所示。圖3.10由SN520510構(gòu)成的單限比較器(a)電路；(b)傳輸特性3.1.4專用集成電壓比較器

電壓比較器在數(shù)據(jù)檢測(cè)、自動(dòng)控制、超限控制報(bào)警和波形發(fā)生等電路中得到廣泛應(yīng)用。對(duì)數(shù)放大器能對(duì)輸入信號(hào)實(shí)行對(duì)數(shù)運(yùn)算，它是一種十分有用的非線性函數(shù)運(yùn)算放大器。把它和反對(duì)數(shù)運(yùn)算放大器適當(dāng)組合，可組成不同功能的多種非線性運(yùn)算電路。這里我們介紹用通用運(yùn)算放大器構(gòu)成的對(duì)數(shù)和反對(duì)數(shù)放大器。3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器晶體二極管的伏安特性伏安特性曲線：UI死區(qū)電壓硅管0.5V,鍺管0.1V。導(dǎo)通壓降:硅管0.6~0.8V,鍺管0.2~0.3V。伏安特性指流過二極管的電流與二極管兩端電壓之間的關(guān)系式或曲線。3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器晶體二極管的伏安特性二極管理想伏安特性可用PN結(jié)的電流方程來表示：其中IS——反向飽和電流UT——溫度的電壓當(dāng)量且在常溫下（T=300K）若U>0，且U大于UT幾倍，式中>>1,則

若U<0，且∣U∣大于UT幾倍，指數(shù)項(xiàng)近似為零，則I≈-IS

3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器圖3.11對(duì)數(shù)器原理電路3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器圖3.12反對(duì)數(shù)器原理電路i1一、對(duì)數(shù)器R1_++uoR2ui二極管PN結(jié)的正向電流為UT＝26mV，

理想運(yùn)放時(shí)，i1=iD

兩邊取對(duì)數(shù)

3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器三極管對(duì)數(shù)器在理想運(yùn)放的條件下輸出電壓為二極管和三極管對(duì)數(shù)器明顯缺點(diǎn)是溫度穩(wěn)定性差。

二、反對(duì)數(shù)運(yùn)算電路iDRF_++uouiif理想運(yùn)放時(shí)，iD=if，uD=ui3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器

應(yīng)當(dāng)說明，無論是二極管還是三極管，其UT與IS都隨溫度而變，因而上述對(duì)數(shù)運(yùn)算電路的溫度特性較差，實(shí)際使用時(shí)應(yīng)作溫度補(bǔ)償。

3.2對(duì)數(shù)器和反對(duì)數(shù)(指數(shù))器功能:實(shí)現(xiàn)兩個(gè)模擬信號(hào)電壓相乘符號(hào):關(guān)系式:

分類:根據(jù)輸入和輸出電壓極性的性質(zhì)可有四象限乘法器:兩個(gè)輸入電壓都可正可負(fù)兩象限乘法器:一個(gè)輸入電壓可正可負(fù),另一個(gè)輸入電壓?jiǎn)螛O性單象限乘法器:兩個(gè)輸入電壓只能限定為某一極性

3.3模擬乘法器及其應(yīng)用

其中K為比例因子，量綱:V-1

模擬乘法器的基本特性乘法器是又一種廣泛使用的模擬集成電路，它可以實(shí)現(xiàn)乘、除、開方、乘方、調(diào)幅等功能，廣泛應(yīng)用于模擬運(yùn)算、通信、測(cè)控系統(tǒng)、電氣測(cè)量和醫(yī)療儀器等許多領(lǐng)域。1)ri1和ri2為無窮大；2)ro為零；3)K值不隨信號(hào)幅值而變化，且不隨頻率而變化；4)當(dāng)ux或uY為零時(shí)uo為零，電路沒有失調(diào)電壓、電流和噪聲。

3.3模擬乘法器及其應(yīng)用理想乘法器：實(shí)際乘法器：

ux=0,uy

=0時(shí)，uO

0—輸出失調(diào)電壓

ux=0，uy0時(shí)，或

uy

=0，ux0時(shí)，—輸出饋通電壓uO

0基礎(chǔ)為帶恒流源差分電路,有其中:所以:乘法器電路是用壓控電流源替代恒流源I由此可見,輸出電壓與輸入電壓的乘積成正比。改變了uY即改變了I及gm和uo，所以稱為變跨導(dǎo)乘法器

3.3.1模擬乘法器工作原理變跨導(dǎo)型模擬乘法器作為實(shí)用乘法器而言，它存在下列三個(gè)問題：(1)由于控制I0的輸入電壓uy必須是單極性的，所以基本電路稱作兩象限乘法器，即ux,uy均為正或ux為負(fù)、uy為正。如果希望ux,uy均可正可負(fù)，則就會(huì)有更大的實(shí)用意義。為此，必須解決四象限相乘問題。(2)線性范圍太小。為此，必須引入線性化措施，以擴(kuò)大線性范圍。(3)相乘增益K與UT有關(guān)，即K與溫度有關(guān)，需要解決溫度引起的不穩(wěn)定性問題。

