集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用7.2.1

單門限電壓比較器7.2.2滯回電壓比較器7.3

集成運(yùn)放的使用常識(shí)7.3.1

合理選用集成運(yùn)放型號(hào)7.3.2

集成運(yùn)放的引腳功能7.3.3

消振和調(diào)零7.3.4

保護(hù)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用本章重點(diǎn):

1.

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用：比例運(yùn)算電路、加減法運(yùn)算電路、積分微分運(yùn)算電路、一階有源濾波器、二階有源濾波器2.

集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用：?jiǎn)伍T限電壓比較器、滯回比較器第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用本章難點(diǎn):3.集成運(yùn)算放大器的組成與調(diào)試1.虛斷和虛短概念的靈活應(yīng)用2.集成運(yùn)算放大器的非線性應(yīng)用

集成運(yùn)算放大器(簡(jiǎn)稱集成運(yùn)放)在科技領(lǐng)域得到廣泛的應(yīng)用，形成了各種各樣的應(yīng)用電路。從其功能上來(lái)分，可分為信號(hào)運(yùn)算電路、信號(hào)處理電路和信號(hào)產(chǎn)生電路。從本章開始和以后的相關(guān)章節(jié)分別介紹它們的應(yīng)用。第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

比例運(yùn)算電路集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

精密整流電路加法運(yùn)算電路減法運(yùn)算電路積分運(yùn)算電路微分運(yùn)算電路電壓-電流轉(zhuǎn)換電路電流-電壓轉(zhuǎn)換電路有源濾波器第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用虛短:虛斷:因?yàn)橛胸?fù)反饋，利用虛短和虛斷反饋方式：電壓串聯(lián)負(fù)反饋7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

1.

同相比例運(yùn)算電路

7.1.1比例運(yùn)算電路i1=ifu-=u+uoRfR1ifi1uii-i-=i+=0R2=R1//Rf

++

_uoRfR2R1uiAifi1i-i+圖7-1

同相比例運(yùn)算電路RifRof第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用2.

反相比例運(yùn)算i-=i+=0（虛斷）因?yàn)橛胸?fù)反饋，利用虛短和虛斷u+

=0

u－=u+=0（虛地）電壓放大倍數(shù):反饋方式：電壓并聯(lián)負(fù)反饋7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

RfuoRPR1uii-i+ifi1虛地點(diǎn)i1=if(7-2)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

【例7-1】?jī)杉?jí)運(yùn)放放大電路如圖7-3所示，求該電路的閉環(huán)電壓增益。7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

解:

R3

++

_R2R1uii-i+9.1KΩ10KΩ100KΩ

-+

+10KΩR4A1A2圖7-3例7-1圖

uoR3

++

_R2R1uii-i+9.1KΩ10KΩ100KΩA1uo110KΩuo

++

_R4A2ui2uoui2R3R2R1uii-i+9.1KΩ10KΩ100KΩuo1第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

第一級(jí)放大電路的放大倍數(shù):第二級(jí)放大電路的放大倍數(shù):總增益:因?yàn)镽f=0，R1=∞所以Ａ２為電壓跟隨器第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1.2加法運(yùn)算電路7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

若R1=R2=R’++

_

uiR1RfRPi1u0i1+i2=ifi-=i+=0（虛斷）u-=u+=0（虛地）取R’=R1//R2//Rf

++

_R’R1ui2i-i+ui1R2Rfifi1uoi2A圖7-4

反相求和電路虛地

(7-3)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

【例7-2】在圖7-4電路中，設(shè)R1=220kΩ

，運(yùn)放的最大輸出電壓UOPP=12V

，電路的輸出電壓為uo=-(10ui1+22ui2)。

(1)確定R1、R2和R’的阻值；

(2)若ui2=0.5V，求ui1的允許變化范圍。解:

(1)由得

++

_R’R1ui2i-i+ui1R2i2Rfifi1虛地uoA圖7-4反相求和電路第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

(2) 由于該運(yùn)放的Vopp=12V

，因此必須滿足第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.3

減法運(yùn)算電路

疊加定理ui1作用ui2作用疊加：

++

_R3R1i-i+ui2R2Rfifi1uo

++

_R3R1i-i+ui1R2Rfifi1uo

++

_R3R1ui1i-i+ui2R2Rfifi1uoi2圖7-5

減法運(yùn)算電路A當(dāng)R1=R2=R3=Rf=R時(shí)（7-4）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

