電子技術(shù)第講(運(yùn)放非線性應(yīng)用)

電子技術(shù)第講(運(yùn)放非線性應(yīng)用)1第1頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月

12.5集成運(yùn)放的非線性應(yīng)用所謂非線性應(yīng)用是指：由運(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)。2第2頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5.1限幅器tuiu0tUZ+UF-(UZ+UF)-+AuoR1RFuiDZR+1.雙向穩(wěn)壓管接于輸出端R限流電阻一般取100

特點：電路中的運(yùn)放處于線性放大狀態(tài)，但外圍電路有非線性元件（二極管、穩(wěn)壓二極管）。DZ雙向穩(wěn)壓管UZ穩(wěn)壓值,UF正向壓降3第3頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月uoui0傳輸特性DZ-+AuoR1RFui+2.雙向穩(wěn)壓管接于負(fù)反饋回路上UZ+UF-(UZ+UF)+UOM-UOM4第4頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5.2電壓比較器++uouiURuoui0+Uom-UomURUR為參考電壓當(dāng)ui>UR時,uo=+Uom當(dāng)ui<UR時,uo=-Uom

特點:運(yùn)放處于開環(huán)狀態(tài)5第5頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月++uouiURuoui0+Uom-UomUR當(dāng)ui<UR時,uo=+Uom當(dāng)ui>UR時,uo=-Uom

若ui從反相端輸入電壓比較器(續(xù))6第6頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月uoui0+UOM-UOM++uoui過零比較器:當(dāng)UR=0時++uouiuoui0+UOM-UOM電壓比較器(續(xù))7第7頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月++uouituituo+Uom-Uom例題：利用電壓比較器將正弦波變?yōu)榉讲ā?第8頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月++uiuoui0+UZ-UZ用穩(wěn)壓管穩(wěn)定輸出電壓uo

UZuoui0+UOM-UOM++uoui忽略了UF9第9頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月電壓比較器的另一種形式：將雙向穩(wěn)壓管接在負(fù)反饋回路上++uiuo

UZR′R_uoui0+UZ-UZR′=R10第10頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月12.5.3遲滯比較器1.遲滯比較器(下行)特點:電路中使用正反饋,運(yùn)放處于非線性狀態(tài)1、因為有正反饋，所以輸出飽和。2、當(dāng)uo正飽和時(uo=+UOM)：Hom211+UURRRU+=+=3、當(dāng)uo負(fù)飽和時(uo=-UOM)：Lom211+UURRRU+=+-=－++uoRR2R1uiU+11第11頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月－++uoRR2R1uiU+遲滯比較器(下行)(續(xù))uoui0+Uom-UomU+HU+L設(shè)ui,當(dāng)ui=<U+L,

uo從-UOM

+UOM這時,uo=-UOM,U+=U+L設(shè)初始值:

uo=+UOM,U+=U+H設(shè)ui,當(dāng)ui=>U+H,

uo從+UOM

-UOM12第12頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月傳輸特性uoui0+Uom-UomU+HU+LU+H上門限電壓U+L下門限電壓U+H-U+L稱為回差om211URRR+=HU+om211URRR+=-LU+13第13頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月tuiU+HU+LtuoUom-Uom例:設(shè)輸入為正弦波,畫出輸出的波形。－++uoRR2R1uiU+14第14頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月加上參考電壓后的遲滯比較器(下行)：－++uoRR2R1uiUR上下限：uoui0U+HU+L傳輸特性+UOM-UOM15第15頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月例題：R1=10k

，R2=20k

，UOM=12V，UR=9V當(dāng)輸入ui為如圖所示的波形時，畫出輸出uo的波形。uoui0U+HU+L－++uoRR2R1uiUR傳輸特性上下限：=10V=2V16第16頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2V10Vuiuo+UOM-UOMuoui0U+HU+L傳輸特性+UOM-UOM－++uoRR2R1uiUR17第17頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月－++uoRR2R1uiURuoui0U+HU+L－++uoRR2R1uiU+uoui0+Uom-UomU+HU+L遲滯比較器(下行)兩種電路傳輸特性的比較:18第18頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.遲滯比較器(上行)u+=0時翻轉(zhuǎn)，可以求出上下門限電壓。0URRRuRRRom211i212=+++－++uoRR2R1ui當(dāng)u+>u-=0

時,uo=+UOM當(dāng)u+<u-=0時,uo=-UOM0URRRRRRom211212=+-+ui當(dāng)uo=-UOM當(dāng)uo=+UOMui=ui=19第19頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月U+HU+Luoui0Uom-Uom傳輸特性曲線－++uoRR2R1ui遲滯比較器(上行)(續(xù))上下門限電壓20第20頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月加上參考電壓后的遲滯比較器(上行)：－++uoRR2R1uiUR上下門限電壓URURRRuRRRom211i212=+++當(dāng)uo=+UOM當(dāng)uo=-UOMURRRRRRom211212=+-+uiURUR

R2RR21++UR

R2RR21++21第21頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月加上參考電壓后的遲滯比較器(上行)傳輸特性：－++uoRR2R1uiUR－++uoRR2R1ui對照U+HU+Luoui0Uom-UomU+HU+Luoui0Uom-Uom22第22頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月1.電路結(jié)構(gòu)12.6.1方波發(fā)生器下行的遲滯比較器，輸出經(jīng)積分電路再輸入到此比較器的輸入端。上下限:－++RR1R2Cucuo12.6信號發(fā)生電路23第23頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月2.工作原理：(1)設(shè)uo

=

+UOM,此時，輸出給C充電,uc

則：u+=U+H－++RR1R2C+ucuo0tuoUOM-UOMucU+H0t一旦uc>U+H

,就有u->u+,在uc<U+H

時，u-

<u+,uo

立即由＋UOM

變成－UOM

,設(shè)uC初始值uC(0+)=0方波發(fā)生器uo保持+UOM不變UOM24第24頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月此時，C

經(jīng)輸出端放電,再反向充電(2)當(dāng)uo

=

-UOM時，u+=U+Luc達(dá)到U+L時，uo上翻－++RR1R2C+ucuoU+HuctU+L當(dāng)uo

重新回到＋UOM

以后，電路又進(jìn)入另一個周期性的變化。-UOM25第25頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月0U+HuctU+LUOMuo0t-UOMT周期與頻率的計算：－++RR1R2C+ucuof=1/T此期間是分析問題時的假設(shè),實際上用示波器觀察波形時看不到這段波形.26第26頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月周期與頻率的計算：－++RR1R2C+ucuo0U+HuctU+L+UOM-UOMT1T2TT=T1+T2=2T2，因正反向充電條件一樣T1=T2。uc(t)=UC(

)+

UC(0+)-UC(

)e,=RC-t

T2階段uc(t)的過渡過程方程為:27第27頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月0U+HuctU+L+UOM-UOMT1T2Tuc(t)=UC(

)+

UC(0+)-UC(

)e,=RC-t

UC(0+)=UC(

)=+UOMt=T2時,uc(t=T2)=周期與頻率的計算：)21ln(21RRRCT2+=28第28頁，課件共30頁，創(chuàng)作于2023年2月思考題：點b是電位器RW

的中點，點a

和點c

是b的上方和下方的某點。試定性畫出點電位器可動端分別處于

a、b、c

三點時的uo-uc

相對應(yīng)的波形圖。－-