模塊三集成運算放大電路

1、1 1模塊三模塊三 集成運算放大電路集成運算放大電路【教學(xué)聚焦】【教學(xué)聚焦】一、知識目標(biāo)：一、知識目標(biāo)：1、掌握集成運算放大電路的結(jié)構(gòu)和功能；2、掌握理想集成運算放大器的特性；3、掌握集成運算放大器的線性運用：微積分波形變換電路的功能，模擬乘法器的電路結(jié)構(gòu)及功能和應(yīng)用；4、掌握集成運算放大電路的非線性運用：電壓比較器、遲滯比較器和非正弦波發(fā)生器的電路的結(jié)構(gòu)及功能；5、掌握集成運算放大電路組成的有源濾波器的結(jié)構(gòu)及功能特性。 二、技能目標(biāo)：二、技能目標(biāo)：1、掌握集成運算放大器的應(yīng)用電路的焊裝和調(diào)試的方法；2、掌握常用儀器的測量和使用的方法。2 2項目項目1集成運算放大電路的基本知識集成運算放大電路

2、的基本知識3.1.1 差分放大電路差分放大電路3.1.2 集成運算放大電路的結(jié)構(gòu)、封裝和符號集成運算放大電路的結(jié)構(gòu)、封裝和符號3.1.3 理想集成運算放大器的特性理想集成運算放大器的特性3.1.4 集成運算放大器實際使用時候注意事項集成運算放大器實際使用時候注意事項3 3項目項目1 集成運算放大電路的基本知識集成運算放大電路的基本知識3.1.1 差分放大電路1、電路組成、電路組成圖圖3.1 基本差分放大電路基本差分放大電路由兩個完全相同的單管放大電路組成。由于兩個三極管V1、V2的特性完全一樣，外接電阻也完全對稱相等，兩邊各元件的溫度特性也都一樣，因此兩邊電路是完全對稱的。 4 42、電路工作

3、原理、電路工作原理V1、V2是兩只特性相同的三極管，實現(xiàn)電流放大； 兩管的集電極電阻RC，實現(xiàn)將集電極電流變化轉(zhuǎn)變?yōu)橄鄳?yīng)的電壓變化；兩管的RB1、RB2為三極管提供合適的靜態(tài)工作； 輸入端兩個電阻R將輸入信號電壓Ui轉(zhuǎn)化成大小相等，方向（相位）相反的一對輸入信號Ui1和Ui2，分別加到V1和V2的基極。 習(xí)慣上稱這對大小相等，方向（相位）相反的輸入信號為差模信號，對應(yīng)的輸入方式稱為差模輸入；RL是負(fù)載，接兩管集電極構(gòu)成雙端輸出。 5 5（1）抑制零點漂移無信號輸入時，由于兩管的特性相同，元件參數(shù)相等，輸出信號為零，避免了零點漂移現(xiàn)象。當(dāng)環(huán)境溫度發(fā)生變化或電源電壓出現(xiàn)波動時，將引起三極管參數(shù)的變

4、化，由于兩管特性相同，電路對稱，IC1=IC2；UC1=UC2。于是輸出電壓變化量為：Uo=UC1UC2=0 ，故“零漂”現(xiàn)象消失。 （2）差模電壓放大倍數(shù)差分放大電路對差模信號的電壓放大倍數(shù)與單管電壓放大倍數(shù)相等beBBLCidodududrRRRRUUAA/)2/(121116 6（3）共模電壓放大倍數(shù)共模信號是指大小相等，方向(相位)相同的一對輸入信號，對應(yīng)的輸入方式稱共模輸入。一般來說，共模輸入信號是一對等效的輸入信號，由環(huán)境溫度變化、電源電壓波動引起輸出端漂移電壓折合到輸入端而獲得；或由差分放大電路兩個輸入端輸入電壓不相等而獲得。實用中，沒有可以用儀表檢測到的，確實獨立存在的共模信號