【例7-3】圖7-6是由三級(jí)集成運(yùn)放組成的儀用放大器，試分析該電路的輸出電壓與輸入電壓的關(guān)系式。解:

RpR2ui1uo

-+

+

++

_

++

_ui2R2R3R3R4R4A1A2A3uo1uo2圖7-6例7-3圖第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用uo

++

_R3R3R4R4A3uo1uo2減法運(yùn)算電路

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用RpR2ui1uo

++

_ui2R2R3R3R4R4A1A2A3uo1uo2第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用RpR2ui1uo

-+

+

++

_

++

_ui2R2R3R3R4R4A1A2A3uo1uo2第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.4積分運(yùn)算電路

反相積分器：如果ui=直流電壓U，輸出將反相積分，經(jīng)過(guò)一定的時(shí)間后輸出飽和。icuiRi1Cucuoi-=0ic

++

_R2uiR1i1CucuoA圖7-7反相積分電路=(7-6)(7-7)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.4積分運(yùn)算電路式(7-6)表明輸出電壓與積分時(shí)間t近似成線性關(guān)系，且是一條起始電壓為零，終點(diǎn)電壓為的斜率為的直線，波形如下圖(a)所示。

當(dāng)輸入為方波信號(hào)時(shí)，輸出則為三角波；當(dāng)輸入為正弦信號(hào)時(shí)，輸出則為余弦波信號(hào)，輸出波形分別如下圖(b)、(c)所示。

為限制電路的低頻電壓增高，通常將反饋電容C與電阻并聯(lián)(見圖7-9)，當(dāng)電路輸入信號(hào)頻率大于時(shí)，電路為積分器。若輸入信號(hào)的頻率遠(yuǎn)低于fo，則電路近似為一個(gè)反相器，低頻電壓增益為

(7-8)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用tui0Utuo0圖7-8

波形圖7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

積分時(shí)限-UomTM設(shè)Uom=15V,U=+3V,R1=10k,C=1F=0.05(s)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

【例7-4】用集成運(yùn)放741組成如圖7-9(a)所示的積分電路，設(shè)R=R’=10KΩ，Rf=510KΩ

，C=0.05μF，電路把Uom=

10V

，f=1KHZ

的對(duì)稱方波變換為三角波，如圖7-9(b)所示。

(1)求輸出三角波電壓的幅值和積分誤差δ=t/(2RiC)

；

(2)在無(wú)輸入信號(hào)電壓的情況下，運(yùn)放輸入端的失調(diào)電壓為U’io，求積分漂移電壓U’o

。圖7-9例7-4圖0.022μF510KΩ

++

_R2uiR1CRf10KΩ10KΩμA741uo236方波-三角波變換電路t(ms)ui/V0+Uom-Uomt(ms)uo/V0波形圖(a)(b)sdx第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

解:(1)

輸出電壓為

即

(2)

積分漂移電壓為

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.5微分運(yùn)算電路u-=u+=0uoifuiRi-=0Cuoif

++

_R2uiRfi1CA圖7-10

基本微分運(yùn)算電路(虛短)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

阻塞現(xiàn)象：

對(duì)于基本的微分運(yùn)算電路，當(dāng)輸入電壓呈階躍變化，或有大幅值脈沖干擾時(shí)，便會(huì)使集成運(yùn)放內(nèi)的放大管進(jìn)入飽和或截止?fàn)顟B(tài)。當(dāng)管子尚不能脫離上述兩個(gè)狀態(tài)而已到放大狀態(tài)，便出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象。此外基本微分運(yùn)算電路易于產(chǎn)生自激振蕩。

解決辦法：

解決的辦法是在輸入端串聯(lián)一個(gè)小阻值的電阻，以限制流過(guò)Rs

、Rf

上的電流，在反饋電阻Rf上并聯(lián)穩(wěn)壓二級(jí)管以限制輸出電壓，以保證集成運(yùn)放中的放大管始終工作在放大區(qū)，不至于出現(xiàn)阻塞現(xiàn)象；在Rf上并聯(lián)小容量電容Cp

