集成运放的非线性应用知识讲解.ppt

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1、集成运放的非线性应用4.2.3电压比较器运算放大器处在开环状态，由于电压放大倍数极高，因而输入端之间只要有微小电压，运算放大器便进入非线性工作区域，输出电压uo达到最大值UOM。2021/8/32《电子技术基础》差动放大电路基准电压UR=0时，输入电压ui与零电位比较，称为过零比较器。输出端接稳压管限幅。设稳压管的稳定电压为UZ，忽略正向导通电压，则ui>UR时，稳压管正向导通，uo=0；ui

2、压，则ui>UR时，稳压管正向导通，uo=－UZ；uiU+时UO=UOLU-

3、UOH2021/8/35《电子技术基础》差动放大电路5.6.2简单电压比较器把参考电压和输入信号分别接至集成运放的同相和反相输入端，就组成了简单的电压比较器。如图（1）、（2）所示：2021/8/36《电子技术基础》差动放大电路下面我们对它们进行分析一下（只对图（1）所示的电路进行分析）它的传输特性如图（3）所示：它表明：输入电压从低逐渐升高经过UR时，uo将从高电平变为低电平。相反，当输入电压从高逐渐到低时，uo将从低电平变为高电平。阈值电压：我们将比较器的输出电压从一个电平跳变到另一个电平时对应的输入电压的值。它还被称为门限电压。简称为：阈值。

4、用符号UTH表示。利用简单电压比较器可将正弦波变为同频率的方波或矩形波。2021/8/37《电子技术基础》差动放大电路例：电路如（1）所示，输入电压为正弦波如图（4）所示，试画出输出波形解：输出波形与UR有关，输出波形如图（5）所示简单的电压比较器结构简单，灵敏多高，但是抗干能力差，因此我们就要对它进行改进。改进后的电压比较器有：滞回比较器和窗口比较器。在此对它们不作要求。2021/8/38《电子技术基础》差动放大电路5.6.3过零比较器其阈值电压=0，集成运放工作在开环状态，当输入电压小于0时，输出达到正最大；当输入电压大于0时，输出电压达到负最

5、大。若要想获得输出电压跃变方向相反的电压传输特性，则应在电路中将反相输入端接地，而在同相输入端接输入电压。为限制集成运放的差模输入电压，保护其输入级，可加二极管限幅电路。在实用电路中为满足负载的需要，常在集成运放的输出端加稳压管限幅电路，从而获得合适的最高和最低输出电压。限幅电路的稳压管还可跨接在运放输出端和反相输入端之间。2021/8/39《电子技术基础》差动放大电路5.6.5滞回比较器在单限比较器中，输入电压在阈值电压附近的任何微小变化，都将引起输出电压的跃变，不管这种微小变化上来源于输入信号还是外部干扰。因此，虽然单限比较器很灵敏，但是抗干扰

6、能力差。滞回比较器具有滞回特性，即具有惯性，因而也就具有一定的抗干扰能力。滞回比较器中引入了正反馈。2021/8/310《电子技术基础》差动放大电路1.输出电压在输入电压等于阈值电压时的变化2.输入电压小于负阈值电压的变化3.输入电压大于正阈值电压的变化4.输入电压在负阈值电压到正阈值电压之间的变化2021/8/311《电子技术基础》差动放大电路5.6.6窗口比较器单限比较器和滞回比较器在输入电压单一方向变化时，输出电压只跃变一次，因而不能检测出输入电压是否在两个给定电压之间，而窗口比较器具有这一功能。外加参考电压，电阻和稳压管构成限幅电路。通过以

7、上几种电压比较器的分析，可得出如下结论：2021/8/312《电子技术基础》差动放大电路1.在电压比较器，集成运放多工作在非线性区，输出电压只有高电平和低电平两种可能；2.一般用电压传输特性来描述输出电压与输入电压的函数关系；3.电压传输特性的三个要素是输出电压的高低电平，阈值电压和输出电压的跃变方向。输出电压的高低电平决定于限幅电路；令同相端输入电压等于反相端输入电压所求出的输入电压就是阈值电压；输入电压等于阈值电压时输出电压的跃变方向决定于输入电压作用于同相输入端还是反相输入端。2021/8/313《电子技术基础》差动放大电路我们前面学习的比较

8、器都是用集成运放构成的，它存在着一定的缺点。我们一般用集成电压比较器来代替它。集成电压比较器的固有特点是：可直接驱动TTL