5、，這一點要特別注意理解。 （4）共模抑制比KCMR 共模抑制比是用來表明差分放大電路對共模信號抑制能力的一個參數(shù)，定義為差模放大倍數(shù)Aud與共模放大倍數(shù) Auc的比值，用KCMR表示，KCMR=此值越大，說明差分放大電路分辨差模信號的能力和抑制零點漂移的能力越強，放大電路的性能越好，一般差分放大電路的KCMR= 103106。 ucudAA7 7（5）帶射極公共電阻的差分放大電路）帶射極公共電阻的差分放大電路帶射極公共電阻RE的差放電路也叫長尾式差動放大器。 接入公共電阻RE的目的是引入直流負(fù)反饋。能夠抑制共模信號的輸出。 對于共模輸入信號，由于電路對稱，兩管的射極電流IE（約等于集電極電流I

6、C ）變化量大小相等、極性相同（即同增同減），IE1=IE2=IE，使流過RE的總電流變化量為2IE，這個電流變化量在RE上產(chǎn)生的電壓變化量（2IERE）構(gòu)成負(fù)反饋信號，可使共模放大倍數(shù)降低。 圖3.2 帶RE的差分放大電路8 83、帶恒流源的差分放大電路、帶恒流源的差分放大電路 （1）電路組成采用恒流源來代替電阻RE，由于存在電流負(fù)反饋， 其輸出電流IC基本恒定，故這種電路稱為恒流源電路。 圖圖3.3 帶恒流源的差分放大電路帶恒流源的差分放大電路9 9（2）電流鏡電路電流鏡是一個輸入電流IS與輸出電流IO相等的電路， Q1和Q2的特性相同，即VBE1 = VBE2，1 = 2。優(yōu)點： 三極管

7、之受溫度的影響，但利用電流鏡像恒流源，不受影響，主要依靠外接電阻R經(jīng) Q2去決定輸出電流IO（IC2 = IO）。 圖圖3.43.4鏡像電流源鏡像電流源10 104.差分放大電路的輸入輸出方式差分放大電路的輸入輸出方式 單端輸入、單端輸出 單端輸出不能抑制溫度變化，元件老化等因素引起的零點漂移，因而，必須采取工作點穩(wěn)定措施，保證差分放大電路的正常工作。 （a）反相輸出（b）同相輸出圖圖3.5 單端輸入、單端輸出的差分放大電路單端輸入、單端輸出的差分放大電路11 11（2）單端輸入，雙端輸出單端輸入，雙端輸出電壓放大倍數(shù)與雙端輸入、雙端輸出的差分放大電路相同，且具有抑制溫度、元件老化等因素引起的

8、零點漂移。圖圖3.6單端輸入、雙端輸出的差分放大電路單端輸入、雙端輸出的差分放大電路12 12（3）雙端輸入，單端輸出這種電路的電壓放大倍數(shù)與單端輸入、單端輸出差分放大電路相同，且也要采取工作點穩(wěn)定措施。任何方式輸入不影響差分放大器的電壓增益。任何方式輸入不影響差分放大器的電壓增益。單端輸出是雙端輸出增益的一半。單端輸出是雙端輸出增益的一半。圖圖3.7雙端輸入、單端輸出差分放大電路雙端輸入、單端輸出差分放大電路13 133.1.2 集成運算放大電路的結(jié)構(gòu)、封裝和符號1、集成運放的集成組成、集成運放的集成組成差分 輸入級中間電壓放大級輸出級偏置電路圖圖3.8 集成運放的結(jié)構(gòu)框圖集成運放的結(jié)構(gòu)框圖

9、14 14輸入級輸入級：提高運算放大器質(zhì)量的關(guān)鍵部分。要求：輸入電阻高，能減少零漂和抑制干擾信號。電路形式：采用具有恒流源的差動放大電路，降低零漂，提高KCMR。并且通常在低電流狀態(tài)，以獲得較高的輸入阻抗。中間級中間級：進行電壓放大，獲得運放的總增益。要求：Au高，同時向輸出級提供較大的推動電流。電路形式：帶有恒流源負(fù)載的共射電路輸出級輸出級：與負(fù)載相接。要求：輸出電阻低，帶負(fù)載能力強，能輸出足夠大的電壓和電流，并有過載保護措施。電路形式：一般由互補對稱電路或源極跟隨器構(gòu)成。偏置電路偏置電路：為上述各級電路提供穩(wěn)定和合適的偏置電流，決定各級的靜態(tài)工作點;為輸入級設(shè)置一個電流值低而又十分穩(wěn)定的偏