起到相位補(bǔ)償作用，提高電路的穩(wěn)定性。第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

tui0t0uo

++

_uouiDzRsCCpRfA實(shí)用的微分運(yùn)算電路

圖7-11

實(shí)用微分電路及波形(a)(b)RsC>>T/2(微分條件)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

由于電容C的容抗與頻率成反比關(guān)系，結(jié)果是，輸出電壓隨頻率升高而增加。為限制電路的高頻增益，在輸入端與電容C之間接入一小電阻Rs。

當(dāng)輸入頻率低于

電路起微分作用

如果輸入頻率遠(yuǎn)高于上式，則電路近似于一個(gè)反相放大器，高頻電壓增益為

μA741

++

_uouiRsCRf100Ω0.01μF263圖7-12

微分器的應(yīng)用（7-10）（7-9）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

若微分電路輸入電壓為對(duì)稱三角波，則輸出電壓為對(duì)稱方波。上圖為三角波—方波變換電路，右圖為三角波—方波變換波形。μA741

++

_uouiRsCRf100Ω0.01μF263tui0+2RfCUm/t1tuo0-2RfCUm/t2t1t2第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.6

電壓—電流轉(zhuǎn)換電路

能將輸入電壓變換為輸出電流的電路，稱為電壓—電流轉(zhuǎn)換器，這種電路在自動(dòng)控制系統(tǒng)，用它來(lái)驅(qū)動(dòng)繼電器、儀表等。(1)

負(fù)載懸浮(負(fù)載未接地)

RLuoR1uii-i+iLi1RL

++

_uoR1uii-i+iLi1RLuoR2R1uii-=0i+iLi1平衡電阻(使輸入端對(duì)地的靜態(tài)電阻相等):R2=R1//RLRL

++

_uoR2R1uii-i+iLi1A圖7-13

電壓—電流轉(zhuǎn)換電路

（７-11）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

(2)

負(fù)載未懸浮(負(fù)載接地)

iLRLR1uii+i-=0R2Rfifi1uoR3若滿足關(guān)系

，則iL

++

_RLR1uii+i-R2Rfifi1uoR3A（因?yàn)椋M足直流平衡條件R1//Rf=R2//RL，因此R1=Rf=R2=RL（7-12）

圖7-13電壓—電流轉(zhuǎn)換器(a)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.7

電流—電壓轉(zhuǎn)換電路iLRuii+i-=0Rfifi1uo

在光電檢測(cè)裝置中，需要把光電池輸出的微弱電流轉(zhuǎn)換成與之成正比的電壓，這時(shí)就需要用到電流—電壓轉(zhuǎn)換電路。Uo=-if·Rf

=-i1RfiL

++

_Ruii+i-Rfifi1uoA圖7-14

電流—電壓轉(zhuǎn)換器（7-13）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

7.1.8

有源濾波器

有源濾波器實(shí)際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。但其工作頻率較低，一般在幾千赫以下。在頻率由較高的場(chǎng)合，常采用ＬC無(wú)源濾波器或固態(tài)濾波器。

濾波器的功能：對(duì)頻率進(jìn)行選擇,過(guò)濾掉噪聲和干擾信號(hào)，而保留其有用信號(hào)。

濾波器的分類：低通濾波器（LPF）高通濾波器（HPF）帶通濾波器（BPF）帶阻濾波器（BEF）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

圖7-15

各種濾波器的理想幅頻特性第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

1.一階有源低通濾波器(LPF)傳遞函數(shù)中出現(xiàn)

的一次項(xiàng),故稱為一階濾波器傳遞函數(shù):

++

_uoRfRR1uiCA圖7-16

帶有同相放大的一階有源低通濾波器(7-14)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

幅頻特性：相頻特性：幅頻特性及幅頻特性曲線傳遞函數(shù):圖7-17

一階低通濾波器的幅頻特性01+RF/R10.707(1+RF/R1)

0Uo/Ui

++

_uoRfRR1uiCA截止頻率：（7-15）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

1、時(shí)：有放大作用3、

時(shí)：運(yùn)放輸出，帶負(fù)載能力強(qiáng)。2、時(shí)：幅頻特性與一階無(wú)源低通濾波器類似電路特點(diǎn):圖7-17一階低通濾波器的幅頻特性第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

2.一階有源高通濾波器(HPF)傳遞函數(shù):