3.3.1模擬乘法器工作原理實(shí)際的變跨導(dǎo)模擬乘法器（雙差分對(duì)型）

3.3.1模擬乘法器工作原理對(duì)數(shù)反對(duì)數(shù)型模擬乘法器根據(jù)兩數(shù)相乘的對(duì)數(shù)等于兩數(shù)的對(duì)數(shù)之和的原理，因此可以用對(duì)數(shù)放大器、反對(duì)數(shù)放大器和加法器來實(shí)現(xiàn)模擬量的相乘。

3.3.1模擬乘法器工作原理舉例：若取R1＝R2＝R3＝R4＝R，可得：

3.3.2單片集成模擬乘法器MC1496

—雙差分對(duì)模擬乘法器V1、V2、V5—模擬乘法器V3、V4、V6—模擬乘法器V7~V9、R5—電流源電路R5、V7、R1—電流源基準(zhǔn)V8、V9—提供0.5I0RY—引入負(fù)反饋，擴(kuò)大uY

的線性動(dòng)態(tài)范圍其中，uX

<UT(26mV)增益系數(shù)集成模擬乘法器的主要參數(shù)模擬乘法器的主要參數(shù)與運(yùn)放有許多相似之處，分為直流參數(shù)和交流參數(shù)兩大類。

(1)輸出失調(diào)電壓

當(dāng)時(shí)，不等于零的數(shù)值。

(2)滿量程總誤差當(dāng)時(shí)，實(shí)際的輸出與理想輸出的最大相對(duì)偏差的百分?jǐn)?shù)。

3.3.2單片集成模擬乘法器

(3)饋通誤差當(dāng)模擬乘法器有一個(gè)輸入端等于零，另一個(gè)輸入端加規(guī)定幅值的信號(hào)，輸出不為零的數(shù)值。當(dāng)，為規(guī)定值，,稱為Y通道饋通誤差；當(dāng),為規(guī)定值，，稱為X通道饋通誤差。

(4)非線性誤差模擬乘法器的實(shí)際輸出與理想輸出之間的最大偏差占理想輸出最大幅值的百分比。

3.3.2單片集成模擬乘法器

(5)小信號(hào)帶寬BW

隨著信號(hào)頻率的增加，乘法器的輸出下降到低頻時(shí)的0.707倍處所對(duì)應(yīng)的頻率。

(6)轉(zhuǎn)換速率將乘法器接成單位增益放大器，輸出電壓對(duì)大信號(hào)方波輸入的響應(yīng)速率。與運(yùn)放中該參數(shù)相似。

3.3.2單片集成模擬乘法器可供選用的集成模擬乘法器產(chǎn)品集成模擬乘法器使用時(shí)，在它的外圍還需要有一些元件支持。早期的模擬乘法器，外圍元件很多，使用不便，后期的模擬乘法器外圍元件就很少了。

參數(shù)型號(hào)滿量程

精度

（%）

溫度

系數(shù)(%/℃)滿量程非線性

X:%滿量程非線性

Y:%小信號(hào)

帶寬

(MHz)

電源

電壓

V工作溫度范圍

℃F149515950.750.510.52133-15,32-15,320～70-55～125AD532J

K

S2110.

040.030.040.

80.

50.50.30.20.2111±10～±180～70O～70-55～125AD539J

K213030±4.～±16.50～70O～70

3.3.2單片集成模擬乘法器3.3.3模擬乘法器的應(yīng)用

1.乘法運(yùn)算立方運(yùn)算電路

2.平方和立方運(yùn)算平方運(yùn)算電路uo=KuXuYuo=K(ui)2uo=K2(ui)3n次乘方運(yùn)算電路3.除法運(yùn)算電路根據(jù)虛斷如果令K=R2/R1則:注意：為保證電路為負(fù)反饋，必須有：同相輸入相除電路如果使R1=0,R2=∞，則反相輸入相除電路多個(gè)輸入相除電路由圖可知解得4.開平方運(yùn)算電路)(1i12OuRRKu-=ui為負(fù)值！負(fù)反饋條件？平方根運(yùn)算電路(a)負(fù)電壓開方；(b)正電壓開方5.開立方運(yùn)算電路根據(jù)圖中關(guān)系有:開立方電路運(yùn)算電路6.倍頻、混頻和鑒相1)倍頻電路KXYXYuIuouo經(jīng)電容隔直：2)混頻電路KXYXYuXuouY和頻差頻3)鑒相電路經(jīng)低通濾波器濾除高頻分量得：KXYXYuXuouYLPFuo-Ouo0.5rad7.調(diào)制與解調(diào)一、信息傳輸?shù)幕靖拍?)對(duì)傳輸信號(hào)進(jìn)行調(diào)制的原因(1)