10、置電流，也可作為有源負(fù)載提高電壓增益。電路形式：各種恒流源電路。 15 15集成電路的封裝形式集成電路的封裝形式圖3.9 封裝形式圓殼式雙列直插式扁平式單列直插式菱形式16 162.運算放大電路的電路符號運算放大電路的電路符號它有兩個輸入端和一個輸出端。反相輸入端標(biāo)“-”號，同相輸入端標(biāo)“+”號。輸出電壓與反相輸入電壓相位相反，與同相輸入電壓相位相同。此外還有兩個端分別接正、負(fù)電源有些集成運放還有調(diào)零端和相位補償端。 圖圖3.10 符號符號圖圖3.11 國際符號國際符號17 173.1.3 理想集成運算放大器的特性理想集成運算放大器的特性(1)開環(huán)差模電壓放大倍數(shù)趨于無窮；Aud(2) 輸入電

11、阻趨于無窮；Rid(3) 輸出電阻趨于零；RO0(4) 共模抑制比趨于無窮；KCMR(5) 有無限寬的頻帶；BW(6) 當(dāng)輸入端u -= u + 時，uo=0。1. 集成運算放大器的理想化條件集成運算放大器的理想化條件18 18（1）理想集成運算放大器兩輸入端間的電壓為0，但又不是短 路，故常稱為“虛短虛短”。即： 因為Kd，則ui=u+-u-=uo/Kd=0，所以u+=u-。這樣，兩個輸入端可以認(rèn)為是虛連接，當(dāng)其中一個輸入端接地時，另一個輸入端也為零電位，稱為“虛地”。（2）理想運放的兩個輸入端不取電流，但又不是開路，一般稱為“虛斷虛斷”。即： 因為Ri，所以Ii=（u+-u-)/Ri=0。

12、 2. 集成運算放大器的兩個重要特性集成運算放大器的兩個重要特性圖圖3.12 理想運放模型理想運放模型uu19 19當(dāng)集成運放工作在線性放大區(qū)的條件是：（1）U=U+ （2）I=I+=0我們在計算電路時，只要是線性應(yīng)用，均可以采用以上兩個結(jié)論，當(dāng)集成運放工作在線性區(qū)的時候輸入、輸出關(guān)系為：UO=Aod（UU+）3. 集成運算放大器工作在線性區(qū)的特性集成運算放大器工作在線性區(qū)的特性4. 集成運算放大器工作在非線性區(qū)的特性集成運算放大器工作在非線性區(qū)的特性當(dāng) 時， ；當(dāng) 時， 。其中Uom是集成運放的正向或反向輸出電壓最大值。uuOmOUuuuOmOUu5. 集成運算放大器電壓傳輸特性集成運算放大

13、器電壓傳輸特性20203.1.4 集成運算放大器實際使用時候注意事項1.集成運算放大器的性能指標(biāo)集成運算放大器的性能指標(biāo) 輸入失調(diào)電壓UIS：對于理想集成運放，當(dāng)輸入電壓為零時，輸出電壓應(yīng)該為零。但由于制造工藝等原因，實際的集成運放在輸入電壓為零時，輸出電壓常不為零。為了使輸出電壓為零，需在輸入端加一適當(dāng)?shù)闹绷餮a償電壓，這個輸入電壓叫做輸入失調(diào)電壓UIS，其值等于輸入電壓為零時，輸出的電壓折算到輸入端的電壓值。UIS一般為毫伏級，它的大小反映了差動輸入級的對稱程度，失調(diào)電壓越大，集成運放的對稱性越差。 輸入失調(diào)電流IIS：輸入失調(diào)電流是指輸入信號為零時，兩個輸入端靜態(tài)電流I+與I-之差，一般為

14、輸入靜態(tài)偏置電流的十分之一左右。IIS是由差動輸入級兩個晶體管的值不一致所引起的。 21 21 開環(huán)電壓增益Kd： 開環(huán)電壓增益是指集成運放在無外接反饋電路時的差模電壓放大倍數(shù)。也可用Kd的常用對數(shù)表示。一般運放的電壓增益都很大，為60100dB，高增益運放可達140dB(即107)。 輸入阻抗ri和輸出阻抗ro：輸入阻抗ri是指運放開環(huán)運用時，從兩個輸入端看進去的動態(tài)阻抗，它等于兩個輸入端之間的電壓Ui變化與其引起的輸入電流Ii的變化之比，即ri=Ui/Ii，ri越大越好。雙極型晶體管輸入級的ri值為104-106，單極型場效應(yīng)管輸入級ri可達109以上。輸出阻抗ro是指運放開環(huán)運用時，從輸