++

_uoRfRR1uiCA圖7-18

一階有源高通濾波器(7-16)

（7-17）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

幅頻特性及幅頻特性曲線幅頻特性：傳遞函數(shù):01+RF/R10.707(1+RF/R1)

0圖7-19一階高通濾波器的幅頻特性圖7-19一階高通濾波器的對(duì)數(shù)幅頻特性其中第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

3.二階有源低通濾波器(LPF)

Aup=1+Rf/R1傳遞函數(shù)中出現(xiàn)

的二次項(xiàng),故稱為二階濾波器

++

_uoRfRR1uiCRCA圖7-20

二階壓控電壓源低通濾波器（7-18）式中:第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

以上兩式表明，當(dāng)2<Aup<3時(shí)，Q>1，在f=f0處的電壓增益將大于Aup，幅頻特性在f=f0

處將抬高。

當(dāng)Aup≥3時(shí)，Q=∞，有源濾波器自激。由于將C1接到輸出端，等于在高頻端給LPF加了一點(diǎn)正反饋，所以在高頻端的放大倍數(shù)有所抬高，甚至可能引起自激。幅頻特性曲線7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

圖7-21二階有源低通濾波器的對(duì)數(shù)幅頻特性第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用4.

二階有源高通濾波器(HPF)由此繪出頻率響應(yīng)特性曲線

(1)通帶增益(2)頻率響應(yīng)，7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

其中：

++

_uoRfRR1uiCRCA圖7-22

二階有源高通濾波器（7-19）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

結(jié)論：當(dāng)f＜＜f0時(shí)，幅頻特性曲線的斜為+40dB/dec；當(dāng)Aup≥3時(shí)，電路自激。頻率響應(yīng)特性曲線

7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

圖7-23

二階有源高通濾波特性第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

帶通濾波器的作用是只允許某一頻帶內(nèi)的信號(hào)通過(guò)，而將此頻帶以外的信號(hào)阻止通過(guò)。在各種抗干擾設(shè)備中，就是利用帶通濾波器的這種作用來(lái)接收某一頻帶范圍內(nèi)的有用信號(hào)，而消除高、低頻段的干擾和噪聲。

帶通濾波器是由低通和高通濾波器串聯(lián)而成的。兩者同時(shí)被覆蓋的頻帶即等于fH-fL形成一個(gè)通頻帶。其原理示意圖見圖7-24。，

圖7-25(a)是二階壓控電壓源帶通濾波器電路。其中R、C1構(gòu)成低通網(wǎng)絡(luò)，R2、C2組成高通網(wǎng)絡(luò)。二者串聯(lián)后接在集成運(yùn)放的同相輸入端?？汕蟮枚A壓控電壓源帶通濾波器的頻率特性為5.有源帶通濾波器(BPF)7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

可由低通和高通串聯(lián)得到必須滿足低通特征角頻率高通特征角頻率5.有源帶通濾波器(BPF)7.1

集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

++

_uoRfRR1uiCRCARR3=RLPFHPFNu+圖7-25

帶通濾波器電路圖7-24

帶通濾波器的原理示意圖

(7-20)(7-21)(7-22)(7-23)(7-24)(7-25)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

帶阻濾波器的作用是在規(guī)定的頻帶內(nèi)，信號(hào)被阻止通過(guò)，而在此頻帶之外的信號(hào)能夠順利通過(guò)。帶阻濾波器(又名陷波器)和帶通濾波器一樣常用于各種抗干擾設(shè)備電路中。如抑制50Hz交流電源引起的工頻干擾信號(hào)，在工業(yè)控制中常常用到它。

將低通濾波器和高通濾波器并接在一起，就形成了帶阻濾波器。兩者同時(shí)被阻斷的頻帶即為該濾波器的阻帶。其原理示意圖見圖7-26。

由圖可知，凡是f<fL的信號(hào)均可從低通濾波器通過(guò)，凡是f>fH的信號(hào)則可從高通濾波器通過(guò)，惟有fL<f<fH的信號(hào)被阻斷。fL為低通濾波器的通帶截止頻率，fH為高通濾波器通帶截止頻率。