根據(jù)電磁波理論，天線尺寸大于信號(hào)波長的十分之一，信號(hào)才能有效發(fā)射。例如，聲音信號(hào)的頻率范圍為0.1~6kHz。設(shè)f=1kHz顯然，低頻信號(hào)直接發(fā)射是不現(xiàn)實(shí)的。(2)使接收者能區(qū)分不同信號(hào)。2)調(diào)制和解調(diào)調(diào)制(Modulation)—將低頻信號(hào)裝載于高頻信號(hào)。解調(diào)(Demodulation)—將已調(diào)信號(hào)還原為低頻信號(hào)。3)調(diào)制(解調(diào))的方式調(diào)幅AM(檢波)調(diào)頻FM(鑒頻)調(diào)相PM(鑒相)4)信息傳輸系統(tǒng)輸入變換器發(fā)送設(shè)備信道輸出變換器接受設(shè)備輸入信息低頻電信號(hào)已調(diào)信號(hào)已調(diào)信號(hào)低頻電信號(hào)輸出信息2)采用乘法器實(shí)現(xiàn)調(diào)幅KXYXYuuoucUYQ(調(diào)幅系數(shù))3)調(diào)幅波(已調(diào)波)頻譜幅度≈ffcfc–Ffc+F上邊頻下邊頻載頻4)雙邊帶調(diào)幅和單邊帶調(diào)幅載波本身不包含信息雙邊帶(DSB)調(diào)幅KXYXYucuouBPFuo單邊帶(SSB)調(diào)幅三、采用乘法器實(shí)現(xiàn)解調(diào)(檢波)KXYXYuruouiLPFuo—同步信號(hào)(r

=c)若要解調(diào)的為雙邊帶信號(hào)：原調(diào)制信號(hào)高頻分量，濾除若要解調(diào)的為單邊帶信號(hào)：原調(diào)制信號(hào)高頻分量，濾除tuiuotUZ-UZ3.4限幅器–+AuoR1RFuiDZR+運(yùn)放處于線性狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件——穩(wěn)壓二極管。R：限流電阻。一般取100。DZ雙向穩(wěn)壓管另一種形式的限幅器：雙向穩(wěn)壓管接于負(fù)反饋回路上。–+AuoR1RFuiDZ+當(dāng)時(shí)，在雙向穩(wěn)壓管的作用下，當(dāng)時(shí)，雙向穩(wěn)壓管不通，運(yùn)放工作在線性狀態(tài)。–+AuoR1RFuiUZ+uoui0+UZ+UZ傳輸特性3.5.1線性檢波(半波整流)電路1.由于硅二極管的正向?qū)妷翰恍∮?.5V，當(dāng)Ui

小于1V時(shí)，UO誤差很大。

2.二極管作為一個(gè)半導(dǎo)體元件，它很容易受到溫度的影響，它還具有非線性特性。解決方法：若把普通二極管置于運(yùn)算放大器的反饋回路中，就能大大削弱這些影響，提高電路的精度。uo~+-uiDRL+-普通半波整流電路的缺陷：3.5精密整流電路uo1tui0tuo0精密半波整流電路：精密半波整流電路的工作原理：當(dāng)ui

>0

時(shí)，uo1<0,D2導(dǎo)通，D1

截止，運(yùn)放工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)。當(dāng)ui

<0

時(shí)，uo1>0,D2截止，D1導(dǎo)通，構(gòu)成反相比例放大器。–++uiuoR1RFR2D1D2u–=u+=0V，uo1-0.7V

uo=0;1.運(yùn)放的輸出電壓大于二極管的正向電壓。

即D1

和D2

總是一個(gè)導(dǎo)通，另一個(gè)截止，這樣電路就能正常檢波。思考題：如何獲得正半波極性的輸入信號(hào)？精密半波整流電路正常工作的條件：2.電路所要求的最小輸入電壓峰值為其中，UD

為二極管的正向電壓，答：二極管反向！–++uiuoR1RFR2D1D2tui0tuo0當(dāng)ui

<0

時(shí)，uo1>0,D2導(dǎo)通，D1

截止，運(yùn)放工作在深度負(fù)反饋狀態(tài)。當(dāng)ui

>0

時(shí)，uo1<0,D2截止，D1導(dǎo)通，構(gòu)成反相比例放大器。u–=u+=0V，uo10.7V

uo=0;RF1uiR1R21D1D2uo－++A1uo13.5.2絕對(duì)值(全波整流)電路在精密半波整流電路的基礎(chǔ)上，加一級(jí)加法運(yùn)算放大器，就組成了精密全波整流電路。uiuoR1RF1R21D1D2R11RF2R22R12u1－++－++A1A2電路結(jié)構(gòu)：左圖中A1

構(gòu)成半波整流電路，在R1＝RF1

的條件下，有：0(當(dāng)ui

<0)(當(dāng)ui

>0)-

uiu1=－－++uiR1RF1R21D1D2