1、第七章第七章集成运算放大器的应用集成运算放大器的应用1.信号的运算电路：比例；加、减；乘、除；信号的运算电路：比例；加、减；乘、除；对数、指数等运算对数、指数等运算2.信号的处理电路：有源滤波器、精密整流电路信号的处理电路：有源滤波器、精密整流电路 电压比较器和采样保持电路等电压比较器和采样保持电路等3.信号的发生电路信号的发生电路运放的优点运放的优点1.高增益高增益 741型型 102dB2.输入电阻大，输出电阻小输入电阻大，输出电阻小运放与负反馈结合运放与负反馈结合2.深度负反馈的两个基本概念：虚短和虚断深度负反馈的两个基本概念：虚短和虚断1.反馈深度：反馈深度：1AF1，即深度负反馈，即
2、深度负反馈运放的缺点运放的缺点1.频带过窄频带过窄 741型型 7Hz2.线性范围小，容易发生非线性失真线性范围小，容易发生非线性失真负反馈对放大电路性能的改善负反馈对放大电路性能的改善2.减少非线性失真减少非线性失真1.扩展频带扩展频带所以，运放经常与负反馈结合在一起用于信号处理和运算所以，运放经常与负反馈结合在一起用于信号处理和运算理想型运算放大电路的分析与应用：理想型运算放大电路的分析与应用：1、“虚短虚短”与与“虚断虚断”的概念与应用，的概念与应用，2、“同相同相”与与“反相反相”比例运算电路的比例运算电路的分析分析，3、“微分微分”、“积分积分”运算电路的分析，运算电路的分析，4、理
3、想运放非线性工作时的特点与分析。、理想运放非线性工作时的特点与分析。应用应用:理想运放线性与非线性工作状态的判别理想运放线性与非线性工作状态的判别例：写出下列各电路的输出电压与输入电压的运例：写出下列各电路的输出电压与输入电压的运算关系式，要求写出推导过程。算关系式，要求写出推导过程。R 2(a)R 3R 1U OU i1U i2(b)R 2R 1C R 3U OU i V iR 2VOR 3R 1 R 4CV iR 4 VO R 5R 1R 2 R3M(c)(d)一、概述一、概述1.电压比较器的功能：比较电压的大小。电压比较器的功能：比较电压的大小。广泛用于各种报警电路。广泛用于各种报警电路
4、。输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结输入电压是连续的模拟信号；输出电压表示比较的结果，只有高电平和低电平两种情况。果，只有高电平和低电平两种情况。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。使输出产生跃变的输入电压称为阈值电压。2.电压比较器的描述方法电压比较器的描述方法:电压传输特性电压传输特性 uOf(uI)电压传输特性的三个要素：电压传输特性的三个要素：（1）输出高电平）输出高电平UOH和输出低电平和输出低电平UOL（2）阈值电压）阈值电压UT（3）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向）输入电压过阈值电压时输出电压跃变的方向8.2 8.2 电压比较器电压比较器3.几种常用的电压比
5、较器几种常用的电压比较器（1）单门限比较器：只有一个阈值电压）单门限比较器：只有一个阈值电压（3）窗口比较器：）窗口比较器：有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。有两个阈值电压，输入电压单调变化时输出电压跃变两次。（2）滞回比较器：具有滞回特性）滞回比较器：具有滞回特性 输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压输入电压的变化方向不同，阈值电压也不同，但输入电压单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压单调变化使输出电压只跃变一次。回差电压T2T1UUU（1 1）运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。运放工作在非线性状态的判定：电路开环或引入正反馈。4 4、运放工
6、作在非线性状态基本分析方法、运放工作在非线性状态基本分析方法（2 2）运放工作在非线性状态的分析方法：运放工作在非线性状态的分析方法：若若U+U-则则UO=+UOM；若若U+U-则则UO=-UOM。虚断（运放输入端电流虚断（运放输入端电流=0）注意：此时不能用虚短！注意：此时不能用虚短！uoui0+UOM-UOM+uoui1.过零比较器过零比较器:（门限电平（门限电平=0）+uouiuoui0+UOM-UOM二、单门限电压比较器二、单门限电压比较器2.单门限比较器（与参考电压比较）单门限比较器（与参考电压比较）+uouiUREFuoui0+Uom-UomUREFUREF为参考电压为参考电压当当
7、ui UREF时时,uo=+Uom当当ui UREF时时,uo=-Uom 运放处于运放处于开环状态开环状态+uouiUREFuoui0+Uom-UomUREF当当ui UREF时时,uo=-Uom 若若ui从反相端输入从反相端输入+uiuoui0+UZ-UZ用稳压管稳定输出电压用稳压管稳定输出电压uo UZ忽略了忽略了UD3.限幅电路限幅电路使输出电压稳定使输出电压稳定稳幅电路的另一种形式：稳幅电路的另一种形式：+uiuo UZR R_uoui0+UZ-UZR =R传传输输特特性性uoui0+Uom-UomUT+UT-UT+上门限电压上门限电压UT-下门限电压下门限电压UT+-UT-称为回差称
8、为回差om211URRR+UT Tom211URRR+-UT TtuiUT+UT-tuoUom-Uom+uoRR2R1uiU+三、三、滞回比较器滞回比较器特点特点:电路中使电路中使用正反馈。用正反馈。UT-UT+UZ-UZUT+UZ-UZUT-uiuot tt tRZURRRURRRU212211T+RZURRRURRRU212211T+1.若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？若要电压传输特性曲线左右移动，则应如何修改电路？讨论一：如何改变滞回比较器的电压传输特性2.若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？若要电压传输特性曲线上下移动，则应如何修改电路？3.若要改变输入电压
9、过若要改变输入电压过 阈值电压时输出电压的阈值电压时输出电压的 跃变方向，则应如何修跃变方向，则应如何修 改电路？改电路？改变输出改变输出限幅电路限幅电路四、窗口比较器四、窗口比较器RHIUu OMUOMURLIUu OMUOMU 当当uIURH时，时，uO1=uO2=UOM，D1导通，导通，D2截止；截止；uO=UZ。当当uIURH时，时，uO2=uO1=UOM，D2导通，导通，D1截止；截止；uO=UZ。当当URLuI RwcUOMuo0t-UOM2.三角波发生器三角波发生器波形图Z21moVRRV电路与电路与工作原理工作原理：锯齿波发生器应改变积分器的充放电时间常数应改变积分器的充放电时间常数充电：充电：(RR)C，放电：仍为，放电：仍为RC清华大学 华成英 作业：作业：画出图示各电路的电压传输特性。画出图示各电路的电压传输特性。AuIUREFuO