15、出端與地端看進去的動態(tài)阻抗。一般在幾百歐姆之內(nèi)。 共模抑制比KCMR：共模抑制比是指集成運放開環(huán)運用時，差模電壓放大倍數(shù)與共模電壓放大倍數(shù)之比。KCMR值越大，抗共模干擾能力越強，一般集成運放的KCMR都可達到80dB，高質(zhì)量的集成運放可達l00dB以上。 2222常用的集成運放有單運放電路A741(F007)；雙運放電路F353；四運放電路 F4156等，這些集成電路的電源均為 2.常用集成運算放大器的管腳常用集成運算放大器的管腳V15（a）單運放）單運放 （b）雙運放）雙運放 （c）四運放）四運放 圖圖3.14 常用集成運放引腳圖常用集成運放引腳圖23233.常用集成運算放大器實際使常用集

16、成運算放大器實際使用時候注意的問題用時候注意的問題（1）調(diào)零或設(shè)置偏置電壓由于失調(diào)電壓及失調(diào)電流的的存在，輸入為零時輸出往往不為零。對于內(nèi)部無自動穩(wěn)零措施的運放需外加調(diào)零電路，使之在零輸入時輸出為零。對于單電源供電的運放，有時還需在輸入端加直流偏置電壓，設(shè)置合適的靜態(tài)輸出電壓，以便能放大正、負(fù)兩個方向的變化信號。（2）注意自激振蕩的消除集成運放是多級直接耦合的放大器，因存在著分布電容等分布參數(shù)，信號在傳輸過程中會產(chǎn)生相移。當(dāng)運放閉環(huán)(輸出端與輸入端經(jīng)過導(dǎo)線、元器件相連)后，會在某些頻率上產(chǎn)生自激振蕩。為了使放大器工作穩(wěn)定，通常外接RC消振電路或消振電容，用來破壞產(chǎn)生自激振蕩的條件。2424（1

17、）輸入端保護）輸入端保護一般情況下，運放工作在開環(huán) ( 即未引反饋 ) 狀態(tài)時，容易因差模電壓過大而損壞；在閉環(huán)狀態(tài)時，容易因共模電壓超出極限值而損壞。當(dāng)輸入端所加的電壓過高時會損壞輸入級的晶體管。在輸入端處接入兩個反向并聯(lián)的二極管，將輸入電壓限制在二極管的正向壓降以下，如圖3.15所示。4. 集成運算放大器的保護集成運算放大器的保護圖圖3.15 二極管輸入端保護電路二極管輸入端保護電路 2525（2）輸出端保護為了防止輸出電壓過大，可利用穩(wěn)壓管來保護，將兩個穩(wěn)壓管反向串聯(lián)，將輸出電壓限制在(Uz+UD)的范圍內(nèi)，其中，Uz是穩(wěn)壓管的穩(wěn)定電壓，UD是它的正向管壓降，如圖3.16所示。 圖圖3.

18、16 穩(wěn)壓管輸出端保護電路圖穩(wěn)壓管輸出端保護電路圖 2626（3）電源保護為了防止電源極性接反，利用二極管單向?qū)щ娦裕陔娫炊舜?lián)二極管來實現(xiàn)保護。如圖3.17所示。 3.17電源保護電路電源保護電路2727項目項目2 集成運算放大電路的線性應(yīng)用集成運算放大電路的線性應(yīng)用 3.2.1 集成運放的基本運算電路集成運放的基本運算電路3.2.2 微分電路和積分電路微分電路和積分電路3.2.3 模擬乘法器及應(yīng)用模擬乘法器及應(yīng)用2828項目二 集成運算放大器的線性應(yīng)用輸入電壓ui經(jīng)電阻R1由反相輸入端輸入，輸出端與反相端之間接一反饋電阻RF，同相輸入端與地之間接一平衡電阻R2，且R2=R1/RF，以保證