6.有源帶阻濾波器(BEF)7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

圖7-27(a)所示為典型的雙T帶阻濾波器，信號(hào)經(jīng)并聯(lián)而成的雙T網(wǎng)絡(luò)加到運(yùn)放的同相輸入端。

6.有源帶阻濾波器(BEF)7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

(7-26)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用6.有源帶阻濾波器(BEF)

可由低通和高通并聯(lián)得到必須滿足7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

++

_uoRfRR1uiC2CACR/2Au+RB圖7-27

雙T帶阻濾波器圖7-26

帶阻濾波器原理示意圖第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用

【例7-5】為消除50Hz的工頻干擾，在工業(yè)檢測(cè)儀表電路中，常使用如圖7-27所示的陷波器。要求Q＝10，試求電路中各個(gè)電阻的阻值和電容值。7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

解：已知該陷波器的中心頻率fo=50Hz，假設(shè)C=4700pF，求得

++

_uoRfRR1uiC2CACR/2Au+RB圖7-27雙T帶阻濾波器（陷波器）第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

由，則

而

，則由電路的直流平衡要求可得

解得

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用*7.1.9精密整流電路

7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

精密整流電路是由于硅二極管的起始導(dǎo)通電壓約為0.5V，用它來(lái)進(jìn)行整流，會(huì)產(chǎn)生很大的誤差的緣故而提出對(duì)小信號(hào)電壓進(jìn)行整流，若采用由集成運(yùn)放組件和二極管組成的如圖所示整流電路就可完成對(duì)微弱信號(hào)進(jìn)行半波精密整流。

++

_uoRfRR1uiD1D2u’o∑A圖7-28

半波精密整流電路第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

tui0tuo0tuo0(1)當(dāng)ui>0

時(shí)，集成運(yùn)放輸出電壓u’o為負(fù)，于是二極管D1導(dǎo)通，深度的電壓并聯(lián)負(fù)反饋使運(yùn)放的反相輸入端∑

點(diǎn)為“虛地”，即u∑≈0。因此，

u’o≈-0.7V，此時(shí)二極管D2截止，電路輸出電壓uo=0

。

（２）當(dāng)ui<0

時(shí)，集成運(yùn)放輸出電壓u’o為正，于是二極管D2導(dǎo)通，深度的電壓并聯(lián)復(fù)反饋通過(guò)D2和Rf加在虛地點(diǎn)∑，使u∑≈0。此時(shí)電路輸出電壓為圖７-２８半波精密整流波形第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.1集成運(yùn)算放大器的線性應(yīng)用

由分析可知，即使ui<0.5V(硅二極管的起始電壓)，輸出電壓uo

仍為|-ui|，該二極管具有較高精度。假設(shè)運(yùn)放的開環(huán)電壓增益Auo=5×104

，二極管的導(dǎo)通電壓Uon=0.5V，那么只要輸入電壓ui>10μV

，就會(huì)使D1導(dǎo)通，而當(dāng)ui<-10μV

，則又會(huì)使D2導(dǎo)通。也就是說(shuō)，只要輸入電壓的幅度超過(guò)10μV

，電路就能正常工作，最小整流電壓峰值僅為10μV

。

++

_Rf1R3R1uiD1D2u’o∑

++

_Rf2Rf3R2R4A1A2圖7-29

全波精密整流電路

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用功能：特性：電壓比較器將一個(gè)模擬電壓信號(hào)與一參考電壓相比較，輸出一定的高低電平。運(yùn)放組成的電路處于非線性狀態(tài)，輸出與輸入的關(guān)系uo=f(ui)是非線性函數(shù)。

uoui++

_Auoui0+Uom-Uom理想實(shí)際圖7-30

單門限電壓比較器及傳輸特性第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用1.

運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)的判定：運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)基本分析方法2.

運(yùn)放工作在非線性狀態(tài)的分析方法：

若U+＞U-

則UO=+Uom；若U+＜U-

則UO=-Uom。虛斷（運(yùn)放輸入端電流=0）

注意：此時(shí)不能用虛短！電路開環(huán)或引入正反饋。uoui0+Uom-Uom

uoui++

_A第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用7.2.1單門限電壓比較器1.過(guò)零比較器:（門限電平=0）

uoui++

_uoui0+Uom-UomA+Uom-Uomui0uo

uo++

_uiA第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用例題：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲ā?/p>

++

_uouiAtui0+Uom-Uomtuo0圖7-31

過(guò)零比較器波形變換

第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用2.