19、運放輸入端的對稱。 3.2.1 集成運放的基本運算電路集成運放的基本運算電路1RRUUAFiouf1、反相比例運算放大器、反相比例運算放大器圖圖3.18 反相比例運算放大器反相比例運算放大器2929例例3.1：在圖：在圖3.18中，已知R1=10k， Rf=500k，求電壓放大倍數(shù)Auf、輸入電阻ri及平衡電阻R2。 5010500ifufRRA解：kRRRf8 . 95001050010/12KRrfi10130302、同相比例運算放大器、同相比例運算放大器將反相放大器中R1端接地，輸入電壓ui經(jīng)電阻R2由同相輸入端輸入，即可構(gòu)成同相放大器，實現(xiàn)輸出電壓uo與輸入電壓ui之間的同相比例運算

20、)1 (1RRAFuf圖圖3.19 同相比例運算放大器同相比例運算放大器當(dāng)當(dāng)RF=0時時KF=1，電路就變，電路就變成電壓跟隨器。成電壓跟隨器。 31 31圖圖3.20 加法運算電路加法運算電路)(212111IFIFOuRRuRRu（1）反相加法器運算電路的特點：）反相加法器運算電路的特點：1）輸入電阻低；2）共模電壓低；3）當(dāng)改變某一路輸入電阻時，對其它路無影響；（2）同相加法器運算電路的特點：）同相加法器運算電路的特點：1）輸入電阻高；2）共模電壓高；3）當(dāng)改變某一路輸入電阻時，對其它路有影響；3、加法運算電路、加法運算電路3232OmOUu VuRRuRRuIFIFO8)2102015

21、20()(212111例例3.2 在圖在圖3.20所示的反相加法運算電路中，若R11=5k，R12=10k，RF=20 k，uI1=1V，uI2=2V，最大輸出電壓V。求輸出電壓uO=？解：因，故電路工作在線性區(qū)，可實現(xiàn)反相加法運算。12OmU3333減法運算電路可看作是反相比例運算電路與同相比例運算電路的疊加。 1123231)1 (IFIFOuRRuRRRRRu4、減法運算電路、減法運算電路圖圖3.21減法運算電路減法運算電路FRRRR321，Ou(1) 當(dāng) 時，上式為 即輸出電壓與輸入電壓的差值成正比例。 (2)當(dāng) 時，上式為可見輸出電壓等于兩個輸入電壓的差，從而能進行減法運算。 )(1

22、21IIFOuuRRuFRRRR321=12IIuu34343.2.2 微分和積分電路微分和積分電路1、積分運算電路、積分運算電路圖圖3.22 積分器積分器 在圖3.18所示的反相輸入放大器中， 將反饋電阻Rf換成電容C，就成了積分運算電路，如下圖3.22所示。也稱為積分器。 IFCOuCRuu11這個電路應(yīng)用到有直流成分的輸入電壓時，積分時間不能太長，以免輸出電壓達到飽和。因此要增加一些開關(guān)，積分時間結(jié)束時切斷輸入回路，積分開始前使電容器放電。積分運算電路常用于對呼吸流速等進行積分處理，求得呼吸流量、血液流量等生理參數(shù)。 3535微分運算是積分運算的逆運算。將積分運算電路中的反饋電容CF和輸

23、入電阻R1交換位置，即構(gòu)成微分運算放大器。 2、微分運算電路、微分運算電路dtduCRRiuIFFCO圖圖3.23 微分器微分器微分器可用來對血壓、阻抗容積圖等波形進行處理，以求得其變化速率。36361、集成模擬乘法器的工作原理、集成模擬乘法器的工作原理3.2.3 模擬乘法器及應(yīng)用模擬乘法器及應(yīng)用(1）模擬乘法器的基本特性模擬乘法器是實現(xiàn)兩個模擬量相乘功能的器件，理想乘法器的輸出電壓與同一時刻兩個輸入電壓瞬時值的乘積成正比，而且輸入電壓的波形、幅度、極性和頻率可以是任意的。其符號如圖3.24所示，K為乘法器的增益系數(shù)。uo=Kuxuy 圖圖3.243737(2）變跨導(dǎo)模擬乘法器的基本工作原理

24、變跨導(dǎo)模擬乘法器是在帶電流源差分放大電路的基礎(chǔ)上發(fā)展起來的，、其基本原理電路如下圖3.25所示。3838實用變跨導(dǎo)模擬乘法器由兩個具有壓控電流源的差分電路組成，稱為雙差分對模擬乘法器，也稱為雙平衡模擬乘法器。屬于這一類的單片集成模擬乘法器有MC1496、MC1595等。2、單片集成模擬乘法器、單片集成模擬乘法器3、集成模擬乘法器的應(yīng)用、集成模擬乘法器的應(yīng)用 基本運算電路1) 平方運算如圖3.26所示，將模擬乘法器的兩個輸入端輸入相同的信號，該電路的輸出為2)(IouKu 39392) 除法運算器如圖3.27所示，由集成運放和模擬乘法器組成。當(dāng)u10時，uO0，為使u30；當(dāng)u10，為使u30，

25、則 u20 。故 條件：u3與u1必須反相。)/()/(2112uuKRRuo圖圖3.27 除法器圖除法器圖 40403) 平方根運算：如圖3.28所示。)0(11uKuuo4) 壓控增益 如圖3.29所示，改變直流電壓UX的大小，就可以調(diào)節(jié)電路的增益。圖圖3.28 平方根運算電路平方根運算電路圖圖3.29 壓控增益電路壓控增益電路yxouKuu 41 41項目項目3 集成運算放大電路的非線性應(yīng)用集成運算放大電路的非線性應(yīng)用3.3.1 電壓比較器電壓比較器3.3.2 遲滯比較器遲滯比較器4242UR是參考電壓，加在同相輸入端，輸入電壓ui加在反相輸入端。運算放大器工作于開環(huán)狀態(tài) 項目項目3 集

26、成運算放大電路的非線性應(yīng)用集成運算放大電路的非線性應(yīng)用3.3.1 電壓比較器電壓比較器1、電壓比較器的結(jié)構(gòu)、電壓比較器的結(jié)構(gòu)圖圖3.30 電壓比較器電壓比較器4343由于開環(huán)電壓增益很高，即為集成運放本身的電壓增益，所以即使輸入端有一個非常微小的差模信號，也會使電路輸出電壓達到飽和電壓值，即接近集成運放的電源電壓。 當(dāng)uiUR時，輸出負(fù)飽和值-Uom(接近負(fù)電源-E)，可見比較器的輸入端進行的是模擬信號大小的比較，而在輸出端則以高電平或低電平來反映其比較的結(jié)果。2、電壓比較器的傳輸特性、電壓比較器的傳輸特性3、過零比較器、過零比較器當(dāng)參考電壓UR=0時，即輸入電壓 ui與零電平比較，稱為過零比

27、較器。 圖圖3.31過零比較器過零比較器4444例例3.3 設(shè)計一個簡單的電壓比較器，要求如下： UREF=2V；輸出低電平約為-6V，輸出高電平約為0.7V；當(dāng)輸入電壓大于2V時，輸出為低電平。解：因輸入電壓大于2V時，輸出為低電平。故輸入信號應(yīng)加在反相輸入端，同相輸入端加2V的參考電壓。又因輸出低電平約為-6V，輸出高電平約為0.7V，故可采用具有限幅作用的硅穩(wěn)壓管接在輸出端，它的穩(wěn)定電壓為6V。當(dāng)輸出高電平時，穩(wěn)壓管作普通二極管使用，其導(dǎo)通電壓約為0.7V，故輸出電壓為0.7V；當(dāng)輸出低電平時，穩(wěn)壓管穩(wěn)定電壓為6V，故輸出電壓為6V。綜上所述，滿足設(shè)計要求的電路如圖3.33所示。 圖圖3

28、.32有限幅的過零比較器有限幅的過零比較器4545遲滯比較器是一個具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。在反相輸入單門限電壓比較器的基礎(chǔ)上引入正反饋網(wǎng)絡(luò)，就組成了具有雙門限值的反相輸入遲滯比較器。由于反饋的作用這種比較器的門限電壓是隨輸出電壓的變化而變化的。它的靈敏度低一些，但抗干擾能力卻大大提高。3.3.2 遲滯比較器遲滯比較器1、遲滯比較器結(jié)構(gòu)及特性、遲滯比較器結(jié)構(gòu)及特性圖圖3.34 遲滯比較器電路及傳輸特性遲滯比較器電路及傳輸特性)(322322ZOURRRuRRRuTZUURRRu322TZUURRRu3224646該比較器是一個具有遲滯回環(huán)傳輸特性的比較器。如圖3.34所示，由于正反饋作用，