單門限比較器（與參考電壓比較）UREF為參考電壓當(dāng)ui>UREF時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui<UREF時(shí),uo=-Uom

運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)ui0+Uom-UomUREF

++

_uouiUREFA第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用當(dāng)ui<UREF時(shí),uo=+Uom當(dāng)ui>UREF時(shí),uo=-Uom

若ui從反相端輸入ui0-UomUREF

++

_uouiUREFA第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓3.

限幅電路——使輸出電壓穩(wěn)定ui0+UZ-UZui0+Uom-Uom忽略了UD

++

_uouiA

++

_uoui

UZAＲ第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用

穩(wěn)幅電路的另一種形式：將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上uoui0+UZ-UZR′=R

++

_uoui

UZRR’A第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用1.滯回比較器特點(diǎn):電路中使用正反饋。1)因?yàn)橛姓答仯暂敵鲲柡汀?)當(dāng)uo正飽和時(shí)(uo=+Uom)：3)當(dāng)uo負(fù)飽和時(shí)(uo=-Uom)

++

_uouiR1R2RfU+A圖7-32

滯回電壓比較器7.2.2

滯回電壓比較器(7-27)(7-28)第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用2.滯回比較器設(shè)ui

,當(dāng)ui<UTH2,uo從-Uom

+Uom這時(shí),uo=-Uom,U+=UTH2設(shè)初始值:

uo=+Uom,U+=UTH1設(shè)ui

,當(dāng)ui>UTH1,uo從+Uom

-Uomui0+Uom-UomUTH2uoUTH1

++

_uouiR1R2RFU+A這時(shí),uo=Uom

,U+=UTH1第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用3.傳輸特性UTH1上門限電壓UTH2下門限電壓UTH1-UTH2為回差△UTHui0+Uom-UomUTH2uoUTH1圖7-34滯回電壓比較器輸出特性第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用

例:設(shè)輸入為正弦波,畫出輸出的波形。

++

_uouiR1R2RFU+AUT+UT-Uom-Uomtui0tuo0圖7-33

滯回比較器波形變換第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用加上參考電壓后的遲滯比較器：

上、下門限：DZ

++

_uouiR1R2RFU+UREFA圖7-34

滯回電壓比較器ui+Uom-UomUTH10uoUTH2圖7-35

滯回曲線形成過(guò)程（7－２7）

（7－２８）Ｒ３第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2

集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用

例題：R1=10k

，R2=10k

，UZ=6V，UR=10V。當(dāng)輸入ui為如圖所示的波形時(shí)，畫出輸出uo的波形。上下限：DZ

++

_uouiR1R2RFU+UREFAui+6V-6V8V0uo3VＲ３第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.2集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用3V8V+UZ-UZui0tuo0tui+6V-6V8V0uo3VDZ

++

_uoUiR1R2RFU+UREFAR3圖7-24（a）滯回電壓比較器第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.3

集成運(yùn)放的使用常識(shí)

7.3.1

合理選用集成運(yùn)放型號(hào)

按照集成運(yùn)放指標(biāo)、性能不同分類，集成運(yùn)放可分為高放大倍數(shù)的通用型、高輸入阻抗、低漂移、低功能、高速、寬帶、高壓、大功率和電壓比較器等專用集成運(yùn)放。在結(jié)構(gòu)上還有單片多運(yùn)放型功放。在選用集成運(yùn)放時(shí)，要遵循經(jīng)濟(jì)適用原則，選用性價(jià)比較高的運(yùn)放，一般指標(biāo)性能高的運(yùn)放、專用集成運(yùn)放，價(jià)格也相應(yīng)較高，在無(wú)特別要求的場(chǎng)合應(yīng)盡量選用通用型、多運(yùn)放型運(yùn)放。第7章集成運(yùn)算放大器的基本應(yīng)用7.3

集成運(yùn)放的使用常識(shí)

7.3.2

集成運(yùn)放的引腳功能

集成運(yùn)放的種類、門類很多，管腳數(shù)、管腳的功能和作用也不相同。如果不充分了解管腳的功能，盲目使用，就會(huì)造成使用失當(dāng)，引來(lái)麻煩。因此在使用前必須認(rèn)真查閱該型號(hào)器件