29、這種比較器的門限電壓是隨輸出電壓uO的變化而變化。在實際電路中為了滿足負(fù)載的需要，通常在集成運放的輸出端加穩(wěn)壓管限幅電路，從而獲得合適的UOH和UOL。說明：說明：(1) 由于該電路存在正反饋，因而輸出高、低電平轉(zhuǎn)換很快。(2) 兩個閾值的差稱為回差電壓，即調(diào)節(jié)R2、R3的比值，可改變回差電壓值?；夭铍妷捍?，抗干擾能力強，延時增加。實用中，就是通過調(diào)整回差電壓來改變電路某些性能的。 (3) 還可以在同相端再加一個固定值的參考電壓UREF。此時，回差電壓不受影響，改變的只是閾值，在電壓傳輸特性上表現(xiàn)為特性曲線沿ui前后平移。因此，抗干擾能力不受影響，但越限保護電路的門限發(fā)生了改變。(4) 目前有

30、專門設(shè)計的集成比較器供選用。常用的單電壓集成比較器J631、四電壓集成比較器CB75339，引腳圖如下圖3.35所示。 4747圖圖3.35常用電壓比較器引腳圖常用電壓比較器引腳圖2、遲滯比較器的改進、遲滯比較器的改進當(dāng)輸出狀態(tài)一旦轉(zhuǎn)換后，只要在跳變電壓值附近的干擾不超過U之值，輸出電壓的值就將是穩(wěn)定的?？稍谡答侂娐分薪尤胍粋€非線性元件，如晶體二極管，利用二極管的單向?qū)щ娦裕憧蓪崿F(xiàn)上述要求。 圖圖3.36 改進的遲滯比較器改進的遲滯比較器4848項目項目4 有源濾波器有源濾波器3.4.1 濾波器的基礎(chǔ)知識濾波器的基礎(chǔ)知識3.4.2 一階有源濾波器一階有源濾波器4949濾波器是一種選頻電路。

31、它能選出有用信號，抑制無用信號，使一定頻率范圍內(nèi)的信號能順利通過，衰減很小，而在此頻率范圍以外的信號不易通過，衰減很大。例如，一個較低頻率的信號，其中包含一些較高頻率成分的干擾。通過有源低通濾器可將高頻干擾濾掉，如圖3.37所示。項目項目4 有源濾波器有源濾波器3.4.1 濾波器的基礎(chǔ)知識濾波器的基礎(chǔ)知識1、濾波器概念、濾波器概念圖圖3.37 濾波過程濾波過程5050濾波器一般分為無源濾波器和有源濾波器。（1）無源濾波器）無源濾波器無源濾波器僅由無源元件(R、L 和C)組成的濾波器，它是利用電容和電感元件的、電抗隨頻率的變化而變化的原理構(gòu)成的。優(yōu)點優(yōu)點是電路比較簡單，不需要直流電源供電，可靠性

32、高；成本低，運行穩(wěn)定，技術(shù)相對成熟，容量大。缺點缺點是通帶內(nèi)的信號有能量損耗，負(fù)載效應(yīng)比較明顯，諧波濾除率一般只有80，對基波的無功補償也是一定的。（2）有源濾波器）有源濾波器有源濾波器實際上是一種具有特定頻率響應(yīng)的放大器。它是在運算放大器的基礎(chǔ)上增加一些R、C等無源元件而構(gòu)成的。其優(yōu)點優(yōu)點是反映動作迅速，濾除諧波可達到95以上，補償無功細致。缺點缺點通帶范圍受有源器件(如集成運算放大器）的帶寬限制，需要直流電源供電，可靠性不如無源濾波器高，在高壓、高頻、大功率的場合不適用。由于目前國際上大容量硅閥技術(shù)還不成熟，所以當(dāng)前常見的有源濾波容量不超過600kvar。其運行可靠性也不及無源。通常有源濾波器分為低通濾波器（LPF），高通濾波器（HPF），帶通濾波器（BPF），帶阻濾波器（BEF）。2、濾波器分類、濾波器分類51 51其中器件Zi和Zf的選擇取決于濾波器是低通的或是高通的，但其中之一必須是電抗元件，如圖3.38所示。3.